配氣機構導塊加工工藝及 6-鏜Φ25孔夾具設計【含CAD圖紙、說明書】【大連交通課設專題】

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機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 零件圖號 材料 毛 坯 種 類 文件編號 配氣機構導塊 gangan HT200 鑄造 造 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設 備 夾具名稱 刀具名稱 量具名稱 工作 等級 單件 工時 名稱 型號 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 50 半精車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 60 掉頭，車左端面,以右端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 70 車R1槽, 以左端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 切槽車刀 游標卡尺 M 80 半精車Φ59.5外圓及端面,以右端外圓為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 90 精車Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 外圓車刀 游標卡尺 M 100 鉆Φ17孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 110 擴Φ19.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 擴孔鉆 游標卡尺 M 120 鉸Φ20H8孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉸刀 內(nèi)徑百分表 M 130 車Φ50內(nèi)孔，以Φ59.5外圓及端面為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 鏜刀 游標卡尺 M 140 鉆Φ22孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 150 擴Φ24.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 擴孔鉆 游標卡尺 M 160 鏜Φ25H7，以外圓及端面為基準 臥式車床 CA6140 三爪卡盤 鏜刀 游標卡尺 M 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 零件圖號 材料 毛 坯 種 類 文件編號 配氣機構導塊 gangan HT200 鑄造 造 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設 備 夾具名稱 刀具名稱 量具名稱 工作 等級 單件 工時 名稱 型號 170 鉆2-Φ6孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 180 鉆2-Φ3孔，以Φ60外圓及端面為基準 立式鉆床 Z525 專用鉆夾具1 鉆頭 游標卡尺 M 190 銑削寬度為46的兩側面（銑扁），以Φ60外圓及端面為基準 立式銑床 X52K 專用銑夾具4 立銑刀 游標卡尺 H 200 粗銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 立式銑床 X52K 專用銑夾具4 立銑刀 游標卡尺 H 210 精銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 立式銑床 X52K 專用銑夾具4 立銑刀 游標卡尺 H 220 磨Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 磨床 M114W 磨床夾具 砂輪 螺旋測微器 G 230 終檢 240 清洗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 課程設計 配氣機構導塊加工工藝及鏜25孔夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 31 摘 要 配氣機構導塊是某企業(yè)產(chǎn)品中的關鍵零件之一，本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和配氣機構導塊零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具，并完成必要的設計計算。本機床所用夾具的通用性強，工件采用定位夾緊，快速方便。夾緊采用手動加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。由于配氣機構導塊的生產(chǎn)量比較大，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用組合機床或專用機床進行加工。 通過設計，綜合運用了大學期間的多數(shù)基礎和專業(yè)知識，加深所學知識體系，掌握了運用各項繪圖軟件進行設計的方法和技巧,熟悉了工程應用設計。 關鍵詞 配氣機構導塊 零件分析 工藝路線 夾具設計 組合機床 Abstract The axile bush is one of the key parts of an enterprise products, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod and modular machine tool of the axile bush.The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform,so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency. Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well. Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool 目 錄 摘 要 II Abstract 1 1 引言 3 2 零件工藝性分析 4 2.1 零件的作用 4 2.2 零件的工藝分析 5 3 毛坯的選擇 5 4 工藝規(guī)程設計 6 4.1 工藝規(guī)程的作用 6 4.2 定位基準的選擇 7 4.3 制定工藝路線 7 4.4 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 11 4.5 確定切削用量及基本工時 11 第5章 鏜25孔工序的夾具設計 23 5.1設計要求 23 5.2 定位基準的選擇 23 5.3定位元件的設計 24 5.4 切削力及夾緊力的計算 24 5.5加緊元件的設計 25 5.6緊固元件的選擇 25 5.7零件的車床夾具的加工誤差分析 25 5.8 夾具操作說明 26 結束語 27 參 考 文 獻 29 致 謝 30 1 引言 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機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)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機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。 2 零件工藝性分析 2.1 零件的作用 配氣機構導塊是配氣機構一個主要零件。通過配氣機構實現(xiàn)氣體的內(nèi)外交換，該零件的加工好壞，將影響到整個配氣機構的工作性能。 