機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、西安技師學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化系數(shù)控技術(shù)專業(yè) 實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目:零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具 設(shè)計(jì)學(xué) 院:西安技師學(xué)院專 業(yè):數(shù)控車工姓 名:侯永永班 級(jí):12G 數(shù)車二班學(xué) 號(hào):213指導(dǎo)老師:趙鵬設(shè)計(jì)地點(diǎn):西安技師學(xué)院起止日期:2009年 9月至 2012年 4月序言隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展, 社會(huì)對(duì)生產(chǎn)率的要求也越來越 高,因此,大批量生產(chǎn)成為時(shí)代的需求,而組合機(jī)床就可以滿足 這一需求,我們有必要來研究他。另外,支架是主要起支撐作用 的構(gòu)架,承受較大的力,也有定位作用,使零件之間保持正確的 位置。 因此支架加工質(zhì)量直接影響零件加工的精度性能, 我們有 必要對(duì)其進(jìn)行研究。機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及

2、的內(nèi)容比較多, 它是基礎(chǔ)課、 技術(shù)基 礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合, 是學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) (含機(jī)床夾具 設(shè)計(jì)和全部專業(yè)課,并進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,是我們對(duì) 所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí), 也是一次理論聯(lián)系實(shí)際 的訓(xùn)練,因此,它在我們?nèi)甏髮W(xué)生活中占有重要的地位。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造的基本理論, 并結(jié) 合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的技能知識(shí), 獨(dú)立地分析和解決工藝問題, 初 步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件 (支架 的工藝規(guī)程的能力和 運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法, 擬定夾具設(shè)計(jì)方案, 完成夾具 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力, 也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、 圖表等技術(shù)資料及 編寫技術(shù)文件等基本技能的一次

3、實(shí)踐機(jī)會(huì)。目 錄一、 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖1.1工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)·····································4 1.2工件的工藝分析·····&

4、#183;····································4 1.3配 合 件 的 零 件 圖··········&

5、#183;·································5 二、 選擇毛坯的制造方法并繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1 選擇毛坯的制造方式··········

6、83;·····························5 2.2 確定毛坯的形狀、大小··················

7、;····················6 三、 制訂零件的機(jī)械加工工藝路線3.1 確定零件各孔、平面加工方案························

8、········7 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇········································

9、;····9 3.3 制訂工藝路線············································

10、;··9 3.4 選擇各工序機(jī)床及工、 夾具, 刀具, 加工余量及工序間尺寸與公差的確 定·········································

11、;··············10 3.5 切削用量和時(shí)間定額的確定································

12、3;·11 3.6 機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡································13 四、 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1確定夾具設(shè)計(jì)方案, 繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖······

13、83;··············16 4.2工件在夾具中加工的精度分析······························20 4.3計(jì)算夾緊力

14、83;·············································21 4.4畫夾具裝配圖和零件圖··

15、;··································22 五、 參考文獻(xiàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)·············

16、····························23一、 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖 1.1 支架的作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)支架是起支撐作用的構(gòu)架,承受較大的力,也具有定位作用,使零件之間保持正確的位置。在支架高 20mm 處兩個(gè) R12mm 寬 12mm 的凸出部位之間相隔 2mm , 其中一個(gè)上有螺紋孔,另一個(gè)上有

17、通孔,則此處構(gòu)造比較復(fù)雜,且在支架高 36mm 處有 2mm 寬的一個(gè)缺口,這兩部 分剛度比較低。中間有 30mm 的孔,屬于套類結(jié)構(gòu),伸出部分為一平臺(tái),上有螺紋盲孔, 在端部有傾斜 60°的凸出部分,起定位作用,此處應(yīng)力教集中,強(qiáng)度要好。在平臺(tái)下面有 增強(qiáng)其硬度的肋板。兩個(gè) R12mm 凸出, 2mm 寬 36mm 高處缺口及 R10mm 凸出部分為復(fù)雜結(jié)構(gòu), 其加工存在一定的難度,要求較高,防止其損壞,需要對(duì)其進(jìn)行必要的熱處理。1.2 零件的工藝分析主要加工表面 30mm 中心孔及兩端倒角,上、下端面, M6 12螺紋盲孔,右端部?jī)A斜 60°凸出部分中間孔 8mm ,左

