FA311A系列高速并條機(jī)一三排羅拉支架加工工藝設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】

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2 - 2 第一章 課題簡(jiǎn)介 本課題的來(lái)源：揚(yáng)州鴻天機(jī)械有限公司，為“FA311A 系列高速并條機(jī)一三 排羅拉支架”加工工藝及工裝的設(shè)計(jì)。FA311A 型系列高速并條機(jī)適應(yīng)于 75mm 以 下的纖維的純紡與混紡，在紡紗工藝過(guò)程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通 過(guò)本機(jī) 4 根羅拉不同轉(zhuǎn)速之差產(chǎn)生的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長(zhǎng)片 段均勻度、纖維的伸直度，使不同品質(zhì)纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細(xì)紗 創(chuàng)造必要的條件。 羅拉支架是并條機(jī)上的支撐羅拉部件，其加工表面較多，尺寸精度和相互位 置精度比較高，且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工難度大，生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量 7200 件。本 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下兩部分： 1、羅拉支架上塊、前塊、后塊的加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，圖號(hào)分別為： 178M4.2000.01、178M4.2000.02、178M4.2000.03。 2、專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 3 - 3 第二章 零件的作用及工藝性分析 FA311A 型系列高速并條機(jī)適應(yīng)于 75mm 以下的纖維的純紡與混紡，在紡紗 工藝過(guò)程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通過(guò)本機(jī) 4 根羅拉不同轉(zhuǎn)速之差產(chǎn) 生的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長(zhǎng)片段均勻度、纖維的伸直度，使不 同品質(zhì)纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細(xì)紗創(chuàng)造必要的條件。 一三排羅拉支架是 FA311A 型紡織機(jī)上的一個(gè)重要組成組合零件，它是由前 塊、后塊、上塊組合的一個(gè)組合件。它位于傳動(dòng)軸的下方，主要作用是支撐羅拉， 并且保證羅拉做旋轉(zhuǎn)且無(wú)跳動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng)。 一三排羅拉支架中 25 用于安裝羅拉與另一端羅拉支架相聯(lián)結(jié)的孔，我們把 它們分別進(jìn)行分析： 2.1 零件工藝性分析 一、前塊的工藝性分析 2.1 前塊零件圖 一三排羅拉支架前塊（零件圖如圖 2.1 所示）位于組合件的最上方，要加工 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 4 - 4 的有：刨其表面達(dá)到粗糙度要求。銑 寬 3mm、深 2.5mm 的槽，銑 寬 14mm 深 10mm 的哈呋槽，锪 11 深 5mm 的孔、14 深 16mm 的孔，攻 M6-7H 的螺紋，鉆 R5 的通孔及 2-5 的孔，定位和加緊下面會(huì)詳細(xì)介紹。 二、后塊的工藝性分析 一三排羅拉支架一方面要與前塊相連，一方面與紡織機(jī)上板固定，因此，后 塊作為組合零件中相當(dāng)關(guān)鍵的零件之一。 2.2 后塊零件圖 先以下面為基準(zhǔn) 164 與 45.5，加工的有：13、2-5 的孔以及 2-M3-6H 的 螺紋孔，保證尺寸 164.6 與 45.5 相垂直。以寬度 68.6 為基準(zhǔn)，要加工的有：寬 49.5mm 高 2mm 的燕尾槽，2-M8-6H 的螺紋，2-12 的通孔及 2-5 的通孔保證 尺寸 164.6 與 68.6 相垂直。 三、上塊的工藝性分析 由于上塊要與連桿、壓力棒相連，一方面要與前、后塊相連，以下面 119.9 與 35.3 成 30 度的夾角，此零件要加工的面：銑哈呋面，鉆 2-7 的沉孔 11 深 8mm 的孔，5 的通孔，攻 M6-7H 的螺紋孔以及 12 的通孔，銑寬 3mm 深 2mm 的凸槽。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 5 - 5 2.3 上塊零件圖 四、 組合件的分析 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 6 - 6 2.4 組合部件圖 此組合件由前、后、上塊組合的，25 為支撐羅拉的孔，由于此孔在兩個(gè)零 件上，如果單獨(dú)加工，較困難，精度無(wú)法保證，因此，此組合件上的 2- 25、12 都在組合以后加工的，能更好的保證精度要求而且加工方便。組合加 工的有：2- 25、12 的通孔，37、26 軸承座沉孔，及 32.5 寬 4mm 的內(nèi) 割槽。 