2.2 零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件上主要加工面為左、右端面，φ20mm以及加工。由參考文獻[1]中有關孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結構的工藝性也是可行的。 ⑴ 以外圓為主有：① 零件外圓粗、精車磨削加工，其粗糙度要求是； ② 配氣機構導塊平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ①Φ20、Φ25鉆擴鉸加工，其表面粗糙度為； ②小孔2-Φ6鉆加工 3 毛坯的選擇 零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機器造型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。 4 工藝規(guī)程設計 4.1 工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。 (1)根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備（包括技術準備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準備和技術準備工作，例如，關鍵技術的分析與研究；刀、夾、量具的設計、制造或采購；設備改裝與新設備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機械加工工藝規(guī)程來展開。 (2)機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。 (3)新建或擴建車間(或工段),起原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數(shù)量，確定機床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。 4.2 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與合理，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，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻 精基準的選擇：主要考慮基準重合問題，配氣機構導塊的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則。?20孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 4.3 制定工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應當考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本[9]。 4.5.1 工藝路線方案一 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 鉆Φ17孔 110 擴Φ19.7孔 120 鉸Φ20H8孔 130 車Φ50內(nèi)孔 140 鉆擴鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側面（銑扁） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.5.2 工藝路線方案二 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面 50 半精車Φ60外圓及端面 60 掉頭，車左端面 70 車R1槽 80 半精車Φ59.5外圓及端面 90 精車Φ60外圓 100 車Φ50內(nèi)孔 110 鉆Φ17孔 120 擴Φ19.7孔 130 鉸Φ20H8孔 140 鉆擴鉸Φ25H7 150 銑削寬度為46的兩側面（銑扁） 160 粗銑30H11槽 170 精銑30H11槽 180 磨Φ60外圓 190 終檢 200 清洗入庫 4.5.3 工藝方案的比較與分析 因左右兩端面均對φ20mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上φ20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表１和附表2，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 10 采用鑄造的方法獲得毛坯 20 退火熱處理 30 劃線打點 40 粗車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 50 半精車Φ60外圓及端面, 以左端外圓為基準 60 掉頭，車左端面,以右端外圓為基準 70 車R1槽, 以左端外圓為基準 80 半精車Φ59.5外圓及端面,以右端外圓為基準 90 精車Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 100 鉆Φ17孔，以Φ60外圓及端面為基準 110 擴Φ19.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 120 鉸Φ20H8孔，以Φ60外圓及端面為基準 130 車Φ50內(nèi)孔，以Φ59.5外圓及端面為基準 140 鉆Φ22孔，以Φ60外圓及端面為基準 150 擴Φ24.7孔，以Φ60外圓及端面為基準 160 鏜Φ25H7，以外圓及端面為基準 170 鉆2-Φ6孔，以Φ60外圓及端面為基準 180 鉆2-Φ3孔，以Φ60外圓及端面為基準 190 銑削寬度為46的兩側面（銑扁），以Φ60外圓及端面為基準 200 粗銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 210 精銑30H11槽，以Φ60外圓及端面為基準 220 磨Φ60外圓，以Φ59.5外圓及端面為基準 230 終檢 240 清洗入庫 4.4 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 ⑴ 30H11槽的偏差及加工余量計算 30H11槽計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取 精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。 參照參考文獻[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得： 鉆孔Φ25 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉆孔Φ20 參照參考文獻[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆——擴——鉸 由以上資料得出毛坯尺寸圖。 4.5 確定切削用量及基本工時 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進給量f及切削速度Vc 。 (2)確定方法是：確定切削深度——>確定進給量——>確定切削速度． (3)具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除 在中等功率機床上一次走刀ap可達8mm～10mm。 ②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構強度。 ③可用查表法或計算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查或計算法所得的轉速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機床實有的主軸轉速表中選取接近的主軸轉速n機作為實際的轉速，再用 換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。 