油閥座粗銑135度上端面缺口的專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)
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課程設(shè)計(jì)(論文)資料 設(shè)計(jì)(論文)題目: 油閥座夾具設(shè)計(jì) 系部: 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名: 班 級:機(jī) 本 一 班指導(dǎo)教師姓名: 職稱 副教授 最終評定成績 六月制2 長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:設(shè)計(jì) 油閥座 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)要求:熟練使用計(jì)算機(jī)輔助(軟件自選),獨(dú)立完成(1) 毛坯圖、零件毛坯合圖各一張(3或4號圖CAD出圖,手工圖為2號)2(2) 關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一張(4號圖,CAPP出圖)1(3) 指定工序夾具裝配圖一張(2或3號圖,CAD出圖可拼接)1(4) 夾具部分零件圖12張(圖幅自定)1(5) 設(shè)計(jì)說明書(一份,10頁,正文小4號字,含插圖)(6) 夾具3D裝配效果圖一張(3或4號圖,可渲染)1以上均需輸出,以書面交設(shè)計(jì)資料,保留軟盤待查。原始資料:該零件圖樣一張;年產(chǎn)量為6000件。二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)(一)設(shè)計(jì)的目的本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié),它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識,進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)其目的在于:(1) 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測量等)的知識,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識,獨(dú)立地分析和解決工藝問題,初步具備設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。(2) 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求,運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,學(xué)會擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。(3) 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用CAD、CAPP設(shè)計(jì)以及查詢手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。(4) 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。(二)設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容本次設(shè)計(jì)要求編制一個中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程,按教師指定的任務(wù)設(shè)計(jì)其中一道工序的專用夾具,并撰寫設(shè)計(jì)說明書。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下,按本指導(dǎo)書的規(guī)定,認(rèn)真地、有計(jì)劃地按時完成設(shè)計(jì)任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對待自己所作的技術(shù)決定,數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合,以期使整個設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的,在經(jīng)濟(jì)上是合理的,在生產(chǎn)上是可行的。具體內(nèi)容如下:(1)確定生產(chǎn)類型(一般為中批或大批生產(chǎn)),對零件進(jìn)行工藝分析。(2)選擇毛坯種類及制造方法,繪制毛坯圖(零件毛坯合圖);(3)運(yùn)用CAPP軟件擬訂零件的機(jī)械加工工藝過程,選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備(刀具,夾具,量具,輔具),確定各工序切削用量及工序尺寸。(4)填寫指定工序的工序卡片,并設(shè)計(jì)該工序的專用夾具,繪制裝配總圖和主要零件圖12張(5)撰寫設(shè)計(jì)說明書。(6)運(yùn)用CAD軟件繪制專用夾具的3D裝配圖,并制夾具效果圖。目 錄課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1原始資料:該零件圖樣一張;年產(chǎn)量為6000件。1二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)1(一)設(shè)計(jì)的目的1本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié),它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識,進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)其目的在于:1(二)設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容1目 錄3第1章、零件的分析51.1零件的作用51.2零件的工藝分析51.2.1以22為中心的加工表面51.2.2以16H10為中心的加工表面5第2章、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)72.1毛坯制造形式72.2基面的選擇。