KCSJ-08閥體加工工藝及鉆4-M6螺紋孔夾具設(shè)計(jì)

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全套 CAD 圖紙- 1 -機(jī) 械 制 造課 程 設(shè) 計(jì) (論 文 )題 目: 閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆 4-M6 螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 全套圖紙加 153893706所 在 學(xué) 院全套 CAD 圖紙- 2 -專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日目 錄目 錄 - 2 -序 言 - 4 -1 閥體的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 .- 5 -1.1閥體的作用 .- 5 -1.3閥體的工藝分析 - 5 -1.4閥體的生產(chǎn)類(lèi)型 - 6 -2 確定毛坯、繪制毛坯圖 .- 6 -2.1選擇毛坯種類(lèi) - 6 -2.2毛坯形狀的確定 - 7 -2.3毛坯尺寸的確定 - 8 -3 擬定閥體工藝路線 - 8 -3.1定位基準(zhǔn)的選擇 - 8 -3.2表面加工方法的確定 - 8 -3.3加工階段的劃分 - 9 -全套 CAD 圖紙- 3 -3.4工序的集中與分散 .- 10 -3.5工序順序的安排 - 10 -3.6確定閥體工藝路線 .- 11 -4 工藝裝備的選擇 - 12 -4.1機(jī)床的選用 - 12 -4.2刀具的選用 .- 14 -4.3量具的選用 .- 14 -5加工余量、工序尺寸的確定 - 14 -5.1確定加工余量的目的 - 14 -5.2工序余量的選用原則 - 14 -5.3閥體零件的加工余量 - 15 -6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 .- 15 -6.1切削用量的計(jì)算 - 15 -6.1.1粗銑下端面的切削用量計(jì)算 .- 16 -6.1.2精銑下端面的切削用量的計(jì)算 .- 16 -6.1.3鉆 螺紋孔 - 17 -M846.2時(shí)間定額的計(jì)算 - 17 -6.2.1基本時(shí)間 的計(jì)算 .- 17 -mt6.2.2輔助時(shí)間 的計(jì)算 - 18 -a6.2.3其他時(shí)間的計(jì)算 .- 19 -第 5 章 鉆 4-M6 螺紋孔夾具設(shè)計(jì) - 19 -5.1 研究原始質(zhì)料 .- 19 -5.2 定位、夾緊方案的選擇 - 21 -5.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 - 21 -5.4 誤差分析與計(jì)算 - 23 -5.5 定位銷(xiāo)選用 .- 24 -全套 CAD 圖紙- 4 -4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .- 25 -5.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .- 26 -5.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 - 27 -結(jié)論 .- 28 -參考文獻(xiàn) .- 29 -序 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問(wèn)題為研究對(duì)象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，通過(guò)對(duì)此門(mén)學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉：能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。全套 CAD 圖紙- 5 -通過(guò)對(duì)拔叉的工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)如一體(如互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床概論、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削原理與刀具等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！1 閥體的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定1.1閥體的作用題目所給的零件時(shí)閥體，主要作用是通過(guò)螺紋與其他零件連接，達(dá)到控制流體開(kāi)關(guān)、方向、壓力及流量。1.2閥體的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等級(jí)表面粗糙度um形位公差 mm閥體下端面 72 IT10 6.3閥體上端面 72 IT10 6.3閥體前端面 57 IT10 6.3閥體后端面 57 IT10 6.3對(duì)于 A垂直度0.0628H7孔 28 IT8 3.235 孔 35 IT12 12.536 孔 36 IT12 12.522H8 孔 22 IT8 3.2對(duì)于 B垂直度0.0632H8 孔 32 IT8 3.2對(duì)于 B垂直度0.06M8螺紋孔 8 IT13M6螺紋孔 6 IT13全套 CAD 圖紙- 6 -1.3閥體的工藝分析閥體是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)孔的精度要求較高，此外還有上下端面，孔端面需要加工，對(duì)精度要去也很高。其內(nèi)孔對(duì)孔端面有垂直度要求，因?yàn)槠涑叽缇龋瑤缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁纫约氨砻尜|(zhì)量均影響閥是否能夠良好的密封，進(jìn)而影響其使用性能，因此它的加工時(shí)非常關(guān)鍵和重要的作用全套 CAD 圖紙- 7 -1.4閥體的生產(chǎn)類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)要求確定生產(chǎn)類(lèi)型是大批大量2 確定毛坯、繪制毛坯圖2.1選擇毛坯種類(lèi)毛坯種類(lèi)的選擇主要依據(jù)的是以下幾種因素：（1）設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的材料及機(jī)械性能；（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸；（3）零件制造經(jīng)濟(jì)性；（4）生產(chǎn)綱領(lǐng)；（5）現(xiàn)有的毛坯制造水平。