柴油機機體加工工藝及組合機床銑兩端面夾具設計【含3張CAD圖紙、說明書】

柴油機機體加工工藝及組合機床銑兩端面夾具設計【含3張CAD圖紙、說明書】,含3張CAD圖紙、說明書,柴油機,機體,加工,工藝,組合,機床,端面,夾具,設計,CAD,圖紙,說明書 目錄 摘要 Ⅰ 英文 Ⅱ 前言 Ⅲ 第一章 零件分析 1 1.1機體的主要作用是： 1 1.2主要技術條件分析 1 1.3主要尺寸公差及分析： 2 1.4表面粗糙度要求 2 第二章 毛坯的確定 4 2.1毛坯材料及形式的確定 4 2.2鑄造的加工余量及尺寸公差的確定 4 第三章 工藝規(guī)程的設計 6 3.1定位基準選擇 6 3.1.1粗基準的選擇 6 3.1.2精基準的選擇 7 3.2制定加工工藝路線 7 3.2.1 確定各表面的加工方法： 7 3.2.2 確定工藝路線 8 第四章 工序設計 10 4.1工、量具、夾具及設備的選擇 10 4.2工序設計 11 第五章 夾具的設計 32 5.1設計方案的確定 32 5.2彈簧的計算及選用 32 5.3切削力及夾緊力的計算 34 5.3.1切削力的計算 34 5.3.2夾緊力的計算 35 5.4氣缸的選擇 35 5.5定位誤差的分析 35 5.6主要受力件設計 37 5.7標準件的選擇 38 5.8夾具的使用說明 39 感謝 40 參考文獻 41 43 摘要 柴油機是當今世界的一種提供動力源的動力裝置，柴油機體卻是柴油機中的一個重要部分，它就像人的軀殼一樣，支承柴油機的所有運動部件，使它們在工作時保持相互準確的位置，本次設計主要是制定EM165柴油機機體加工工藝及組合機床銑兩端面的夾具設計。 本設計說明書對柴油機機體進行了結構和工藝性能的分析，制定了柴油機機體的工藝規(guī)程，選定了相應的工藝基準、定位基準，并進行了定位分析、加緊力計算，指定工序銑兩端面的夾具設計。而對于我的設計題目，主要的加工方式是銑削加工和鉆削加工，又分為粗加工和精加工。 關鍵詞：機體、工藝規(guī)程、工藝基準、定位基準、夾緊力、夾具設計、粗加工、精加工 Abstract Diesel is a power source for the power plant in the world. Diesel-Diesel is also an important part of liking a person’s body, Diesel support all moving parts so that they work with each other and accurate location .The design is developed EM165 engine block processing and milling machine combinations ends of the fixture design. Design specifications of the engine block for the structure and process performance analysis developed a body of the Diesel Technology order, corresponding to the selected technology base, positioning the baseline and the positioning analysis, intensify calculation, the designated milling process ends of the fixture design. The title for I designed, Milling and Drilling is the main mode processing, include finish machining and rough machining. Keywords : Cylinder Blocks ， technological procedure， technological datum， location datum ，clamping force ，design of fixture，finish machining，rough machining. 前言 本次畢業(yè)設計是大學四年對所學課程進行的一次綜合性的復習和總結，是四年學業(yè)完成的最后環(huán)節(jié)。其目的是通過設計來將大學所學課程聯系起來，用于設計，提高我們的設計能力。 本次畢業(yè)設計的內容包括了零件的工藝路線的制定及其指定工序的夾具設計，涉及到所學的多方面知識，培養(yǎng)我們綜合運用機械制造專業(yè)知識的基本理論和思想獨立地分析和解決實際生產中問題的能力，并能獨立地分析生產工藝，有效地鞏固所學知識，為即將面臨的工作打下堅實的基礎。 但是，在設計中由于本人能力有限以及實踐經驗的缺乏，所以此中錯誤之處在所難免，誠望老師不吝指教為謝。