摘 要 組合機(jī)床 是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率機(jī)床 其特點(diǎn) 有 結(jié)構(gòu)緊湊 工作質(zhì)量可靠 設(shè)計(jì)和制造周期短 投資少 經(jīng)濟(jì)效果好 生產(chǎn)率高等 本次設(shè)計(jì)的題目是犁刀變速箱箱體底面銑削加工工藝裝備設(shè)計(jì) 組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 首先針對(duì)所要加工的零件入手 對(duì)機(jī)床進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì) 進(jìn)而確定機(jī)床的總體布局 隨后 對(duì)零件夾具進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)夾具時(shí) 以零件為線索 在滿足剛度 精度等要求下 完成設(shè) 計(jì) 關(guān)鍵詞 機(jī)械類專業(yè) 就業(yè)前景 一路看好 發(fā)展方向 2 ABSTRACT Modular Machine by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine Its features include compact reliable quality design and manufacturing cycle shorter less investment and economic effects and higher productivity The design is the subject of Plows knife gear box convex mesa milling process equipment design combination machine tools and fixture design First in response to the processing of parts the paper machine for the overall program design which will determine the overall layout of the machine Subsequently the spindle components of the design Spindle components in the design a spindle for clues to meet stiffness and precision requirements the completion of the other eg bearings Axial adjustment locking etc all parts of the design Keywords Machinery professional obtain employment prospect Valued all the way Development direction 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 目 錄 0 緒 論 2 第一章 機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3 1 1 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的依據(jù) 3 1 1 1 工件 3 1 1 2 刀具 3 1 2 工藝分析 4 1 2 1 工藝方法的確定 4 1 2 2 確定工藝過(guò)程方案 4 1 2 3 機(jī)床總體布局 5 1 2 4 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的確定 6 1 3 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定 6 1 3 1 確定工件余量 6 1 3 2 選擇切削用量 7 1 3 3 刀具直徑 d0 的選取 7 1 3 4 動(dòng)力參數(shù) 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定 7 1 4 液壓滑臺(tái)及滑臺(tái)底座的確定 8 1 5 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定 8 2 組合機(jī)床夾具的設(shè)計(jì) 10 2 1 組合機(jī)床夾具的概述 10 2 2 定位支承系統(tǒng)概述 11 2 2 1 定位支承系統(tǒng) 12 2 2 2 夾緊機(jī)構(gòu) 12 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 14 3 1 確定毛坯的制造形式 14 3 2 基面的選擇 14 3 2 1 精基準(zhǔn)的選擇 14 3 2 2 粗基準(zhǔn)的選擇 14 3 2 3 定位夾緊方案的制定 14 3 3 工藝過(guò)程的劃分 15 3 4 工藝路程的制定 15 3 5 工藝方案的分析與比較 18 3 5 1 工藝規(guī)程選擇的基本因素 18 3 5 2 工藝規(guī)程的基本分析 18 4 確定切削用量及工序設(shè)計(jì) 20 4 1 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 20 4 2 確定切削用量及工序計(jì)算 21 4 2 1 工序 10 精銑 N 面 21 4 2 2 工序 20 粗?jǐn)U鉸 2 9 鉆 4 13 22 4 2 3 工序 30 精銑 R 面及 Q 面 24 4 2 4 工序 40 銑凸臺(tái)面 25 4 2 5 工序 50 粗鏜 2 80 mm 孔并倒角 25 4 2 6 工序 60 精銑 N 面 26 4 2 7 工序 70 精擴(kuò)鉸 2 10 mm 孔 26 4 2 8 工序 80 精銑 R 及 Q 面 28 4 2 9 工序 90 精鏜 2 80H7 孔 28 4 2 10 工序 100 凸臺(tái)面各孔鉆 攻螺紋 29 4 2 11 工序 110 刮 42 平面 32 4 2 12 工序 120 鉆鉸 R