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A272F型羅拉支架加工工藝課題簡介
本課題的來源：XXXX有限公司，為“A272F系列高速并條機一三排羅拉支架”加工工藝及工裝的設計。A272F型系列高速并條機適應于75mm以下的纖維的純紡與混紡，在紡紗工藝過程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通過本機4根羅拉不同轉速之差產生的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長片段均勻度、纖維的伸直度，使不同品質纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細紗創(chuàng)造必要的條件。
羅拉支架是并條機上的支撐羅拉部件，其加工表面較多，尺寸精度和相互位置精度比較高，且結構較為復雜，加工難度大，生產綱領為年產量7200件。本課題設計內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)程的設計，圖號分別為：178M4.2000.01、178M4.2000.02、178M4.2000.03。
2、專用機床夾具的設計。
畢業(yè)設計畢業(yè)設計設計題目：設計題目：A272F型型系列高速并條機系列高速并條機 一三排羅拉支架加工工藝及工裝一三排羅拉支架加工工藝及工裝 系系 別：別：專專 業(yè)：業(yè)：班班 級：級：姓姓 名：名：學學 號：號：指導老師指導老師:完成時間：完成時間：第一章第一章 課題簡介課題簡介 本課題的來源：陜西寶雞紡織制造有限公司，為“A272F系列高速并條機一三排羅拉支架”加工工藝及工裝的設計。A272F型系列高速并條機適應于75mm以下的纖維的純紡與混紡，在紡紗工藝過程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通過本機4根羅拉不同轉速之差產生的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長片段均勻度、纖維的伸直度，使不同品質纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細紗創(chuàng)造必要的條件。羅拉支架是并條機上的支撐羅拉部件，其加工表面較多，尺寸精度和相互位置精度比較高，且結構較為復雜，加工難度大，生產綱領為年產量7200件。本課題設計內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)程的設計，圖號分別為：178M4.2000.01、178M4.2000.02、178M4.2000.03。2、專用機床夾具的設計。第二章第二章 零件的作用及工藝性分析零件的作用及工藝性分析A272F型系列高速并條機適應于75mm以下的纖維的純紡與混紡，在紡紗工藝過程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通過本機4根羅拉不同轉速之差產生的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長片段均勻度、纖維的伸直度，使不同品質纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細紗創(chuàng)造必要的條件。一三排羅拉支架是A272F型紡織機上的一個重要組成組合零件，它是由前塊、后塊、上塊組合的一個組合件。它位于傳動軸的下方，主要作用是支撐羅拉，并且保證羅拉做旋轉且無跳動的圓周運動。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結的孔，我們把它們分別進行分析：2.1 零件工藝性分析零件工藝性分析一、前塊（如圖）一三排羅拉支架前塊位于組合件的最上方，要加工的有：刨其表面達到粗糙度要求。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，二、后塊的工藝性分析二、后塊的工藝性分析 一三排羅拉支架一方面要與前塊相連，一方面與紡織機上板固定，因此，后塊作為組合零件中相當關鍵的零件之一。二、后塊（如圖）先以下面為基準164mm與45.5mm，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，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。一、上塊（如圖）四、四、組合件的分析組合件的分析此組合件由前、后、上塊組合的，25為支撐羅拉的孔，由于此孔在兩個零件上，如果單獨加工，較困難，精度無法保證，因此，此組合件上的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：25、12的通孔，37、26軸承座沉孔，及32.5寬4mm的內割槽。2.2 工藝規(guī)程設計工藝規(guī)程設計2.2.1確定毛坯類型 由于一三排羅拉支架組合件結構相對復雜，它材料是球墨鑄鐵QT700，主要是用來支撐羅拉，在工作過程中不會承受交變載荷及沖擊載荷，能保證零件工作可靠，零件的年產量已達7200，為批量生產水平且零件輪廓尺寸不大。2.2.2基準面選擇 基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基準面選擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚者造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。（1 1）粗基準的選擇）粗基準的選擇粗基準選擇原則：即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要相當位置精度較高的不加工表面作粗基準。