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.2.1 確定毛坯類型 由于一三排羅拉支架組合件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，它材料是球墨鑄鐵 QT700，主 要是用來(lái)支撐羅拉，在工作過(guò)程中不會(huì)承受交變載荷及沖擊載荷，能保證零件工 作可靠，零件的年產(chǎn)量已達(dá) 7200，為批量生產(chǎn)水平且零件輪廓尺寸不大 。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 7 - 7 2.2.2 基準(zhǔn)面選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)面選擇得正確與合理 可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出， 甚者造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇原則：即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)， 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要相當(dāng)位置精度較高的不加工 表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于本零件來(lái)說(shuō)，如拿后塊來(lái)說(shuō)，因?yàn)榱慵娑家庸づ?，?粗基準(zhǔn)選擇選擇哪個(gè)面作基準(zhǔn)都可以，但是考慮到后塊底面要與紡織機(jī)上板連接， 要求精度比較高，則應(yīng)選上面作為粗基準(zhǔn)，利用六點(diǎn)定位原理，上面為基準(zhǔn)可以 約束 Y、X 旋轉(zhuǎn)、X 方向的平移。在用另一側(cè)面做為基準(zhǔn)，就可以約束零件，達(dá) 到完全約束。 （2）精基準(zhǔn)面的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 時(shí)應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，在這里就不重復(fù)了。 2.2.3 工藝路線的擬定 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度 等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量的條件下，可以考慮 采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還 應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案一 1）后塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 刨寬 50H7，高 2-0.545 度的燕尾槽。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 8 - 8 磨燕尾槽。 鉆 12 的通孔，M8 的螺紋底孔 6.5，锪 18 沉孔鉸 2-5 的孔，攻 M8-6H 的螺紋。 銑寬 7mm 高 3mm 的凹槽。 鉆 2-5H7 深 8mm 的孔攻 2-M3-6H、M12 的螺紋。 鉆 1.5H11 深 4mm 的孔，鉆 25、12 的半圓孔。 2）前塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 鉆 9、5 的孔及沉孔 14 深 16mm、鉸 5 的孔。 鉆 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H、M6-7H 螺紋。 鉆 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H 的螺紋。 鉆 7 的通孔，銑寬 14 深 10 的凹槽。 鉆 25、12 的半圓孔。 3）上塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 銑哈呋面，銑寬 15mm 深 18.5mm 的槽。 磨哈呋面。 銑與頂面成 30 度的斜面。 磨與頂面成 30 度的斜面。 鉆 2-7、5 的孔，鉸 5 的孔，锪 11 深 8mm 的沉孔， 攻 M6-7H 的螺紋。 鉆 2、1.5 的通孔，鉆 5D8 的孔，鉆 25 的半圓孔。 攻 M6-6H 的螺紋。 4）組合件工藝方案： 磨組合件的上表面和與上表面成 60 度的面。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 9 - 9 鉆 5 的孔，鉸 5 的孔。 擴(kuò) 29、36、37 的軸承座孔。 半精鏜、精鏜 14、30 的孔。 車 23.5 的內(nèi)割槽。 工藝路線方案二 1）后塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 刨寬 50H7，高 2-0.545 度的燕尾槽。 磨燕尾槽。 鉆 12 的通孔，M8 的螺紋底孔 6.5，锪 18 沉孔鉸 2-5 的孔，攻 M8-6H 的螺紋。 銑寬 7mm 高 3mm 的凹槽。 鉆 2-5H7 深 8mm 的孔攻 2-M3-6H、M12 的螺紋。 鉆 1.5H11 深 4mm 的孔。 2）前塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 鉆 9、5 的孔及沉孔 14 深 16mm、鉸 5 的孔。 鉆 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H、M6-7H 螺紋。 鉆 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H 的螺紋。 