18、端兩個(gè)凸出部分外側(cè)面及其中間 M10螺紋孔和 11孔。(1選用灰鑄鐵 HT150,硬度 150200HB ,負(fù)荷低,磨損無關(guān)重要,變形很小,經(jīng)過正 火處理?；诣T鐵件的牌號(hào)和應(yīng)用范圍如表 1-1所示。 (2未標(biāo)注圓角半徑為 R3mm 。(3加工表面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷,并應(yīng)清理清潔。(4所有加工表面應(yīng)光潔,不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物。 (5上下表面應(yīng)與中心孔軸線保持一定的垂直度 0.06mm 和平面度 0.05mm ,中心孔內(nèi)表 面表面粗糙度 Ra 1.6m ,左端兩個(gè)凸出部分外表面 Ra 6.3m ,右端部?jī)A斜 60°凸出部分中間孔內(nèi)表面 Ra

19、 1.6m ,為較高精度,且 8015. 00 。(6 在加工之前進(jìn)行人工時(shí)效熱處理,對(duì)毛坯預(yù)備性熱處理, 為降低零件硬度,在精加 工階段的磨削加工前進(jìn)行淬火處理,淬火后工件硬度提高且易變形。表 1-1 灰鑄鐵件的牌號(hào)和應(yīng)用范圍 1.3 支架的零件圖,見圖紙所示。 二、選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1 選擇毛坯的制造方式該零件加工要求高,加工面數(shù)量多,并且種類繁多,有車、磨端面,鉆孔、擴(kuò)孔、攻螺 紋、車倒角、鉆斜孔等,位置、形狀、尺寸精度都各有要求。支架材料為灰鑄鐵 HT150,硬 度為 150200HB ,承受中等載荷的零件,摩擦面間的壓力 490KPa, 用于一般機(jī)械制造,薄 壁(重

20、量不大零件,工作壓力不大的管子配件以及壁厚 30mm 的耐磨軸套等和圓周速度 為 612m/s的帶輪以及其他符合表 1-1中條件的零件。毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、 尺寸大小、 材料的力學(xué)性能和零件的生產(chǎn)類型直接相關(guān)的,另外還和毛坯的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。鑄件:包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的 鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜, 尺寸可以相當(dāng)大,且吸振性能好, 但鑄件的力學(xué)性 能差。生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn), 采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法, 如金屬型鑄造, 可以使 毛坯的形狀接近于零件的形狀, 因此可以減少切削加工用量, 從而提高材料的利用率, 降低 了機(jī)械加工成本。 金屬型鑄造就是將熔融

21、的金屬澆注到金屬模具中, 依靠金屬自重充滿金屬 模具型腔而獲得的鑄件, 這種鑄件比砂型鑄造鑄件精度高, 表面質(zhì)量和力學(xué)性能好, 生產(chǎn)效 率也高, 但需要專用的金屬型腔模, 適用于大批量生產(chǎn)中的尺寸不大的有色金屬鑄件, 綜合 上述生產(chǎn)此支架零件選擇金屬型鑄造鑄件的方式。2.2 確定毛坯的形狀、大小(1毛坯的特點(diǎn),如表 2-1所示: (3鑄件的機(jī)械加工余量,如表 2-3所示 :(/mm (4鑄造孔的最小尺寸 , 如表 2-4所示:(/mm (5機(jī)械加工余量,工序尺寸確定由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有誤差,因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名 義上的加工余量, 實(shí)際上加工余量有最大加工余量和最小加