， 第一章 零件分析 本次設計是制定EM165柴油機機體的加工工藝及銑前后兩端面的夾具設計。柴油機機體屬于箱體零件，其特點是：具有形狀復雜的內腔，箱壁多為用于安裝軸承的軸承孔或其他用途的孔系。箱體的加工，主要是加工面和孔系，屬于整體式機體結構，即汽缸體和曲軸箱制成一個整體零件，其特點是結構緊湊，剛性好，加工制造困難。 1.1機體的主要作用 1、支承柴油機的所有運動部件，使它們在工作時保持相互準確的位置關系； 2、在機體上加工有水道和油道，保證各零件工作是必要的冷卻與潤滑； 3、安裝柴油機各輔助系統(tǒng)部件； 4、作為柴油機使用安裝時的支承，將柴油機固定在底盤或支架上。 所以，柴油機機體的結構較為復雜，部件結構尺寸精度要求較高，受到高頻的變載荷及振動，是柴油機的主要部件。 1.2主要技術條件分析 由于機體上要安裝曲軸、汽缸套、調速器等重要部件，所以，機體主要部分都有精度要求，如表1-1： 表1-1 主要技術條件分析表 誤差要求 標注位置及分析 0.06 F—H 平行度要求公差0.06mm，機體上部平面，此平面為安裝噴油泵的平面，8級精度，即機體上平面對Φ52、Φ20孔軸線的平行度誤差為0.06mm 0.08 F—H Φ40的孔的軸線對于Φ52、Φ20的孔的軸線垂直度誤差為0.08，保證噴油泵位置 Φ0.025 F—H Φ52的孔的軸線相對于兩個孔公共軸線的同軸度要求公差為0.025 0.08 Φ52的孔的圓柱度要求公差0.08，7級精度 0.025 F—H Φ52的孔的右端面相對于Φ52、Φ20的公共軸線的跳動公差為0.025 Φ0.015 F—H Φ20軸線相對于Φ52、Φ20的公共軸線同軸度要求為0.015，7級精度 0.03 A—B Φ70的孔左端面相對于Φ70、Φ105孔公共軸線的圓跳動誤差為0.03 0.015 R Φ30的孔相對于軸線的跳動誤差為0.015，7級精度 0.010 Φ30的孔的圓柱度誤差為0.010，8級精度 0.010 Φ105孔的圓柱度誤差為0.010，7級精度 Φ0.015 A—B Φ105孔的的軸線相對于Φ30、Φ105的公共軸線的同軸度公差為0.015 0.025 Q 機體上部平面用于安裝噴油泵的螺紋孔，相對于Φ40的圓心的位置度誤差為0.025，且必須符合最大實體原則 Φ0.4 后蓋螺孔的位置度公差為0.4，且必須符合最大實體原則 0.07 機體前面的平面度為0.07 100：0.05 A—B 機體前面對Φ30、Φ105孔的公共軸線在100范圍內的公差是0.05 0.06 機體后面的平面度為0.06 100：0.05 A—B 機體后面對Φ30、Φ105孔的公共軸線在100范圍內的公差是0.05 Φ0.04 機體后面的螺紋孔4—M8—6H的位置公差為Φ0.04，且必須符合最大實體原則 1.3主要尺寸公差及分析 從零件圖尺寸標注分析，尺寸要求較高的有Φ52，Φ30，Φ20，Φ40H8等孔，可由刀具及機床的精度保證；Φ52孔系與Φ105孔系的Y向中心距尺寸為30，57等，可由夾具保證。 1.4表面粗糙度要求 由公式N=Ｑn(1+) =200000 =202000(件) 由<<機械制造技術基礎>>表6.1 生產類型劃分方法 所以,本產品屬于大批量生產，應以組合機床為主要的加工設備，根據圖紙要求，部分孔的圓柱面要求為Ra1.6，而平面上粗糙度的最高要求為Ra3.2，組合機床完全能達到此精度要求。 第二章 毛坯的確定 2.1毛坯材料及形式的確定 由于箱體類零件形狀復雜，有腔形，故一般需要鑄造成型。機體結構復雜，部位結構尺寸精度較高，受到高頻的變載荷及振動，故零件材料可選用HT200，因為它強度較高、耐磨、耐熱性能好，但需人工時效處理，適用于承受較大應力（〈2942N/cm），摩擦面間單位壓力大于49N/cm和要求一定的氣密性的零件，適用于汽缸體等。 由于零件結構復雜、批量較大，毛坯確定為砂型機器造型，通過在震擊后加壓緊實鑄造，機器造型成本低，生產率較高。（〈〈機械加工工藝手冊〉〉第一卷） 根據零件結構情況，可選擇分型面如圖2-1所示。 圖2-1 分型面 2.2鑄造的加工余量及尺寸公差的確定 根據〈〈簡明機械加工工藝手冊〉〉表5—35，查得個加工余量及公差如表2-1所示：其他尺寸公差數值如表2-2所示： 表2-1 加工余量及公差表 基本尺寸 加工余量 公差 高度方向205mm 單邊余量4.5mm 2.8mm 寬度方向158mm 單邊余量3.5mm 2.5mm 長度方向153mm 單邊余量3.5mm 2.5mm Φ52 Φ46 Φ40孔 Φ66 Φ70 Φ80孔 雙側加工，單邊余量 為3.0 mm 2.0mm 2.2mm Φ105孔 單邊余量雙側加工3.5 mm 2.2mm 表2-2 其他尺寸公差數值 基本尺寸 公差 基本尺寸 公差 16—25 mm 1.7 mm 63—100 mm 3.2 mm 25—40 mm 1.8 mm 100—160 mm 2.5 mm 40—63 mm 2.0 mm 160—250 mm 2.8 mm 2、畫零件毛坯綜合圖一張，則附圖 第三章 工藝規(guī)程的設計 3.1定位基準選擇 3.1.1粗基準的選擇 粗基準的選擇影響各加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度。