由零件圖可知零件材料為 HT250，生產(chǎn)批量為大批大量，零件結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，所以選擇金屬型澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸較小，單邊余量不大，需要結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，所以選擇鑄件做毛坯。確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量2.2毛坯形狀的確定毛坯形狀應(yīng)力求接近成品形狀，以減少機(jī)械加工余量。（1）鑄件孔的最小尺寸，根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2-7可查得，鑄件孔的最小尺寸為 1020mm。（2）鑄件的最小壁厚。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.2-7查得，鑄件的最小壁厚為 4mm。（3）鑄件的拔模斜度。鑄件垂直于分型面上，需要鑄造斜度，且各面的斜度數(shù)值應(yīng)盡可能一致，以便于制造鑄模。根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2-8可得：鑄造方法斜度位置金屬性鑄造全套 CAD 圖紙- 8 -外表面 030內(nèi)表面 1（4）鑄件圓角半徑。鑄件壁部連接處的轉(zhuǎn)角應(yīng)有鑄造圓角。主要是為減少應(yīng)力集中，防止沖砂、裂紋等缺陷。一般為鄰壁厚度的 1/31/5，中小鑄件圓角半徑為 35mm。（5）鑄件澆鑄位置及分型面選擇。鑄件的重要加工面或主要工作面一般應(yīng)處于底面或側(cè)面，應(yīng)避免氣孔、砂眼、疏松、縮孔等缺陷出現(xiàn)在工作面上；大平面盡可能朝下或采用傾斜澆鑄，避免夾砂或夾渣缺陷；鑄件的薄壁部分放在下部或側(cè)面，以免產(chǎn)生澆鑄不足的情況。2.3毛坯尺寸的確定選擇的毛坯鑄造方法是金屬模機(jī)器造型，零件的最大尺寸250mm，鑄件的機(jī)械加工余量等級(jí)則為 57級(jí)（查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2-11），選擇 6級(jí)。從機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.2-4中查得全長(zhǎng) 94.5mm的加工余量為 2.5mm，即該毛坯尺寸為 99.5mm；全長(zhǎng)為 57mm的加工余量為 2.5mm，即該毛坯的尺寸為 62mm，加工余量為 2 mm，即該毛坯的尺寸為 加工余量為 1.5 mm ，即該8H72 H72635毛坯的尺寸為 ， 加工余量為 2 mm，即該毛坯的尺寸為 ，3.5H8 0H82加工余量為 2.5 mm，即該毛坯的尺寸為 ， 加工余量為 1.5 mm，即該3 9.毛坯的尺寸為 。4.3 擬定閥體工藝路線3.1定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。選擇閥體上端面和前端面作為粗基準(zhǔn)。采用閥體上端面作為精基準(zhǔn)加工下端面及以前端面作粗基準(zhǔn)加工后端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該閥體零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇閥體下端面和后端面作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)全套 CAD 圖紙- 9 -統(tǒng)一”原則。閥體的下端面和后端面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工閥體上端面和前端面以及定位孔，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。3.2表面加工方法的確定根據(jù)閥體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表加工面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度 加工方案閥體下端面 IT10 6.3 粗銑精銑閥體上端面 IT10 6.3 粗銑精銑閥體前端面 IT10 6.3 粗車(chē)精車(chē)閥體后端面 IT10 6.3 粗車(chē)精車(chē)28H7 孔 IT8 3.2 粗鏜精鏜35 孔 IT12 12.5 粗鏜36 孔 IT12 12.5 粗鏜22H8 孔 IT8 3.2 粗鏜精鏜32H8 孔 IT8 3.2 粗鏜精鏜M8螺紋孔 IT13 鉆孔攻螺紋M6螺紋孔 IT13 鉆孔攻螺紋3.3加工階段的劃分該閥體加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（閥體下端面和后端面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求，同時(shí)粗鏜內(nèi)孔；在精加工階段主要完成精銑平面和精鏜內(nèi)孔。閥體零件的加工階段如表加工階段 加工內(nèi)容 說(shuō) 明粗銑上端面基準(zhǔn)面加工粗銑下端面以下端面和后端面為基準(zhǔn)，精加工各個(gè)端面全套 CAD 圖紙- 10 -精銑下端面精銑上端面粗車(chē)前端面粗車(chē)后端面精銑后端面精銑前端面粗鏜 孔35H728、粗鏜 、孔6粗加工鉆螺紋孔 M482、 、 孔相對(duì)于8H236后端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成精鏜 孔35H7、精加工 精鏜 、孔6、 、 孔相對(duì)于8H236后端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成3.4工序的集中與分散選用工序分散原則安排閥體的加工工序。