轉(zhuǎn)向臂加工工藝及鉆φ16孔夾具設(shè)計[版本1]【三維UG零件圖】

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機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 鉆孔 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)向臂 零件名稱 轉(zhuǎn)向臂 毛坯種類 工序號 工序名稱 材料牌號 鑄鐵 30 鉆孔 KT35-10 機(jī)床 刀具 量具 走 刀 次 數(shù) 走刀長度 /mm 背吃刀量 /mm 主軸轉(zhuǎn)速/r min 切 削 速 度 /r min 工步號 工步內(nèi)容 搖臂鉆床 內(nèi) 徑 千 分 尺 1 裝夾 2 鉆孔 直柄麻花鉆 1 26 14.0 300 250 3 鉸孔 圓柱直柄擴(kuò) 1 26 1.8 100 47 1 精鉸孔 鉸刀 1 26 0.2 100 63 江南大學(xué) 加工工藝過程卡片 零 件 號 零件名稱 轉(zhuǎn)向臂 工序號 工 序 名 稱 設(shè)備 夾具 刀具 量具 工 時 名稱 型號 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格(mm) 名稱 規(guī)格 1 2 3 4 5 6 7 8 9 鑄造 時效處理 涂漆 粗精銑寬度為Φ26的下端面 鉆孔Φ8.5 擴(kuò)鉆孔Φ8.5 鉸孔Φ8.5 鉆孔Φ16（H7） 鉸孔Ф16（H7） 鉆孔Φ9.3（H6） 鉸孔Φ9.3（H6） 鉸孔Φ9.3（H6） 質(zhì)檢、入庫 立式銑床 立式鉆床 立式鉆床 立式鉆床 立式鉆床 立式鉆床 立式鉆床 立式鉆床 立式鉆床 X5012 Z518 Z518 Z518 Z518 Z518 Z518 Z518 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 削平型立銑刀 莫氏錐柄麻花鉆 錐柄擴(kuò)孔鉆 錐柄機(jī)用鉸刀 直柄麻花鉆 直柄機(jī)用鉸刀 莫氏錐柄麻花鉆 錐柄機(jī)用鉸刀 D=6 D=8 D=9 D=15 D=16 D=8 D= 9 D=10 游標(biāo)卡尺和卡板 專用檢具 專用檢具 專用檢具 專用檢量具 專用檢具 專用檢量具 專用量具 專用量具 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：設(shè)計轉(zhuǎn)向臂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 設(shè)計者：杜曉嘯 學(xué)號：0401060621 指導(dǎo)教師：薛國祥 江南大學(xué) 2009年6月28日 江南大學(xué) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 題目: 轉(zhuǎn)向臂的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內(nèi)容： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 4. 夾具設(shè)計裝配圖 1張 5. 夾具設(shè)計零件圖 1張 6. 課程設(shè)計說明書 1份 設(shè)計者：杜曉嘯 學(xué)號：0401060621 指導(dǎo)教師：薛國祥 一．工藝設(shè)計 1.生產(chǎn)批量 1.1確定生產(chǎn)類型 轉(zhuǎn)向臂生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn) 1. 2零件工藝分析 1.2.1轉(zhuǎn)向臂的作用：連接兩個不緊靠的卻要連接的部件 1.2.2材料選擇：鑄鐵 1.2.3熱處理：正火處理145-204HB 1.2.4工藝性分析：φ16與φ8.5的孔平行相距103mm，φ16與φ9.3的孔垂直相距9.5。 1.3設(shè)計內(nèi)容 1.3.1毛坯的選擇及毛坯圖 1.3.2選擇加工的工藝路線 工序號 工序內(nèi)容 說明 10 粗車，半精車φ16孔的下端面 20 鉆，擴(kuò)，鉸φ8.5孔 30 鉆，擴(kuò)，鉸φ16孔，并倒角1X45° 40 鉆，擴(kuò)，鉸φ9.3孔 1.3.3工藝設(shè)計 a．基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是直徑為Ф26mm的下表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對肩臺進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ26mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ8.5的孔。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用Φ8.5的孔作為精基準(zhǔn)。 b．選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。 粗精銑寬度為Φ26的下端面，采用X5021立式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標(biāo)卡尺。 鉆孔Φ8.5使尺寸達(dá)到Ф8，采用Z518型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄1號刀）（P157表5-84），d=8.0專用鉆夾具和專用檢具。 擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф8.5使尺寸達(dá)到Ф8.5采用Z518型鉆床，刀具選錐柄擴(kuò)孔鉆（莫氏錐柄1號刀）（P158表5-86）d=9.0, 專用鉆夾具和專用檢具。 鉆孔Φ16（H7）使尺寸達(dá)到Ф15，采用Z518型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀），d=15, 專用鉆夾具和專用檢具。 鉸孔Ф16（H7）使尺寸達(dá)到Ф16（H7）。