22、工余量之分。 鑄件的機(jī)械加工余 量見毛坯的制造表 2-3所示,尺寸公差等級(jí)為 12,加工余量等級(jí) MA 為 G ,則可選取毛坯的 加工余量有 4.5mm 和 3.0mm 兩種數(shù)值,及其他分析,確定毛坯的基本尺寸,畫出毛坯簡(jiǎn)圖, 如圖 2-5所示:圖2-5 三、制訂零件的機(jī)械加工工藝路線由于零件是大批量生產(chǎn),它的主要工藝特征是廣泛采用專用機(jī)床、專用夾具及專用刀 具、量具, 機(jī)床按工藝路線排列組織流水生產(chǎn)。為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,留有進(jìn)一步提高生 產(chǎn)率的可能,該支架在工藝設(shè)計(jì)上采用了組合機(jī)床的流水線加工方式。 3.1 確定零件各孔、平面的加工方式(1孔的加工方式,如表 3-1所示:表 3-1 孔的加

23、工方案 由表 3-1可以確定支架零件各孔的加工方案如下:A、加工孔 30032. 00+,要求內(nèi)表面粗糙度 Ra 6.3m ,則選擇鉆 -擴(kuò) -粗鉸 -精鉸的加工方式;B 、加工 11,要求內(nèi)表面 Ra 6.3m ,選擇鉆 -鉸的加工方式;C 、加工 8015. 00+,要求內(nèi)表面 Ra 1.6m ,選擇鉆 -粗鉸 -精鉸的加工方式。(2平面的加工方式,如表 3-2所示: 由表 3-2可以確定支架零件各面的加工方案如下:分析零件的各部分技術(shù)要求,四處平面加工,精度要求都在表面粗糙度 Ra 6.31.6m 之間,結(jié)合零件形狀尺寸,選擇粗銑 -精銑的加工方式。(3機(jī)械加工的安排原則 1. 對(duì)于形狀

24、復(fù)雜、尺寸較大的毛坯,或尺寸偏差較大的毛坯,應(yīng)首先安排劃線工序,為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn);2. 按“先基面后其他”的順序,首先加工精基準(zhǔn)面; 3. 在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正;4. 按“先主后次、先粗后精”的順序,對(duì)精度要求較高的各主要表面進(jìn)行 精加工、半精加工和精加工;5. 對(duì)于主要表面有位置精度要求的次要表面,應(yīng)安排在主要表面加工之后 加工;6. 一般情況,主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)行,對(duì)于 易出現(xiàn)廢品的工序,精加工和光整加工可適當(dāng)提前。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇工件在機(jī)床上用夾具進(jìn)行夾緊加工時(shí), 用來決定工件相對(duì)于刀具的位置的工件上的這些 表面稱為定位基準(zhǔn),定位基準(zhǔn)分

25、為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 1、粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇要重點(diǎn)考慮如何保證各個(gè)加工表面都能分配到合理的加工余量, 保證加工 面與非加工面的位置、尺寸精度,還同時(shí)要為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選取原則 (即當(dāng)零件有非加工表面時(shí), 應(yīng)以這些非加工表面作粗基準(zhǔn); 若零件有若干個(gè)非加工表面時(shí), 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗 基準(zhǔn) :加工 D 面時(shí),選取 60外表面外圓為粗基準(zhǔn),利用 V 型塊和一緊固螺釘以 60外圓定位夾緊, 以限制四個(gè)自由度, 再以 C 面為次要粗基準(zhǔn), 限制一個(gè)自由度,共限制五個(gè) 自由度,可以滿足加工要求;加工 M10和 11以 R12非加工表面外圓

26、為粗基準(zhǔn);加工8015. 00 以 R10非加工表面外圓為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí), 重點(diǎn)考慮的是減少工件的定位誤差, 保證零件的加工精度和加工表面之 間的位置精度,同時(shí)也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準(zhǔn)確。結(jié)合零件形狀尺寸大小、裝夾 定位,取 D 面為精基準(zhǔn),較好定位,且定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。3.3 制訂工藝路線擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件的幾何形狀、 尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到 保證。 工藝路線的擬定一般需要做兩個(gè)方面的工作:一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工藝 內(nèi)容, 依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分工藝; 二是選擇工藝基準(zhǔn), 即主要選擇定位基準(zhǔn)和 檢驗(yàn)基準(zhǔn)。 在生產(chǎn)綱

