推動架機械加工工藝規(guī)程及φ16mm孔加工的夾具設計

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The main design from a rough map like how processed into finished products and processing equipment and fixtures used in the design, technology and the card design process to develop the card processing parameters, etc. Key words Technics、working procedure、column cancel?、taper cancel 、orientation Clamp. 引 言 畢業(yè)設計是在學完了機械制造工藝學及機床夾具設計課程，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)，它要求學生全面地綜合運用本課程及有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計。 這次設計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐經驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎。 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 推動架是牛頭刨床進給機構中的零件。φ320+0.027mm孔裝工作臺進給絲杠軸，靠近φ32mm孔左端處裝一棘輪，在棘輪上方即φ160+0.033mm孔裝一棘爪，φ160+0.033mm孔通過銷與杠桿連接，把從動機傳來的旋轉運動通過偏心輪、杠桿使該零件繞φ320+0.027 mm軸心線擺動。此時，棘爪撥動棘輪，使杠桿轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。 圖 1-1 推動架零件示意圖 1.2零件的工藝分析 推動架的材料為HT200，該材料具有比較高的強度、耐磨度、耐熱性及減震性，適用于趁手較大應力、要求耐磨的零件。 該零件的主要加工面為φ50、φ35、φ27端面，φ32、φ16、φ6的孔等,R3mm的槽，M8-6H的螺紋。φ50端面直接影響到裝配精度及密封，所以必須保證面45的精度。 參考文獻的有關面和孔加工的經濟精度及機床能達到的位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。 第二章 確定毛坯、畫毛坯圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。由原始資料可知可知，起生產類型為中批量生產。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型，因為是成批量生產，φ32的孔鑄預孔。為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。毛坯最大外形尺寸：180×80×55mm。 參考文獻1表2.3-6該種鑄件的尺寸公差等級CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為9--8級，MA為G級。 鑄件的分型面左視圖的對稱面。澆冒口位置為上面或下面澆鑄。 參考文獻[1]表12-2，用查表法確定個表面的總余量， 如下表：各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 總余量 Φ50左端面 50 G 3 Φ32孔 32 G 3 Φ27面 27 G 2.5 20兩個面 20 G 2.5 其他孔 未鑄出 表1-1 參考文獻[1]表12-4可得鑄件主要毛坯尺寸的公差， 如下表：主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差等級 Φ50左端面 50 6 Φ56 2 Φ32孔 32 6 Φ26 1.8 Φ27面 27 5 Φ32 1.3 20兩個面 20 5 25 1.2 表1-2 第三章 工藝規(guī)程設計 3.1 定位基準的選擇 精基準的選擇：推動架(Φ50左右端面)既是裝配基準又是設計基準，用它們作為精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，φ32內壁的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠、操作方便。 粗基準的選擇，考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要的孔與內壁作為粗基準。第一，在保證各加工面有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；其二，裝入箱體內的旋轉零件，如齒輪、軸套等與箱體內壁有足夠的間隙。此外還能保證定位準確，夾緊可靠。所以，在本設計中選擇φ32內壁，也可以加工φ16與之的垂直度0.01。 3.2 指定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法如下： 根據(jù)先主要表面后次要表面和先加工面后加工孔的原則，加工面順序為Φ50左端面，Φ27面、Φ50右端面、銑20面，然后加工孔。 