對于本零件來說，如拿后塊來說，因為零件六面都要加工刨，論粗基準選擇選擇哪個面作基準都可以，但是考慮到后塊底面要與紡織機上板連接，要求精度比較高，則應選上面作為粗基準，利用六點定位原理，上面為基準可以約束Y、X旋轉、X方向的平移。在用另一側面做為基準，就可以約束零件，達到完全約束。（2）精基準面的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準不重合時應該進行尺寸換算，在這里就不重復了。2.2.3工藝路線的擬定工藝路線的擬定制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。u3）上塊工藝方案：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。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。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29、36、37的軸承座孔。半精鏜、精鏜14、30的孔。車23.5的內割槽。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，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。根據原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。（1）刨六面其加工長度為137.1mm，要求下表面粗糙度為0.8um，上表面粗糙度為1.6 um，因為粗刨能達到的精度要求為52.5 um，很顯然達不到要求的精度。由于下一道工序是磨，查得精磨為50.32 um，能達到精度要求，所以采用粗刨，此時加工余量2Z=3.2mm，以達到加工要求。（2）磨六面 查機械制造工藝手冊確定工序尺寸及加工余量精磨達到的精度要求是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)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之間。本設計中組合零件為大批量生產，應采用調整法加工。因此在計算過程中，應以調整法加工方式確定。2.2.5確定切削用量工序：刨六面。本工序用計算法來確定切削用量。1、加工條件：加工要求：粗、精刨前塊六面。機床：牛頭刨床。刀具材料：YG8。2、計算切削用量（1）粗刨六面。1）已知毛坯長度方向加工余量為3mm，最大加工余為5mm，考慮到要進行精刨，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。第三章第三章 夾具設計夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。一、問題的提出一、問題的提出經過考慮，決定設計鉆2-25孔的一套專用夾具，25孔用來支撐羅拉，它是羅拉支架的重要組成部分，一定要保證它的精度，且它又在兩個零件上。如果不使用專用夾具加工，給生產帶來困難，而且精度也無法保證。第二套夾具是鉆7、沉孔2-11的孔。因為他們所在的位置在與底面成600的面上，不容易加工。為了提高生產率，我決定設計這兩種專用夾具。畢業(yè)設計 設計題目：A272F 系列高速并條機 一三排羅拉支架加工工藝 系 別： 機械工程系 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導老師： 完成時間： 目 錄 序 言 .1 第一章 課題簡介 .2 第二章 零件的作用及工藝性分析 .3 2.1 零件工藝性分析 .3 2.2 工藝規(guī)程設計 .3 2.2.1 確定毛坯類型 .3 2.2.2 基準面選擇 .3 2.2.3 工藝路線的擬定 .3 2.2.4 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .3 2.2.5 確定切削用量 .3 第三章 夾具設計 .3 第四章 小 結 .3 參考文獻 .3 設計說明書 - 1 - 1 序 言 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以 及大部分專業(yè)課程后進行的。這是我們在進行畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入 的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學 生活中占有重要的地位。 就我而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適 應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，從而更好的以積極向上的 態(tài)度來對待工作能溶入到實踐中去。我們做畢業(yè)設計目的是： 1、學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工藝技術問題的獨立工作能力，拓寬 和深化學生的知識。 2、學生樹立正確的設計思路，設計構思和創(chuàng)新思維，掌握工藝設計的一般 程序.規(guī)范和方法。 3、學生正確使用技術資料.國家標準，有關手冊.圖冊等工具書。進行設計 計算.數據處理.編寫技術文件等方面的工作能力。 4、學生今昔功能調查研究。面向實際。面向生產。向工人和工程技術人員 學習的基本工作態(tài)度.工作作風和工作方法。 設計說明書 - 2 - 2 第一章 課題簡介 本課題的來源：xxxxx 有限公司，為“A272F 系列高速并條機一三排羅拉支 架”加工工藝及工裝的設計。A272F 型系列高速并條機適應于 75mm 以下的纖維的 純紡與混紡，在紡紗工藝過程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通過本機 4 根 羅拉不同轉速之差產生的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長片段均勻度、 纖維的伸直度，使不同品質纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細紗創(chuàng)造必要的 條件。 