該閥體的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用普通型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以降低其生產(chǎn)成本。3.5工序順序的安排機(jī)械加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)，即閥體下端面和后端面。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，即閥體的下端面和后端面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工閥體四個(gè)端面，在加工閥體的內(nèi)孔以及鉆孔、攻螺紋。熱處理工序全套 CAD 圖紙- 11 -鑄件為了消除殘余應(yīng)力，需在粗加工前、后各安排一次時(shí)效處理，在半精加工前、后各安排一次時(shí)效處理。輔助工序在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、終檢工序。綜上所述，該閥體工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工。閥體零件的機(jī)加工工序安排如表加工階段 加工內(nèi)容 說(shuō) 明粗銑上端面粗銑下端面精銑下端面精銑上端面粗車(chē)前端面粗車(chē)后端面精車(chē)后端面基準(zhǔn)面加工精車(chē)前端面基準(zhǔn)先行，先面后孔先主后次，但次要加工表面的加工并非是安排在最后加工，次要表面的加工要考慮到對(duì)主要表面的加工質(zhì)量的影響粗鏜 孔35H728、粗鏜 、孔6粗加工鉆螺紋孔 M482、 、 孔相對(duì)于后8H236端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成精鏜 孔35H7、精加工 精鏜 、孔6、 、 孔相對(duì)于后8H236端面有垂直度的要求，故應(yīng)該在一次裝夾中完成3.6確定閥體工藝路線工序：粗銑上端面全套 CAD 圖紙- 12 -工序：粗、精銑下端面工序：精銑上端面 工序：粗車(chē)前端面工序：粗、精車(chē)后端面工序：精車(chē)前端面工序：鏜削孔 （粗鏜和精鏜在一次裝夾中完成）H72835、工序：鏜削孔 （粗鏜和精鏜在一次裝夾中完成）36、工序：鉆螺紋孔 、鉆螺紋孔10M415M82工序 ：攻螺紋 、攻螺紋工序：去毛刺工序：終檢閥體零件加工工藝路線如表工序號(hào) 加工內(nèi)容 說(shuō)明000 鍛造毛坯010 粗銑上端面020 粗銑下端面 留下精銑余量030 精銑下端面 達(dá)到圖紙要求040 精銑上端面 達(dá)到圖紙要求050 粗車(chē)前端面060 粗車(chē)后端面 留有精銑余量070 精車(chē)后端面 達(dá)到圖紙要求080 精車(chē)前端面 達(dá)到圖紙要求090 粗鏜 孔35H728、 留有精鏜余量100 粗鏜 、孔6留有精鏜余量110 鉆螺紋孔 M482120 精鏜 孔35H7、 達(dá)到圖紙要求130 精鏜 、 達(dá)到圖紙要求全套 CAD 圖紙- 13 -孔36140 攻螺紋 M482達(dá)到圖紙要求150 去毛刺 倒角機(jī)去除銳邊毛刺160 檢驗(yàn)入庫(kù)4 工藝裝備的選擇4.1機(jī)床的選用工序號(hào) 加工內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備 說(shuō)明000 鍛造毛坯 外協(xié)010 粗銑上端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適020 粗銑下端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適030 精銑下端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適040 精銑上端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適050 粗車(chē)前端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適060 粗車(chē)后端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適070 精車(chē)后端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適080 精車(chē)前端面 X6120常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適090 粗鏜 孔35H728、 T618常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適100 粗鏜 、 T618 常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)全套 CAD 圖紙- 14 -孔36 功率均合適110 精鏜 孔5H728、 T618常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適120 精鏜 、3孔6T618常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適130鉆螺紋孔 M482Z5125A常用，工作臺(tái)尺寸，機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適140攻螺紋 6絲錐150 去毛刺160 檢驗(yàn)入庫(kù)4.2刀具的選用銑刀 鏜刀 鉆頭類(lèi)型 鑲齒端銑刀 單刃鏜刀 麻花鉆材料 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金 高速鋼4.3量具的選用銑平面采用的量具為游標(biāo)卡尺鏜孔采用的量具為塞規(guī)和游標(biāo)卡尺5加工余量、工序尺寸的確定5.1確定加工余量的目的為保證零件質(zhì)量，一般要從毛坯上切除一層材料。合理的選擇加工余量，對(duì)保證零件的加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有很重要的意義。若余量確定的過(guò)小，則不能完全切除上道工序留在加工表面上的缺陷層和各種誤差，也不能補(bǔ)償本道工序加工時(shí)工件的裝夾誤差，影響零件的加工質(zhì)量，造成廢品；余量確定的過(guò)大，不僅增加了機(jī)械加工量，降低了生產(chǎn)率，而且浪費(fèi)原材料和能源，增加了機(jī)床與刀具的消耗，使加工成本升高。