上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原則，但某些工序有些問題還值得進一步討論。改進方案如下： 序號 工序內容 鑄造 時效 涂底漆 10 粗、半精車Φ50左端面 20 粗、半精鏜孔，并倒角1X45° 30 粗、半精車Φ50右端面 40 粗銑20兩個面同銑 50 鉆、鉸孔Φ160+0.019并倒角1X45° 60 粗車零件上表面并鉆孔Φ100+0.1，鉆、鉸孔Φ160+0.019 70 鉆孔Φ6和鉆鉸M8-6H并攻螺紋M8-6H 80 銑油槽R3，銑槽6×1、槽6×9.5 90 檢驗 100 入庫 表1-3 3.3 選擇加工設備及刀、夾、量具 由于生產類型為批量生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水線生產。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均為人工完成。 銑基準面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X52K立式銑床。選擇直徑為DФ100mm的C類可轉為面銑刀。專用夾具個游標卡尺，其他銑面需同 鉆孔Ф10，選擇立式擴、鉸Ф10、Ф16孔，選用搖臂鉆床Z3025選用椎柄麻花鉆擴孔復合鉆。選用椎柄機用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標卡尺及塞規(guī)。 鏜孔φ32選用臥式鏜床，鏜φ28到φ32mm，選高速鋼刀具。 鉆孔Φ160+0.019，φ15.8鉆頭、立式車床CA6140，盲孔車刀、外圓車刀，游標卡尺 鉆通孔φ10mm,锪120°錐孔，選用搖臂鉆床Z5125A，選用專用鉆夾具φ麻花鉆，120°锪鉆，游標卡尺 鉆φ6.6螺紋底孔，M8絲錐攻絲，選用搖臂鉆床Z5125A，選用專用鉆夾具φ6.6麻花鉆、M8絲錐，游標卡尺、螺紋塞規(guī)。 其他孔類、面加工均與上述選擇相類似。 第四章 加工工序設計選用 工序70鉆M8-6H孔 鉆M8-6H孔的加工余量查參考文獻[1]表2.3—48取 Z鉸=0.12mm 由此可算出Z鉆=8/2-0.12=3.98mm Φ6由此可算出Z鉆=6/2=3mm 加工余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 M8—6H 鉆 3.98 --- Φ7.96 M8—6H 鉸 0.12 6H Φ8 Φ6孔 鉆 3 --- Φ6 表1-4 查參考文獻[1]表2.4--38,并參考Z3025機床說明鉆取鉆Φ6的孔的進給量f=0.1mm/r，取鉆Φ8的孔的進給量f=0.12mm/r。 查參考文獻[1]表2.4--41,用插入法求得鉆φ8孔的切削s速度V=0.69m/s=41.4m/min,由此得出轉速為: n=1000v/πd=1000*41.4/（3.14*8）=1648r/min 按機床實際轉速取n=1500r/min,則實際求削速度為: V=3.14*8*1500/1000=37.68m/min 同理，用插入法求得鉆φ6孔得v=0.7m/s=42m/min n=1000v/πd=1000*42/（3.14*6）=2229r/min 按機床實際轉速取n=2000r/min,則實際求削速度為 V=3.14*6*2000/1000=37.68m/min 查參考文獻[1]表2.4--69: Ff=9.81*42.7*d*f^0.8*k=9.81*42.7*8*0.12^0.8*1=614.5N M=9.81*0.021*6.7*8^2*0.12*1=2.42NM Ff=9.81*42.7*d*f^0.8*k=9.81*42.7*6*0.1^0.8*1=398N M=9.81*0.021*6.7*6^2*0.1*1=1.2NM 它們均小于機床的最大進給力7840N和最大轉矩196NM,故機床剛度足夠。 參考文獻[1]表2.4--58, φ8鉸孔進給量取f=0.4---0.8（0.6） 參考文獻[1]表2.4--60,取鉸孔得切削速度為V=0.29m/s=17.4m/min由此算出轉速n=1000v/πd=1000*17.4/（3.14*8）=692.7r/min。按機床實際轉速取n=700r/min,則實際求削速度為: V=3.14*8*700/1000=17.6m/min 2. 工序60：粗，半精車F面，鉆孔Ф10。 按表面粗糙度，半精車選擇進給量，背吃刀量。 查[1]2.4-3 背吃刀量ap=3 進給量f=0.4---0.5 查2.4-20 cv=22.7 yv=0.4 kv=1.11 查2.4-2 T=3600 切削速度 V=Cv*kv/(600.9*T0.1*ap0.15*fyv) =22.7*1.11/(600.9*36000.1*30.15*0.40.4) =0.34m/s 實際轉速 n=1000v/3.14d=1000*60*0.34/3.14*27=250r/min 鉆擴，鉸孔，倒角1x45. 1、由于此孔直徑較小無法直接鑄造，故鉆出。該工序具體分為以下兩步 ：擴孔φ15.8mm，鉸孔φ16×26mm。 表2-1各工步的余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 φ15.8 擴孔 7.9 二級 φ15.8 φ16 鉸孔 8 二級 φ16 表1-5 擴φ15.8mm孔，參考文獻（1）表2.4-50，并參考機床實際進給量，取f=0.3mm/r（因鉸的是盲孔，所以進給量取得較?。?。 