羅拉支架是并條機上的支撐羅拉部件，其加工表面較多，尺寸精度和相互位 置精度比較高，且結構較為復雜，加工難度大，生產綱領為年產量 7200 件。本 課題設計內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)程的設計，圖號分別為： 178M4.2000.01、178M4.2000.02、178M4.2000.03。 2、專用機床夾具的設計。 設計說明書 - 3 - 3 第二章 零件的作用及工藝性分析 A272F 型系列高速并條機適應于 75mm 以下的纖維的純紡與混紡，在紡紗工 藝過程中，位于梳棉工序之后，梳棉纖維條通過本機 4 根羅拉不同轉速之差產生 的牽伸力并合與牽伸，能夠提高纖維的條長片段均勻度、纖維的伸直度，使不同 品質纖維的混合更趨均勻，為獲得良好的細紗創(chuàng)造必要的條件。 一三排羅拉支架是 A272F 型紡織機上的一個重要組成組合零件，它是由前塊、 后塊、上塊組合的一個組合件。它位于傳動軸的下方，主要作用是支撐羅拉，并 且保證羅拉做旋轉且無跳動的圓周運動。 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結的孔，我們把 它們分別進行分析： 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 設計說明書 - 4 - 4 的有：刨其表面達到粗糙度要求。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，定位和加緊下面會詳細介紹。 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，一方面與紡織機上板固定，因此，后 塊作為組合零件中相當關鍵的零件之一。 2.2 后塊零件圖 先以下面為基準 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，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。 設計說明書 - 5 - 5 2.3 上塊零件圖 四、 組合件的分析 設計說明書 - 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，由于此孔在兩個零 件上，如果單獨加工，較困難，精度無法保證，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 割槽。 2.2 工藝規(guī)程設計 2.2.1 確定毛坯類型 由于一三排羅拉支架組合件結構相對復雜，它材料是球墨鑄鐵 QT700，主 要是用來支撐羅拉，在工作過程中不會承受交變載荷及沖擊載荷，能保證零件工 作可靠，零件的年產量已達 7200，為批量生產水平且零件輪廓尺寸不大 。 設計說明書 - 7 - 7 2.2.2 基準面選擇 基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞拭孢x擇得正確與合理 可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出， 甚者造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇 粗基準選擇原則：即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準， 若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要相當位置精度較高的不加工 表面作粗基準。對于本零件來說，如拿后塊來說，因為零件六面都要加工刨，論 粗基準選擇選擇哪個面作基準都可以，但是考慮到后塊底面要與紡織機上板連接， 要求精度比較高，則應選上面作為粗基準，利用六點定位原理，上面為基準可以 約束 Y、X 旋轉、X 方向的平移。在用另一側面做為基準，就可以約束零件，達 到完全約束。 （2）精基準面的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準不重合 時應該進行尺寸換算，在這里就不重復了。 2.2.3 工藝路線的擬定 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度 等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量的條件下，可以考慮 采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還 應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 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。 設計說明書 - 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。 設計說明書 - 9 - 9 鉆 5 的孔，鉸 5 的孔。 擴 29、36、37 的軸承座孔。 半精鏜、精鏜 14、30 的孔。 車 23.5 的內割槽。 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。 設計說明書 - 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 29、36、37 的軸承座孔。 半精鏜、精鏜 14、30 的孔。 車 23.5 的內割槽。 上述兩種工藝方案特點在于：方案一是在兩個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床，還要有高水平工人進行操作， 經濟性差，往往有一點錯誤，精度就無法保證。而第二種加工就禰補了第一種加 工的不足，組合起來用普通的機床就可以了，操作簡單方便，經濟性好。