鉆 7 的通孔，銑寬 14 深 10 的凹槽。 3）上塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 銑哈呋面，銑寬 15mm 深 18.5mm 的槽。 磨哈呋面。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 10 - 10 銑與頂面成 30 度的斜面。 磨與頂面成 30 度的斜面。 鉆 2-7、5 的孔，鉸 5 的孔，锪 11 深 8mm 的沉孔， 攻 M6-7H 的螺紋。 鉆 2、1.5 的通孔，鉆 5D8 的孔。 攻 M6-6H 的螺紋。 4）組合件工藝方案 磨組合件的上表面和與上表面成 60 度的面。 鉆 5 的孔，鉸 5 的孔。 鉆鉸 2-25、12 的孔。 擴(kuò) 29、36、37 的軸承座孔。 半精鏜、精鏜 14、30 的孔。 車 23.5 的內(nèi)割槽。 上述兩種工藝方案特點(diǎn)在于：方案一是在兩個(gè)零件未組合之前就加工 2- 25、12 的通孔。而方案二是在組合以后加工 2-25、12 通孔，兩相比較 的話可以看出：25 為支撐羅拉，精密度非常高的一個(gè)孔，如果要是在未組合之 前就加工的話，必須需要較高精度的夾具及機(jī)床，還要有高水平工人進(jìn)行操作， 經(jīng)濟(jì)性差，往往有一點(diǎn)錯(cuò)誤，精度就無(wú)法保證。而第二種加工就禰補(bǔ)了第一種加 工的不足，組合起來(lái)用普通的機(jī)床就可以了，操作簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)性好。因此， 決定將第二種方案作為加工工藝方案。因此，其加工工藝方案確定為： 1）后塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 刨寬 50H7，高 2-0.545 度的燕尾槽。 磨燕尾槽。 鉆 12 的通孔，M8 的螺紋底孔 6.5，锪 18 沉孔鉸 2-5 的孔，攻 M8-6H 的螺紋。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 11 - 11 銑寬 7mm 高 3mm 的凹槽。 鉆 2-5H7 深 8mm 的孔攻 2-M3-6H、M12 的螺紋。 鉆 1.5H11 深 4mm 的孔。 2）前塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 鉆 9、5 的孔及沉孔 14 深 16mm、鉸 5 的孔。 鉆 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H、M6-7H 螺紋。 鉆 5 的孔，锪 14 的沉孔，攻 M4-7H 的螺紋。 鉆 7 的通孔，銑寬 14 深 10 的凹槽。 3）上塊工藝方案： 刨六面。 磨六面。 銑哈呋面，銑寬 15mm 深 18.5mm 的槽。 磨哈呋面。 銑與頂面成 30 度的斜面。 磨與頂面成 30 度的斜面。 鉆 2-7、5 的孔，鉸 5 的孔，锪 11 深 8mm 的沉孔， 攻 M6-7H 的螺紋。 鉆 2、1.5 的通孔，鉆 5D8 的孔。 攻 M6-6H 的螺紋。 4）組合件工藝方案 磨組合件的上表面和與上表面成 60 度的面。 鉆 5 的孔，鉸 5 的孔。 鉆鉸 2-25、12 的孔。 擴(kuò) 29、36、37 的軸承座孔。 半精鏜、精鏜 14、30 的孔。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 12 - 12 車 23.5 的內(nèi)割槽。 2.2.4 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 一三排羅拉支架組合零件材料為 QT700，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造 毛坯。 根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面機(jī)械加工余量，工序尺寸 及毛坯尺寸。 （1）刨六面 其加工長(zhǎng)度為 137.1mm，要求下表面粗糙度為 0.8um，上表面粗糙度為 1.6 um，因?yàn)榇峙倌苓_(dá)到的精度要求為 52.5 um，很顯然達(dá)不到要求的精度。由于 下一道工序是磨，查得精磨為 50.32 um，能達(dá)到精度要求，所以采用粗刨，此 時(shí)加工余量 2Z=3.2mm，以達(dá)到加工要求。 （2）磨六面 查機(jī)械制造工藝手冊(cè)確定工序尺寸及加工余量精磨達(dá)到的精度要求是 50.32 um，所以采用精磨：2Z=0.8，公差為-0.05mm。 （3）銑槽 銑削公稱余量 Z=2.5mm。 由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，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工余量之間。 本設(shè)計(jì)中組合零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)采用調(diào)整法加工。因此在計(jì)算過(guò)程中， 應(yīng)以調(diào)整法加工方式確定。 2.2.5 確定切削用量 工序：刨六面。本工序用計(jì)算法來(lái)確定切削用量。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 13 - 13 1、加工條件： 加工要求：粗、精刨前塊六面。 機(jī)床：牛頭刨床。 刀具材料：YG8。 2、計(jì)算切削用量 （1）粗刨六面。 1）已知毛坯長(zhǎng)度方向加工余量為 3mm，最大加工余為 5mm，考慮到要進(jìn)行精 刨，精磨。必須六有一部分余量。則最大在此工序上加工余量為 3.2mm，分兩次 加工。 