27、領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下, 可以考慮采用萬能機(jī)床, 組合機(jī)床和專 用夾具,并盡量采用工序集中的原則,通過減少工件安裝的數(shù)量來提高生產(chǎn)率。除此之外, 還應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)精度以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)以上原則及前文分析,擬定如下工藝路線: 工序 1 鑄坯(鑄造工序 2 熱處理(人工時(shí)效,降低硬度 工序 3 以所選基準(zhǔn),劃 C 、 D 、 E 面加工線 工序 4 粗銑 -精銑 D 面 工序 5 粗銑 -精銑 C 、 E 面 工序 6 鉆 M6 12螺紋底孔 工序 7 攻螺紋 M6 12 工序 8 粗銑 -精銑 F 面工序 9 鉆 M10螺紋底孔 工序 10 攻螺紋 M10 工序 11 粗銑 -精銑

28、 G 面 工序 12 鉆 -鉸 11工序 13 鉆 -擴(kuò) -粗鉸 -精鉸 30032. 00+ 工序 14 倒角 30032. 00+孔, C 端面處 工序 15 倒角 30032. 00+孔, D 端面處 工序 16 鉆 -粗鉸 -精鉸 8015. 00+工序 17 熱處理淬火,提高硬度, 150200HB 工序 18 去毛刺 工序 19 終檢 工序 20 入庫分析:為了提高效率, 盡量減少零件的裝夾定位, 如同一平面上孔加工在一次裝夾就完 成加工要求,使工序集中,節(jié)約時(shí)間,提高了生產(chǎn)率,按機(jī)械加工安排原則,合理的擬定工 藝路線。3.4 選擇各工序機(jī)床及工、夾具,刀具,加工余量及工序間尺寸與

29、公差的確定 (1工序 3,工件固定在平臺(tái)上,用劃線尺劃線找正;(2工序 4,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具,采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 225mm ,量具卡板。 D 面有 3mm 加工余量,粗銑 2mm 留 1mm 余量,精銑,保證平面度 0.05mm ;(3工序 5,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具,采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 225mm ,量具卡板。 C 、 E 面有 4.5mm 加工余量,粗銑 3.5mm 留 1mm 余量, 精銑, 相對(duì) A 基準(zhǔn), 保證其垂直度度 0.06mm ;(4工序 6,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具。 5麻花鉆,螺旋角 =2

30、8°,頂角 2K =118°,后角 。 =16°,橫刃斜角 =4060°,鉆孔深度 12mm 5盲孔, M10螺紋底孔,量具卡尺;攻螺紋,絲錐 M6³1,螺紋量規(guī),攻螺紋機(jī) S4012A ;(5工序 8,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具,采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 225mm ,量具卡板。 F 面有 3mm 加工余量,粗銑 2mm 留 1mm 余量,精銑,相對(duì)于 B 面,保證 平行度 0.06mm ;(6工序 9,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具, 9擴(kuò)孔鉆(直柄擴(kuò)孔鉆 , 擴(kuò)鉆通孔 9, M10螺紋底孔,量具卡尺;攻螺紋

31、,絲錐 M10³1,螺紋量規(guī),攻螺紋機(jī) S4012A ;(7工序 11,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具,采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 225mm ,量具卡板。 G 面有 3mm 加工余量,粗銑 2mm 留 1mm 余量,精銑,相對(duì)于 B 面,保證 平行度 0.06mm ; (8 工序 12, 選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床, 專用夾具, 10.8擴(kuò)孔鉆 (直柄擴(kuò)孔鉆 ,量具卡尺,加工此孔有 4mm (雙邊余量,留 0.2mm 精加工;鉸刀 11H8,鉸孔,直柄機(jī)用鉸刀; (9 工序 13, 選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床, 專用夾具, 29.8擴(kuò)孔鉆 (直柄擴(kuò)孔鉆