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。 設計說明書 - 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 29、36、37 的軸承座孔。 半精鏜、精鏜 14、30 的孔。 設計說明書 - 12 - 12 車 23.5 的內割槽。 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，生產類型為大批量生產，采用鑄造 毛坯。 根據原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面機械加工余量，工序尺寸 及毛坯尺寸。 （1）刨六面 其加工長度為 137.1mm，要求下表面粗糙度為 0.8um，上表面粗糙度為 1.6 um，因為粗刨能達到的精度要求為 52.5 um，很顯然達不到要求的精度。由于 下一道工序是磨，查得精磨為 50.32 um，能達到精度要求，所以采用粗刨，此 時加工余量 2Z=3.2mm，以達到加工要求。 （2）磨六面 查機械制造工藝手冊確定工序尺寸及加工余量精磨達到的精度要求是 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 實只是名義上的加工余量。實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之間。 本設計中組合零件為大批量生產，應采用調整法加工。因此在計算過程中， 應以調整法加工方式確定。 2.2.5 確定切削用量 工序：刨六面。本工序用計算法來確定切削用量。 設計說明書 - 13 - 13 1、加工條件： 加工要求：粗、精刨前塊六面。 機床：牛頭刨床。 刀具材料：YG8。 2、計算切削用量 （1）粗刨六面。 1）已知毛坯長度方向加工余量為 3mm，最大加工余為 5mm，考慮到要進行精 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）進給量 f，根據金屬機械加工工藝手冊 （表 14-19） ，當刀桿尺寸為 30mm45mm 時 ap8 則進給量 f=(3.02.4) 按牛頭刨床說明書取: f=2.67mm/r 3)計算切削速度 按金屬機械加工工藝手冊 ，切削速度計算公式為： v=162/t0.2ap0.1f0.4 式中： T耐用度 Ap切削深度 F進給量 其中：ap=1.5 f=2.67 t=60 則： v=162/60 0.21.50.12.670.4=46.48(m/min) 按機床說明書與 46.4 相接近的轉速為 45r/min 及 49.5,現選用 45r/min。如 果選用 49.5 則刀具容易受熱磨損太大。則選取： v=45r/min 工序 磨六面 1、加工條件： 加工要求：末流面達到精度要求 0.8um。 設計說明書 - 14 - 14 磨輪材料：黑色碳化硅，寬 50mm，見機械制造工藝手冊 （表 10-231） 。 機床：平面磨床（M7130） 用磨輪圓周精度精磨削深度進給量公式： st=3.46k1k2k3/sBv 查機械制造工藝手冊得：s B=1225 毫米/行程 ?。簊 B =25。 工件運動速度 V=12m/min 則單行程進給量：Z=0.019mm 查修正系數：k 1=1.04 k2=1.0 k3=0.62 則： st=3.46k1k2k3/sBv=3.461.041.00.62/2512 =0.0114(mm) 查工藝手冊進給量應該?。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）查機械制造工藝手冊鉆 1.5 的孔和 2 的孔一樣，工件材料： QT700 則進給量： S=0.050.07 毫米/轉 取：S=0.06 毫米/轉 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計算公式： 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) 主軸轉速選擇:V=400r/min (2)查機械制造工藝手冊鉆 4.5 的孔和 5 的孔一樣，工件材料： QT700 則進給量： 設計說明書 - 15 - 15 S=0.050.07 毫米/轉 ?。篠=0.06 毫米/轉 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計算公式： 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) 主軸轉速選擇：V=400r/min (3)查機械制造工藝手冊鉆 12 的孔，工件材料：QT700 則進給量： S=0.050.07 毫米/轉 取：S=0.06 毫米/轉 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計算公式： 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) 主軸轉速選擇：V=280r/min (4)查機械制造工藝手冊鉆 14 的孔，工件材料：QT700 則進給量： S=0.050.07 毫米/轉 ?。篠=0.06 毫米/轉 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計算公式： 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) 主軸轉速選擇：V=280r/min (5)查機械制造工藝手冊鉆 25 的孔，工件材料：QT700 則進給量： 設計說明書 - 16 - 16 S=0.050.07 毫米/轉 ?。篠=0.06 毫米/轉 選用刀具材料：W 18CR4V 切削速度的計算公式： 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) 主軸轉速選擇:V=280r/min 為清楚表達，以下為鉆孔切削用量表: 表 一 鉆孔切削用量表 直徑(D) 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量 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。 