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西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
【摘 要】 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。
【關(guān)鍵詞】 工序，工藝，定位方案
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
【Abstract】 Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
【Key Words】 The process，worker one，orient the scheme，
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 選題的意義....................................................................................................................................1
1.2 夾具的發(fā)展方向............................................................................................................................1
1.3 本章小結(jié)........................................................................................................................................3
第2章 推動架的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1 推動架的工藝................................................................................................................................3
2.1.1 推動架的作用 3
2.1.2推動架的技術(shù)要求..............................................................................................................3
2.1.3 推動架的工藝分析 4
2.3 確定毛坯，繪制毛坯簡圖 .......................................................................................................6
2.3.1選擇毛坯..............................................................................................................................7
2.3.2 繪制推動架毛坯的鑄造簡圖.............................................................................................8
2.4 擬定推動架工藝路線....................................................................................................................9
2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇...............................................................................................................10
2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇...................................................................................................................10
2.4.3粗基準(zhǔn)的選擇....................................................................................................................10
2.5各面、孔加工方法的確定...........................................................................................................11
2.6 加工階段的劃分..........................................................................................................................11
2.7 工序的集中于分散......................................................................................................................11
2.8 工序順序的安排..........................................................................................................................12
2.8.1機(jī)械加工工序....................................................................................................................12
2.8.2熱處理工序........................................................................................................................13
2.8.3輔助工序............................................................................................................................13
第3章 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用.......................................................................................................13
3.1 機(jī)床設(shè)備的選用..........................................................................................................................13
3.2 工藝裝備的選用.........................................................................................................................13
第4章 加工余量、工序尺寸和公差的選用..........................................................................................14
第5章 切削用量與時間定額的計(jì)算......................................................................................................15
5.1 切削用量的計(jì)算..........................................................................................................................15
5.1.1 鉆孔工步...........................................................................................................................16
5.1.2 擴(kuò)孔工步...........................................................................................................................17
5.1.3 粗絞工步...........................................................................................................................17
5.1.4 精絞工步...........................................................................................................................17
5.2 時間定額的計(jì)算..........................................................................................................................17
5.2.1 基本時間Tj的計(jì)算.........................................................................................................18
5.2.2 輔助時間Tf的計(jì)算.........................................................................................................18
5.2.3 其他時間的計(jì)算...............................................................................................................19
5.2.4 單件時間Tdj的計(jì)算.......................................................................................................19
第6章 夾具設(shè)計(jì) 20
6.1 問題的提出..................................................................................................................................20
6.2 定位方案......................................................................................................................................20
6.3 夾緊機(jī)構(gòu)......................................................................................................................................20
6.4 夾具與機(jī)床的聯(lián)接元件..............................................................................................................20
6.5 定位誤差分析..............................................................................................................................20
6.6 切削力及夾緊力的計(jì)算..............................................................................................................20
結(jié)論 21
參考文獻(xiàn) 22
致謝 22
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
第1章緒論
1.1選題的意義
當(dāng)人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時，很少談到工件夾具，但是在零件生產(chǎn)的基本領(lǐng)域，正吹著改革之風(fēng)。一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的推動架類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
如今，制造商們需要供應(yīng)商提供一步到位服務(wù)，他們要求世界范圍內(nèi)的當(dāng)?shù)毓?yīng)商能夠支持全球化生產(chǎn)。他們堅(jiān)持與供應(yīng)商保持并行生產(chǎn)過程開發(fā)。他們努力尋求各種以及所有可以降低其產(chǎn)品生產(chǎn)時間的對策。那些制作夾具的人，必須采用與制作價值好幾百萬美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。
1.2 夾具的發(fā)展方向
夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
一、高精度
隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。?
二、高效
為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率的作用。?
三、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。
利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。?