2）進(jìn)給量 f，根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) （表 14-19） ，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 30mm45mm 時(shí) ap8 則進(jìn)給量 f=(3.02.4) 按牛頭刨床說(shuō)明書取: f=2.67mm/r 3)計(jì)算切削速度 按金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) ，切削速度計(jì)算公式為： v=162/t0.2ap0.1f0.4 式中： T耐用度 Ap切削深度 F進(jìn)給量 其中：ap=1.5 f=2.67 t=60 則： v=162/60 0.21.50.12.670.4=46.48(m/min) 按機(jī)床說(shuō)明書與 46.4 相接近的轉(zhuǎn)速為 45r/min 及 49.5,現(xiàn)選用 45r/min。如 果選用 49.5 則刀具容易受熱磨損太大。則選?。?v=45r/min 工序 磨六面 1、加工條件： 加工要求：末流面達(dá)到精度要求 0.8um。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 14 - 14 磨輪材料：黑色碳化硅，寬 50mm，見機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-231） 。 機(jī)床：平面磨床（M7130） 用磨輪圓周精度精磨削深度進(jìn)給量公式： st=3.46k1k2k3/sBv 查機(jī)械制造工藝手冊(cè)得：s B=1225 毫米/行程 ?。簊 B =25。 工件運(yùn)動(dòng)速度 V=12m/min 則單行程進(jìn)給量：Z=0.019mm 查修正系數(shù)：k 1=1.04 k2=1.0 k3=0.62 則： st=3.46k1k2k3/sBv=3.461.041.00.62/2512 =0.0114(mm) 查工藝手冊(cè)進(jìn)給量應(yīng)該?。簊 t =0.012(mm) 工序 鉆孔。 由于此組合零件中鉆孔的比較多，為了便于查找我就在這里一一列出。此零 件中需要鉆的孔有： 1.5、2、4、4.5、5、7、9、11、12、14、25 。 （1）查機(jī)械制造工藝手冊(cè)鉆 1.5 的孔和 2 的孔一樣，工件材料： QT700 則進(jìn)給量： S=0.050.07 毫米/轉(zhuǎn) 取：S=0.06 毫米/轉(zhuǎn) 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計(jì)算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 則: V=14.21.50.25600.1250.060.55 =48.9(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速選擇:V=400r/min (2)查機(jī)械制造工藝手冊(cè)鉆 4.5 的孔和 5 的孔一樣，工件材料： QT700 則進(jìn)給量： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 15 - 15 S=0.050.07 毫米/轉(zhuǎn) 取：S=0.06 毫米/轉(zhuǎn) 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計(jì)算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 則： V=14.24.50.25 600.1250.060.55 =39.8(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速選擇：V=400r/min (3)查機(jī)械制造工藝手冊(cè)鉆 12 的孔，工件材料：QT700 則進(jìn)給量： S=0.050.07 毫米/轉(zhuǎn) ?。篠=0.06 毫米/轉(zhuǎn) 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計(jì)算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 則: V=14.2140.25 600.1250.060.55 =24.4(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速選擇：V=280r/min (4)查機(jī)械制造工藝手冊(cè)鉆 14 的孔，工件材料：QT700 則進(jìn)給量： S=0.050.07 毫米/轉(zhuǎn) ?。篠=0.06 毫米/轉(zhuǎn) 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計(jì)算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 則： V=14.2140.25 600.1250.060.55 =16.8(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速選擇：V=280r/min (5)查機(jī)械制造工藝手冊(cè)鉆 25 的孔，工件材料：QT700 則進(jìn)給量： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 16 - 16 S=0.050.07 毫米/轉(zhuǎn) 取：S=0.06 毫米/轉(zhuǎn) 