鉸 5 的孔為，查機械制造工藝手冊 （表 10-8） ，鉸 5 的孔用于手鉸，進給 量為 0.6mm/n,即：S=0.6 mm/n。 查機械制造工藝手冊 （表 10-84） ，T=0.05mm, 則： 切削速度： V=17.2 （m/min） （7）锪孔。 設計說明書 - 17 - 17 锪 18、14、11，組合零件中锪孔全部為平頭锪鉆，查機械制造工 藝手冊 （表 10-90） 。 锪 18 的孔，工件材料：QT700，進給量 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) 取：V=16.8mm/min。 锪 14，進給量 S=0.10.15(mm) ?。篠=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：查機械制造工藝手冊 （表 10-157） 。選用螺紋絲錐高速鋼： W18CR4V 切削速度計算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料為 QT700，切削系數 CV， 當直徑 D10 時； C V=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 當直徑 D10 時； 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，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 則可以求出進給量 S=0.6mm) 攻絲 M12-7H：查機械制造工藝手冊 （表 10-157） 。選用螺紋絲錐高速鋼： W18CR4V 切削速度計算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料為 QT700，切削系數 CV， 當直徑 D10 時； C V=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 當直徑 D10 時； C V=27.6，X=0.78，Y=0.5，m=0.5。 設計說明書 - 18 - 18 在（表 10-167）中查得螺紋直徑為 6 時，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 則可以求出進給量 S=0.4(mm) 攻絲 M47H：查機械制造工藝手冊 （表 10-157） 。選用螺紋絲錐高速鋼： W18CR4V 切削速度計算公式： V=CVDx/TmSy 其中工件材料為 QT700，切削系數 CV， 當直徑 D10 時； C V=0.83，X=2.3，Y=0.5，m=0.5。 當直徑 D10 時； 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，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 則可以求出進給量 S=0.5mm) 通過查表計算，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 較寬的時候用鑲齒刀。對于一般相對窄的平面用整體直齒。因為本零件尺寸較小， 設計說明書 - 19 - 19 所以選用整體直齒。 查機械制造工藝手冊 （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：每齒進給量 刀具材料：YG8，查（表 10-1080，得銑刀每齒進給量 S=0.50.64mm 取：S=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) 根據機械制造工藝手冊 （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 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： 設計說明書 - 20 - 20 S0.236(m/min) 根據機械制造工藝手冊?。篠=0.25(m/min) 工序 車內割槽。 計算切削速度公式，按機械制造工藝手冊 （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 進給量 f=0.40.5， ?。篺=0.45mm/N， 切削深度 Ap=3mm 修正系數：K=1.04 求得： V=CV/TmApXvfyK= 242/1.80.230.150.450.351.04=53.8(m/min) 已知內割槽直徑 D=32.5mm 確定主軸轉速： ns=1000V/D=100053.8/3.1432.5527(r/min) 按機床說明書與 527527r/min 相接近的轉速有 615r/min 和 405r/min，轉速太大， 工件容易發(fā)熱，則我們選用 405r/min 作為轉速。 即： V=405（r/min） 再反上去可以算出切削速度 V=48.2(m/min) 設計說明書 - 21 - 21 第三章 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 一、問題的提出 經過考慮，決定設計鉆 2-25 孔的一套專用夾具，25 孔用來支撐羅拉，它 是羅拉支架的重要組成部分，一定要保證它的精度，且它又在兩個零件上。如果 不使用專用夾具加工，給生產帶來困難，而且精度也無法保證。第二套夾具是鉆 7、沉孔 2-11 的孔。因為他們所在的位置在與底面成 600 的面上，不容易加 工。為了提高生產率，我決定設計這兩種專用夾具。 225 鉆削夾具設計 1、定位元件的選擇 設計說明書 - 22 - 22 圖 3.1 2-25 鉆削工序圖 因為 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。 