四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。
采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價值。
1.3 本章小結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個新的階段。
自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
第二章推動架的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 推動架的工藝
2.1.1推動架的作用
該零件為B6050刨床推動架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的零件（如附圖1），Φ32+0.0270孔安裝在進(jìn)給絲杠軸，靠近Φ32+0.0270孔左端處裝一棘輪。在棘輪上方即為Φ160+0.033孔裝棘輪。Φ160+0.033孔通過銷與杠連接。把從電動機(jī)創(chuàng)來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過偏心輪杠桿使零件繞Φ32+0.0270軸心線擺動。同時，棘輪撥動棘輪，使絲杠轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)工作臺自動進(jìn)給。
（附圖1 零件圖）
1.2推動架的技術(shù)要求
推動架的技術(shù)要求見表1.1
表1.1 推動架技術(shù)要求
加工表面
偏差
mm
公差及精度等級
粗糙度 Ra
μm
形位公差/mm
φ27的端面
IT13
12.5
0.1
A
φ16的孔
+0.029
0
IT6-IT9
3.2
φ50的外圓端面
IT7-IT9
6.3
φ32的孔
+0.027
0
IT7-IT8
6.3
φ35的兩端面
IT13
25
φ16的孔
+0.029
0
IT6-IT9
3.2
1.3推動架工藝分析
分析可知本零件材料為灰口鑄鐵，HT200。該零件具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性，減震性，適應(yīng)于承受較大的應(yīng)力，要求耐磨的零件。刨床推動架具有兩組工作表面，他們之間有一定的位置要求。
由零件圖可知，φ32+0.027 0、φ16+0.019 0孔的中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：
1.φ32mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ32mm的兩個端面及孔和倒角，φ16mm的兩個端面及孔和倒角。
2.以φ16mm孔為加工表面
這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋，φ6mm的孔及120°倒角2mm的溝槽。
這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：
1.φ32mm孔內(nèi)與φ16mm中心線垂直度公差為0.10；
2.φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。
由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。另外考慮到零件的精度不高可以在普通機(jī)床上加工。
2.3確定毛坯 、繪制毛坯簡圖
2.3.1選擇毛坯
根據(jù)零件差資料知：零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計(jì)算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用金屬型鑄造毛坯。由于φ32mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效進(jìn)行處理。
2.3.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
零件基本尺寸在100—160之間，由表2-1可知，差得該鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級。由表2-5可知，加工余量等級MA為G級，故CT=10級，MA為G級。
表2.1用查表法確定各加工表面的總余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值
說明
φ27的端面
92
H
4.0
頂面降一級，單側(cè)加工
φ16的孔
φ16
H
3.0
底面，孔降一級，雙側(cè)加工
φ50的外圓端面
45
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
φ32的孔
φ32
H
3.0
孔降一級，雙側(cè)加工
φ35的兩端面
20
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
φ16的孔
φ16
H
3.0
孔降一級，雙側(cè)加工
表3.2由參考文獻(xiàn)可知，鑄件主要尺寸的公差如下表：
主要加工表面
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
φ27的端面
92
4.0
96
3.2
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
φ50的外圓端面
45
5
50
2.8
φ32的孔
φ32
6.0
φ26
2.6
φ35的兩端面
20
5
25
2.4
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
2.3.2繪制推動架毛胚的鑄造簡圖
由表2.1所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如圖2.2所示。
（圖2.2 零件的毛坯圖）
2.4擬定推動架工藝路線
2.4.1、定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)?；孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇φ32的孔和φ16的孔作為精基準(zhǔn)
2.3.4 粗基準(zhǔn)的選擇
對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，B6065刨床推動架以外圓作為粗基準(zhǔn)。
2.5各面、孔加工方法的確定