32、, 量具卡尺,加工此孔有 10mm (雙邊余量,留 0.2mm 精加工;粗鉸到 29.93,直柄機(jī)用鉸刀; 精鉸到 30H7,直柄機(jī)用鉸刀;(10工序 14、 15,倒角 30032. 00+孔兩端面內(nèi)孔,選用臥式車床 C620-1,專用夾具;(11工序 16,選擇 X6130A 萬能升降臺(tái)銑床,專用夾具,量具卡尺 7.8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆,鉆孔,留 0.2mm 余量;粗鉸到 7.96mm ,留 0.04mm 余量,直柄機(jī)用鉸刀; 精鉸到 8H7,直柄機(jī)用鉸刀;3.5 切削用量和時(shí)間定額的確定(1工序 4,粗銑 -精銑 D 面,保證總高, fz =0.08mm/齒(參考切削手冊(cè) ,切削速 度:參考有關(guān)

33、手冊(cè), 確定 V =0.45m/s。 即 27m/min, 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀, dw =225mm, 齒數(shù) z=20,則 ns =dw v 1000=225271000=38r/min,現(xiàn)采用 X6130萬能升降臺(tái)銑床,根據(jù)機(jī)床 使用說明書,取 nw =37.5r/min,故實(shí)際切削速度為:V =dwnw/1000=³225³37.5/1000=26.5m/min 當(dāng) nw =37.5r/min時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 fm 應(yīng)為:Fm =fzznw =0.08³20³37.5=60mm/min查機(jī)床說明書,剛好有 fm=60mm/min,故直接

34、選用該值,切削加工時(shí),由于是粗銑 -精銑,利 用作圖法, 可得出行程刀刃口寬 20mm , L=2³2060³60mm=360mm, 則機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為:Tm =L/fm =360/60min=6min(2工序 5,粗銑 -精銑 C 、 E 面,切削用量同上,銑刀行程 L=360mm 16³2mm=392mm, 則機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為 Tm = L/fm =392/60min=6.53min(3工序 6,鉆 M6 12螺紋底孔,即鉆 5盲孔,確定進(jìn)給量 f :根據(jù)切削手冊(cè) , 當(dāng)材料 b <800MPa , d 。 =5mm 時(shí), f =0.20.6mm/r,由于本

35、零件在加工 5孔時(shí)屬于低 剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75,則f =(0.20.6³0.75=0.150.45mm/r 根據(jù) X6130機(jī)床說明書, 取 f=0.1mm/r,切削速度, 根據(jù) 切削手冊(cè) , 查得切削速度 V=18m/min, 所以Ns = 1000V/dw =1000³18/3.14³5=1145r/min 根據(jù)機(jī)床說明書,取 nw=195r/min,故實(shí)際切削速度為V =dwnw/1000 =³5³195/1000=3.06m/min 切削工時(shí), L=12,則 Tm = L/nwf =12/195³0.1=0.6

36、2min(4工序 7,攻螺紋 M6 12, V = 0.1m/s = 6m/min,即 ns =238r/min,按機(jī)床選取 nw =195r/min,則 V=4.9m/min,機(jī)動(dòng)工時(shí):L=12mm,則Tm = 2L/nwf =12³2/195³1=0.13min(5工序 8, 粗銑 -精銑 F 面, 切削用量同工序 4, L=40³2=80mm,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 Tm =L/fm =80/60min=1.33min(6工序 9,鉆 M10螺紋底孔,即擴(kuò)孔鉆 9的鉆頭對(duì) 8的孔進(jìn)行擴(kuò)孔,根據(jù)有關(guān)手 冊(cè)的規(guī)定,擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f=(1.21.8f

37、 鉆 =(1.21.8 ³0.65³0.75=0.5850.87mm/r 根據(jù)機(jī)床說明書,選取 f=0.57mm/r,則V=(1/21/3 V 鉆 =(1/21/3³12=64m/min則主軸轉(zhuǎn)速為 n=51.634r/min,并按機(jī)床說明書取 nw =68r/min,實(shí)際切削速度為:V=dwnw/1000=³37³68/1000=7.9m/min切削工時(shí), L=12mm,Tm = L/nwf=12/68³0.57=0.31min(7工序 10,攻螺紋 M10,切削用量同工序 7, L=12mm,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為: Tm = L/fm =