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。全套 CAD 圖紙- 15 -5.2工序余量的選用原則（1）為縮短加工時(shí)間，降低制造成本，應(yīng)采用最小的加工余量（2）加工余量應(yīng)保證得到圖樣上規(guī)定的精度和表面粗糙度。（3）要考慮零件熱處理時(shí)引起的變形（4）要考慮所采用的加工方法、設(shè)備以及加工過(guò)程中零件的可能變形。（5）要考慮被加工零件的尺寸，尺寸越大，加工余量越大。因?yàn)榱慵某叽缭龃蠛螅汕邢髁?、?nèi)應(yīng)力等引起零件變形的可能性也增大。（6）選擇加工余量時(shí)，還要考慮工序尺寸公差的選擇。因?yàn)楣顩Q定加工余量的最大尺寸和最小尺寸。其工序公差不應(yīng)超過(guò)經(jīng)濟(jì)加工精度的范圍。（7）本道工序余量應(yīng)大于上道工序留下的表面缺陷層厚度（8）本道工序的余量必須大于上道工序的尺寸公差和幾何形狀公差。5.3閥體零件的加工余量根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-375-56確定孔、表面、螺紋的加工余量如下表：加工工序 粗加工余量 精加工余量下端面 1.5 1.0上端面 1.5 1.0后端面 1.5 1.0前端面 1.5 1.0351.5H7281.2 0.81.2 0.831.5 1.061.5M41.0821.2全套 CAD 圖紙- 16 -6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算6.1切削用量的計(jì)算根據(jù)加工余量來(lái)確定銑削背吃刀量。粗銑時(shí)，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個(gè)工作行程銑完。半精銑時(shí)，背吃刀量一般為 0.52mm；精銑時(shí)一般為 0.11mm 或更小。6.1.1粗銑下端面的切削用量計(jì)算（1）背吃刀量的確定 根據(jù)下端面的機(jī)械加工余量及粗銑時(shí)背吃刀量的確定原則，確定背吃刀量為 1.5mm（2）進(jìn)給量的確定 由表 1.4切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，在粗銑鑄鐵、刀桿尺寸為 16mm 25mm、 以及工件直徑為 60100mm 時(shí)map3f=0.61.2mm/r所以選擇 f=1.0mm/r（3）銑削速度的計(jì)算 由表 1.11切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，當(dāng)用 YG6硬質(zhì)合金銑刀銑削 166181Mpa 灰鑄鐵, ,f 1.0mm/r,切削速度bmap31=80m/min。切削速度的修正系數(shù)為 （參見(jiàn) 1.28切206.1.8501.20. vk削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)），故 min/.9in/6.81vci/7.40i/750 rrDn選擇 in/41rnc這時(shí)實(shí)際切削速度 min/5.960417c 6.1.2精銑下端面的切削用量的計(jì)算（1）背吃刀量的確定 取 。map1全套 CAD 圖紙- 17 -（2）進(jìn)給量的確定 精加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的限制。查表1.6切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，當(dāng)表面粗糙度為6.3m， ，=96.5m/min 時(shí)，f=0.3 0.35mm/r。aRmp1選擇 f=0.3mm/r。（3）銑削速度的計(jì)算 根據(jù)表 1.11，當(dāng) 時(shí)，,186MPab,4.1mprf/38.0切削速度的修正系數(shù)為 1，故 。min,/156 in56ci/4.2in/750 rrDc6.1.3鉆 螺紋孔84（1）選擇高速鋼麻花鉆頭的切削用量A、按加工要求決定進(jìn)給量：當(dāng)加工精度為 IT12IT13 精度， 時(shí)，md50。rmf/53.0由于 ，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù) ，則7.61dl 95.0lfkrmrf /50./9.B、按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量；當(dāng) ， ，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給MPab18md60量 。rf/1.C、按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) ，機(jī)床進(jìn)給b5.2,20機(jī)構(gòu)允許的軸向力為 8800N，進(jìn)給量為 0.53 。r/（2）選擇高速鋼麻花鉆頭的切削速度由表 2.15切削用量手冊(cè)，HBS=161181MPa 的灰鑄鐵， 。min/15c切削速度的修正系數(shù)為： ，故85.0vkin/45.170min/2185.01 rrdvcn 全套 CAD 圖紙- 18 -6.2時(shí)間定額的計(jì)算6.2.1基本時(shí)間 的計(jì)算mt（1）粗銑上端面 zjfMlt21式中 mm,故.583l min204.i.140583mt（2）精銑上端面 zjfMlt21式中 mm,故.583l min26.10i.462583mt上下端面相互對(duì)稱(chēng)，所以所用的加工時(shí)間是相同的。