Q 面各孔 32 4 2 13 工序 130 攻螺紋 8 M12 6H 37 結(jié) 論 39 參 考 文 獻(xiàn) 40 致 謝 41 緒 論 機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位 是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ) 是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重 要支柱 是生產(chǎn)力的重要組成部分 機(jī)械制造業(yè)不僅為工業(yè) 農(nóng)業(yè) 交通運(yùn)輸業(yè) 科研和國(guó)防等部門 提供各種生產(chǎn)設(shè)備 儀器儀表和工具 而且為制造業(yè)包括機(jī)械制造業(yè)本身提供機(jī)械制造裝備 機(jī)械制 造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的科學(xué)技術(shù)水平 經(jīng)濟(jì)實(shí)力 機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平 主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度 機(jī)械制造裝備的核心 是金屬切削機(jī)床 精密零件的加工 主要依賴切削加工來(lái)達(dá)到所需要的精度 金屬切削機(jī)床所擔(dān)負(fù)的 工作量約占機(jī)器制造總工作量的 40 60 金屬切削機(jī)床的技術(shù)水平直接影響到機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì) 量和勞動(dòng)生產(chǎn)率 換言之 一個(gè)國(guó)家的機(jī)床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力和 科學(xué)技術(shù)水平 顯然 金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)中起著不可替代的作用 縱觀幾十年來(lái)的歷史 機(jī)械制造業(yè)從早期降低成本的競(jìng)爭(zhēng) 經(jīng)過(guò) 20 世紀(jì) 70 年代 80 年代發(fā)展到 20 世紀(jì) 90 年代乃至 21 世紀(jì)初的新的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng) 目前 我國(guó)已加入世界貿(mào)易組織 經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代 已經(jīng)到來(lái) 我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn) 也面臨著新的形勢(shì) 知識(shí) 技術(shù) 產(chǎn)品的更新周期 越來(lái)越短 產(chǎn)品的批量越來(lái)越小 產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的要求越來(lái)越高 環(huán)境保護(hù)意識(shí)和綠色制造的呼 聲越來(lái)越強(qiáng) 因而以敏捷制造為代表的先進(jìn)制造技術(shù)將是制造業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需要 不斷推出新產(chǎn)品 贏得競(jìng)爭(zhēng) 求得生存和發(fā)展的主要手段 金屬切削機(jī)床中的組合機(jī)床 是根據(jù)工件加工需要 以大量通用部件為基礎(chǔ) 配以少量專用部件 組成的一種高效專用機(jī)床 它具有 生產(chǎn)率高 加工精度穩(wěn)定 研制周期短 便于設(shè)計(jì) 制造和使用 維護(hù) 成本低 配置靈活等 正是由于這些特點(diǎn)的存在 決定了組合機(jī)床在當(dāng)今新形勢(shì)下仍能被廣泛 應(yīng)用于汽車 拖拉機(jī) 柴油機(jī) 電機(jī) 儀器儀表 軍工及自行車等輕工行業(yè)和機(jī)床 機(jī)車 工程機(jī)械 等制造業(yè)中 此次設(shè)計(jì)的是犁刀變速箱箱體底面銑削加工工藝裝備設(shè)計(jì) 組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì) 首先 對(duì)機(jī)床 進(jìn)行總體設(shè)計(jì) 確定總體方案后得到機(jī)床總體布局圖 再著重進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì) 其中包括定位的設(shè)計(jì) 夾緊力 的設(shè)計(jì) 夾緊和定位原件的選 由于能力所限 設(shè)計(jì)尚有許多不足之處 懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo) 第一章 機(jī)床總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)機(jī)床的第一步 是確定總體方案 總體方案是機(jī)床部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù) 對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的影 響較大 因此 在擬定總體方案的過(guò)程中 必須全面地 周密地考慮 使所定方案技術(shù)先進(jìn) 經(jīng)濟(jì)合 理 1 1 機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的依據(jù) 1 1 1 工件 工件是機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一 設(shè)計(jì)者必須明確工件的特點(diǎn)和加工要求 本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺(tái)組合機(jī)床 用于加工犁刀變速箱凸臺(tái)面 