左支座機械加工工藝規(guī)程及鉆25孔夾具設計-2課程設計

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左支座的技術要求表加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法大端面、小端面Ra3.2IT8IT9銑80內(nèi)圓Ra1.6IT7IT8鏜13內(nèi)圓Ra12.5IT11以下鉆20內(nèi)圓Ra12.5IT11以下鉆倒角無IT11以下10錐銷孔Ra1.6IT7IT8鉆-精鉸側面21通孔Ra12.5IT11以下鉆25H7孔Ra3.2IT8IT10鉆38孔Ra12.5IT11以下鉆1.3 審查左支座的工藝性左支座共有兩組加工表面,它們互相之間有一定的位置要求,現(xiàn)分別敘述如下:（一）以80H9()內(nèi)孔為中心的加工表面：加工表面包括:80H9()孔的大端面以及大端的內(nèi)圓倒角，四個13的底座通孔和四個20的沉頭螺栓孔,以及兩個10的錐銷孔,螺紋M8-H7的底孔以及5()的縱槽，主要加工表面為80H9()，其中80H9()的大端端面有表面粗糙度的要求為：Ra=3.2m，且對80H9()孔的軸心線有 垂直度要求為:0.03。（二）以25H7()的孔加工中心的表面：這一組加工表面包括21的通孔和38的沉頭螺栓孔以及43的沉頭孔,螺紋M10-7H的底孔以及尺寸為5()的橫槽，主要加工表面為25H7()。由上述分析可知，對于以上兩組加工表面,可以先加工其中一組，然后再借助于專用夾具加工另一組加工表面，并且保證其位置精度。1.4確定左支座的生產(chǎn)類型 該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求Q=6000臺/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率和 廢品率分別取10%和1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=6066件/年二 確定毛坯繪制、毛坯簡圖2.1 選擇毛坯毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量由參考文獻可知，查得該鑄件的尺寸公差等級CT為10級，加工余量等級G級。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)值說明上小端面距下大端面尺寸100mmG3.5mm單側加工80孔80H5mm雙側加工25孔25mmH2mm雙側加工由參考文獻可知，鑄件主要尺寸的公差如下表：主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT上小端面距下大端面尺寸1003.5mm103.5mm4.480孔804mm76mm4425孔251.4mm24.6mm3.22.3 繪制左支座毛坯簡圖表見附表。三 擬定左支座工藝路線3.1 定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后確定粗基準。3.1.1 精基準的選擇精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算。80孔和A面既是裝配基準，又是設計基準，用它們做精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝規(guī)程路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，A面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故應該采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外還應降低生產(chǎn)成本。3.1.2 粗基準的選擇按照有關粗基準的選擇原則，當零件有不加工表面的時候,應該選取這些不加工的表面為粗基準;若零件有若干個不加工表面時，則應以其加工表面相互位置要求較高的表面作為粗基準?，F(xiàn)取R55的外圓柱表面作為定位基準，消除X,Y的轉動和X,Y的移動四個自由度,再用80H9()的小端端面可以消除Z向的移動。3.2 各表面加工方案的確定根據(jù)左支座零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表，確定各表面加工方案，如下表所示。加工表面經(jīng)濟精度表面粗糙度加工方案32的外圓兩端面IT76.3粗銑35的外圓兩端面IT132.5粗銑-半精銑-精銑深9.5寬6的槽IT1212.5粗銑27的端面IT136.3粗車32的孔IT76.3鉆-擴16+0.019 0的孔IT73.2鉆-擴-鉸3.3 工序的集中與分散工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù)，它直接影響整個工藝路線的工序數(shù)目及設備，工裝的選用等。