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計(jì)算公式： V=14.2D0.25/T0.125S0.55（m/min） 查得：T=60 mm S=0.06mm/n 則： V=14.2250.25600.1250.060.55 =12.4(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速選擇:V=280r/min 為清楚表達(dá)，以下為鉆孔切削用量表: 表 一 鉆孔切削用量表 直徑(D) 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 切削速度(m/min) 進(jìn)給量 mm 切削深度 mm 2 400 48.9 0.12 0.2 4 400 39.8 0.1 0.24 4.5 560 39.8 0.12 0.2 5 560 35.2 0.19 0.3 7 375 32.8 0.25 0.35 9 375 32.5 0.3 0.25 12 280 24.4 0.2 0.2 14 280 16.8 1.0 0.06 25 280 12.4 2.0 0.02 (6) 鉸孔。 在此零件中加工多處 4、5 的孔，我就把這兩種列出來(lái)。 鉸 5 的孔為，查機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-8） ，鉸 5 的孔用于手鉸，進(jìn)給 量為 0.6mm/n,即：S=0.6 mm/n。 查機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-84） ，T=0.05mm, 則： 切削速度： V=17.2 （m/min） （7）锪孔。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 17 - 17 锪 18、14、11，組合零件中锪孔全部為平頭锪鉆，查機(jī)械制造工 藝手冊(cè) （表 10-90） 。 锪 18 的孔，工件材料：QT700，進(jìn)給量 S 查得： S=0.100.15(mm) ?。篠=0.12(mm) 不加冷卻液的切削速度： V=1225(m/min) ?。篤=16.8mm/min。 锪 14，進(jìn)給量 S=0.10.15(mm) 取：S=0.10(mm) 不加冷卻液的切削速度： V=20(m/min) （8）攻絲。 攻絲在組合件中也比較多。在這里都列為一塊， 攻絲 M6-7H：查機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-157） 。選用螺紋絲錐高速鋼： W18CR4V 切削速度計(jì)算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料為 QT700，切削系數(shù) CV， 當(dāng)直徑 D10 時(shí)； C V=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 當(dāng)直徑 D10 時(shí)； C V=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 在（表 10-167）中查得螺紋直徑為 8 時(shí)，切削速度 V=9.8(m/min) 把 M6、M8、M12，代入公式得： 9.8=CVDx/TmSy=0.8380.78/600.5S0.5 則可以求出進(jìn)給量 S=0.6mm) 攻絲 M12-7H：查機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-157） 。選用螺紋絲錐高速鋼： W18CR4V 切削速度計(jì)算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料為 QT700，切削系數(shù) CV， 當(dāng)直徑 D10 時(shí)； C V=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 當(dāng)直徑 D10 時(shí)； C V=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 18 - 18 在（表 10-167）中查得螺紋直徑為 6 時(shí)，切削速度 V=12.1(m/min) 把 M6、M8、M12，代入公式得： 12.1=CVDx/TmSy=0.8380.78/600.5S0.5 則可以求出進(jìn)給量 S=0.4(mm) 攻絲 M47H：查機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-157） 。選用螺紋絲錐高速鋼： W18CR4V 切削速度計(jì)算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料為 QT700，切削系數(shù) CV， 當(dāng)直徑 D10 時(shí)； C V=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 當(dāng)直徑 D10 時(shí)； C V=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 在（表 10-167）中查得螺紋直徑為 6 時(shí)，切削速度 V=10.2in) 把 M6、M8、M12，代入公式得： 10.2Dx/TmSy=0.8380.78/600.5S0.5 則可以求出進(jìn)給量 S=0.5mm) 通過(guò)查表計(jì)算，可求出其他的切削用量，如表二所示： 表二 攻螺紋切削用量表 螺紋直徑 切削(m/min) 進(jìn)給量(mm) 切削深(mm) M4 10.2 0.5 0.2 M6 10.4 0.6 0.3 M8 9.8 0.5 0.2 M12 12.1 0.4 0.1 還有一部分螺紋為手工攻絲，如：N3、M2，在此就不多說(shuō)明了。 