工件材料為 HT200 硬度為 190 210HB 生產(chǎn) 批量為大批量 鑄造毛坯 加工部位的加工要求如下 1 被加工表面的粗糙度均為 R 12 5 a 1 1 2 刀具 根據(jù)加工零件的結(jié)構(gòu)尺寸和粗糙度要求 選用硬質(zhì)合金端銑刀 刀齒材料為 YG6 銑刀盤直徑為 63mm 刀具齒數(shù) Z 4 1 2 工藝分析 1 2 1 工藝方法的確定 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 查 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手 冊(cè) 表 15 32 表 15 34 選擇零件主要表面 先面后孔 的加工方法與方案如下 銑基準(zhǔn)面 N 鉆 4 13 孔 锪孔 4 22 鉆 2 10 孔 鉸孔 IT9 銑兩側(cè)面 粗銑凸臺(tái)面 80 粗鏜孔 IT10 80 精鏜 IT7 M12 鉆 M12 螺紋底孔 攻絲 鉆 8 鉸孔 IT8 銑凸臺(tái)面 粗鏜孔 IT10 半精鏜 IT9 鉆孔 M6 螺紋底孔 攻絲 1 2 2 確定工藝過(guò)程方案 1 擬定方案 由于各表面加工方法已基本確定 現(xiàn)按照 先粗后精 先主后次 先面后孔 基準(zhǔn)先行 的原則 初步擬定兩種工藝過(guò)程方案 見(jiàn)表 1 1 表 1 1 工 藝 過(guò) 程 方 案 方 案 方 案 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 毛 坯 毛 坯 010 按 鑄 件 要 求 檢 驗(yàn) 010 批 量 毛 坯 抽 檢 020 熱 處 理 020 粗 銑 兩 端 面 R Q 030 批 量 毛 坯 抽 檢 030 粗 鏜 80H7 81 040 粗 銑 N 基 準(zhǔn) 面 040 精 鏜 80H7 050 鉆 孔 4 13 及 鉆 擴(kuò) 鉸 2 10F9 至 2 9F9 锪 孔 4 22 050 鉆 孔 4 M12 螺 紋 底 孔 及 8N8 孔 攻 絲 M12 060 粗 銑 兩 側(cè) 面 R 面 Q 面 060 粗 銑 N 基 準(zhǔn) 面 070 銑 凸 臺(tái) 面 至 尺 寸 070 鉆 孔 4 13 及 鉆 擴(kuò) 鉸 2 10F9 至 2 9F9 锪 孔 4 22 080 粗 鏜 80H7 81 080 銑 凸 臺(tái) 面 至 尺 寸 090 精 鏜 80H7 090 精 銑 N 面 100 精 銑 N 面 100 精 銑 R Q 面 110 精鉸孔 至92F 工藝要求 110 精鉸孔 至92F 工藝要求 10 120 精 銑 R Q 面 120 粗 鏜 30 孔 S 30 球 面 及 20 孔 130 鉆 孔 4 M12 螺 紋 底 孔 及 8n8 孔 攻 絲 M12 130 半 精 鏜 S 30 140 粗 鏜 30 孔 S 30 球 面 及 20 孔 140 鉆 孔 M6 螺 紋 底 孔 攻 絲 M6 150 半 精 鏜 S 30 150 檢 驗(yàn) 各 相 關(guān) 尺 寸 160 鉆 孔 M6 螺 紋 底 孔 攻 絲 M6 160 在 N 處 打 廠 標(biāo) 及 檢 驗(yàn) 標(biāo) 記 170 檢 驗(yàn) 各 相 關(guān) 尺 寸 170 檢 驗(yàn) 各 相 關(guān) 尺 寸 180 在 N 處 打 廠 標(biāo) 及 檢 驗(yàn) 標(biāo) 記 180 清 洗 檢 驗(yàn) 包 裝 190 檢 驗(yàn) 各 相 關(guān) 尺 寸 200 清 洗 檢 驗(yàn) 包 裝 2 方案論證 方案 的優(yōu)點(diǎn)在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則 方案 的不足之處是加工過(guò)程中基準(zhǔn)不重 合 不利于控制加工質(zhì)量 根據(jù)以上分析 確定方案 為零件加工的工藝路線 1 2 3 機(jī)床總體布局 機(jī)床的總體布局指確定機(jī)床的組成部件之間的相對(duì)位置及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 合理的總體布局的基本要求有 1 保證工藝方法所要求的工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 2 保證 機(jī)床具有足夠的加工精度和相適應(yīng)的剛度和抗振性 3 便于操縱 調(diào)整 維修 便于輸送 裝卸工件 和排屑等 4 節(jié)省材料 占地面積小 即經(jīng)濟(jì)效果好 5 造型美觀 根據(jù)犁刀變速箱箱體加工要求 機(jī)床總體布局圖如圖 1 1 所示 圖 1 2 機(jī)床總體布局圖 減荷閥體安裝在工作臺(tái)上 銑削動(dòng)力頭帶動(dòng)銑刀作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 完成對(duì) 工件的切削加工 此方案的優(yōu)點(diǎn)是各部件均是針對(duì)減荷閥體設(shè)計(jì)的 因此 結(jié)構(gòu)緊湊 剛性好 生產(chǎn) 率高 加工質(zhì)量穩(wěn)定 1 2 4 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的確定 確定機(jī)床運(yùn)動(dòng) 指確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)的數(shù)目 運(yùn)動(dòng)類型以及運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的工藝方法是 用一把端銑刀直接進(jìn)行加工 相應(yīng)的表面成形運(yùn)動(dòng)為 單主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 1 3 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù) 基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 動(dòng)力參數(shù) 1 3 1 確定工件余量 犁刀變速箱箱體 