（3）粗銑后端面 zjfMlt21式中 mm,故48l min17.0i.418mt（4）精銑后端面 zjfMlt21式中 mm,故48l min72.0i.14628mt全套 CAD 圖紙- 19 -6.2.2輔助時(shí)間 的計(jì)算at輔助時(shí)間 與基本時(shí)間 之間的關(guān)系為 =（0.150.2） ，取atmtatmt=0.15 ，則各工序的輔助時(shí)間分別為：atm粗銑上端面的輔助時(shí)間： =0.15 0.204 60=1.836sat精銑上端面的輔助時(shí)間： =0.15 0.126 60=1.134s粗銑后端面的輔助時(shí)間： sta 053.167.015精銑后端面的輔助時(shí)間： =0.15 0.072 60=0.648s6.2.3其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于閥體的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間 是作業(yè)時(shí)間的 2%7%，休息與生理需要時(shí)間 是作業(yè)時(shí)間的bt xt2%4%，均取為 3%，則各工序的其他時(shí)間（ + ）可按關(guān)系式（3%+3%） （btx + ）計(jì)算，它們分別為：atm粗銑下端面的其他時(shí)間： + =6% （0.204 60+1.836）=0.8445sbtx精銑下端面的其他時(shí)間： + =6% （0.126 60+1.134）=0.5216s粗銑后端面的輔助時(shí)間： + =6% (0.117 60+1.053)=0.4822s1btx精銑后端面的其他時(shí)間： + =6% （0.072 60+0.648）=0.298s第 5 章 鉆 4-M6 螺紋孔夾具設(shè)計(jì)5.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)加工鉆 4-M6螺紋孔，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。一、機(jī)床夾具定位元件全套 CAD 圖紙- 20 -工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實(shí)際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準(zhǔn)面；球頭支承釘（圖 b）用于支承粗基準(zhǔn)面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖 c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位場(chǎng)合。一個(gè)支承釘相當(dāng)于一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘限制二個(gè)自由度；不在同一直線上的三個(gè)支承釘限制三個(gè)自由度。圖6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式2支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當(dāng)工件定位平面較大時(shí)，常用幾塊支承板組合成一個(gè)平面。一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)（或多個(gè)）支承板組合，相當(dāng)于一個(gè)平面，可以限制三個(gè)自由度。圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式3可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面，支承高度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個(gè)可調(diào)支承限制一個(gè)自由度。圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式(二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷(xiāo) 圖6-6是幾種常用固定式定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)工件的孔徑尺寸較小時(shí)，可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)孔徑尺寸較大時(shí)，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)工件同時(shí)以圓孔和端面組全套 CAD 圖紙- 21 -合定位時(shí)，則應(yīng)選用圖 c所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位銷(xiāo)定位時(shí)，短圓柱銷(xiāo)限制二個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)可以限制四個(gè)自由度；短圓錐銷(xiāo)（圖 d）限制三個(gè)自由度。圖6-6 固定式定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式5.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對(duì)加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有：為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷(xiāo)再加上一 V 型塊定位的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。5.3 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：鉆頭。則軸向力：見(jiàn)工藝師手冊(cè)表 28.4F=C d f k 3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(F07.1)92()103.FnHBF=420 1.0.8635723(N轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.170.3518.02 MN功率 P =mKWdV26.90全套 CAD 圖紙- 22 -在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K 基本安全系數(shù)，1.5;K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K 刀具鈍化系數(shù), 1.1;3K 斷續(xù)切削系數(shù) , 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N鉆削時(shí) T=17.34 N M切向方向所受力: F =1LT2670534.