選擇粗基準的原則是： （1）以工件上要求余量均勻的重要表面作粗基準； （2）當必須保證加工表面與不加工表面的余量的位置和尺寸時，應選不需要加工的毛坯表面作粗基準； （3）以平整且面積較大的表面作粗基準； （4）粗基準一般只能使用一次。 因此，對于底面的加工，選擇工件的前面或后面作為加工基準面，應該盡量保證其尺寸精度和表面粗糙度。 3.1.2精基準的選擇 精基準的選擇應該以保證零件的加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結構簡單，應遵循以下原則： 盡量選擇零件的設計基準作為精基準，可以避免基準不重合引起的定位誤差，即“基準重合”原則； 盡可能的使工件各主要表面的加工采用統(tǒng)一的定位基準，即“基準統(tǒng)一”原則； 當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應采用互為基準，反復加工的原則； 選擇加工表面本身作為定位基準，“自為基準”； 選擇的定位精基準應該保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結構簡單，操作方便的原則。 即底面加工后，應該以底面作為精基準，因為底面是設計基準，符合“基準重合”原則。根據不同的加工表面加工方式不同，定位方式應該主要以一面兩孔定位，這是箱體零件加工的典型加工定位方式，并根據加工要求不一樣也可以選擇用兩面組合定位及其它定位方式。 3.2制定加工工藝路線 3.2.1：確定各表面的加工方法： 通過對零件的分析，初步確定其工藝路線如下： A面：粗銑 Φ20H7孔：鉆—擴—鉸 B面：粗銑—精銑 Φ70孔：粗鏜—半精鏜 C面：粗銑—精銑—精銑 Φ46孔：粗鏜 前端面：粗銑—精銑 Φ80孔：粗鏜 后端面：粗銑—精銑 Φ105孔：粗鏜—精鏜—磨 后蓋結合面：粗銑 Φ30孔：鉆—擴—鉸 Φ40H8的孔：粗鏜—精鏜 Φ26孔：鉆—擴 Φ52J7孔：粗鏜—精鏜—精磨 3.2.2 確定工藝路線 根據先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則初步擬定加工路線如下： 工藝路線1 工序號 工序內容 1 粗銑A面 2 鉆A面4—Φ10mm孔 3 鉸4—Φ10mm孔 4 粗銑前、后面 5 粗銑B、C面 6 粗銑F面 7 粗鏜孔Φ52mm 、Φ46mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ105mm 8 粗鏜孔Φ66H7mm、Φ40mm 9 鉆前后面M6，M8螺紋底孔及后面Φ20孔，前面Φ20mm、Φ30mm孔 10 鉆C面2—Φ22mm孔，4—M8螺紋底孔，2—M6螺紋孔，Φ10mm孔 11 精銑前后面 12 精銑B、C面 13 精鏜Φ52J7mm，Φ105H7mm，半精鏜Φ70孔，擴Φ20mm孔 14 精鏜Φ66H7mm，Φ40H8mm孔 15 擴Φ30mm，Φ26mm孔 16 鉸Φ20H7mm，Φ30mm孔 17 鉸Φ22mm孔 18 鉆2—Φ5mm與Φ22H7mm孔軸線成25的斜孔 19 攻前面8—M6，2—M8螺紋及后面8—M8螺紋 20 攻C面4—M8，B面2—M6螺紋及F面4—M8螺紋 21 磨削Φ52mm，Φ105mm孔 22 送檢 以上確定的加工方式是根據其尺寸及形位公差的精度，參照《互換性與測量技術基礎》上公差等級和《簡明機械制造工藝手冊》上所述各種加工方式的經濟加工精度確定的。 但是，某些工序內容存在一定問題，如13工序中，半精鏜Φ70孔，其切削時間應該與鏜Φ105H7孔相適應，以減小其切削力，可以改為精鏜。15工序應該分開，因為其為階梯孔。 上述工序沒有考慮到零件圖上的技術要求。如：螺紋孔倒角、涂漆，工件的檢測等，修改后的工藝路線如下： 工藝路線2 工序號 工序內容 1 銑A面 2 鉆A面4—Φ10孔 3 粗鉸4—Φ10孔 4 粗銑前、后面 5 粗銑B、C面 6 粗銑F面 7 粗鏜孔Φ52J7 、Φ46、Φ70、Φ80、Φ105H7 8 粗鏜孔Φ66H7、Φ40H8 9 鉆前面8—M6，螺紋底孔，2—M8螺紋底孔，Φ30孔及Φ20和后面8—M8螺紋底孔和Φ20H7孔 10 鉆B面2—M6螺紋底孔，10孔，C面2—22H7及4—M8螺紋底孔 11 精銑前后面 12 精銑B、C面 13 精鏜Φ52J7，Φ105H7，70，擴后面Φ20孔 14 精鏜Φ66H7，Φ40H8孔 15 擴Φ30孔 16 擴Φ26孔 17 鉸Φ20H7，Φ30孔 18 倒Φ20H7，Φ105H7，Φ70孔的角 19 各面螺紋孔倒角 20 鉸Φ22H7孔 21 鉆2—Φ5與Φ22H7孔軸線成25的斜孔 22 攻前面8—M6，2—M8螺紋及后面8—M8螺紋 23 攻C面4—M8，B面2—M6螺紋及F面4—M8螺紋 24 磨削Φ52J7，Φ105H7孔 25 非加工表面涂漆 26 送檢 27 入庫 第四章 工序設計 4.1工、量具、夾具及設備的選擇 由于本產品屬于大批量生產（20萬件/年），所以應該以組合機床為主，輔以少量通用機床。