零件材料為 HT200 硬度 190 210HB 生產(chǎn)綱領(lǐng) A 35000 件 年 生產(chǎn)類型為 大批量 鑄造毛坯 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 2 2 2 5 取加工余量為 2 5mm 1 3 2 選擇切削用量 由于被加工零件的銑削寬度為 50mm 不需進(jìn)行二次走刀 故一次走刀即可完成 根據(jù) 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 第 132 133 頁(yè) 選擇銑削切削用量 銑削用量的選擇與要求的加工表面粗糙度值及其生產(chǎn)率有關(guān)系 當(dāng)銑削表面粗糙度數(shù)值要求較 低時(shí) 銑削速度應(yīng)選高一些 每齒走刀量應(yīng)小些 若生產(chǎn)率要求不高 可以取很小的每齒走刀量 一 次銑削 4 5mm 的余量達(dá)到 R 1 6 m 的表面粗糙度 這時(shí)每齒的進(jìn)給量一般為 0 02 0 03mm a 根據(jù)本次設(shè)計(jì)所加工的零件要求 其表面粗糙度數(shù)值為 12 5 粗糙度較高 加工材料為鑄鐵 查 表 6 16 得 f 0 2 0 4mm z V 50 80m min 取 f 0 2mm z Z 62m minzz 1 3 3 刀具直徑 d0 的選取 由于加工零件的銑削寬度是 50mm 查 簡(jiǎn)明機(jī)械加工藝手冊(cè) P256 表 3 73 可選出硬質(zhì)合金端銑刀直徑 d0 63 齒數(shù) Z 4 1 3 4 動(dòng)力參數(shù) 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定 1 3 4 1 切削力的計(jì)算 由前面已知 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床的的切削速度為 V 62m min d 63mm 則其轉(zhuǎn)速 N 為 N 315r mindV 1014 3602 由此可見(jiàn) 切削速度滿足要求 計(jì)算銑削工件時(shí)的切削力 F 9 18 54 5a a a Z dz0 1e74 f9 0p0 1 式中 a 銑削寬度 a 50mme a 銑削深度 由于是一次銑削就能達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸 則銑削深度為工件加工余量 即 ap 2 5mm p f 每齒進(jìn)給量 f 0 2mm rzz Z 轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)數(shù) 取 Z 4 d 刀具直徑 d 63mm00 則銑削力的大小為 F 9 18 54 5 50 0 2 2 5 4 63 1101 15Nz 0 174 09 0 1 3 4 2 切削功率的計(jì)算 根據(jù) 機(jī)械制造工藝金屬機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) 第 72 頁(yè) 可得切削功率公式為 P 1 1KWm60VFz06215 1 3 4 3 選擇銑削頭 根據(jù)刀盤直徑和切削功率查 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) P104 表 5 13 可得 銑用 1TXb16M 其主要參數(shù)有 功率 P 1 1 L 250mm L4 245mm 1 3 4 4 估算電動(dòng)機(jī)功率 根據(jù) 機(jī)械制造工藝金屬切削設(shè)計(jì)指導(dǎo) 第 72 頁(yè) 有 P 1 57KW e m7 01 式中 主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床 0 7 0 85 1 3 4 5 選擇主電機(jī) 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第 148 頁(yè)表 16 1 選 Y100L1 4 電機(jī) 主要參數(shù)有 額定功率 P 2 2KW 滿載轉(zhuǎn)速 n 1440r min 同步轉(zhuǎn)速 n 1500r min 級(jí)數(shù) P 4 e e 1 4 液壓滑臺(tái)及滑臺(tái)底座的確定 跟刀盤直徑和加工零件需要加工的長(zhǎng)度可知 刀具工進(jìn)長(zhǎng)度等于刀具直徑 d0 63mm 加上銑削長(zhǎng)度 l 44mm 再加上安全距離 d2 3 2 6mm 即 D1 d0 l d2 63 44 6 113mm 根據(jù)機(jī)床擺放位置可確定工件 快進(jìn)長(zhǎng)度 d3 可取為 87mm 剛工件快退的時(shí)間 D2 為 D2 D1 87 113 87 200mm 查 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手 冊(cè) P93 表 5 3 可選取 1HY40IA 液壓滑臺(tái)并配 1CC401 滑臺(tái)側(cè)底座 其主要參數(shù)有 行程 L 400mm L1 1340mm L2 800mm 1 5 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定 查 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 第 41 頁(yè) 可知 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率取決于進(jìn)給的有效功率和傳動(dòng)件的機(jī)械 效率 即 N ssQV 60 式中 N 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 KW Q 進(jìn)給抗力 N V 進(jìn)給速度 m min s 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械效率 一般取 0 15 0 2 s 粗略計(jì)算時(shí) 