根據(jù)推動架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表3.1：
表3.1 推動架各表面加工方案
主要加工表面
尺寸精度等級
粗糙度
加工方案
備注
φ27的端面
IT13
12.5
粗銑
表1-8
φ16的孔
IT6-IT9
3.2
鉆-擴(kuò)-鉸-
表1-9
φ50的外圓端面
IT7-IT9
6.3
粗銑-精銑
表1-8
φ32的孔
IT7-IT8
6.3
鉆-擴(kuò)-鉸
表1-9
φ35的兩端面
IT13
25
粗銑
表1-8
φ16的孔
IT6-IT9
3.2
鉆-擴(kuò)-鉸
表1-9
φ6的孔
IT11-IT12
25
鉆
表1-9
φ8螺紋孔
（公差帶5H-7H）
6.3
鉆螺紋
表1-10
寬6mm的槽
IT11-IT13
12.5
粗銑
表1-8
拉溝槽R3
25
拉
2.6加工階段的劃分
該推動架的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成面加工和孔加工兩個階段。
加工過程中，首先加工面，然后加工各空，最后加工各細(xì)節(jié)部分（攻絲、拉槽等）
2.7工序的集中與分散
該零件選用工序集中原則安排推動架的加工工序。該推動架的生產(chǎn)類型是中、小批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。
2.8工序順序的安排
2.8.1機(jī)械加工工序
遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則 、“先粗后精”原則、“先主后次”原則、 “先面后孔”原則。制定機(jī)械加工工序如下：
工序I 銑φ32mm孔的端面
工序II 銑φ16mm孔的端面
工序III 銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面
工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽
工序V 銑φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面
工序VI 鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z535立式鉆床加工
工序VII 鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式鉆床加工
工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm,倒角45度。選用Z525立式鉆床
工序Ⅸ 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工
工序Ⅹ 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工
工序Ⅺ 拉溝槽R3
2.8.2 熱處理工序
加工之前進(jìn)行時效處理。
2.8.3 輔助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該推動架工序的安排順序?yàn)椋簾崽幚恚〞r效處理）——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——主要表面精加工。
2.9確定加工路線
在綜合考慮上述工序安排的原則基礎(chǔ)上，由表3.2列出推動架的工藝路線
工序號
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
1
熱處理（時效處理）
2
銑Φ32mm孔的端面
X52K立式升降銑床
立銑刀
游標(biāo)卡尺
3
銑Φ16mm孔的端面
X52K立銑
立銑刀
游標(biāo)卡尺
4
銑Φ32mm和Φ16mm孔在同一基準(zhǔn)上的兩個端面
X52K立銑
立銑刀
游標(biāo)卡尺
5
銑Φ10mm和Φ16mm孔的兩個端面
X62W萬能銑
立銑刀
游標(biāo)卡尺
6
銑深9.5mm，寬6mm的槽
X52K立銑
立銑刀
游標(biāo)卡尺
7
鉆、擴(kuò)、鉸Φ32mm孔，倒角45°
Z535立鉆
麻花鉆、套式擴(kuò)孔鉆、套式鉸刀
內(nèi)徑千分尺
8
鉆Φ10mm，半精鉸，精鉸Φ16mm的孔，倒角45
Z535立鉆
麻花鉆、直柄機(jī)用鉸刀
內(nèi)徑千分尺
9
鉆，半精鉸，精鉸Φ16mm孔，倒角45°
Z525立鉆
麻花鉆、直柄機(jī)用鉸刀
內(nèi)徑千分尺
10
鉆螺紋孔Φ6mm，攻絲M8-6H
Z525立鉆
麻花鉆、機(jī)用絲錐
內(nèi)徑千分尺
螺紋塞規(guī)
11
鉆Φ6mm的孔，锪120°倒角
Z525立鉆
麻花鉆、高速鋼莫氏錐锪鉆
內(nèi)徑千分尺
12
拉溝槽R3
L515A
拉刀
內(nèi)徑千分尺
13
清洗
清洗機(jī)
14
終檢
卡尺、塞規(guī)、百分表
第3章機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用
3.1機(jī)床設(shè)備的選用
在大批生產(chǎn)條件下，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機(jī)床型號，所選用的組合機(jī)床應(yīng)提出機(jī)床特征，如“四面組合機(jī)床”。主要以由表3.2給出。
3.2工藝裝備的選用
工藝裝配主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應(yīng)簡要寫出它們的名稱，如“鉆頭”、“百分表”、“車床夾具”等。
刀具、量具以在3.2給出。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所選用的夾具均為專用夾具。
第4章加工余量、工序尺寸和公差的確定
此處只對對第七道工序進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求尺寸精度等級介于IT7~IT8之間，由表2-8可查得工序尺寸及余量：
鉆孔：Φ30 2z=1.75mm
擴(kuò)孔: Φ31.75 2z=1.8mm
粗鉸孔：Φ31.93 2z=0.07mm
精鉸：Φ32 H7
由表1-20可以依次確定精度等級為：精鉸：IT7;粗鉸：IT10;擴(kuò)孔：IT10鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.025mm; 粗鉸：0.1mm; 擴(kuò)孔：0.1mm;鉆：0.25mm。
以上均為孔的上偏差，下偏差均為零。
第5章切削用量、時間定額的計(jì)算
5.1切削用量的計(jì)算