38、12/60=0.2min(8工序 11,粗銑 -精銑 G 面,切削用量同工序 8,機(jī)動(dòng)工時(shí)為:Tm=1.33min (9工序 12,鉆 -鉸 11孔用 10.8鉆頭對(duì) 8孔進(jìn)行擴(kuò)鉆,同工序 9,切削工時(shí):Tm =0.31min 11H8鉸刀鉸孔,參考有關(guān)資料,取鉸刀的切削速度 Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(jì)算 出轉(zhuǎn)速為:n=1000V/d=1000*18/*11=573.25r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=500r/min,則實(shí)際切削速度Vc =dn/1000=*11*500/1000=15.7m/min=0.26m/s 切削工時(shí):L=12mm, Tm =L/nVc =12/5

39、00*0.26=0.09min(10工序 13,加工 30032. 00+孔用 29.8鉆頭對(duì) 25孔進(jìn)行擴(kuò)鉆,同工序 9,切削工時(shí):L=71,則切削工時(shí):Tm =L/nwf=71/68³0.57=1.83min粗鉸 -精鉸 30孔,參考有關(guān)資料,取鉸刀的切削速度 Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(jì) 算出轉(zhuǎn)速為:n=1000V/d=1000*18/*30=191.08r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=200r/min,則實(shí)際切削速度Vc =dn/1000=*30*200/1000=18.84m/min=0.314m/s 切削工時(shí):L=70mm, Tm =2L/nVc=2*7

40、0/200*0.314=2.23min(11工序 14, 30032. 00+內(nèi)孔倒角 C1(C 端面處 ,選臥式車床 C620-1,據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取 f1 =0.08mm/r,當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí),根據(jù)一般資料,確定切削速度 V=16m/min,則 ns =1000V/d=1000*16/*30=159.1r/min 按機(jī)床說明書取 nw =120r/min,則此時(shí)切削速度為:V =dnw/1000=11.3m/min切削工時(shí):L=2mm,則 Tm = L/nwf =2/120*0.08=0.21min(12工序 15, 30032. 00+內(nèi)孔倒角 C1(D 端面處 ,同工序 14,切削工時(shí):

41、Tm =0.21min(13工序 16,鉆 -粗鉸 -精鉸 8015. 00 7.8標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔,同工序 6,切削工時(shí):L=10mm, Tm = L/nwf=10/195*0.1=0.51min粗鉸 -精鉸 8,參考有關(guān)資料,取鉸刀的切削速度 Vc =0.3m/s=18m/min,由此計(jì)算出 轉(zhuǎn)速為:n=1000V/d=1000*18/*8=716.56r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=700r/min,則實(shí)際切削速度Vc =dn/1000=*8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s 切削工時(shí):L=10mm , Tm =2L/nVc =2*10/700*0.29=0.1mi

42、n3.6 機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡表 3-4 支架機(jī)械加工工藝主要工序卡 表 3-3 支架機(jī)械加工工藝過程卡 16 四、 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過對(duì)支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程分析設(shè)計(jì),對(duì)零件有了全面的認(rèn)知,選擇工序 13鉆 -擴(kuò) -粗鉸 -精鉸 30032. 00+分析,并結(jié)合此工序,設(shè)計(jì)一套專用夾具。4.1 確定夾具設(shè)計(jì)方案,繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖 (1定位方案加工 30032. 00+孔,內(nèi)孔表面粗糙度 Ra 1.6m ,以底面 D 面為精基準(zhǔn),限制三個(gè)自由度,以 11孔軸線為定位基準(zhǔn),限制三個(gè)自由度,則對(duì) Z 軸旋轉(zhuǎn)自由度形成過定位,增大 誤差,必須消除過定位。此種情形可選擇削邊銷(

43、棱形銷即可消除過定位,再由夾緊裝置 即可限制一個(gè)自由度,從而工件處于完全定位狀態(tài),進(jìn)行加工。削邊銷尺寸標(biāo)準(zhǔn)如圖 4-1和表 4-2所示:圖 4-1 (2導(dǎo)向方案為了能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置,鉆夾具都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件 鉆套, 鉆套一般安裝在鉆模板上,鉆模板與夾具體連接, 鉆套與工件之間留有排屑空間,因 工件批量大且經(jīng)鉆 -粗鉸 -精鉸孔工序, 加工精度高, 所以此處選用固定式鉆模, 鉆套選用快 換鉆套,如圖 4-3所示:圖 4-3 快換鉆套 (3夾緊方案由于零件加工工序較簡(jiǎn)單,定位較容易, 工件批量大,選取簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊裝置, 螺旋 夾緊機(jī)構(gòu),用于夾緊零件的螺釘選有帶手柄的螺冒