可根據(jù)進(jìn)給傳動(dòng)與主傳動(dòng)所需功率之比值來(lái)估算進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 對(duì)于銑床 N 0 2 N 0 2 2 2 0 44KWs 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第 148 頁(yè)表 16 1 選 Y801 4 電機(jī) 主要參數(shù)有 額定功率 P 0 55KW 滿載轉(zhuǎn)速 n 1390r min 同步轉(zhuǎn)速 n 1500r min 級(jí)數(shù) P 4 e e 2 組合機(jī)床夾具的設(shè)計(jì) 2 1 組合機(jī)床夾具的概述 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件 是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而設(shè)計(jì)的 它是用于 實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位 夾壓 刀具的導(dǎo)向 以及裝卸工件時(shí)限位等等作用的 組合機(jī)床夾具很一般夾具所起的作用看起來(lái)好像很接近 但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求卻有著很顯著的甚 至是根本的區(qū)別 組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能 對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇 有很大的影響 下面介 紹一下組合機(jī)床夾具的一些主要特點(diǎn) 機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象 使之占有正確的位置 以接受施工或檢測(cè)的裝置 又稱卡具 從廣義上說(shuō) 在工藝過(guò)程中的任何工序 用來(lái)迅速 方便 安全地安裝工件的裝置 都可稱為夾具 例如焊接夾具 檢驗(yàn)夾具 裝配夾具 機(jī)床夾具等 其中機(jī)床夾具最為常見(jiàn) 常簡(jiǎn)稱為夾具 在機(jī) 床上加工工件時(shí) 為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸 幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度 等技術(shù)要求 加工前必須將工件裝好 定位 夾牢 夾緊 夾具通常由定位元件 確定工件在夾 具中的正確位置 夾緊裝置 對(duì)刀引導(dǎo)元件 確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?分度裝 置 使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工 有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置兩類 連接元 件以及夾具體 夾具底座 等組成 夾具種類按使用特點(diǎn)可分為 萬(wàn)能通用夾具 如機(jī)用虎鉗 卡 盤 分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等 有很大的通用性 能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換 其結(jié)構(gòu)已 定型 尺寸 規(guī)格已系列化 其中大多數(shù)已成為機(jī)床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件 專用性?shī)A具 為某種產(chǎn)品零 件在某道工序上的裝夾需要而專門設(shè)計(jì)制造 服務(wù)對(duì)象專一 針對(duì)性很強(qiáng) 一般由產(chǎn)品制造廠自行設(shè) 計(jì) 常用的有車床夾具 銑床夾具 鉆模 引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機(jī)床夾具 鏜模 引導(dǎo)鏜 刀桿在工件上鏜孔用的機(jī)床夾具 和隨行夾具 用于組合機(jī)床自動(dòng)線上的移動(dòng)式夾具 可調(diào)夾具 可以更換或調(diào)整元件的專用夾具 組合夾具 由不同形狀 規(guī)格和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件組成的夾具 適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件 小批生產(chǎn)以及臨時(shí)任務(wù) 除虎鉗 卡盤 分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之類 還有一個(gè)更普遍的叫刀柄 一般說(shuō)來(lái) 刀具夾具這個(gè)詞同 時(shí)出現(xiàn)時(shí) 大多這個(gè)夾具指的就是刀柄 a 一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的 而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部 分 其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一 b 組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有極其密切的聯(lián)系 如回轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái) 回轉(zhuǎn)鼓輪 主軸箱 刀具和輔具 鉆模板和托架 以及支承部件等等 正確地解決它們之間的關(guān) 系 是保證組合機(jī)床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一 而且?jiàn)A具的結(jié)構(gòu)也 要按這些部件的具體要求來(lái)確定 如在液壓驅(qū)動(dòng)的立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床上的夾具 