參考文獻（4）表3-54，擴孔的切削速度為（1/2-1/3）ν鉆，故取ν擴=1/2ν鉆=1/2×22m/min=11m/min。 由此算出轉速n=1000ν/πd=1000×11/（3.14×8.8）=398r/min。 按機床實際轉速取n=400r/min。 參考文獻（1）表2.4-58，鉸孔的進給量取f=0.3mm/r（因鉸的是盲孔，所以進給量取得較?。?。 參考文獻（1）表2.4-60取鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。 由此算出轉速n=1000ν/πd=1000×11/（3.14×9）=636.9r/min。按機床實際轉速取n=630r/min，則實際切削速度為ν=πdn/1000=3.14×9×630/1000m/min=17.8m/min。 它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196N·m,故機床的剛度足夠。 2、時間定額 （1）機動時間 參考文獻[1]表2.5-7,得鉆孔的計算公式為： Tj=(L+L1+L2)/fn L1=(D/2)Cottankr+(1—2)L2=3 擴ф15.8 mm孔：L1=[(16-15.8)/2]Cottan（118/2）°+1.5=7.4mm L=15mm取L2=3mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得: Tj≈0.8min 總機動時間Tj總也就是基本時間Tb為：Tb=0.8min 各工步的輔助時間為：擴ф15.8 mm孔0.215min ,裝卸工件時間，參考文獻[1]表2.5-42取1.5 min。所以輔助時間Ta為： Ta=0.215 +1.5+0.04=1.755min (3)作業(yè)時間：TB=Tb+Ta=1.755.+0.8=2.555min (4)布置工作地時間。參考文獻[2] 取α=3% 則： Ts= TBα =2.555×3%≈0.08min (5)休息與生理需要時間。參考文獻[2]取β=3% 則： Tt= TBβ=2.555×3%≈0.08min （6）準備與終結時間Te。 參考文獻[1]表2.5-40取各部分時間為： 中等件33 min:升降搖臂1min；深度定位0.3 min:使用回轉夾具 10 min； Te=33+1+0.3+10 =44.3min 由已知生產批量為10000件，則： Te/n=(33+1+0.3+10+7)/10000=0.00513 參考文獻[2] 由于是大量生產Te/n≈0故Te/n不計入。 （7）單件時間Tp Tp=Ta+Tb+Ts+Tr=1.755+0.08+0.12+0.09=2.045min (8)單件計算時間Tc=Tp+Te/n=2.045+0.00513=2.05min 第五章 夾具設計 本次設計的夾具為第40，70道工序——鉆Ф6孔和車F面，，分別采用了Z3025鉆床，臥式車床。 為了提高勞動生產率,保證工件質量,降低勞動強度,需設計專用夾具.經過和指導老師的協(xié)商,決定設計110道工序. 確定設計方按: 分析零件的形狀和結構,需要定位6個自由度,首先在φ32的孔可以限制2個自由度,其次在φ16的小孔上面可以限制1個自由度,最后在φ50的面上限制3個自由度,這樣看來零件的6個自由度就可以全部定位了.此道工序是同時鉆兩個孔，所以我們可以用翻轉式夾具同時完成兩個工序以減少時間來提高效率。 此中定位夾緊方案,操作方便,安裝迅速,其通用結構已經標準化,系列化,可用于大批量生產.(祥見夾具圖) 結 論 這次設計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐經驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力，進一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術文件等基本技能。為今后從事的工作打下良好的基礎.由于能力所限,經驗不足,設計中還有許多錯誤和不足之處,希望各位老師多加包含和批評。 感謝指導老師在本次設計中的指導和幫助。 致 謝 在四年的學習期間，得到了學校為我們提供一切可提供的便利條件，本人在此深表感謝。特別要提出感謝的是我的指導老師，他給了我很多關懷和幫助，一直在關注我的論文情況，從選題到論文的進展，并及時予以指導和溝通，對我的論文研究和設計花了大量心血，時時掛在心上，盡最到的努力幫助我解決難題。徐老師治學嚴謹，善解人意，學識淵博，他對工作一絲不茍的態(tài)度，過硬的業(yè)務水平，和藹可親的為人，使我終身難忘和佩服。我很慶幸自己有這樣一位好導師。這對我以后的學習和工作都有相當大的影響。在此我表示由衷的感謝。我還要感謝我的家人，是他們給了我始終如一的支持，我才可以順利的完成學業(yè)。 總之，感謝在四年里所有幫助過我的師長和同學們！  參考文獻： [1] 《金屬機械加工工藝人員手冊》 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組修訂 上?？茖W技術出版社出版 [2]《機械制造技術》 陳立德 李曉輝 主編 上海交通大學出版社出版 [3]《機械加工工藝人員手冊》 孟少農 主編 上?？茖W技術出版社出版 [4]《機械制造工藝學課程設計指導書及習題》 張龍勛 主編 機械工業(yè)出版社 [5]《機床夾具設計》 劉友才主編 北京：機械工業(yè)出版社  21