經過仔細觀察可以看到后塊底面有一個燕尾槽，我們能夠用它定位的話，就 可以約束五個自由度，再用另一端面定位，就很容易達到完全定位。 2、夾緊裝置的設計 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，有扭力， 使工件移動，使加工不準確，所以必須有夾緊裝置。金屬切削機床夾具的夾緊裝 置類型多樣，要想提高加工效率，就應該合理選用對應的加緊機構，如手動、氣 動、液壓或機械傳動夾緊。由于此零件上方要放置一鉆套，如果采用氣動或機動 的話，就會使加工距離過大，且費時。故還是選擇人工夾緊。經濟性好，效率高。 由于此零件需要定向夾緊。仔細考慮后，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構。由于此工序是在加工加工表面之后進 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。 其結構如下圖： 設計說明書 - 23 - 23 3、切削力及夾緊力計算 如圖： 根據機械加工工藝手冊 （表 10-64） ，查得鉆孔的扭矩和動力公式為： P=43.4DS0.8公斤力 M=21.4D2S0.8公斤力毫米 其中：D：切削直徑 S：進給量 已知選用刀具材料：W 18CR4V ， D= 25mm， 進給量 S=2.0mm 代入公式可以計算出： P=43.4DS0.8=43.42520.8=1890（N） M=21.4D2S0.8=21.425220.8=931.5(N/mm) 既然算出來扭矩和動力，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 ：夾在螺旋夾緊機構上的夾緊扭矩 Q：夾緊力 設計說明書 - 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，一般 f=0.150.3 ：支承表面摩擦力矩的計算力臂，隨支承表面的形式而改變，其表按 金屬切削機床夾具設計手冊表 3-22 查。 先預選用 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構。 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 尺寸與公差現規(guī)定為與本零件在工作時的尺寸與公差相同。 （2）計算 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 0.012。由于在制造夾具時燕尾槽不可能達 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 0.015，則： Bbax=0.012-（-0.015）=0.017 即最大側隙能滿足零件的精度要求。 5、夾具設計及操作說明 如前所述，在設計夾具時應該注意提高勞動生產率。本工序為粗加工，切削 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，本夾具設計有兩個螺紋頂塊，加工時要旋檸兩個螺紋夾緊工件。 設計說明書 - 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 鉆削夾具設計 本工序為鉆 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，如果沒有專用夾具的話，加工過程中容易出現移動，把鉆頭弄斷， 甚者工件報廢。因此，要有專用夾具，由于這幾個孔也是在組合以后加工的，仔 細觀察后，很容易發(fā)現在后塊中有一燕尾槽，如果用這燕尾槽定位的話就可以約 束五個自由度，再用一側面定位就達到完全定位。和上一夾具一樣制造一個和地 面有斜 60 度的斜面。其三視圖如下圖： 設計說明書 - 26 - 26 計算和上面一樣： 根據機械加工工藝手冊表 10-64，查得鉆孔的扭矩和動力公式為： P=43.4DS0.8公斤力 M=21.4D2S0.8公斤力毫米 其中：D：切削直徑 S：進給量 已知選用刀具材料：W 18CR4V ， D=11mm， 進給量 S=0.2mm 代入公式可以計算出： P=43.4DS0.8=43.41120.8=346（N） M=21.4D2S0.8=21.41120.20.8=1876(N/mm) 既然算出來扭矩和動力，下一步要算出夾緊力。 夾緊力方向如圖： 設計說明書 - 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 ：夾在螺旋夾緊機構上的夾緊扭矩 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，一般 f=0.150.3 ：支承表面摩擦力矩的計算力臂，隨支承表面 的形式而改變，其表按金屬切削機床夾具設計手冊表 3-22 查。 先預選用 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構。 三視圖如下： 設計說明書 - 28 - 28 圖 3.3 鉆 7、沉孔 2-11 鉆削夾具總裝圖 設計說明書 - 29 - 29 參考文獻 1趙如福主編， 金屬機械加工工藝人員手冊 ，上?？萍技夹g出版社， 1990。 2王紹俊主編， 機械制造工藝設計手冊 ，機械工業(yè)出版社，1985。 3東北重型機械學院等編， 機床夾具設計手冊 ，上?？茖W技術出版 社，1998。 4上海柴油機廠工藝設備研究所編， 金屬切削機床夾具設計手冊 ， 機械工業(yè)出版社，1984。 5上海市金屬切削技術學會所編， 金屬切削手冊 ，上?？茖W技術出 版社，1988。 6張耀宸主編， 機械加工工藝設計實用手冊 ，航空工業(yè)出版社， 1993。 7蒙少農主編， 機械加工工藝手冊 ，機械工業(yè)出版社，1991。 8袁長良主編， 機械制造工藝裝備設計手冊 ，中國計量出版社， 1992。 9董杰主編， 工藝文件編制與管理 ，上海交通大學出版社，1989。 10李恒權、朱明臣、王德云主編， 畢業(yè)設計指導書 ，青島海洋大 學出版社，1993。