其 夾壓系統(tǒng)就可采用液壓作為動(dòng)力 而在臥式鼓輪機(jī)床上的夾具 則多采用電氣 機(jī)械 的夾緊方法 c 由于組合機(jī)床常常是多 多面和多工序同時(shí)加工 會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng) 因此 組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力 以保證在整個(gè)加工過(guò)程中工件不 產(chǎn)生任何位移 同時(shí) 也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形 d 組合機(jī)床夾具是保證加工精度 尺寸精度 幾何精度和位置精度等 的關(guān)鍵部件 其 實(shí)設(shè)計(jì) 制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求 使其能持久地保持精度 e 組合機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾壓的自動(dòng)化 并有動(dòng)作完成的檢 查信號(hào) 保證切屑從加工空間自動(dòng)排除 便于觀察和檢查 以及在不從機(jī)床上拆下夾 具的情況下 能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整 組合機(jī)床夾具是組合機(jī)床的組成部件 其設(shè)計(jì)應(yīng)按如下的程序進(jìn)行 1 認(rèn)真研究分析所要設(shè)計(jì)夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因?yàn)樵跀M訂組合機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案 時(shí) 對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)型式和主要性能已提出了原則要求 2 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)機(jī)床總體設(shè)計(jì)中確定的工件定位基面 夾壓 位置 加工方法和刀具導(dǎo)向方式等 制定夾具的總體方案 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的總圖和零件 在已確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)生產(chǎn)用的夾具 總圖和零件圖 按照組合機(jī)床夾具的主要功能 其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分 即定位支承系統(tǒng) 夾緊機(jī)構(gòu)和刀 具導(dǎo)向裝置 2 2 定位支承系統(tǒng)概述 在組合機(jī)床上加工時(shí) 必須使用被加工零件對(duì)刀具及其導(dǎo)向體質(zhì)正確的相對(duì)位置 這是靠夾具的定 位支承系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外 還要承受被加工零件的生量和夾 壓力 有時(shí)還要取受切削力 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承 輔助支了和一些限位元件組成 定位支承是指在加工過(guò)程中維持 被加工零件有一定位置的元件 輔助支承是公用作增加被加工零件在加工過(guò)程中的剛度及穩(wěn)定性的一 種活動(dòng)式支承元件 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸 因此其尺寸 結(jié)構(gòu) 精度和布置都直接影響被子加工 零件的精度 為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩 設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下的問(wèn)題 a 合理布置支承元件 力求使其組成較大的定位支承平面 最好使夾壓力的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承 元件 當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí) 也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾壓力的作用線 并使夾壓力的 合力中心處于定位支承平面內(nèi) b 提高剛性 減少定位支承系統(tǒng)的變形 應(yīng)力求使定位元件 如定位銷 不要受力 c 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性 以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度 d 可靠地?zé)犭姀S除定位支承部位的切屑 使用權(quán)切屑不堵塞和粘創(chuàng)刊在定位支承系統(tǒng)上 對(duì) 保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響 因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使用權(quán)切屑落到定位支承 系統(tǒng)上 當(dāng)切屑有可能落在其上時(shí) 必須采取有效的熱電廠屑和清理措施 2 2 1 定位支承系統(tǒng) 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承 輔助支承和一些限位元件組成 1 定位支承元件及其布置 組合機(jī)床常用的定位支承元件有 支承板 支承塊 支承銷 在組合機(jī)床夾具上采用支承板定位時(shí) 工件通常用四個(gè)或理多一些的支承板定位 這樣可增加 定位系統(tǒng)的剛度 以防止當(dāng)夾緊力和切削力不是對(duì)支承板時(shí)瑞士引起工件的變形 為了減小支承板 的不共面度的誤差 可裝配后合磨 通常不共面度誤差為 0 01 0 03mm 對(duì)于采用毛坯面定位夾具 