工序 銑。 （1）銑平面，工件材料為 QT700，刀具選用的是圓盤銑刀，圓盤銑刀在平面比 較寬的時(shí)候用鑲齒刀。對(duì)于一般相對(duì)窄的平面用整體直齒。因?yàn)楸玖慵叽巛^小， 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 19 - 19 所以選用整體直齒。 查機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-106） 。 切削速度公式： V=75.5D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1(m/min) 其中：T：刀具耐磨度 t：切削深度 D：銑刀直徑 B：銑削寬度 Z：每齒進(jìn)給量 刀具材料：YG8，查（表 10-1080，得銑刀每齒進(jìn)給量 S=0.50.64mm ?。篠=0.6mm 切削深度:t=3mm 銑刀耐磨度: T=90min， 直徑 D=50mm， B=20mm ， S =0.6mm， Z=6。 則公式： V=75.5D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1 =75.5500.2/900.1530.50.60.4200.160.1324.78(m/min) 根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-109） ，選取 V=335(m/min) （2）銑槽。用高速三面刃圓盤銑刀：W 18CR4V 刀具磨損量為 T=60，齒數(shù) Z=30，銑刀切削深度 t=5。 切削速度公式： V=31.4D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1(m/min) 可以查出： V=32(m/min) 則： 32=31.4D0.2/T0.15t0.5S0.4B0.1Z0.1 = 31.4600.2/50.1550.5S0.430.1300.1 求得： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 20 - 20 S0.236(m/min) 根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊(cè)?。篠=0.25(m/min) 工序 車內(nèi)割槽。 計(jì)算切削速度公式，按機(jī)械制造工藝手冊(cè) （表 10-1） 切削速度公式： V=CV/TmApXvfyK 其中：C V=242， （表 10-4）查 T=1.52.0， 取 T=1.8mm， （表 10-8）中可以查出 進(jìn)給量 f=0.40.5， 取：f=0.45mm/N， 切削深度 Ap=3mm 修正系數(shù)：K=1.04 求得： V=CV/TmApXvfyK= 242/1.80.230.150.450.351.04=53.8(m/min) 已知內(nèi)割槽直徑 D=32.5mm 確定主軸轉(zhuǎn)速： ns=1000V/D=100053.8/3.1432.5527(r/min) 按機(jī)床說(shuō)明書與 527527r/min 相接近的轉(zhuǎn)速有 615r/min 和 405r/min，轉(zhuǎn)速太大， 工件容易發(fā)熱，則我們選用 405r/min 作為轉(zhuǎn)速。 即： V=405（r/min） 再反上去可以算出切削速度 V=48.2(m/min) 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 21 - 21 第三章 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 一、問(wèn)題的提出 經(jīng)過(guò)考慮，決定設(shè)計(jì)鉆 2-25 孔的一套專用夾具，25 孔用來(lái)支撐羅拉，它 是羅拉支架的重要組成部分，一定要保證它的精度，且它又在兩個(gè)零件上。如果 不使用專用夾具加工，給生產(chǎn)帶來(lái)困難，而且精度也無(wú)法保證。第二套夾具是鉆 7、沉孔 2-11 的孔。因?yàn)樗麄兯诘奈恢迷谂c底面成 600 的面上，不容易加 工。為了提高生產(chǎn)率，我決定設(shè)計(jì)這兩種專用夾具。 225 鉆削夾具設(shè)計(jì) 1、定位元件的選擇 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 22 - 22 圖 3.1 2-25 鉆削工序圖 因?yàn)?25 及與底面成 600的面上的孔要在組合以后才能加工，所以要選把零件 組合。 經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察可以看到后塊底面有一個(gè)燕尾槽，我們能夠用它定位的話，就 可以約束五個(gè)自由度，再用另一端面定位，就很容易達(dá)到完全定位。 2、夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置在夾具上是很重要的組成部分，由于在加工 25 的孔時(shí)，有扭力， 使工件移動(dòng)，使加工不準(zhǔn)確，所以必須有夾緊裝置。金屬切削機(jī)床夾具的夾緊裝 置類型多樣，要想提高加工效率，就應(yīng)該合理選用對(duì)應(yīng)的加緊機(jī)構(gòu)，如手動(dòng)、氣 動(dòng)、液壓或機(jī)械傳動(dòng)夾緊。由于此零件上方要放置一鉆套，如果采用氣動(dòng)或機(jī)動(dòng) 的話，就會(huì)使加工距離過(guò)大，且費(fèi)時(shí)。故還是選擇人工夾緊。經(jīng)濟(jì)性好，效率高。 由于此零件需要定向夾緊。仔細(xì)考慮后，定向壓塊壓緊螺釘壓緊最適合加工此零 件，決定選用定向壓塊壓緊螺釘壓緊結(jié)構(gòu)。