72.2.1粗基準(zhǔn)的選擇。72.2.2精基準(zhǔn)的選擇。72.3制定工藝路線82.3.1表面加工方法的確定82.3.2加工階段的劃分92.3.3工序的集中與分散92.3.4工序的順序安排92.3.5工藝路線方案一92.3.6工藝路線方案二102.3.7工藝路線的比較與分析102.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定112.4.1外圓表面(63)122.4.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量(63端面、32端面)122.4.3孔16122.4.4外圓端面(24)122.4.5銑缺口(16)122.5確定切削用量和基本工時12第3章、夾具設(shè)計(jì)233.4銑135度缺口夾具設(shè)計(jì)233.4.1 確定設(shè)計(jì)方案233.4.2 計(jì)算切削用量243.4.3 決定每齒進(jìn)給量Fz243.4.4 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度243.4.5決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz243.4.6效驗(yàn)機(jī)床功率253.4.7 基本時間253.4.8 切削力及夾緊力計(jì)算263.4.9 定位誤差的計(jì)算273.4.10 操作說明273.4.11 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析273.4.12設(shè)計(jì)心得體會28參考文獻(xiàn)29附錄30附錄1: 機(jī)械加工工藝過程工藝卡片30CA614031附錄2 夾具3D裝配效果圖39附錄3 油閥座毛坯圖39第1章、零件的分析1.1零件的作用目所給定的零件是鑿巖機(jī)注油器上的油閥座,左端通過Rc3/4與主機(jī)相連,一管套穿過油壺殼體與24.5孔焊接,高壓氣體從左端進(jìn)入閥座,在負(fù)壓作用下,油壺內(nèi)油從2孔流至22孔與高壓氣體混合后成霧狀從套管噴出。16H10孔裝入油量調(diào)節(jié)裝置,缺口標(biāo)志油量調(diào)節(jié)范圍。1.2零件的工藝分析油閥座共有兩組加工表面。現(xiàn)分述如下:1.2.1以22為中心的加工表面這一組加工表面包括:63的外圓,24.5的內(nèi)孔,22的內(nèi)孔以及Rc3/4錐孔,60錐角,145倒角,2個2的通孔,5,3垂直于5,2的平面及左端垂直平面。圖1.1 以22為中心的加工表面1.2.2以16H10為中心的加工表面這一組加工表面包括:16H10的孔,10.5的孔以及135缺口,16.8內(nèi)槽以及45倒角。由以上分析可知,Rc3/4連接用63定位。24.5焊管套形位公差靠機(jī)床自身來保證,且粗精加工盡可能一次加工完成。圖1.2 以16H10為中心的加工表面第2章、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯制造形式零件材料為ZG45,采用砂型機(jī)器鑄造。從機(jī)械制造工藝手冊中可查出其公差等級為IT8IT10,尺寸公差1.63.2,加工余量45,毛坯為實(shí)心,以如圖的過水平中心線與24圓柱體相垂直的平面為分型面。加工前進(jìn)行退火處理。由于零件年產(chǎn)量為6000件,已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用砂型機(jī)器鑄造。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。 圖2.1 分型面2.2基面的選擇?;孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇。作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有飛邊、毛刺或其它表面欠缺。對一般的軸類零件而言,以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的,本零件選用不加工表面32外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。采用32外圓柱面作為粗基準(zhǔn)加工內(nèi)孔可以保證空的壁厚均勻,而且便于裝夾。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。閥座的右端面和24.5孔既是裝配基準(zhǔn),又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用它們作精基準(zhǔn),能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則,實(shí)現(xiàn)閥座零件“一面兩孔”的典型定位方式;其余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(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外,B面的面積較大,定位比較穩(wěn)定,夾緊方案也比較簡單、可靠,操作方便。加工10.5孔時,以右端端面及24.5內(nèi)孔為基準(zhǔn)。加工內(nèi)孔時應(yīng)以63端面為基準(zhǔn)。由于形位公差由機(jī)床自身來保證,粗精加工盡可能一次完成。2.3制定工藝路線制定工藝路線出發(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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降低。2.3.1表面加工方法的確定 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度。