從理論上講是應(yīng)當(dāng)采用三點(diǎn)支承的 并采用帶圓頭的支承銷定位 但當(dāng) 采用三個(gè)以上的壓板而不能確保同時(shí)動(dòng)作時(shí) 實(shí)際上是達(dá)不到同時(shí)動(dòng)作 常常會(huì)把工件夾歪 因此 需要采用四點(diǎn)支承的方法 在布置支承點(diǎn)時(shí) 應(yīng)按工件定位而后情況 使支承點(diǎn)之間的距離盡量遠(yuǎn)一些 以增加定位的穩(wěn) 定性 支承板應(yīng)該放在切屑不易落到的地方 當(dāng)工件在夾具上以側(cè)面及其上面的定位孔定位時(shí) 定 位塊就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方 且在布置上應(yīng)保證支承塊之間有較大的距離 不應(yīng)連續(xù)排列 2 定位銷 在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上加工箱體類零件時(shí) 多采用 一面兩銷 的定位方法 以消除工件在空間 的六個(gè)自由度 實(shí)現(xiàn)工件在夾具中的準(zhǔn)確定位 為了能以最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式裝卸工件 如單機(jī)夾具 上的推進(jìn)和拉出 流水線和自動(dòng)線上工件在夾具上的送進(jìn)和推出 多采用伸縮式定位銷 除此以外 還可采用固定式定位銷 1 固定式定位銷 當(dāng)要求被加工孔與定位銷孔之間的位置精度高與 0 05 或是 0 05mm 或是受結(jié)構(gòu)的限制不能采用 伸縮式定位銷 以及加工裝卸比較容易的輕小零件時(shí) 為了簡(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)均采用固定式定位銷 采用固定式定位銷時(shí) 為了使工件的定位基面能很好地與支承元件相接觸 除采用圓柱銷和削邊銷 相結(jié)合的定位方法以補(bǔ)償孔間距的誤差外 定位銷還必須有適當(dāng)?shù)母叨?以補(bǔ)償定位孔與定位基面 的垂直度誤差 對(duì)于削邊銷 要采用可靠的防轉(zhuǎn)措施 對(duì)于定位銷 還應(yīng)考慮拆裝方便 定位銷與 安裝孔的配合 定位銷的尺寸及公差等 2 2 2 夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)通常由以下三個(gè)部分組成 夾緊動(dòng)力部分 中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 夾緊元件 1 夾緊動(dòng)力 夾緊機(jī)構(gòu)可公為手動(dòng)夾緊和自動(dòng)夾緊兩種 本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)夾緊的夾緊機(jī)構(gòu) 2 氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 液壓夾緊機(jī)構(gòu)是利用壓力油作為夾緊動(dòng)力 再通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 使夾具的夾緊元件執(zhí)行夾緊動(dòng)作 的機(jī)構(gòu) 在組合機(jī)床夾具上 常采用液壓夾緊機(jī)構(gòu) 采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題 1 應(yīng)保證夾緊機(jī)構(gòu)的剛性 為此給合機(jī)床夾具的夾緊螺桿桿徑 壓板厚度和傳動(dòng)杠桿徑通常應(yīng) 設(shè)計(jì)得大些 應(yīng)避免采用細(xì)長(zhǎng)桿件 2 在聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中 就設(shè)置必要的浮動(dòng)環(huán)節(jié) 并使它們有足夠的浮動(dòng)量 以便保證各壓均能 壓緊工件現(xiàn)時(shí)不相互干涉 3 采用聯(lián)動(dòng)夾緊 要保證松夾時(shí) 所有壓板都能松開工件 犁刀變速箱組合機(jī)床及夾具總圖 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 確定毛坯的制造形式 箱體材料一般選用 HT200 HT400 的各牌號(hào)灰鑄鐵 常用為 HT200 因其成本低 而且具有較好的耐磨性 可鑄性 可切削性和阻尼特性 考慮到犁刀變速齒輪箱體的震 動(dòng)及耐磨性 本箱體選用 HT200 的灰鑄鐵 考慮到箱體的形狀 而且箱體是固定件 不 受到?jīng)_擊性載荷和交變載荷的作用 為保證各個(gè)內(nèi)孔之間不錯(cuò)位 有加工余量 保證加 工精度 因此 選用砂型機(jī)器造型 即可滿足要求 又由于箱體零件的內(nèi)腔及 2 80mm 孔均需鑄出 故還應(yīng)安放型芯 此外 為消 除殘余應(yīng)力 鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一 基面選擇的合理正確 可以使加工質(zhì) 量得到保證 生產(chǎn)率得以提高 否則 不但使加工工藝過(guò)程的問(wèn)題百出 還會(huì)造成零件 大批報(bào)廢 使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行 3 2 1 精基準(zhǔn)的選擇 犁刀變速齒輪箱體的 N 面和 2 10F9 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)箱體零件 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 N 面的面積較大 定位比較穩(wěn)定 夾緊方案也比較簡(jiǎn)單 可靠 操作方便 3 2 2 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 考慮到以下幾點(diǎn)要求 選擇箱體零件的重要孔 即 2 80mm 孔 的毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn) 