由于此工序是在加工加工表面之后進(jìn) 行的，表面有一定的精度要求，要保證其精度要求，就要在定向壓塊壓緊裝置前 端加上一頂塊。頂塊材料選用銅。 其結(jié)構(gòu)如下圖： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 23 - 23 3、切削力及夾緊力計(jì)算 如圖： 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè) （表 10-64） ，查得鉆孔的扭矩和動(dòng)力公式為： P=43.4DS0.8公斤力 M=21.4D2S0.8公斤力毫米 其中：D：切削直徑 S：進(jìn)給量 已知選用刀具材料：W 18CR4V ， D= 25mm， 進(jìn)給量 S=2.0mm 代入公式可以計(jì)算出： P=43.4DS0.8=43.42520.8=1890（N） M=21.4D2S0.8=21.425220.8=931.5(N/mm) 既然算出來(lái)扭矩和動(dòng)力，下一步要算出夾緊力。 我們用定向壓塊壓緊螺釘壓緊裝置。所給的夾緊扭矩公式： M=Qrtg(+)+f 1(kgf.mm) 公式中： M ：夾在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊扭矩 Q：夾緊力 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 24 - 24 r：螺紋的平均半徑 ：螺紋升角 tan=np/2r ：螺紋摩擦角 tan=f,一般 f=0.178, 則 =10 0 f1：支承表面的摩擦系數(shù)，一般 f=0.150.3 ：支承表面摩擦力矩的計(jì)算力臂，隨支承表面的形式而改變，其表按 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-22 查。 先預(yù)選用 M20 的螺紋，查得：螺紋的平均半徑 r 為 9.19，螺紋螺距 P 為 2.5，螺紋升角 為 2029， ， 為 1/3D0 ，f=0.2。 則可以計(jì)算扭矩： M=Qrtg(+)+f 1= Qrtg(+)+f 1 =18909.19tg(2029， +100) +30.2 =5144（N） 可以選擇 M20 的螺紋做為夾緊裝置的夾緊結(jié)構(gòu)。 4、定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位是后塊燕尾槽，該定位槽 尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時(shí)的尺寸與公差相同。 （2）計(jì)算 25 孔的中心線與端面平行度誤差。 燕尾槽的尺寸為 50，公差為正負(fù) 0.012。由于在制造夾具時(shí)燕尾槽不可能達(dá) 到完全要求，需要有一定的偏差，但保證在公差范圍就可以了，燕尾槽的支撐塊 公差尺寸為正負(fù) 0.015，則： Bbax=0.012-（-0.015）=0.017 即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。 5、夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本工序?yàn)榇旨庸?，切?力較大，為了夾緊工件，就需要足夠的夾緊力。選把工件的燕尾槽扣緊夾具中的 頂塊，本夾具設(shè)計(jì)有兩個(gè)螺紋頂塊，加工時(shí)要旋檸兩個(gè)螺紋夾緊工件。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 25 - 25 6、夾具的三視圖：（附零件圖） 圖 3.2 225 鉆削夾具總裝圖 附夾具裝配圖及夾具零件圖。 鉆 7、沉孔 2-11 鉆削夾具設(shè)計(jì) 本工序?yàn)殂@ 7、沉孔 2-11 孔，由于此加工在斜面上，斜面又在與上面成 60 度的斜角上，如果沒(méi)有專用夾具的話，加工過(guò)程中容易出現(xiàn)移動(dòng)，把鉆頭弄斷， 甚者工件報(bào)廢。因此，要有專用夾具，由于這幾個(gè)孔也是在組合以后加工的，仔 細(xì)觀察后，很容易發(fā)現(xiàn)在后塊中有一燕尾槽，如果用這燕尾槽定位的話就可以約 束五個(gè)自由度，再用一側(cè)面定位就達(dá)到完全定位。和上一夾具一樣制造一個(gè)和地 面有斜 60 度的斜面。其三視圖如下圖： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 26 - 26 計(jì)算和上面一樣： 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 10-64，查得鉆孔的扭矩和動(dòng)力公式為： P=43.4DS0.8公斤力 M=21.4D2S0.8公斤力毫米 其中：D：切削直徑 S：進(jìn)給量 已知選用刀具材料：W 18CR4V ， D=11mm， 進(jìn)給量 S=0.2mm 代入公式可以計(jì)算出： P=43.4DS0.8=43.41120.8=346（N） M=21.4D2S0.8=21.41120.20.8=1876(N/mm) 既然算出來(lái)扭矩和動(dòng)力，下一步要算出夾緊力。 夾緊力方向如圖： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 27 - 27 我們用定向壓塊壓緊螺釘壓緊裝置。所給的夾緊扭矩公式： M=Qrtg(+)+f 1(kgf.mm) 公式中： M ：夾在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊扭矩 Q：夾緊力 r：螺紋的平均半徑 ：螺紋升角 tan=np/2r ：螺紋摩擦角 tan=f,一般 f=0.178, 則 =10 0 f1：支承表面的摩擦系數(shù)，一般 f=0.150.3 ：支承表面摩擦力矩的計(jì)算力臂，隨支承表面 的形式而改變，其表按金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-22 查。 