取 .fF =4416f )(6.41.NF Ff1所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW安全系數(shù) K可按下式計(jì)算有： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 可得： 6 1201.301.56C125223PKf全套 CAD 圖紙- 23 -所以有： 193.08()KCWFN76P5.()Kf該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力 F夾與切削力之間的關(guān)系 F夾KF軸向力：F 夾KF （N）扭距：N93.103.24.05.14.3108.90 MYFXKfdCm在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 321K由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表 可得：721切削力公式： 式（2.17）Pf KfDF75.02.14式中 5mr/3.查表 得： 82195.0)1(6.HBp即： 69.0NFf實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 得：12KWf安全系數(shù) K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 可得： 25.01.32.10.21K所以 )(465698NFWf由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。全套 CAD 圖紙- 24 -5.4 誤差分析與計(jì)算該夾具以一銷(xiāo)定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：jMjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)5可得：銷(xiāo)的定位誤差 ：11minDWd1 21min2min.DdDdJarctgL其中：，10.52Dm20D，d.3dm， 1min2min40.63DW.2Jm 夾緊誤差 ： cos)(inmaxyj其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl查5表 1215 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCncos.8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mjm05. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD1.全套 CAD 圖紙- 25 -誤差總和： 0.85.3jwm從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.5 定位銷(xiāo)選用本夾具選用一可換定位銷(xiāo)和棱形銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下表：表 3.1 定位銷(xiāo)Dd H 公稱(chēng)尺寸允差1h1b1dC120 16 20 0.01122 5 1 4 M12 4 14.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。圖 6.1 可換鉆套全套 CAD 圖紙- 26 -表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D601 3 +0.010+0.004611.8 4 71.82.6 5 86 9 -2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.008 93.34 7 1045 8 118 12 1656+0.022+0.01010+0.019+0.0101368 12 1510 16 20810+0.028+0.013 15 181012 18+0.023+0.0122212 20 251215 22 260.0081518+0.034+0.01626 3016 28 361822 30+0.028+0.015342226 35 3920 36 HT2002630+0.041+0.02042 463035 48+0.033+0.0175225 HT200 563542 55 594248 62 660.0124850+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。全套 CAD 圖紙- 27 -5.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方全套 CAD 圖紙- 28 -便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。5.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。全套 CAD 圖紙- 29 -結(jié)論閥體的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對(duì)閥體的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。閥體的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過(guò)定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過(guò)在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò) 2個(gè)月自身的不斷努力，這些問(wèn)題都一一解決。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。全套 CAD 圖紙- 30 -參考文獻(xiàn)1 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2001.82 陸劍中，孫家寧，金屬切削原理與刀具。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005.13 梁旭坤，焦建雄，機(jī)械制造基礎(chǔ)（公差，配合，材料熱加工分冊(cè)）。長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社 2006.64 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