對粗加工，選取實際切削速度Vc機實際進給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 工序30：粗車Φ60外圓及端面 機床：車床CA6140 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =5.75，=，==，= ⑥.倒角 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） == （3-8） 工序40：半精車Φ60外圓及端面 已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉位車刀。 采用工序30確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： a=2.5 f=0.65 n=5.8 v=50.4 T=56 工序50：半精車Φ60外圓及端面 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C602—1機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序60：鉆擴鉸Φ20H8。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表5.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑶ 鉸孔Φ20 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：，且。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表5.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 工序70：車Φ50內(nèi)孔 所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為。 ①.確定切削深度 a ②.根據(jù)表1.5，當半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a≤，鏜刀伸出長度時，進給量為：。 ③ .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇CA6140機床轉速：n= n =1200=20 實際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時間 確定的基本時間50s 工序80：鉆2-φ6孔 機床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～31，取。 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 工序180鉆2-Φ3孔，以Φ60外圓及端面為基準 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=3mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃β=30° ? 2φ=118°? be=3.5mm α0=12° ψ=55° 2.選擇切削用量 1>按加工要求決定進給量 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12~HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=3mm 時 f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r 2>決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 ,當d0=3時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min 3>決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min n =1000V/πd0=1000×22/(3.14×3)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/400×0.4=0.26min 工序90：鉆、擴?25H7孔 工件材料為HT200，硬度200HBS。孔的直徑為25mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鏜孔Φ25mm鏜刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z525機床說明書，取。實際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-31，。根據(jù)Z525機床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 工序90：鏜Φ25H7孔 （1）選擇刀具 1） 選擇鏜刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具鏜刀。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap ap=12.5mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為 N 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故 min 工序100：銑削寬度為46的兩側面 機床：立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 銑刀直徑，齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.77，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.88，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 走刀次數(shù)為1 機動時間：（其中） 因為： 本工序機動時間： 工序110：粗銑30H11槽。 機床：立式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～74，取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序120：精銑30H11槽。 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度， 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表5.1～74，取。 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間： 工序180: 磨Φ60外圓 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2095.6m/min 4）基本時間=，故 ==0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結 綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉速為2667r/min，切削速度2095.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。 第5章 鏜25孔工序的夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為鏜25孔工序專用夾具，本夾具將用于CA6140車床。 5.1設計要求 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 5.2 定位基準的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。 