確定各表面的加工方法如下:表2.1 工藝分析表格加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/微米加工方案備注右端面IT1312.5車左端面IT1312.5車上端面凸臺IT1012.5銑22mm孔IT1312.5鉆24.5孔IT1112.5車Rc3/4錐螺紋孔IT1312.5車10.5mm孔IT1312.5鉆16mmH10孔IT103.2鉆-擴(kuò)3mm孔IT1125鉆5mm孔IT1312.5鉆2mm孔IT1125鉆2.5*2.5*4缺口IT1312.5銑135退刀槽12.5銑內(nèi)槽IT1212.5 鏜專用鏜刀2.3.2加工階段的劃分由于工件加工精度要求不高,所以可以不分加工階段,一個加工階段可以完成;且由于工件的精度要求不太高,所以可以把焊工藝放置到最后,影響不太大。2.3.3工序的集中與分散 本零件選用工序集中原則安排油閥座的加工工序,端面5、3的孔一次裝夾完成加工,63外圓、端面,22孔,24.5mm內(nèi)圓一次裝夾完成。該油閥座的生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)(6000件),為了提高生產(chǎn)效率;運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少,不但可以縮減輔助時間,而且由于在一次裝夾中加工了多個表面,有利于保證各加工面之間的相對位置要求。2.3.4工序的順序安排根據(jù)先基準(zhǔn)后其它的原則,首先加工精基準(zhǔn)63mm圓柱面、右端面,24.5孔;根據(jù)先主后次的原則,先加工主要面右端面,22mm孔,后加工次要面10.5mm孔,16mmH10孔;根據(jù)先面后孔的原則,先加工右端面,后鉆軸向孔;先加工凸臺面,后鉆10.5孔。2.3.5工藝路線方案一工序1 車63外圓、端面工序2 鉆22孔工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 半精車24.5、精車24.5工序5 鉆10.5孔工序6 粗鏜16.8的孔工序7 車24端面、 車倒角工序8 鉆3孔、工序9 鉆5孔工序10 鉆圓周上2孔工序11 鉆端面上2孔工序12 精鏜16的孔、鏜內(nèi)槽16.8的孔工序13 銑缺口工序14 焊封、去毛刺2.3.6工藝路線方案二工序1 鑄造工序2 車63外圓、端面,鉆22孔,擴(kuò)24.5mm內(nèi)圓,粗鏜退刀槽;工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 銑24端面,保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm工序5 鉆10.5孔,锪倒角;工序6 用專用鏜刀鏜內(nèi)槽,距24mm面2.5mm,寬度為1.1mm擴(kuò)孔16 H10mm,保證26.60.11mm; 工序7 銑16孔的下端面,半粗銑上端面平臺;工序8 鉆3孔,鉆5孔,保證深度6mm;工序9 鉆端面上2孔,保證長度14mm;工序10 鉆圓周上2孔;工序11 銑130度的缺口;工序12 焊封、去毛刺;工序13 終檢,按零件圖樣要求全面檢查;2.3.7工藝路線的比較與分析上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一工序4重復(fù)使用了初32的外圓,方案二把此工序放在了工序2中一次裝夾加工,且精度要求能夠保證;方案一中工序5鉆孔時沒有遵循先面后孔的原則,方案二保證了這一原則;16mm孔和16.8內(nèi)槽一次加工就能保證精度,所以無需像方案一中那樣分粗加工和精加工,且把鏜孔的工序先于擴(kuò)直徑為16的孔,減小了因鏜工藝造成工件變形的影響,加之對兩個直徑為2的油孔,先加工右端面的,而后加工圓周面上的孔,易于排屑和減小了加工的難度和增加刀具的使用壽命。綜上從優(yōu)考慮,選擇工藝路線為方案二工序1 鑄造工序2 車63外圓、端面,鉆22孔,擴(kuò)24.5mm內(nèi)圓,粗鏜退刀槽;工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 銑24端面,保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm工序5 鉆10.5孔,锪倒角;工序6 用專用鏜刀鏜內(nèi)槽,距24mm面2.5mm,寬度為1.1mm擴(kuò)孔16 H10mm,保證26.60.11mm; 工序7 銑16孔的下端面,半粗銑上端面平臺;工序8 鉆3孔,鉆5孔,保證深度6mm;工序9 鉆端面上2孔,保證長度14mm;工序10 鉆圓周上2孔;工序11 銑130度的缺口;工序12 焊封、去毛刺;工序13 終檢,按零件圖樣要求全面檢查;首先以32外圓為粗基準(zhǔn)加工端面,63外圓,鉆22孔,車24.5mm內(nèi)圓,尺寸公差由機(jī)床保證。利用63外圓和24.5mm內(nèi)圓加工32端面、錐孔、倒角、車螺紋。利用63端面和24.5mm內(nèi)圓以及24mm外圓加工24mm端面。由于2孔和3孔不能在同一機(jī)床上完成,所以應(yīng)分成2道工序在2個不同的機(jī)床上加工。而兩個2孔相通,所以先鉆端面2孔,再鉆另一個2孔時應(yīng)以端面2mm為定位基準(zhǔn)。 圖2.2 主要加工尺寸2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定油閥座零件材料為ZG45,強(qiáng)度和切削性能良好,塑性、韌性較低。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用砂型機(jī)器鑄造(壓實(shí)式或震壓式)。查機(jī)械加工工藝手冊及相關(guān)資料,長度方向上的余量為4。鑄造精度為IT9-IT11,尺寸公差為1.6-3.2mm.根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:2.4.1外圓表面(63)考慮其加工長度為9,與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為70,為簡化鑄造毛坯的外形,現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為70。63表面為自由尺寸公差.2.4.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量(63端面、32端面)分2次加工。第1次加工3,余下的0.51次加工。2.4.3孔16由于孔的直徑都小于24毫米,故采用毛坯為實(shí)心,不沖出孔來。內(nèi)孔精度要求界于IT8IT10之間。