以流水生產線的生產方式提高生產效率，工件在機床上的裝夾主要以氣動或液壓傳動為主要裝夾方式，具體選擇如下： 1、銑A面時，選擇定位基準為前面，所以采用臥式銑床，選用銑刀為鑲齒套式面銑刀，具體參數如下： D=80，Z=10，L=36，D=27 選用X52K，P=7.5KW 2、鉆A面4—Φ10孔，由于表面粗糙度為0.32，鉆削不能達到要求，安排有鉸削，應留有鉸削余量，采用組合機床加工，選擇Φ9.8的普通麻花鉆。 3、粗鉸A面4—Φ10孔，選擇d=10mm的錐柄機用絞刀，以組合機床加工。 4、粗銑前后面，以底面和一個與之垂直的平面作定位基準，用組合機床加工，采用臥式銑床，選用銑刀D=125鑲齒三面銑刀。 5、粗銑B、C面，以底面為基準，采用立銑，用組合機床加工，加工選擇銑刀為：D=63的套式銑刀加工B面，D=100的套式面銑刀加工C面。 6、粗銑F面，定位方式同上采用臥銑可選用通用型機床型號X6025選擇刀具為D=160mm直齒三面刃銑刀。 7、粗鏜孔Φ52J7 、Φ46、Φ70、Φ80、Φ105H7孔，組合機床加工，以地面作為定位基準，采用一面兩孔定位，選用刀具為粗鏜刀，以雙刀鏜Φ52、Φ46且鏜Φ52孔為盲孔鏜刀，鏜Φ70、Φ80、Φ105采用同軸鏜，鏜Φ70、Φ80孔用盲孔鏜刀。 8、粗鏜孔Φ66H7、Φ40H8，以組合機床加工，底面定位，一面兩孔，鏜頭為垂直方向，選擇鏜刀為普通粗鏜刀，d=20,k=60°,L=150. 9、鉆前面8—M6螺紋底孔，2—M8螺紋底孔，Φ30孔及Φ20，標準麻花鉆鉆后面8—M8螺紋底孔，選用Φ6.8的長麻花鉆鉆2—M8底孔（根據零件結構尺寸，標準麻花鉆不能達到要求），選用Φ=19mm標準麻花鉆鉆前面Φ30及后面Φ20孔，選Φ=20mm孔鉆鉆前面Φ20孔，以組合機床加工，一面兩孔定位。 10、鉆B面2—M6螺紋底孔，10孔，C面2—22H7及4—M8螺紋底孔以底面為基準采用一面兩孔定位，組合機床加工，選用=5.0mm鉆頭鉆2—M6螺紋底孔，選用=22麻花鉆鉆2—22H7孔，選=10麻花鉆鉆10孔。 11、精銑前后面，定位方式與粗銑時一樣，組合機床加工，刀具與粗銑時相同。 12、精銑B、C面，定位方式與粗銑時一樣，組合機床加工，刀具與粗銑時相同。 13、精鏜Φ52J7，Φ105H7，70，擴后面Φ20孔，選用一面兩孔定位，組合機床加工，Φ105H7，70采用同軸鏜，70孔鏜刀為盲孔鏜刀，Φ52J7為盲孔鏜刀。 14、精鏜Φ66H7，Φ40H8孔，與粗鏜時一樣，選用同一直徑的精鏜刀。 15、擴Φ30孔底面定位，組合機床加工，選Φ29.7的擴孔鉆。 16、擴Φ26孔，底面定位，組合機床加工，選Φ26的擴孔鉆。 17、鉸Φ20H7，Φ30孔底面定位，一面兩孔，組合機床加工，選Φ20，Φ30鉸刀加工，用高速鋼鉸刀，T=2700。 18、倒Φ20H7，Φ105H7，Φ70孔的角。 19、各面螺紋孔倒角，擴孔鉆倒角，組合機床加工。 20、鉸Φ22H7孔，組合機床加工。 21、鉆2—Φ5與Φ22H7孔軸線成25的斜孔，采用專用夾具，組合機床加工，選用Φ5的麻花鉆。 22、攻前面8—M6，2—M8螺紋及后面8—M8螺紋，選用與之直徑相同的絲錐。 23、攻C面4—M8，B面2—M6螺紋及F面4—M8螺紋，選用與之直徑相同的絲錐。 24、磨削Φ52J7，Φ105H7孔，組合機床加工，與之相應的砂輪。 量具的選擇，流水線加工作業(yè)中，零件在不同的工序中需抽查，根據零件圖上要求不同，選用游標卡尺、百分表、千分尺、螺紋通規(guī)、止規(guī)等量具。 4.2工序設計 工序1：銑A面 加工條件：銑削尺寸為52mm的底面，銑削寬度a=52mm 確定進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4—73，硬質合金端銑刀進給量：af=0.18mm/z 確定切削速度，查《機械加工工藝手冊》2.4—81，硬質合金切削用量及功率： V=2.38m/s=142.8m/min 由查《機械加工工藝手冊》表2.4—94和2.4—95可得： K=1.0=1.032 確定主軸轉速： 參考P902，取相近。 ∴ 機床實際切削速度為： 計算切削時間： 同上：當銑削尺寸為38底面里，即銑削寬度 ∴ 故： 工序2：鉆A面孔4xΦ10mm 按《機械加工工藝手冊》李洪主編表2.4-39得：當鑄鐵硬度HB>200HBS，d>8～12mm時，f=0.30~0.36mm/r,由于孔深為12mm。 