先預(yù)選用 M20 的螺紋，查得：螺紋的平均半徑 r 為 9.19，螺紋螺距 P 為 2.5，螺紋升角 為 2029， ， 為 1/3D0 ，f=0.2。 則可以計(jì)算扭矩： M=Qrtg(+)+f 1= Qrtg(+)+f 1 =18909.19tg(2029， +100) +30.2 =5144（N） 可以選擇 M20 的螺紋做為夾緊裝置的夾緊結(jié)構(gòu)。 三視圖如下： 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 28 - 28 圖 3.3 鉆 7、沉孔 2-11 鉆削夾具總裝圖 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 29 - 29 第四章 小 結(jié) 兩個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)遇期而終心情輕松之中略帶幾份收獲的喜悅，覺(jué)得總 結(jié)一下很有必要，經(jīng)過(guò)這一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，深刻體會(huì)到設(shè)計(jì)的艱難，時(shí)間雖 短，但非常高興，學(xué)到平時(shí)課堂上所不能學(xué)到的東西實(shí)踐與理論的互助的認(rèn) 識(shí)。 工藝設(shè)計(jì)早在大二雖已做過(guò)，但那畢竟是課程設(shè)計(jì)，和這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)相 比，說(shuō)句老實(shí)話剛開始拿到這個(gè)課題我還真不知該如何下手。不僅工作量比以前 大了好幾倍，其難度不在話下，在實(shí)習(xí)過(guò)程中望著一大堆的資料和圖紙用“焦頭 爛額”形容一點(diǎn)都不為過(guò)，最后得到成老師的指點(diǎn)，才正確地進(jìn)入設(shè)計(jì)工藝中， 我們深知工藝設(shè)計(jì)不易，仍需專心細(xì)致的去做?；叵肫鹪谧霎厴I(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇 到的一個(gè)個(gè)門檻，最后一個(gè)一個(gè)的跨過(guò)。這一結(jié)果離不開很多人的幫助，碰到問(wèn) 題在車間問(wèn)工人，飯后到技術(shù)部去問(wèn)工程師，回校請(qǐng)老師指導(dǎo)，我很慶辛有這么 多人在幫我。工藝卡、過(guò)程卡、工藝計(jì)算修改，最后變成現(xiàn)在的模樣，在設(shè)計(jì)過(guò) 程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的工藝錯(cuò)誤都被指導(dǎo)老師及時(shí)指正過(guò)來(lái)，在這段設(shè)計(jì)過(guò) 程中，收獲不少，對(duì)工藝設(shè)計(jì)又有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 不過(guò)相信，不斷積累這些體會(huì)性的經(jīng)驗(yàn)，我們的設(shè)計(jì)思路，原理原則，認(rèn)識(shí) 見識(shí)會(huì)日趨完善的。 最后，感謝成老師的指導(dǎo)幫助！ 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 30 - 30 參考文獻(xiàn) 1趙如福主編， 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) ，上?？萍技夹g(shù)出版社， 1990。 2王紹俊主編， 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) ，機(jī)械工業(yè)出版社，1985。 3東北重型機(jī)械學(xué)院等編， 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) ，上海科學(xué)技術(shù)出版 社，1998。 4上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編， 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) ， 機(jī)械工業(yè)出版社，1984。 5上海市金屬切削技術(shù)學(xué)會(huì)所編， 金屬切削手冊(cè) ，上海科學(xué)技術(shù)出 版社，1988。 6張耀宸主編， 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) ，航空工業(yè)出版社， 1993。 7蒙少農(nóng)主編， 機(jī)械加工工藝手冊(cè) ，機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 8袁長(zhǎng)良主編， 機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè) ，中國(guó)計(jì)量出版社， 1992。 9董杰主編， 工藝文件編制與管理 ，上海交通大學(xué)出版社，1989。 10李恒權(quán)、朱明臣、王德云主編， 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 ，青島海洋大 學(xué)出版社，1993。