參照機(jī)械加工工藝手冊確定工序尺寸及余量為 鉆孔10.5 粗鏜15.85 2Z=5.35 精鏜15.95 2Z=0.12.4.4外圓端面(24)查機(jī)械加工工藝手冊24端面的余量為4。分兩次加工,第一次加工3,第二次加工1。2.4.5銑缺口(16)由于題目中對16圓柱缺口的精度要求不高。故粗銑余量為4。經(jīng)過粗銑后即可達(dá)到題目的要求。2.5確定切削用量和基本工時工序2:車63外圓及端面,鉆22孔,車24.5mm內(nèi)圓,粗鏜退刀槽1、加工條件加工材料:ZG45,0.05Gp,鑄造加工要求:粗車63外圓及端面機(jī)床:CA6140車床刀具:刀片材料YT15,刀桿尺寸1625,=90,=15,=12,=0.5。2、計(jì)算切削用量(1)車63外圓端面1)已知毛坯長度方向的加工余量為,分2次加工,=3,長度加工公差按IT10級。2)進(jìn)給量f:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊P507表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為1625,3以及工件直徑為63時f=0.50.7/r按CA6140車床說明機(jī)械加工工藝手冊P871表3.1-19取f=0.51/r3)計(jì)算切削速度。 據(jù)切削用量簡明手冊P30,切削速度計(jì)算公式為(壽命選T=60min)=(m/min) (2.1)其中=242,=0.15,=0.35,=0.8將上述數(shù)據(jù)帶入公式中=0.8=91.5m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=399r/min按機(jī)床說明(見切削用量簡明手冊表1.13)與399 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min以及400r/min,現(xiàn)取400r/min。若選320r/min,則速度損失太大。所以,實(shí)際切削速度:V=91.69m/min5)切削工時,據(jù)機(jī)械加工工藝手冊P694表2.5-3t= =0.245min6)效驗(yàn)機(jī)床功率主切削力按切削用量簡明手冊P37表1.29 所示公式計(jì)算= (2.2)其中 =2795,=1.0,=0.75,=-0.15=0.890.951.01.0=0.8455=27950.8455=2169.4N切削時消耗功率為=3.32Kw根據(jù)中CA6140機(jī)床說明可知,CA6140主電動機(jī)功率為7.5Kw,所以機(jī)床功率已足夠,可以正常加工。7)效驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)速度。已知主切削力=2169.4N,徑向切削力按切削用量簡明手冊表1.29公式計(jì)算= (2.3)其中=1940,=0.6,=0.6,=0.9=0.50.851.00.66=0.8455=19400.2468=224.4N而軸向切削力= (2.4)其中=2880,=0.5,=-0.4,=1.0=1.170.851.01.0=1.445=28801.445=1433.25N取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為0.1,則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+u(+)=1433.25+0.1(2169.4+224.4)=1672.63N而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1672.63N。故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。|1|車63外圓切削深度: 單邊余量Z=4。分兩次切削,第一次切3。進(jìn)給量: 據(jù)切削用量簡明手冊表1.16,選用f=0.5/r計(jì)算切削速度:= (2.5)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=23.5r/min確定主軸轉(zhuǎn)速:=102.52r/min按機(jī)床選取n=100r/min所以實(shí)際切削速度:V=22.92m/min切削工時: 按機(jī)械加工工藝手冊P694表2.5-3t= =0.8min|2|鉆22孔 選用機(jī)床:Z550型立式鉆床 進(jìn)給量:f=0.41/r(切削用量簡明手冊表2.7)切屑速度:v=10.25m/min(切削用量簡明手冊表2.13及表2.14按5類加工性考慮)=148.38r/min按機(jī)床選取=125r/min(切削用量簡明手冊表2.36)所以實(shí)際切削速度V=8.635m/min切削工時:t=1.346min其中切入=10,切出=4,L=55| 3|半精車24.5、精車24.5沉孔,孔深為10(1)半精車24.5,半精車至24。單邊余量Z=1,一次車去全部余量,=1。查切削用量簡明手冊表1.6可知 f=0.51/r計(jì)算切削速度。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為 =(m/min) (2.8)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按機(jī)床說明,取=560r/min實(shí)際切削速度:V=42.2m/min切削工時:t=0.507min精車至。單邊余量Z=0.25、f=0.25/r、=0.25計(jì)算切削速度。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為 =(m/min) (2.9)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按機(jī)床說明,取=560r/min實(shí)際切削速度:V=42.2m/min切削工時:t= =0.507min工序3:車左端端面、車錐孔Rc3/4、車60內(nèi)倒角、車內(nèi)螺紋、車145倒角。(1)車左端端面確定進(jìn)給量。當(dāng)?shù)稐U尺寸為1625,3以及工件直徑為32時,f=0.51/r。