故 f=0.30mm/r 由表2.4-43查得 ∴ 按機床選取 《機械加工工藝手冊》李洪主編表3.5-35 故機床實際切削速度： 切削工時： 因為有四個孔需加工，所以切削工時應為： 工序3：鉸A面4-Φ10孔 查《機械加工工藝手冊》表2.3-48，此道加工序余量為0.2mm; 查《機械加工工藝實用手冊》表15-43，機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀,f=1.2mm/r。 查《機械加工工藝實用手冊》表15-44鉸孔時切削速度的計算公式： 其中： ∴ 機動時間定額的計算： 工序4：粗銑前后面 按《機械加工工藝手冊》P497查得，粗加工后，精銑余量為1.5mm，所以ap=1.0mm。 加工條件：銑削尺寸為160mm的前面，即銑削寬度，確定進給量，查《機械加工工藝手冊》表2.4-73： 確定切削速度，查《機械加工工藝手冊》表2.4-73： 確定主軸轉速： 查機床使用手冊，取相近轉速。 故機床實際銑削速度為： 計算切削時間： 因為加工前后面，所有的銑削速度及主軸轉速都一樣，故銷銑時間應為： 工序5：粗銑B、C端面 按《機械加工工藝手冊》P497查得，粗加工后，精銑余量為1.5mm，所以ap=1.0mm。 B面：加工條件：銑削尺寸為60mm的底面，即銑削寬度，確定進給量，查《機械加工工藝手冊》表2.4-73： 確定切削速度，查《機械加工工藝手冊》表2.4-73： 確定主軸轉速： 查機床使用手冊，取相近轉速。 故機床實際銑削速度為： 計算切削時間： C面：方法同上 取 故： 計算切削時間： ∴ 工序6：粗銑F面 機床：選用X53K立式銑床 刀具：YG6，鑲齒套式面銑刀 GB1129-85 刀具的耐用度7，參考《機械加工工藝手冊》表2.4-72，可得10.8X103 確定進給量： 參考《機械加工工藝手冊》表2.4-73 確定切削速度： 參考《機械加工工藝手冊》表2.4-81 修正系數： 則： 故： 查機床使用手冊，可得之與434r/min相近的機床轉速有375r/min和475r/min，在此我選擇475r/min。 則： 計算切削時間： 參考《機械加工工藝手冊》表2.5-10，銑削機動時間的計算，選用對稱銑銷。 工序7：粗鏜孔Φ52mm 、Φ46mm、Φ70mm、Φ80mm和Φ105mm ⒈鏜Φ46mm的孔 確定進給量：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-66可得： 切削速度v：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-9，可得。 修正數： 則： 這樣可以求出切削速度： 求出主軸轉速： 參考機床使用說明書，查得相近轉速，在此取800r/min。 故求出實際切削速度應為： 切削時間： 參考《機械加工工藝手冊》表2.5-3鏜削機動時間計算 其中： 則： ⒉粗鏜孔Φ52mm 確定進給量：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-66，即查得： 切削速度v：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-9，可得。 修正數： 則： 這樣可以求出切削速度： 求出主軸轉速： 參考機床使用說明書，查得相近轉速，在此取800r/min。 故求出實際切削速度應為： 切削時間： 參考《機械加工工藝手冊》表2.5-3鏜削機動時間計算 其中： 則： 其中： 則： 3、鏜Φ70mm的孔 確定進給量：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-66可得： 切削速度v：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-9，可得。 修正數： 則： 這樣可以求出切削速度： 求出主軸轉速： 參考機床使用說明書，查得相近轉速，在此取315r/min。 故求出實際切削速度應為： 切削時間： 參考《機械加工工藝手冊》表2.5-3鏜削機動時間計算 其中： 則： 4、粗鏜Φ80mm的孔 確定進給量：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-66可得： 切削速度v：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-9，可得。 修正數： 則： 這樣可以求出切削速度： 求出主軸轉速： 參考機床使用說明書，查得相近轉速，在此取250r/min。 故求出實際切削速度應為： 切削時間： 參考《機械加工工藝手冊》表2.5-3鏜削機動時間計算 其中： 則： 5、鏜Φ105mm的孔 確定進給量：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-66可得： 切削速度v：參考《機械加工工藝手冊》表2.4-9，可得。 