采用立式Z518型鉆床，刀具選D=16mm的錐柄機(jī)用鉸刀，并倒1×45°的倒角, 專用鉸夾具和專用檢量具。 鉆孔Φ9.3（H6）使尺寸達(dá)到Ф8，采用Z518型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄1號刀），d=8, 專用鉆夾具和專用檢具。 鉸孔Ф9.3（H6）使尺寸達(dá)到Ф9。采用立式Z518型鉆床，刀具選D=9mm的錐柄機(jī)用鉸刀, 專用鉸夾具和專用檢量具。 鉸孔Ф9.3（H6）使尺寸達(dá)到Ф9.3（H6）。采用立式Z518型鉆床，刀具選D=10mm的錐柄機(jī)用鉸刀, 專用鉸夾具和專用檢量具。 c. 確立切削量及基本工時 鑄造毛坯 時效處理 涂底漆 工序一：粗銑半精銑Ф26的下端面 （1）粗銑 工件材料：KT35-10，鑄造 加工要求：粗銑Ф26的下端面 機(jī)床：X5012立式銑床 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度0～60,深度ap<=4取刀具直徑do=63mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm, z=14 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=4.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為4.5kw。 fz=0.15~0.30mm/z。由于是對稱銑，選較小量fz=0.18mm/z 3）查后刀面最大磨損 查《切削用量簡明手冊》表3.7，后刀面最大磨損為0.3~0.5mm。 查《切削用量簡明手冊》表3.8，壽命及壽命T=180min 4）計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》， V c= 算得 Vc＝28.8m/min，n=80r/min, 據(jù)X5012銑床參數(shù)，選擇 nc = 188r/min, , 則實際切削速度 Vc=3.14*160*188/1000=40m/min=94.45 m/s, 實際進(jìn)給量為 mm/min 根據(jù)X5012 立式銑床工作臺進(jìn)給量表（表5-73）選擇190mm/min 則實際每齒進(jìn)給量為mm/z 5)校驗機(jī)床功率 根據(jù)《機(jī)制課程設(shè)計指南》表2-18,銑削時的功率（單位為Kw）為 式中，54.5，0.9,,,, 則 489 N, =0.65m/s,0.125 kw<4.5 kw 最終確定 ap=4.0mm，nc=190r/min,，V c=94.45m/s，f z=0.21mm/z 6）計算基本工時 (2)半精銑 加工要求：半精銑Ф26的下端面 機(jī)床：X5012立式銑床 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度0～60,深度ap<=4取刀具直徑do=63mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm, z=14 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=4.0mm，一次走刀即可完成所需長度 2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為4.5kw。 fz=0.15~0.30mm/z 選較小量fz=0.18mm/z 3）查后刀面最大磨損 查《切削用量簡明手冊》表3.7，后刀面最大磨損為0.3~0.5mm 查《切削用量簡明手冊》表3.8，壽命及壽命T=180min 4）計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》， V c= 算得 Vc＝28.8m/min，n=80r/min, 據(jù)X5012銑床參數(shù)，選擇 nc = 188r/min 則實際切削速度 Vc=3.14*160*188/1000=40m/min=94.45 m/s 實際進(jìn)給量為 mm/min 根據(jù)X5012 立式銑床工作臺進(jìn)給量表（表5-73）選擇190mm/min 則實際每齒進(jìn)給量為mm/z 5)校驗機(jī)床功率 根據(jù)《機(jī)制設(shè)計課程設(shè)計指南》表2-18,銑削時的功率（單位為Kw）為 式中，54.5，0.9,,,, 則 489 N, =0.65m/s,0.125 kw<4.5 kw 最終確定 ap=4.0mm，nc=190r/min,，V c=94.45m/s，f z=0.21mm/z 6）計算基本工時 工序二：鉆，擴(kuò)，鉸φ8.5孔 （1） 鉆孔 由機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)(表4.2-14)，取鉆Ф8.5孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r(表4.2-16),初選鉆Ф8.5孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/πd=1000×26.1/3.14×9.8r/min=848.17r/min 按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速取n=900r/min，則實際切削速度為 v=3.14×900×9.8/1000m/min≈27.7m/min 從 課程設(shè)計指南 表2-15 得知： =410 =1.2 =0.75 =0.117 =2.2 =0.8 代入 （2）粗鉸 參考文獻(xiàn)：機(jī)械制造設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取擴(kuò)孔Ф8的進(jìn)給量f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：擴(kuò)孔的切削速度為（）V鉆，故取 v擴(kuò)=1/2v鉆=1/2×27.7m/min=13.85m/min, 由此算出轉(zhuǎn)速 n=1000v/πd=1000×13.85/3.14×9.96r/min=442.8r/min 取機(jī)床實際轉(zhuǎn)速n=450r/min。 