查切削用量簡明手冊表1.10及機(jī)械加工工藝手冊P507表2.4-3計(jì)算切削速度 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為 =(m/min) (2.6)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=289.7r/min按機(jī)床說明(見切削用量簡明手冊表1.31)與289.7 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min以及250r/min,現(xiàn)取320r/min。若選250r/min,則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度V=32.15m/min切削工時:t=0.444min(2)車錐孔 確定進(jìn)給量。查機(jī)械加工工藝手冊P507表2.4-5,知f=0.37/r計(jì)算切削速度 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為=(m/min) (2.7)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=29.76r/min=473.89r/min按機(jī)床說明,取=500r/min所以實(shí)際切削速度V=31.4m/min切削工時:t=0.19min工序4:銑24端面,保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm銑24端時:=3,f=0.38mm/r(查機(jī)械加工工藝手冊P507)切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為=(m/min) (2.10)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=386.28r/min按機(jī)床說明,取=400r/min實(shí)際切削速度V=30.144m/min切削工時:t=0.237min工序5:鉆10.5孔,锪倒角確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊,當(dāng)鋼的=800Mp,d=10.5時,f=0.22mm/r0.28mm/r切削速度:據(jù)機(jī)床說明(切削用量簡明手冊P55表2.13及2.14按5類加工性考慮)查得切削速度V=12.7m/min所以=385.2r/min按機(jī)床說明,(切削用量簡明手冊P79表2.36)取=351r/min故實(shí)際切削速度:V=11.57m/min切削工時:按機(jī)械加工工藝手冊P696表2.5-7t=0.387min工序6:鏜內(nèi)槽16.8的孔,擴(kuò)16的孔、據(jù)有關(guān)手冊,確定鏜床的切削速度為30m/min。則=597.1r/min由于T68臥式鏜床說明中有=100r/min故實(shí)際切削速度V= =5.024m/min切削工時:t= =0.66min擴(kuò)孔至16。單邊余量Z=2.75。一次切除全部余量。=2.75,進(jìn)給量f=0.5mm/r工序7:銑16孔的下端面,半粗銑上端面平臺;銑16端時:=3,f=0.38mm/r(查機(jī)械加工工藝手冊P507)切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為=(m/min) (2.10)其中=38,=0,=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=386.28r/min按機(jī)床說明,取=400r/min實(shí)際切削速度V=30.144m/min切削工時:t=0.237min工序8:鉆3孔,鉆5孔,保證深度6mm;一,鉆3孔、選用鉆床為Z550f=0.02mm/r(查切削用量簡明手冊P59表2.18)V=25m/min(查切削用量簡明手冊P59表2.18)=2653.93r/min按機(jī)床說明,取=1500r/min故實(shí)際切削速度:V=14.13m/min切削工時:t=0.633min鉆孔時軸向力,扭矩,功率的計(jì)算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力:= (2.11)其中=600,=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=110.59N扭矩:= (2.12)=0.3050.95=0.114N*m功率:= (2.13)=0.018Kw二,鉆5孔鉆5孔時:f=0.015mm/r(查切削用量簡明手冊P59表2.18)V=28m/min(查切削用量簡明手冊P59表2.18)=1783.4r/min按機(jī)床說明,取=1500r/min故實(shí)際切削速度:V=23.55m/min切削工時:t= =0.533min鉆孔時軸向力,扭矩,功率的計(jì)算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力:= (2.13)其中=600,=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=150.69N扭矩:= (2.14)=0.3050.95=0.317N*m功率:= (2.15)=0.05Kw工序9:鉆端面上2孔選用鉆床:Z515f=0.05mm/r(查機(jī)械加工工藝手冊P545表2.4-38)V=0.75m/s(查機(jī)械加工工藝手冊P547表2.4-41)=7165.6r/min按機(jī)床說明,取=2900r/min故實(shí)際切削速度:V=18.212m/min切削工時: t=0.124min鉆孔時軸向力,扭矩,功率的計(jì)算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力:= (2.15)其中=600,=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=140.02N扭矩:= (2.16)=0.3050.95=0.1055N*m功率:= (2.17)=0.032Kw工序10:鉆圓周上2孔由于此道工序與上一道工序機(jī)床選擇相同。故切削用量和基本工時與上一步相同。f=0.05mm/r=2900r/min,V= 18.212m/mint=0.193min工序11:銑缺口 工件材料:ZG45 刀具:硬質(zhì)合金立銑刀。