方案一 1面也就是整個工件的截面定位限制兩個自由度。 2面是工件的地面定位限制三個自由度 3面是側面定位限制一個自由度。 方案二 1面是工件的底面限制三個自由度。 2面是側面限制一個自由度。 3面是外端面定位限制兩個自由度。 方案比較：方案一：是按照基準統(tǒng)一及基準重合原則確定的，有利于夾具的設計制造，加緊力方向指向定位元件剛性較大的方向，定位相對簡單。 方案二：是是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，但不容易保證空的軸線與外圓對稱面的重合，鉆頭進給的的軸向力完全由定位元件承受，很容易引起變形。 本工序車￠25孔，加工的切削力主要是刀頭進給時的軸向力，樣工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的加緊力不是很大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，采用方案二。 5.3定位元件的設計 通過方案二來選擇設計定位元件 5.4 切削力及夾緊力的計算 刀具： ① 粗車切削力：查《現(xiàn)代機床夾具設計》P104表，得車削切削力計算公式： 圓周分力Fc = 902ap f0.75Kp 徑向分力Fp = 2383ap0.9f0.6vc-0.3Kp 軸向分力Ff =3326Kp 其中ap——背吃刀量 2.3mm f——每轉進給量 0.16mm Vc—切削速度m/min 60 Kp—修正系數(shù)1.08 所以切削時的各切削力 Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N 精車切削力：ap——背吃刀量0.5mm f——每轉進給量 0.13mm Vc—切削速度m/min 38 Kp—修正系數(shù) 1.08 所以切削時的各切削力 Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N ② 車削夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式： Wk = KFsinα22μ2 式中Wk——實際所需夾緊力 K—安全系數(shù) α——彈簧夾頭的半錐角 u2——工件與夾具支承面的摩擦系數(shù) 則所需夾緊力 Wk=399（N） 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。 3、定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △Y=0.5δd=0.5×0.12mm=0.06mm 5.5加緊元件的設計 加緊元件由一個V型塊給工件頂端一個向下的力來使工件加緊，而后的螺桿是為了在裝卸工件方便所做的設計 5.6緊固元件的選擇 由于夾具零件都是固定在夾具體上面的，所以應該選擇螺釘，由于夾具的設計尺寸面的寬度多為15或者20cm，尺寸較小，為了滿足強度要求以及在這么小的空間裝配拆裝，故選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘。 5.7零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于￠25孔的端面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲備： 故此方案可行。 5.8 夾具操作說明 當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 結束語 課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和參考過程. 回顧這次課程設計,從選題到定稿,從理論到實踐,在這段課程設計期間里,可以說得是苦多于甜.通過本次課程設計,不僅鞏固了以前所學過的知識,而且學到了很多在書本上沒有學到過的知識. 對我來說,收獲最大的是方法和能力-----那些和解決問題的方法和能力.在整個設計過程中,我發(fā)現(xiàn)我們這些學生最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).此次設計需要我們將學過的相關知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.通過這次課程設計,我懂得了理論與實際相結合是很重要的-----只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合起來,從理論中得出結論,才能真正為社會服務,從而提該自己的實際動手能力. 在設計的過程中遇到問題，可以說是困難重重.在設計的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處:對以前所學過的知識理解的不夠深刻,掌握的不夠牢固.通過這次課程設計之后,有把以前所學過的知識重新溫故. 這次課程設計使我受益匪淺,為我以后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎.在此衷心感謝各位老師的幫助和指導. 參 考 文 獻 [1] 裘愉弢. 組合機床[M].第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1995. 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[20]《機械設計手冊》聯(lián)合編寫組. 機械設計手冊[M].第二版，北京：機械工業(yè)出版社,1987. 致 謝 經(jīng)過近四個月的忙碌和工作，本次課程設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學生的課程設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作學習的同學、朋友們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里，首先要感謝的是我的指導老師王教授和吳老師。王教授雖然工作繁忙，但是每周都不辭辛苦抽出時間由南京過來到這里親自指導和檢查督促我們做課程設計，吳老師平日也是工作繁忙，但是在我做課程設計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細設計，裝備草圖等等整個過程中兩位老師都給予我悉心的指導。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，王教授治學嚴謹?shù)膽B(tài)度，吳老師科學研究的精神是永遠值得我學習的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學習。 其次我要感謝我的父母和與我一起做課程設計的同學們。父母給了我強大的精神動力，同學們在本次設計中勤奮工作克服許多困難來完成此次設計，并分擔了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設計的過程將變得非常困難。 我還要感謝的是學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考，查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機械專業(yè)知識的基礎；同時感謝所有的同學們，正因為有了你們的支持，本次課程設計才會順利完成。 通過課程設計，使我對機械加工工藝這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當?shù)木嚯x，還需進一步的學習和實踐。 本設計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設計上不很周詳，許多應該考慮的因素可能沒有體現(xiàn)出來。在設計過程中，我得到了老師的精心指導和各方面的幫助，才得以順利進行，在這里再次表達我對王教授和吳老師的謝意。 最后感謝學院四年來對我的培養(yǎng)！