【課設】機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程和夾具設計 銑底面【三維SW工件】

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ISO7：24 NO.50 軸向移動距離 mm 85 主軸端面至工作臺距離最小/最大 mm 45/415 主軸中心線至床身垂直導軌面距離 mm 350 切削進給速度 mm/min X，Y：23.5-1180，Z：8-394 快速移動進給速度 mm/min X，Y：2300，Z：770 進給級數(shù) Step 18 主軸電機功率 KW 7.5 進給電機功率 KW 1.5 機床外形尺寸（長*寬*高） mm 2272*1770*2094 機床凈重（約） kg 2800 4） 立式鉆床 Z5140 主要參數(shù): 工作臺尺寸（長X寬） mm 450X500 工作臺行程 mm 300 主軸中心線至導軌面距離 mm 335 主軸端面至工作臺面距離 mm 0-750 主電機功率 kw 3.0 最大鉆孔直徑 mm 40 最大送刀抗力 N 16000 主軸最大輸送扭矩 N.m 350 主軸孔錐度 Morse 4 主軸變速級數(shù) 級 12 主軸變速范圍 r/min 31.5-1400 主軸行程 mm 250 主軸箱行程 mm 200 送刀級數(shù) 級 9 送刀范圍 mm/r 0.056-1.80 外形尺寸（長X寬X高） mm 1080X810X2510 機床重量 kg 2000 2.4.2刀具量具的選擇 依據(jù)〈〈金屬機械加工工藝人員手冊〉〉所選量具公布如下： 測量范圍為：0～100的深度規(guī) 　深度規(guī)用于精確測量凹臺和溝槽深度?！? 　塞規(guī)具有獨特的導向圓柱體設計，方便、快、準。適用于現(xiàn)場測量。 測量范圍為10～30的內(nèi)槽卡鉗 內(nèi)槽卡鉗適用于測量各種筒形工件、管材內(nèi)徑以及凹槽尺寸。 2.5加工工序設計 1. 銑上表面，保證尺寸12及72.3 查參考文獻[3]表2.3-59，得平面加工余量為0.9mm，已知A面總余量為2mm，故粗加工余量=4-0.9=3.1mm。 查參考文獻[3]表2.4-73，取粗銑的每齒進給量為，取精度銑的每轉進給量?=，粗銑走刀1次，=3.5mm，精銑走刀1次，=1.5mm。 查參考文獻[3]表3.1-74，取粗銑的主軸轉速為，取精銑的主軸轉速為。又前面已選定銑刀直徑D為φ40mm，故相應的切削速度為: 校核機床功率(只校核粗加工工序)： 切削功率為:= 取z=10個齒，則 代入式中得： ××××168×10×2.5×1= 由文獻[3]表得機床功率為7.5kw，取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375kw<6.62kw 故重新選擇主軸轉速為，則： 帶入公式得：××××168×10××1≈5.2kw<6.375kw 故機床功率足夠。 2. 鉆2-?8H7(+0.015/0) 因φ8孔不是一次鉆出，故其鉆削余量為=11/2=5.5mm，φ8孔的精度較高，要分2次加工。 參考文獻[3]表2.4-41，用插入法求得鉆φ8孔的切削速度v=，由此算出轉速為： n=1000v/πd=1000×26.7/3.14×11= 按機床實際轉速取n=，則實際切削速度為： v=3.14×11×630/1000= 參考文獻[3]表2.4-69，得：=9.81×42.7(N) M=9.81×0.021(Nm) 分別求出鉆φ8孔和M如下： =9.81×42.7×11××1=2427N M=9.81×0.021×××1=15.63Nm 它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196Nm，故機床剛度足夠。 3．以底面為基準，粗鏜?32孔至?31.5 取粗鏜的每齒進給量為，，粗鏜走刀1次，=3.5mm 查參考文獻[3]表3.1-74，取粗鏜的主軸轉速為。又前面已選定鏜刀直徑D為φ19mm，故相應的切削速度為: 4．以底面為基準，精鏜?31孔至32H7(+0.015/0) 取精鏜的每齒進給量為，，粗鏜走刀1次，=1.5mm 查參考文獻[3]表3.1-74，取精鏜的主軸轉速為。又前面已選定鏜刀直徑D為φ19mm，故相應的切削速度為: 5. 以底面為基準，銑端面，保證30°及11尺寸，工件總長度1250取進給量為f=0.7mm/r，則v=25.4m/min n===622.2 按機床實際轉速取n=650 則實際切削速度為: v=3.14×13×650/1000=26.53 參考文獻[3]表2.4-41，得： =98.1×42.7kF(N) M=9.81×0.021kM(Nm) 分別求出11的和M如下： =98.1×42.7×13××1=2616N M=9.81×0.021×××1=16.73Nm 它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196Nm，故機床剛度足夠。 1) 銑底面專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工機油泵傳動軸支架零件時，需要設計專用夾具。 根據(jù)任務要求中的設計內(nèi)容，需要設計加工銑底面夾具一套 2.1 銑底面夾具設計 2.1.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來粗銑底平面，該底平面對孔的中心線要滿足尺寸要求以及平行度要求。在粗銑此底平面時，其他都是未加工表面。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。 2.1.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：粗銑平面對孔的中心線和軸線有尺寸要求及平行度要求，其設計基準為孔的中心線。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，在此選用2個支撐釘自動找到中心線，這種定位在結構上簡單易操作。 采用2個支撐釘平面定位的方式，保證平面加工的技術要求。同時，應加一側面定位支承來限制一個沿軸移動的自由度。 