材料為YT15/Z=16/3 , f=0.03mm/zV=2.66m/s=159.6m/min=2117.8r/min按機(jī)床說明,取=1450r/min故實(shí)際切削速度:V=109.27m/min切削工時:t= =0.077min工序12:焊封、去毛刺第3章、夾具設(shè)計(jì)3.4銑135度缺口夾具設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)的夾具為第11道工序在24面上粗銑135的缺口,其深度為4,粗銑缺口。3.4.1 確定設(shè)計(jì)方案這道工序所加工在圓柱24面上,按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前有22孔,孔16經(jīng)過加工,并以22孔和豎孔定位,因?yàn)?6孔在加工位置,在此定位比較適宜。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析,需在工件中裝上鎖緊螺母,定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠,也容易實(shí)現(xiàn),外圍須加上外框。在此框架上還須加上圓柱銷,用來定位豎孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔,定位銷定位,用鎖緊螺母聯(lián)接。工件以外框側(cè)面和鎖緊螺母,定位銷定位,限制了6個自由度。這種方案定位可靠,夾緊也很方便,由于加工空間需要,在夾緊后,把定位銷撤除。由于缺口有角度要求,所以采用一類似分度裝置,并將直角對刀塊安裝在支架上,并由夾緊元件定位。本道工序的夾具為銑夾具故選手動夾緊,且夾具簡單,操作可靠。3.4.2 計(jì)算切削用量 所選用刀具為高速鋼直柄立銑刀。銑刀直徑d=5mm,寬度L=5mm,齒數(shù)z=33.4.3 決定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表3.3 X52型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等,粗辭銑刀加工鋼料,查得每齒進(jìn)給量Fz0.030.15mm/z?,F(xiàn)取Fz=0.1mm/z。3.4.4 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)表3.7,直柄立銑刀粗加工鋼料,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm;刀直徑d=5mm,耐用度T=60min(表3.8)。3.4.5決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz 根據(jù)表3.27公式計(jì)算: 式中:根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速,選擇 n=475r/min=7.9r/s實(shí)際切削速度 v=1.57m/s工作臺每分鐘進(jìn)給量為Fmz=0.1660mm/min=36mm/min根據(jù)X62型銑床工作臺進(jìn)給量,選擇Fmz=36mm/min則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為:Fz=0.2mm/z3.4.6效驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)計(jì)算公式,銑削時的功率(單位KW)為 , ,=2.36KWX62銑床主電動機(jī)的功率為7.5KW,故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為3.4.7 基本時間根據(jù)公式 式中 =1.1min=66s3.4.8 切削力及夾緊力計(jì)算切削力計(jì)算: 刀具:高速剛直柄銑刀,5mm,z=3 F=. 其中: 所以 F= =1128.26(N) F=水平分力: 1241.086(N)垂直分力: 338.49 (N)旋轉(zhuǎn)力矩; T=在計(jì)算切削力時,必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K式中 K-基本安全系數(shù)1.5 K-加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K-刀具鈍化系數(shù)1.1 K-斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以F=KF=1.51.11.11.11241.086=2477.83( N )3.4.9 定位誤差的計(jì)算加工槽,用的是兩孔一平面的定位形式,一孔即是零件通孔和上豎孔,一平面即是零件的右端面,根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的有關(guān)計(jì)算二、夾具定位精度的有關(guān)計(jì)算中的相關(guān)公式,得y=0 y=(0.13+0) =0.13 =0.065(mm)(注:通孔直徑:24.5,長圓柱銷的直徑:10.5,為小間隙配合。)而通孔與長圓柱銷的軸線垂直相交,所以說它的最大定位誤差為y=0 =0.0(mm)而yy故,符合定位精度要求。3.4.10 操作說明夾具使用在X52立式銑床上,加工油閥座圓柱24面上的缺口。工件以主軸和擋板,以及圓柱銷定位??梢砸淮瓮瓿伤枰墓ば颉H缟蠄D,首先將底座支架放好,然后將心軸與油閥座的通孔配合好,合上翻板。然后將定位壓塊旋至右端正確位置,有檔塊定位,再將長銷旋入定位壓位孔至同時配合好壓板和心軸,其夾緊采用的是通過旋轉(zhuǎn)壓緊螺釘夾緊,夾緊簡單。至此工件在夾具內(nèi)已完全定好位,最后用壓緊螺母和緊固件將工件和心軸,和夾具體夾緊,保持先前的位置不變,最后將長銷與壓板撤去。3.4.11 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn):可以正確確定適用對象種數(shù)。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果,對可調(diào)、可換元件和通用基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從成本比例的角度進(jìn)行調(diào)整,從而使之滿足優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到整體經(jīng)濟(jì)性的目的。