時間定額的計算 1、基本時間的計算 （1） 鉆孔 由課程設(shè)計指南表2-26，鉆孔的基本時間可由公式 = L/fn=(l＋＋)/fn求得。其中1=8 mm，=0.1 mm， =(D×cotkr)/2＋(1～2)=(8×cot)/2＋(1～2)=4 mm； f=0.3 mm/r n=900 r/min 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（8 mm＋4mm＋0.1 mm）/（0.3 mm/r×900 r/min）=2.31s （2）粗鉸 由課程設(shè)計指南表2-26，鉆孔的基本時間可由公式 = L/fn=(l＋＋)/fn求得。其中1=8 mm，=0.1 mm， f=0.3mm/r n=450r/min 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（8mm＋1.046mm＋0.1 mm）/（0.3mm/r×450 r/min）=4.3s 工序三：鉆，擴(kuò)，鉸φ16孔， （一）、加工余量的確定 由工序卡，鉆孔余量為14.0mm，擴(kuò)孔的余量為1.8mm，粗鉸的余量為0.2mm （二）、切削用量的計算 （1） 鉆孔 1）背吃刀量的確定 ap =14.0 mm。 2) 進(jìn)給量的確定由課程設(shè)計指南選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.4 mm/r。 3）切削速度的計算 由于該材料為KT35-10，由課程設(shè)計指南初選切削速度為V為20 m/min。由公式：n=1000V/ d 可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=276.93 r/min，參照課程設(shè)計指南所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=250 r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： （2）擴(kuò)孔 1） 背吃刀量的確定 ap=1.8 mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由課程設(shè)計指南選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=1.2mm/r。 3） 切削速度的計算 由課程設(shè)計指南初選切削速度為V為4 m/min。由公式：n=1000V/d 可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=51.36 r/min，參照課程設(shè)計指南所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： （3）粗鉸 1）背吃刀量的確定 ap=0.2 mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由課程設(shè)計指南選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.8 mm/r。 3）切削速度的計算 由課程設(shè)計指南初選切削速度為V為5 m/min。由公式：n=1000V/d 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=63.69 r/min，參照課程設(shè)計指南所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=63/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： (三)、時間定額的計算 1、基本時間的計算 （1） 鉆孔 由課程設(shè)計指南表2-26，鉆孔的基本時間可由公式= L/fn=(l＋＋)/fn求得。其中1=26 mm，=1 mm， =(D×cotkr)/2＋(1～2)=(26.0×cot)/2＋(1～2)=8.7mm； f=0.4 mm/r n=250 r/min 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（26 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=20.22 S （2）擴(kuò)孔 由課程設(shè)計指南表2-26，鉆孔的基本時間可由公式= L/fn=(l＋＋)/fn求得。其中1=26 mm，=3 mm， f=1.2 mm/r；n=47r/min 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（26mm＋2.525mm＋3 mm）/（1.2 mm/r×47 r/min） =37.78 s （3）粗鉸 由課程設(shè)計指南表2-26鉆孔的基本時間可由公式 = L/fn=(l＋＋)/fn 由課程設(shè)計指南表2-27按kr=150、=(D-d)/2=(25-24.8)/2=0.1mm 查得=0.37mm；=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min； 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（26 mm＋0.37mm＋15mm）/（1.0 mm/r×47 r/min）=44.9s 工序四 鉆、擴(kuò)、絞Φ9.3H6孔 （1） 鉆孔 由機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)(表4.2-14)，取鉆Ф9.3(H6)孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r(表4.2-16),初選鉆Ф9.3(H6)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/πd=1000×26.1/3.14×9.8r/min=848.17r/min 按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速取n=900r/min，則實際切削速度為 v=3.14×900×9.8/1000m/min≈27.7m/min 從 課程設(shè)計指南 表2-15 得知： =410 =1.2 =0.75 =0.117 =2.2 =0.8 代入 （2）粗鉸 參考文獻(xiàn)：機(jī)械制造設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取擴(kuò)孔2×Ф8(H7)的進(jìn)給量f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：擴(kuò)孔的切削速度為（）V鉆，故取 v擴(kuò)=1/2v鉆=1/2×27.7m/min=13.85m/min, 由此算出轉(zhuǎn)速 n=1000v/πd=1000×13.85/3.14×9.96r/min=442.8r/min 取機(jī)床實際轉(zhuǎn)速n=450r/min。 （3）精鉸 參考文獻(xiàn)：機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取鉸孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速： n=1000v/πd=1000×18/3.14×10r/min=573r/min 按照機(jī)床的實際轉(zhuǎn)速n=600r/min。則實際切削速度為： V= πdn/1000=3.14×10×600/1000 m/min=18.84m/min 時間定額的計算 1、基本時間的計算 （1） 鉆孔 由課程設(shè)計指南表2-26，鉆孔的基本時間可由公式 = L/fn=(l＋＋)/fn求得。其中1=26 mm，=1 mm， =(D×cotkr)/2＋(1～2)=(9.8×cot)/2＋(1～2)=4.3mm； f=0.3 mm/r n=900 r/min 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（26 mm＋4.3mm＋1 mm）/（0.3 mm/r×900 r/min）=6.78s （2）粗鉸 由課程設(shè)計指南表2-26，鉆孔的基本時間可由公式 = L/fn=(l＋＋)/fn求得。其中1=26 mm，=3 mm， f=0.3mm/r n=450r/min 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（26 mm＋1.046mm＋3 mm）/（0.3mm/r×450 r/min）=13.1s （3）精鉸 由課程設(shè)計指南表2-26鉆孔的基本時間可由公式= L/fn=(l＋＋)/fn 由課程設(shè)計指南表2-27按kr=、=(D-d)/2=(10-9.96)/2=0.02mm 查得=1.046mm；=5mm；l=25mm；f=0.3mm/r；n=573r/min； 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： =（26mm＋1.046mm＋5mm）/（0.3 mm/r×573r/min）=11.3S 二 夾具設(shè)計 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計第三道工序的工裝卡具。工序三的夾具為鉆擴(kuò)鉸φ16孔的鉆夾具 2.1問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮尺寸60，由于公差要求較低，因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 2.2卡具設(shè)計 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔φ20和其端面為基準(zhǔn)定位，加一個輔助支撐釘來保住其剛度，為使工件完全定位。再使用活動V形塊配活壓緊螺釘卡緊。 2.2.2切削力和卡緊力計算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=16.77N 使用活動V形塊快速卡緊，調(diào)節(jié)卡緊螺釘進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可指定可靠的卡緊力。 2.2.3定位誤差分析 本工序采用孔φ20和端面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 2.2.4 卡具設(shè)計及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。 三．總結(jié)與體會 通過這次為時兩周的課程設(shè)計，我認(rèn)識到自己在學(xué)習(xí)上的嚴(yán)重不足。雖然很辛苦的完成了設(shè)計，但也得到了很多，課本只說了原理，而實踐才出真知。閉門造車是不可取的，在設(shè)計各個數(shù)據(jù)時都得找到每個數(shù)據(jù)的來源，與同學(xué)討論也能得到很多一開始沒想到的點子，但是這個設(shè)計并不完美，雖然我盡力的改正了一開始的錯誤，瑕疵卻總是存在的。通過這次課程設(shè)計，系統(tǒng)性的整合了學(xué)過的知識，彌補(bǔ)了自己的短處，并積極的改正錯誤。 四．參考文獻(xiàn) 1、李益民主編，機(jī)械制造加工工藝簡明手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 2、廖念釗等主編，互換性與技術(shù)測量（第三版），中國計量出版社，2006.8 4、馮之敬主編，機(jī)械制造工程原理，清華大學(xué)工業(yè)出版社，2004.1 5、袁哲俊、劉華明主編，刀具設(shè)計手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6 6、王光斗、王春福 主編， 機(jī)床夾具設(shè)計手冊（第三版）， 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2000.11 7、崇凱主編， 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計課程設(shè)計指南， 化學(xué)工業(yè)出版社， 2007.2 18