由于本例中左支座的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，確定選用工序集中原則組織工序內(nèi)容，一方面可以采用萬能，通用機床配以專用夾具加工，以提高生產(chǎn)率，另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度，并可以縮短輔助時間。3.4 工序順序的安排3.4.1 機械加工工序1 遵循“先基準后其他”原則，2 遵循“先粗后精”原則，3 遵循“先主后次”原則，4 遵循“先面后孔”原則3.4.2 輔助工序在半精工后，安排去毛刺，中檢工序；精加工后，去毛刺，安排去毛刺，清洗和終檢工序。綜上所述，該左支座工序的安排順序為：基準加工-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-熱處理-主要表面精加工，其間穿插一些輔助工序。3.5 機床設備及工藝裝備的選用3.5.1 機床設備的選用在大批生產(chǎn)條件下，可以選用通用萬能設備和數(shù)控機床設備。3.5.2 工藝裝備的選用由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。1、選擇機床，根據(jù)第八加工錐銷孔的工序選擇機床：由于本零件加工精度比較高，因此我選用最常用的機床：搖臂鉆床用Z3025。下面是這臺機床的具體資料：鉆床用Z3025A產(chǎn)品說明：型號Z3025A最大鉆孔直徑25mm主軸最大進給抗力9000N主軸最大扭距160Nm主電機功率2.2kw主鉆孔錐度3主軸轉速9(級)50-2000r主軸每轉進給量9(級)主軸行程200mm主軸箱行程(手動)200mm工作臺行程310mm工作臺尺寸400550mm外型尺寸/包裝尺寸9808072302mm/240010301360mm機床凈重/毛重950/1300kg2、選擇刀具：選用硬質(zhì)合金擴孔鉆、硬質(zhì)合金鉸刀,加工鑄鐵零件采用YG類硬質(zhì)合金，粗加工選用10錐柄復合麻花鉆，精加工為10鉸刀。選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下：1.選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm125mm的外徑千分尺。2.選擇加工孔量具因為孔的加工精度介于IT7IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm125mm的內(nèi)徑千分尺即可。3.選擇加工槽所用量具槽經(jīng)粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;半精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0150mm的游標卡尺進行測量。3.6 確定工藝路線工序號工序名稱機床設備刀具量具010020粗銑 80孔的大端端面X52K游標卡尺030鏜80H9()內(nèi)孔T611YG6硬質(zhì)合金銑刀和專用夾具具、游標卡尺040精銑80H9()孔的大端面X52KW18Cr4V高速鋼刀和專用夾、游標卡尺050精鏜80H9()內(nèi)孔T611YG6硬質(zhì)合金銑刀和專用夾具、游標卡尺060鉆削4x13的通孔,锪沉頭螺栓孔4x20Z535（立式）YG8硬質(zhì)合金鏜刀和專用夾具、游標卡尺070鉆削錐銷孔2x10底孔，鉸削錐銷孔10Z5150立式鉆床13的高速鋼鉆頭、20高速鋼锪孔鉆和夾具內(nèi)徑千分尺080鉆削21的通孔，擴、鉸孔25H7()，锪鉸38的沉頭螺栓孔Z30802521的高速鋼鉆頭、24.7、38的高速鋼锪孔鉆和專用夾具內(nèi)徑千分尺090锪削沉頭螺栓孔43Z306020（）43的高速鋼锪孔鉆和專用夾具內(nèi)徑千分尺0100鉆削M8-H7的螺紋底孔Z5150立式鉆床7.2的高速鋼鉆頭和專用夾具內(nèi)徑千分尺0110銑削尺寸為5的縱槽X61W高速鋼鋸齒銑刀和專用夾具0120鉸削25H7()的沉頭孔Z30802524.7的YG6鉸刀和專用夾具0130鉆削M10-H7的螺紋底孔Z5150立式鉆床9.2的高速鋼鉆頭和專用夾具塞規(guī)，百分表，卡尺等0140銑削尺寸為5的橫槽X62K高速鋼鋸齒銑刀和專用夾具0150塞規(guī)，百分表，卡尺等01600170攻螺紋M10-H7和M8-H7M4210M8、M10的YG6硬質(zhì)合金絲錐和專用夾具四 確定加工余量和工序尺寸詳細介紹第一道工序的加工余量和工序尺寸的確定方法工序一粗銑 80孔的大端端面由表224平面第一次粗加工余量為2.0-2.7mm，現(xiàn)取2.5mm，由于大端面取11CT，尺寸公差為4，4,所以工序尺寸為d1=103.5+ -2.2。