2.1.3 切削力及夾緊分析計算 刀具材料：（高速鋼端面銑刀） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 式（2.1） 查參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： 對于灰鑄鐵： 式（2.2） 取 ， 即 所以 由參考文獻[17]《金屬切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：（對稱銑削） 式（2.3） 背向力： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計算： 式（2.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8） 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。 單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式（2.9） 式中參數(shù)由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 易得： 經(jīng)過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 2.1.4 誤差分析與計算 該夾具以平面定位，2個支撐釘元件中心線與平面規(guī)定的尺寸公差為。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。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 式（2.10） 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可得： ⑴、平面定位2個支撐釘定心的定位誤差 ： ⑵、夾緊誤差 ： 式（2.11） 其中接觸變形位移值： 式（2.12） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 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。 2.1.5 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，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。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。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）。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。 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，支承釘和2個支撐釘采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。 。 參 考 文 獻 [1] 李旦等，機床專用夾具圖冊，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005。 [2] 孫已德，機床夾具圖冊，北京：機械工業(yè)出版社，1984。 [3] 何玉林，機械制圖，重慶：重慶大學出版社，20001983。 [4] 機械工程基礎與通用標準實用叢書編委會，形狀和位置公差，北京：中國計劃出版社，2004。 [5] 淘濟賢等，機床夾具設計，北京：機械工業(yè)出版社，1986。 [6] 李洪，機械加工工藝師手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [7] 機械設計手冊編委會，機械設計手冊卷4，北京：機械工業(yè)出版社，1998。 [8] 東北重型機械學院，機床夾具設計手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [9] 賀光誼等，畫法幾何及機械制圖，重慶：重慶大學出版社，1994。 [10] 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機械工業(yè)出版社,1989。 [11] 孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 [12] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [13] 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷，北京：機械工業(yè)出版社，1991。 [14] 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [16] 馬賢智，機械加工余量與公差手冊，北京：中國標準出版社，1994。 [17] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊，上海：上海科學技術出版社，1984。 [18] 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 致謝 經(jīng)過將近三個月的忙碌，我基本上完成了機油泵傳動軸機械加工工藝以及夾具設計。在這整個設計的過程中我遇到了許多的問題，但是通過查找資料、和同組的同學一起探討、請教指導老師來解決了這些問題。從這次設計當中我不但把以前學習到的知識運用上來了，還學習了一些我們以前沒有學到的，可以說是即學即用。這對于即將走上工作崗位的我來說是一個很好的鍛煉，因為參加工作之后還有很多的東西要學，我們就應該具有這種即學即用的能力?？偟膩碚f，通過畢業(yè)設計，我學到了很多知識，也深刻體會到畢業(yè)設計這一課在整個大學學習當中的重要性。 在這次設計當中，我得到了指導老師xxx教授的悉心指導，老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，都給予我悉心的指導和幫助。可以說，沒有老師的悉心指導和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設計的。另外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。因此，在這里我衷心地感謝明老師。同時也謝謝和我一組的成員。