修正數： 則： 這樣可以求出切削速度： 求出主軸轉速： 參考機床使用說明書，查得相近轉速，在此取200r/min。 故求出實際切削速度應為： 切削時間： 參考《機械加工工藝手冊》表2.5-3鏜削機動時間計算 工序8：粗鏜孔Φ66H7mm、Φ40mm ⒈加工余量的確定 組合機床加工上表面兩孔，采用鏜削加工，其工序余量如下（半徑余量）： 基本尺寸：Φ66mm Φ40mm 加工余量： 2.0mm 2.0mm 按《機械加工工藝手冊》P454查得鏜削所能達到的尺寸精度為IT13，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原則”確定各孔的工序尺寸公差，查《機械制造技術基礎》P113，標準公差數值為： 兩孔的垂直度由基準面底面保證。 ⒉切削用量的選擇與確定，查《機械加工工藝手冊》表2.4-66。 鏜孔： Φ66H7mm Φ40mm 鏜削速度： Φ66H7mm的孔： Φ40孔： 故： 切削時間： 查表得： ?。? ∴ 查表得：取 其中： Tw——工作地服務時間； ∴ 故單件時間定額： 工序9：鉆前后面M6，M8螺紋底孔及后面Φ20孔，前面Φ20mm、Φ30mm孔 加工余量的確定： 采用鉆削加工，其加工余量如下：（半徑余量） 基本尺寸： M6螺紋底孔 M8螺紋底孔 30 20前 20后 加工余量： 2.5mm 3.4mm 9.5mm 10mm 9.5mm 鉆削所能達到的尺寸精度為IT11——IT12，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原則”確定各孔的尺寸公差為： M6螺紋底孔 M8螺紋底孔 30 20 20 19 20 19 各螺紋孔的相互位置均由鉆模保證，而前后30與105軸線的位置由后一道工序（擴）保證，而 20后孔與52孔的同軸度要求也由后道工序保證。 切削用量的選擇與確定 根據《簡明機械加工工藝手冊》與《機械加工工藝手冊》等參考文獻與工序要求選擇切削用量如下： 進給量的選擇： 鉆M8底孔：0.16mm/r (前面) 鉆M6螺紋底孔：0.13 mm/r 鉆后面底孔（M8）：0.20 mm/r 鉆30及20（后）：0.36mm/r 鉆20（前）：0.22 mm/r 鉆削速度的選擇：（高速鋼刀具鉆鑄鐵） 鉆M8底孔：=34m/min (前面) 鉆M6螺紋底孔：=26 m/min 鉆后面底孔（M8）：=32 m/min 鉆30及20（后）：=28 m/min 鉆20（前）：=22 m/min 上述選擇是在盡量使工件前后面切削同步以抵消其切削力的原則下選取的。 3.時間定額的計算： 機動時間的計算： 鉆M6底孔：T= = =0.3min 鉆M8（前）底孔：T= = =0.41 min 鉆M8（后）底孔：T= = =0.2 min 鉆30孔：T= = =0.65 min 鉆20（后）孔: T= = =0.4 min 鉆20（前）孔：T= = =0.8 min 上述各式中，L-設鉆頭未工作時處于鉆套外側面時，鉆床工作時，以工進速度進給，則L為空行程（包括鉆套長度，鉆套到工件外表面，工件外表面到加工表面）距離和加工孔深度之和。 D——鉆頭直徑 V——選定的切削速度 F——選定的進給量 經上述計算可以看出，加工各孔的機動時間相互之間相差較大，為了在加工過程中，使各孔的切入時間一致以減?。ǖ窒┣邢髁芭ぞ?，所以應改變切削狀態(tài)，實現辦法有兩種，即：調整各鉆頭的位置加長其工進長度和調整主軸進給狀態(tài)，使主軸在空行程時快速進給，以縮短其工進長度來實現，實踐中多用前一種方法，因為其容易實現，所以此道工序的機動時間應為上述最大機動時間，所以： （單件機動時間） 估算其他項： 取 則 取 則 所以單件時間定額為： 工序10：鉆B面2—M6螺紋底孔，10孔，C面2—22H7及4—M8螺紋底孔 ⒈加工余量的確定： 組合機床加工，其工序余量如下：（半徑余量） 基本尺寸： M6螺紋底孔 M8螺紋底孔 10 22H7 加工余量： 2.5mm 3.4mm 10mm 22mm 所選鉆削所能達到的尺寸精度為IT11——IT12，所以按加工方法的經濟精度，并按“入體原則”確定各孔的尺寸公差為： M6螺紋底孔 M8螺紋底孔 10 22H7 各螺紋孔的位置均由鉆模板保證。 ⒉切削用量的選擇與確定： 根據《機械加工工藝手冊》： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41，刀具選用高速鋼刀具鉆鑄鐵： 上述選擇是在盡量使工件切削同步以抵消其切削力的原則下選取的，可以確定其主軸轉速為： 查<<機械加工工藝手冊>>表3.1-31,取機床轉速相近值:n=1850(r/min) ⒊時間定額的計算： 上式中，L為鉆套到工件表面，工件外表面到加工表面的距離和加工深度之和。 