44、,便于操作,使工件裝卸迅速,方便。由 于螺釘與工件 60外圓接觸并施加夾緊力,此處選用圓周線接觸。夾緊裝置見總裝配圖所 示。(4夾具體的設(shè)計(jì)結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、加工要求及以上分析,初步設(shè)計(jì)夾具體的結(jié)構(gòu)。a 、采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模、定位心軸及鉆模板均按裝在夾具體上,夾具體底17面為安裝基準(zhǔn)面,此方案結(jié)構(gòu)緊湊,安裝穩(wěn)定,剛性好,成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,較合理。 b 、采用型材夾具體的鉆模,夾具體由左側(cè)板、定位心軸、鉆模板安裝在底座上,夾具 體底面為安裝基準(zhǔn)面,此方案的夾具體為框架式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量較輕、鉆模剛性好, 固定鉆模板螺釘受力比較大,易變形,但是由于零件為大批量生產(chǎn),盡量減少生產(chǎn)成本,此

45、 方案不可取。綜合上述,確定采用 a 方案。夾緊裝置是緊固螺釘與 V 型塊組成,其 V 型塊與夾具體連接為一體, V 型塊及尺寸見 圖 4-4和表 4-5所示:圖 4-4 夾具體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及各部分尺寸見夾具體圖紙所示: (5夾具總裝配圖上的公差、技術(shù)要求的標(biāo)注活動(dòng)配合公差選擇如表 4-7、表 4-8所示:表 4-818 影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差(SA 它們主要指夾具安裝基面與機(jī)床相應(yīng)配合表面之間的尺寸、公差。夾具體的安裝基面 與機(jī)床的配合,鉆模的安裝基面是平面,可不必標(biāo)注。影響夾具精度的尺寸和精度鉆套與定位銷之間尺寸 40±0.1, V 型塊的寬度 35.8±0

46、.02, 為影響夾具體的精度尺寸, 誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求夾具總圖上無法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說明的問題,可作為技術(shù)要求用文字寫在總圖的 空白處。如夾具使用時(shí)的操作順序等。夾具總圖上公差值的確定夾具總圖上標(biāo)注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下,盡量降低夾具的制造 精度。 夾具總圖上標(biāo)注的第 25類尺寸的尺寸公差和位置公差均直接影響工件的加工精度, 取J =(1/51/2k式中:J 夾具總圖上的尺寸公差或位置公差;k -與 J 相應(yīng)的工件尺寸公差或位置公差。當(dāng)工件批量大、加工精度低時(shí), J 取小值,因?yàn)檫@樣可延長(zhǎng)夾具使用壽命,又不增 加夾具制造難度;反之取大值。此夾具總裝

47、圖尺寸公差、位置公差均取相應(yīng)工件公差的 1/3左右。 對(duì)于直接影響工件加工精度的配合尺寸, 在確定了配合性質(zhì)后, 應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合。 工件的加工尺寸未注公差時(shí), 工件公差 k 視為 IT14IT12, 夾具上的相應(yīng)尺寸公差按 IT11IT9標(biāo)注; 工件上的位置未注公差時(shí), 工件位置公差 k 視為 IT9IT11, 夾具上的相 應(yīng)尺寸公差按 IT7IT9標(biāo)注。19204.2 工件在夾具中加工的精度分析 (1影響加工精度的因素用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí), 其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。 與夾具有關(guān) 的因素有定位誤差 D 、 對(duì)刀誤差 T 、 夾具在機(jī)床上的安裝誤差 A 和夾具制造誤差 J