d1=101+0.22 0五 確定切削用量及時間定額詳細介紹第七道工序的切削用量及時間定額。工序60鉆削4x13的通孔,锪沉頭螺栓孔4x20,下面我們就以鉆削4-13的通孔為例一 切削用量的計算（1） 鉆孔工步1確定被吃刀量:ap=Z鉆/2=13/2mm=6.5mm.2 確定進給量：查表取該工步的每轉進給量f=0.2 mm/r。3 計算切削速度：查表，取切削速度v=15m/min,由公式求得n=1000X15/（3.14X13）=367r/min。查表對照該工序所選Z535立式鉆床的轉速系列，取轉速n=400r/min。則實際轉速v=n3.14d/1000=16.3m/min.(二 時間定額的計算1基本時間的計算1 鉆孔工步。 根據(jù)表格，鉆孔的基本時間可由公式t=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。式中l(wèi)=7mm，取l2為2.5mm，l1=13/2cot54+1=5.41mm,f=0.2mm/r,n=400r/min,將上述結果帶入公式，則該工序的基本時間t=0.19。2輔助時間的計算輔助時間：t=0.180.19=0.03s3 其他時間的計算其他時間：t=9%(0.19+0.03)=0.02s4 單件時間定額的計算工步t=（0.19+0.03+0.02）=0.24s六 夾具設計本次設計中為左支座設計一臺專用夾具，以便在加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。左支座零件在本次夾具設計為加工25H7mm孔的加工專用夾具。專用夾具的特點：針對性強、結構簡單、剛性好、容易操作、裝夾速度快、以及生產(chǎn)效率高和定位精度高。利用本夾具主要用來鉆加工大端端面的四孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對80H9()mm孔的平行度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。6.1 定位基準及定位元件的選擇由零件圖可知：根據(jù)大端端面四孔的軸線與80H9()mm孔的尺寸要求，在對孔進行加工前，80H9()mm孔及其大端端面已按其加工技術要求加工，因此，80H9()mm孔及其大端端面定位精基準（設計基準）來滿足孔的尺寸要求。6.2 切削力及夾緊力的計算參照可得：切削力公式：式中 ，即：實際所需夾緊力：得：安全系數(shù)K可按下式計算：式中：為各種因素的安全系數(shù)（如加工余量不均勻，加工性質(zhì)，刀具鈍化，斷續(xù)切削等），見參考文獻可得：所以由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力：式中參數(shù)由可查得： 螺紋升角其中：作用力臂由得：原動力計算公式：由上述計算易得：因此采用該夾緊機構工作是可靠的。6.3 定位誤差分析與計算該夾具以80H9()孔及其大端端面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由可知：取m（中等級）即 ：尺寸偏差為25H7jw大端面與銷面的重合度=0jb80H9孔的軸線與25H7孔的重合度=0.02誤差總和：jw+jb0.021從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。6.4 夾具設計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工25H7孔。工件以80H9()mm孔及其大端端面為定位基準，在定位銷和菱形銷作為防轉銷上實現(xiàn)完全定位。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率。為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸。本夾具總體的感覺還比較緊湊。七參考文獻1 許曉旸，專用機床設備設計M，重慶：重慶大學出版社，2003。2 徐嘉元，曾家駒，機械制造工藝學M，北京：機械工業(yè)出版社，2007。3 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷M，北京：機械工業(yè)出版社，1991。4 王凡，實用機械制造工藝設計手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，2008。5 馬賢智，機械加工余量與公差手冊M，北京：中國標準出版社，1994。6 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。7 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。8 吳拓，機械制造工藝與機床夾具M, 北京：機械工業(yè)出版社，2006。第 15 頁 共 15 頁