其他時間： （單件機動時間） 故單件時間定額： 工序11：精銑前后面 加工余量： 進給量： 切削速度： 故機床轉速可以確定為： 根據<<機械加工工藝手冊>>表3.1-74,取機床轉速相近值:n=375(r/min) 機床機加工時間為： 因為要兩次走刀，所以T=0.21=0.42（min） 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序12：精銑B、C面 B面：D=80mm L=36mm d=27mm z=10mm C面：D=100mm L=40mm d=32mm z=10mm 進給量： 切削速度： 故機床轉速可以確定為： 機床機加工時間為： 其他時間的確定： 工序13：精鏜Φ52J7mm，Φ105H7mm，70mm，擴后面Φ20mm孔 加工余量的確定，查《機械加工工藝手冊》表2.3-48得： 基本尺寸： Φ52mm Φ105H7mm 70mm 20mm 加工余量： 2mm 2mm 2mm 2mm 查《機械加工工藝手冊》表2.2-2精鏜所能達到的尺寸精度為IT8---IT10級，查《機械制造技術基礎》P113，標準公差數值為： 根據《機械加工工藝手冊》： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41，刀具選用高速鋼刀具鉆鑄鐵： 根據上面可以確定其主軸轉速為： 時間定額的計算： 故總機動時間： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序14：精鏜Φ66H7mm，Φ40H8mm孔 ⒈加工余量： 基本尺寸：Φ66H7mm Φ40H8mm 加工余量： 1.0mm 1.0mm ⒉進給量的選擇與確定：（查《機械加工工藝手冊》表2.1-66） 鏜削速度： 根據上面可以確定其主軸轉速為： 根據<<機械加工工藝手冊>>表3.1-41,取機床轉速相近值:n=160(r/min) 機動時間定額的計算： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序15：擴孔 加工余量： 加工余量為1.0mm 進給量： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-52 切削速度： 由此可以確定主軸轉速： 機動時間定額的計算： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序15：擴孔 加工余量： 加工余量為1.0mm 進給量： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-52 切削速度： 由此可以確定主軸轉速： 機動時間定額的計算： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序17：鉸Φ20H7，Φ30孔 查《機械加工工藝手冊》表2.3-48，此道加工序余量為0.2mm; 查《機械加工工藝實用手冊》表15-43，機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀， 。 查《機械加工工藝實用手冊》表15-44鉸孔時切削速度的計算公式： 其中： ∴ 機動時間定額的計算： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序18：倒Φ20H7，Φ105H7，Φ70孔的角 Φ20H7，Φ105H7選用車削制訂進給量，根據手冊及機床選?。? （查《切削用量簡明手冊》表1.8） 切削速度： 所以機床主軸轉速應為： 機動時間定額的計算： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序19：各面螺紋孔倒角 各倒角工序在鉆孔時完成。 工序20：鉸Φ22H7孔 查《機械加工工藝實用手冊》表15-43機鉸刀鉸孔時的進給量，選用高速鋼鉸刀，則： 《機械加工工藝實用手冊》表15-44鉸孔時切削速度的計算公式： 其中： ∴ 機動時間定額的計算： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序21：鉆2—Φ5與Φ22H7孔軸線成25的斜孔 查《機械加工工藝手冊》表2.4-38高速鋼鉆頭鉆孔時的進給量，查得： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41高速鋼鉆頭鉆孔時的切削速度，查得： 則機床主軸轉速為： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-31搖臂鉆床主軸轉速，取。 機動時間的確定： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 因為有兩孔需要加工，故，T=2Td=2x0.084=0.17min。 工序22：攻前面8—M6，2—M8螺紋及后面8—M8螺紋 查《切削手冊》表2.7可以確定出進給量：。 