48、 等。 在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中, 因機(jī)床精度、刀具精度、 刀具與機(jī)床的位置精度、 工藝系統(tǒng)的受力 變形和受熱變形等因素造成的加工誤差,統(tǒng)稱為加工方法誤差 C 。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀 具相對(duì)工件的位置不準(zhǔn)確,而形成總的加工誤差。1 定位誤差 D 加工尺寸(401. 0± mm 的定位誤差 D =0。對(duì)稱度 0.1mm 的定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定 位孔的尺寸為 11H7(+0.0180, 定位心軸的尺寸為 11f6(-0.016-0.027 ,則 D =Xmax =(0.018+0.027 mm =0.045mm 2 對(duì)刀誤差 T 因?qū)Φ稌r(shí)刀具相對(duì)于對(duì)刀塊或?qū)?/p>

49、元件的位置不精確而造成的加工誤 差,稱為對(duì)刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙,會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜,造成加工誤差。由于鋼套壁厚較薄,可只計(jì)算鉆頭位移引起的誤差。鉆套導(dǎo)向孔尺寸為 29.8F7(108. 0056. 0+,鉆頭 尺寸為 29.80016. 0-mm 。尺寸(401. 0± mm 及對(duì)稱度 0.1mm 的刀具誤差均為鉆頭與導(dǎo)向孔 的最大間隙。 T = Xmax =(0.108+0.016 mm=0.124mm3 夾具的安裝誤差 A 因夾具上定位元件、 對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間 (包括 導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間 的位置不精確而造成的加工誤差, 稱為夾具的安裝誤差。 此夾具 的

50、安裝基面為平面,因而沒有安裝誤差, A =0。4夾具誤差 J 因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間(包括導(dǎo)向 元件與導(dǎo)向元件之間 的位置不精確而造成的加工誤差, 稱為夾具誤差。 夾具誤差的大小取 決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時(shí)的調(diào)整與修配精度。影響尺寸(401. 0± mm 的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面 D 的垂直度 J3 =0.03mm, 導(dǎo)向孔軸心線到定位端面的尺寸公差 J2 =0.06mm。影響對(duì)稱度 0.1mm 的夾具誤差為導(dǎo)向孔對(duì)定位心軸的對(duì)稱度 J2 =0.03mm。5加工方法誤差 G 因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的 受力變形和受熱

51、變形等因素造成的加工誤差, 統(tǒng)稱為加工方法誤差。 因該項(xiàng)誤差影響因素多, 又不便于計(jì)算,所以在設(shè)計(jì)夾具時(shí)常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的 1/3。計(jì)算時(shí)可設(shè) G =k/3(2保證加工精度的條件工件在夾具中加工時(shí),總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量,應(yīng)用概率法疊加。因此,保證工件加工精度的條件為 =上述各項(xiàng)誤差的平方和的平方根 k即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差 k 。西安技師學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 為保證夾具有一定的使用壽命， 防止夾具因磨損而過早報(bào)廢， 在分析計(jì)算工件加工精度 時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量 JC 。因此將上式改寫為： k-JC 或 JC =k - 0 當(dāng)

52、JC0 時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。JC 值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短 和夾具總圖上各項(xiàng)公差J 確定得是否合理。 鋼套鉆29.8mm 孔時(shí)，加工精度的計(jì)算列于表 4-9 所示： 表 4-9 誤差名 稱 D T A J G 加工要求 （40 ± 0.1 ）mm 0 0.124mm 0 J2+J3=（0.06+0.03）mm (0.2/3mm=0.067mm 0.156mm (0.2-0.156mm=0.044mm0 對(duì)稱度 0.1mm 0.045mm 0.124mm 0 J2=0.03mm (0.1/3mm=0.033mm 0.0194mm (0.1-0.0194mm=0.0806mm0 JC 由表 4-9 可知，該鉆模能滿足工件的各項(xiàng)精度要求，且有一定的精度儲(chǔ)備。 4.3 計(jì)算夾緊力 （1） 由 4.1 中分析選擇點(diǎn)接觸式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，計(jì)算此夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力。單個(gè)螺旋夾 緊產(chǎn)生的夾緊力按下公式計(jì)算： W0=QL/【rtan1+rztan（+2） 】 （式中 W0 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N） ； Q 原始作用力（N） ； L 作用力臂（m