計(jì)算工序VI—鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm。
5.1.1鉆孔工步
1）背刀吃量аp的選擇定аp=4.0mm。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步得進(jìn)量f=0.5mm/r。
3）切削速度的計(jì)算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=212r/min, 根據(jù)表4-9查Z535型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=18.4m/min。
5.1.2擴(kuò)孔工步
1）背吃刀量的確定
取雙邊被遲到量аp=1.75mm。
2）進(jìn)給量的確定
由表5-23和表4-7，選取該工步的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量=0.90mm/r。
3）切削速度的計(jì)算
由查手冊表2.4-53（P562），按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為18m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=179.1r/min,參照表4-6所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=195r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=195r/min31.75mm/1000=19.4m/min。
5.1.3粗鉸工步
1)背吃刀量的確定
取雙面被吃刀量аp=1.8mm。
進(jìn)給量的確定
2)由表5-23和表4-7，選取該工步的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量=0.90mm/r。
3)切削速度的計(jì)算
由查手冊表2.4-53（P562），按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為4m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=40.0r/min,參照表4-6所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=68r/min31.93mm/1000=6.8m/min。
5.1.4精鉸工步
1) 背吃刀量的確定
取雙面被吃刀量аp=0.07mm。
2) 進(jìn)給量的確定
由表5-31和表4-7，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.90mm/r。
3) 切削速度的計(jì)算
由表5-31，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為3m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=30.0r/min,參照表4-6所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=68r/min32mm/1000=6.8m/min。
5.2時間定額的計(jì)算
5.2.1基本時間的計(jì)算
1）鉆孔工步
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式 求得。=50, =2.4，; f=0.5mm/r;n=195r/min。則該工步的基本時間t=(50+2.4+2)/0.5mm/r / 195r/min=30.4s
2）擴(kuò)孔工步
根據(jù)表5-41，本工序時間可由公式求得。式中=50mm；=2~4mm；，取= ，2.4mm；=4mm；
；n=195r/min。將上述結(jié)果帶入公式，則該工序的基本時間t=(50+2.4+4)/0.9mm/r / 195r/min=17.5s
3）粗鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式求得。式中、由表5-42按=、аp=(D-d)/2=0.09條件查得=0.37mm；=15mm；而=50mm；；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間t=(50+0.37+15)/0.9mm/r / 68r/min=64.2s。
4）精鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式求得。式中、由表5-42按=、аp=(D-d)/2=0.035條件查得=0.19mm；=13mm；而=50mm；；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間t=(50+0.19+13)/0.9mm/r / 68r/min=62.0s。
5.2.2輔助時間的計(jì)算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間與基本時間之間的關(guān)系為=(0.150.2)，該零件取=0.15,則該工序的輔助時間為：
工序VI鉆孔工步的輔助時間：=0.1530.4=4.5s；
工序VI擴(kuò)孔孔工步的輔助時間：=0.1517.5=2.6s；
工序VI粗鉸孔工步的輔助時間：=0.1564.2=9.6s；
工序VI精鉸工步的輔助時間：=0.1562.2=9.3s；
5.2.3 其他時間的計(jì)算
除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于該推動架的生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可以忽略不計(jì)；布置工作地時間是作業(yè)時間的2%7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%4%,本工件均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）（+）計(jì)算，他們分別為：
工序VI鉆孔工步的其他時間：+=6%（30.4+4.5）=2.1s；
工序VI擴(kuò)孔孔工步的其他時間：+=6%（17.5+2.6）=1.2s；
工序VI粗鉸孔工步的其他時間：+=6%（59.2+9.6）=4.2s；
工序VI精鉸工步的其他時間：+=6%（57.1+9.3）=4.0s；
5.2.4單件時間的計(jì)算
工序VI的單件時間為三個工步單價時間的和，其中
鉆孔工步=30.4+4.5+2.1=37s；