查《機械加工工藝手冊》表2.4-105攻螺紋的切削用量： 由此可以確定出機床轉速； 查機床轉速，取。 查《機械加工工藝手冊》表2.5-19續(xù)表： ①攻前面8-M6機動時間： ②攻前面2-M6機動時間： ③攻后面8-M6機動時間： 綜合所述，由相關資料： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序23：攻C面4—M8，B面2—M6螺紋及F面4—M8螺紋 查《機械加工工藝手冊》表2.4，查得 查《機械加工工藝手冊》2.4-15，攻螺紋的切削速度： 由此可以確定出機床轉速； 查機床轉速，取。 查《機械加工工藝手冊》表2.5-19續(xù)表： ①攻C面4-M6機動時間： ②攻B面2-M6機動時間： ③攻F面4-M8機動時間： 綜合所述，由相關資料： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 工序24：磨削Φ52J7，Φ105H7孔 由《機械加工工藝手冊》2.4-163，精磨內圓的切削用量： 取0.8B ①磨Φ52J7的機動時間 由《機械加工工藝手冊》表2.5-11查得： 其中： （由《機械加工工藝手冊》表2.3-49磨孔余量） （由《機械加工工藝手冊》表2.5-13內圓的修磨系數k） ②磨Φ150H7的機動時間 由《機械加工工藝手冊》表2.5-11查得： 其中： （由《機械加工工藝手冊》表2.3-49磨孔余量） （由《機械加工工藝手冊》表2.5-13內圓的修磨系數k） 綜合上述： 其他時間的確定： 故單件時間定額： 第五章 夾具的設計 本次夾具的設計，根據任務書要求，是設計指定銑前后兩端面的夾具，由于是大批量生產，采用組合機床，所以夾具用于組合機床。 5.1設計方案的確定 此道工序所加工的面都在與底面垂直的平面上，且前后面的加工是以底面為加工基準。 經過對零件分析，決定采用以底面為定位基準面，采用“一面兩孔”定位方式限制工件六個自由度，為避免過定們，應以一個圓柱銷和一個圓錐銷來定位，“一面兩孔”定位方式是箱體零件加工過程中典型的，常用的定位方式，此種定位方式定位合理，夾具結構簡單，定位夾緊（夾緊力施加在C面）方便，且此道工序之前，定位基準已加工過是精基準，所以定位準確，為了在定位過程中及加工完畢時工件的和移動方便，考慮定位銷應作為伸縮式的，但定位銷作為定位件應在夾具中位置準確，有可靠的位置精度，不應做成伸縮式，而定位銷在定位板的移動過程中起導向作用，使工件在水平方向位置固定，定位板的運動靠彈簧來實現，當工件在定位板上占有一個正確的位置后，靠夾緊力的作用壓縮彈簧，使定位板及工件下移，定位銷進入A面4-Φ10mm的兩孔中起到定位作用，加工完畢后，夾緊力撤消，在彈簧作用下定位板上升，定位銷不起定位作用，工件可快速移走，從而縮短裝夾時間，提高了生產率，選用氣動夾緊，快捷、方便、夾緊可靠及自動化程度高。 5.2彈簧的計算及選用 此彈簧在夾具中的作用主要是實現定位板在不同的工作狀態(tài)下的上、下移動，也起一定的支承作用，考慮到結構的穩(wěn)定性，夾具的結構的合理性，對彈簧有以下要求，彈簧的數量為4根，呈局部對稱分布，彈簧放在定位板之下，在支承板上定位，要求，工作時，工件放在定位板前后狀態(tài)，彈簧的壓縮量在3mm以下，以保證定位銷在夾緊力未作用之前，定位銷不起定位作用。 估算出工作的重量為15kg，可得其重力約為： G=10x15=150N 每一個彈簧的受力為，根據彈簧變形量（取為2.5mm） 計算出彈簧的剛度： 彈簧的極限壓縮里為（15+2.5）mm，所以其所受的最大載荷應為： 彈簧選擇Ⅲ類壓縮彈簧： 其計算方法如下表5.1： （根據《機械設計》第四版的計算過程） 表5.1彈簧系數計算 彈簧絲直徑d(mm) 3 4 5 彈簧平均直徑D2(mm) 30 30 30 旋繞比 6．7 5 4 曲度系數 1．18 1．24 1．31 彈簧材料拉伸彈性極限圖20.1 1250 960 950 計算切應力 625 480 475 計算彈簧直徑 2．92 2．95 2．72 經計算選擇走私為3mm的壓縮彈簧。 彈簧圈數： 其中：G——切變模量 表20.2 計算得： 取n=7 死圈： 那么彈簧總圈數為： 彈簧外徑： 最小節(jié)距： 計算得： 式中： 根據上述計算結果：在《機械加工刀具手冊》(GB2089-80)選取圓柱開壓縮彈簧，、、節(jié)距 極限載荷： 單圈極限載荷變形量： 單圈剛度： 最大導筒直徑： 由于此彈簧是線性特性，所以實際變形量 完全滿足設計要求。 5.3切削力及夾緊力的計算 5.3.1切削力的計算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 由《切削加工簡明實用手冊》表8-103，硬質合金銑刀銑銷力的計算公式： 灰鑄鐵： 其中： ∴ 當用兩把刀銑削時， 由《切削加工簡明實用手冊》P474