從成組夾具適用對象種數(shù)所分?jǐn)偟膴A具成本看,可以認(rèn)為:適用對象在成組夾具滿負(fù)荷的范圍內(nèi),對象種數(shù)愈多則夾具分?jǐn)偟竭m用對象種數(shù)上的單位成本就愈低。從夾具上的可調(diào)、可換元件看,隨著夾具適用對象種數(shù)的增加,則夾具上的可調(diào)、可換元件也隨著增加,這時,可調(diào)、可換元件的設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用以及夾具的調(diào)整次數(shù)和調(diào)整、保管費(fèi)用也隨之相應(yīng)增加。當(dāng)所設(shè)計(jì)的成組夾具,其適用對象零件種數(shù)等于或接近NK值時,可以認(rèn)為這套成組夾具符合經(jīng)濟(jì)性的原則;反之,從經(jīng)濟(jì)的角度可以認(rèn)為是不合理的。這時,應(yīng)該從各方面采取調(diào)整措施,如修改通用基體或可調(diào)、可換元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使之Ct值與P值的比例關(guān)系得到調(diào)整,最終符合經(jīng)濟(jì)性的原則。在成組夾具設(shè)計(jì)中,根據(jù)夾具的復(fù)雜程度,從已積累的統(tǒng)計(jì)資料中取得Ct值與P值的當(dāng)量值,以預(yù)定成組夾具適用對象零件種數(shù),然后對實(shí)際的Ct值與P值進(jìn)行評價,這樣可以達(dá)到減少過程損失的目的。大幅度提高單機(jī)設(shè)備的通過能力,提高產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)場同類設(shè)備由于工裝的差異影響了設(shè)備本身較寬的工藝通過能力,通用工裝使現(xiàn)場整體的設(shè)備通過能力得到提高,有利于均衡生產(chǎn),提高了工藝質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。提高現(xiàn)場應(yīng)變能力和單一品種的加工能力,有利于物流順暢和均衡生產(chǎn)。3.4.12設(shè)計(jì)心得體會為期兩周(其實(shí)是三周)的夾具課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。夾具課程設(shè)計(jì),一方面是對單夾具知識的初淺驗(yàn)證,另一方面可以幫助我們理解鞏固所學(xué)知識,激發(fā)我們對機(jī)械制造技術(shù)課程的興趣,更鍛煉了我們獨(dú)立思考、開拓創(chuàng)新的能力。同時也培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神!在這次設(shè)計(jì)中,我們不僅在紙上進(jìn)行談兵,同時也慢慢加入了一些實(shí)用的元素,充分考慮實(shí)際。在整個夾具課程設(shè)計(jì)的過程中,我們遇到了很多的問題,才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)的不到位。也了解到書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的,很多東西理論知識和實(shí)際情況是銜接不上的,在設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn),有些問題不但要深入地理解,而且要不斷地更正以前的錯誤思維。實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)!在開始設(shè)計(jì)之時,便是決定工藝工序,面對這個問題,我們小組基本是沒多大頭緒,只得參考以前的類似資料。在這個設(shè)計(jì)過程中,問題是一個又一個的涌現(xiàn),首先是設(shè)計(jì)思維有時并不一定能同時與現(xiàn)實(shí)對接起來,只有經(jīng)過充分思考和討論。實(shí)在不行,就從老師那取經(jīng)。其次是畫圖軟件不會用,由于PROE以前沒有學(xué)過,所以只能從網(wǎng)上看視頻自學(xué),有時請教會的人,當(dāng)然在使用過程中會存在一些無法處理的問題,有時一個小問題會耽擱我一大半天的時間,所以時間過得很快。這對于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助。經(jīng)驗(yàn)要靠自己一點(diǎn)一滴地積累,問題要靠自己一點(diǎn)一滴地解決,在解決的過程當(dāng)中你就會不斷地提升自己的水平。對于夾具設(shè)計(jì),其加工是比較簡單的,主要是解決零件定位中的問題,而零件定位是一個很靈活的東西,它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力,它才是一個設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個設(shè)計(jì)過程中大部分時間是用在零件定位上面的。雖然很多定位是可以借鑒書本上的,但怎樣銜接各個定位才是關(guān)鍵的問題所在,用盡可能少的夾具加工盡可能多的位子。這需要對夾具的結(jié)構(gòu)和性能很熟悉。這次夾具的課程設(shè)計(jì)為我們提供了一個理論聯(lián)系實(shí)際的平臺。將培養(yǎng)我們在以后的夾具設(shè)計(jì)中能更加快速,更加完善地完成任務(wù)的能力;思考問題也會更加全面。這對一個設(shè)計(jì)人員來說,這是一個很重要的因素和能力。同時,經(jīng)過這次設(shè)計(jì),我們也能更加清楚地知道自己哪些方面存在不足,以使自己在缺陷的地方多多努力,完善自我。對于這個課程設(shè)計(jì)自己有自己的想法,我希望自己能多用一些自己的元素,少借鑒于先人,不管我的結(jié)果是好與壞,只求我已做到了“我的最好”。 2010年6月16日星期三參考文獻(xiàn)1 李洪主編. 機(jī)械加工工藝手冊. 北京:北京出版社,19902 孟少農(nóng)主編. 機(jī)械加工工藝手冊. 第一卷. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19963 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽工學(xué)院,第一汽車制造廠職工大學(xué)編. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上??茖W(xué)技術(shù)出版社,19904 鄭修本,馮冠大主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19915 張耀宸編. 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. 航空工業(yè)出版社,19936 艾興,肖詩綱編. 切削用量手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社,19957 侯珍秀編. 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,20038 張世昌,李旦,高航主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社,2001附錄附錄1: 機(jī)械加工工藝過程工藝卡片工序卡片工序二,記 粗和半精車機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共3頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號1粗車半精車ZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄鐵設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)CA6140工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)r/minm/minmm/rmm1粗車右端面CA614011045.60.651.512半精車右端面CA614011045.61.31.513粗車外圓63CA614011045.60.651.514 精車外圓63CA614011045.61.31.5 15 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期)周 蓉鉆孔機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共10頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號30鉆ZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄鐵設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)CA6140工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1鉆22孔CA61401000.51.51 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期)祁玉川 鏜孔機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共3頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號3鏜孔ZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄鐵設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)X61L工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1擴(kuò)24.5孔CA6140110440.20.212粗鏜孔24.5(退刀槽)CA6140110440.20.2 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期)周蓉工藝卡片-工序2由 周蓉執(zhí)筆工序3車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角以63的外圓為基準(zhǔn)C6140工序4銑24端面以工序1加工表面和加工的內(nèi)孔以及24.5mm內(nèi)圓為基準(zhǔn)C6140 工藝卡片-工序34由 戴金鋼 執(zhí)筆鉆機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共頁第頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號5鉆ZG45毛 坯種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)Z5125夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1裝夾2鉆10.5Z51251000.51.51設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期)葉青擴(kuò),鏜機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共頁第頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號6擴(kuò),鏜ZG45毛 坯種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)Z5125夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1裝夾2擴(kuò)孔16Z51251000.51.513精鏜孔16.8C5116110440.20.214擴(kuò)孔16Z51251000.51.51設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期)葉青銑機(jī)械加工工序卡片- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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