擴(kuò)孔工步=17.5+2.6+1.2=21.3s；
粗鉸工步=59.2+9.6+4.2=73s；
精鉸工步=57.1+9.3+4.0=70.4s；
因此，工序VI的單件時間=++=37+21.3+73+70.4=201.7s。
將上述零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。
第6章夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。根據(jù)老師給定的題目，設(shè)計(jì)工序VI—鉆、擴(kuò)、鉸Φ32孔。本專用夾具將用于Z525立式鉆床的加工。刀具為麻花鉆、套式機(jī)用鉸刀等，制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過鑄造得到。
6.1問題的提出
本夾具主要用來工序VI—鉆、擴(kuò)、鉸Φ32孔。由于工序較多，工藝要求相對較高，加工相對復(fù)雜。本夾具的設(shè)計(jì)工程中應(yīng)主要考慮如何定位，使用六點(diǎn)定位原理限制六個自由度。同時由于加工過程中受力較大，受力方向較多，還應(yīng)考慮如何才能實(shí)現(xiàn)很好的夾緊，以便進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工。其次還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。本專用夾具將用于Z525立式鉆床的加工。
6.2定位方案
工件以Φ50外圓及端面為定位基準(zhǔn)，采用V型塊與平面組合定位方案。其中平面限制工件三個自由度，V型塊限制兩個自由度。定位后只有Z軸的轉(zhuǎn)動無法限制，但是由于本工件夾緊部分為圓柱形，因此無需對該自由度進(jìn)行限制。綜上，該定位方案可行。
6.3夾緊機(jī)構(gòu)
采用螺旋推動V型塊夾緊機(jī)構(gòu)，通過擰緊右端C型固定手柄壓緊螺釘，推動活動V型塊壓緊工件實(shí)現(xiàn)夾緊。同時輔助以快速壓板，進(jìn)行輔助夾緊。
6.4夾具與機(jī)床聯(lián)接元件
采用兩個標(biāo)準(zhǔn)定為鍵，固定在夾具體底面同一條直線位置的鍵槽中，用于確定機(jī)床夾具相對于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。要保證定位鍵的寬度與機(jī)床工作臺T型槽相匹配的要求。定位鍵可以承受一定的銑削扭矩，減輕夾緊螺栓、夾具體與機(jī)床的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具加工過程的穩(wěn)定性。
6.5定位誤差分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為三個支承釘和一個V形塊，定為基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。由表2-3鑄件尺寸公差，基準(zhǔn)位移誤差為。所以定位誤差。
6.6切削力及夾緊力的計(jì)算
各工序中，鉆孔過程受力最大，所以只計(jì)算該工序切削力即可。
鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中 P───鉆削力
t───鉆削深度, 45mm
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.5mm
D───麻花鉆直徑, Φ30mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
=968（N）
鉆孔的扭矩：
式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.5mm
D───麻花鉆直徑, Φ30mm
HB───布氏硬度，140HBS
=×0.014××
=1840(N·M)
根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
結(jié) 論
很快結(jié)束了兩周左右的課程設(shè)計(jì)階段。期間，在老師的的辛勤指導(dǎo)下，取得了一定的成績，課程設(shè)計(jì)是《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的一個重要環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)通過理論與實(shí)踐的結(jié)合，加深了我們對理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。
這次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。
回顧起此次推動架的課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固等。
我覺得這次設(shè)計(jì)最重要的是讓我懂得了團(tuán)隊(duì)精神的重要性。在本次設(shè)計(jì)過程中，如果我們沒有一個很好的團(tuán)隊(duì)互助，許多問題仍然將是問題，但是，很“遺憾”我們進(jìn)行了很好的合作。很多自己想了很久沒有結(jié)果的問題，在大家的幫助下很快就可以解決掉。我深刻的感覺到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。
另外，還要特別感謝我們的指導(dǎo)老師和授課老師。在這次設(shè)計(jì)過程中如果沒有他們的細(xì)心的幫助、辛勤的指導(dǎo)、孜孜不倦的教誨，可以說我們不可能這么順利的完成本次設(shè)計(jì)！
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致 謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在xxx老師悉心指導(dǎo)下完成的。xxx老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，xxx老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在此設(shè)計(jì)及論文撰寫過程中得到了班上同學(xué)的無私幫助，在此對你們表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。
在論文工作中，得到了學(xué)校有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！