第一 在保證各加工面均有加工余量的前提下 使 重要孔的加工余量盡量均勻 第二 裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件 如齒輪 軸套等 與箱體 內(nèi)壁有足夠的間隙 此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確 夾緊可靠 3 2 3 定位夾緊方案的制定 最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn) N 面和 2 10F9 孔 這時(shí)可有兩種定位夾緊 方案 方案一 用一浮動(dòng)圓錐銷插入一 80mm 毛坯孔中限制二個(gè)自由度 用三個(gè)支承釘支 承在與 Q 面相距 32mm 并平行于 Q 面的毛坯上 限制三個(gè)自由度 再以 N 面本身找正限制 一個(gè)自由度 這種方案適合于大批量生產(chǎn)類型中 在加工 N 面及其表面上各孔和凸臺(tái)面 極其各孔的自動(dòng)線上采用隨行夾具時(shí)用 方案二 用一根兩頭帶反錐形 一端的反錐可以取下 以便卸裝工件 的心棒插入 2 80mm 毛坯孔中并加緊 粗加工 N 面時(shí) 將心棒至于兩頭 V 型架上限制四個(gè)自由度 再以 N 面本身找正限制一個(gè)自由度 這種方案雖要安裝一個(gè)心棒 但由于下一道工序 鉆擴(kuò)鉸 2 10F9 孔 還要用一根心棒定位 即將心棒至于兩頭的 U 型槽中限制兩 各自由度 故本道工序可不用將心棒數(shù)量就少 因而該方案是可行的 3 3 工藝過(guò)程的劃分 由于犁刀變速齒輪箱體本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 保證加工精度為孔加工精度 在加工時(shí)以 N 面為加工精基準(zhǔn) 所以先對(duì)箱體的基準(zhǔn)面進(jìn)行粗 精加工 然后對(duì)孔進(jìn)行加工 箱體加 工面時(shí)以鑄出孔和箱體外廓為定位基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工 然后以定位基準(zhǔn)定位加工各面 再 對(duì)定位基準(zhǔn)面進(jìn)行精加工 然后對(duì)定位基準(zhǔn)定位孔進(jìn)行加工 3 4 工藝路程的制定 零件加工的工藝規(guī)程就是一系列不同工序的綜合 由于生產(chǎn)規(guī)模和具體情況的 不同 對(duì)同一零件的加工工序綜合可能有很多方案 應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件采用最合理 最 完善 最經(jīng)濟(jì)的一個(gè)方案 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 N 面 粗車 精銑 R 面和 Q 面 粗銑 精銑 凸臺(tái)面 粗銑 2 80mm 孔 粗 鏜 精鏜 7 級(jí) 9 級(jí)精度未鑄出孔 鉆 擴(kuò) 鉸 螺紋孔 鉆孔 攻螺紋 因 R 面和 Q 面有較高的平行度要求 2 80mm 孔較高的同軸度要求 故他們的加 工宜采用工序集中的原則 即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來(lái) 以保證其 精度 根據(jù)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 將 N 面 R 面 Q 面及 2 80mm 孔的粗加工放在前面 精加工放在后面 每一階段中又先加工 N 面后 在鏜 2 80mm 孔 R 面及 Q 面上的 8N8 孔及 4 M12 螺紋孔等次要表面放在最后 加工 表 3 1 工藝路線一 工 序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 鑄造 時(shí)效 涂底漆 10 粗銑 N 面 20 鉆擴(kuò)鉸 2 10F9 孔 尺寸留精鉸余量 孔口倒角 1 45 30 粗銑凸臺(tái)面 40 粗銑 R 面及 Q 面 50 粗鏜 2 80mm 孔 孔口倒角 1 45 60 鉆 20mm 孔 70 精銑 N 面 80 精鉸 2 10F9 孔 90 精銑 R 面及 Q 面 100 精鏜 2 80H7 孔 110 擴(kuò)鉸 S 30H9 球形孔 鉆 4 M6 螺紋底孔 孔口倒角 1 45 攻螺紋 4 M6 120 鉆 4 13mm 孔 130 刮 4 22mm 平面 140 鉆 8 M12 螺紋底孔 孔口倒角 1 45 鉆鉸 2 8N8 孔口倒角 1 45 攻螺紋 8 M12 150 檢驗(yàn) 160 入庫(kù) 表 3 2 工藝路線二 工 工 序 內(nèi) 容 簡(jiǎn) 要 說(shuō) 明 序號(hào) 鑄造 時(shí)效 消除內(nèi)應(yīng)力 涂底漆 防止生銹 10 粗銑 N 面 先加工基準(zhǔn) 面 20 鉆擴(kuò)鉸 2 10F9 孔至 9F9 孔口倒角 1 45 鉆 4 13 留精擴(kuò)鉸余 量 30 粗銑 R 面及 Q 面 先加工面 40 銑凸臺(tái)面 后加工孔 50 粗鏜 2 80 孔 孔口倒角 1 45 粗加工結(jié)束 60 粗銑 N 面 精加工開始 70 粗?jǐn)U鉸 2 10F9 孔 并提高精度至 2 10F7 提高工藝基 準(zhǔn)精 80 精銑 R 面及 Q 面 先加工面 90 精鏜 2 80H7 孔 后加工孔 100 鉆 20 孔 擴(kuò)鉸 S 30H9 球形孔 鉆 4 M6 螺紋底孔 孔口倒角 1 45 攻螺紋 4 M6 6H 次要表面在 后面加工 110 刮 4 22mm 平面 120 鉆 8 M12 螺紋底孔 孔口倒角 1 45 鉆鉸 2 8N8 孔口倒角 1 45 130 攻螺紋 8 M12 6H 工序分散 平衡節(jié)拍 140 檢驗(yàn) 150 入庫(kù) 3 5 工藝方案的分析與比較 3 5 1 工藝規(guī)程選擇的基本因素 1 生產(chǎn)規(guī)模 生產(chǎn)規(guī)模是決定生產(chǎn)類型的主要因素 既是設(shè)備 用具 機(jī)械化與 自動(dòng)化程度的選擇依據(jù) 2 制造零件所選用的坯料或型材的形狀 尺寸和精度 它是選擇加工總余量和 加工過(guò)程中的頭幾道工序的決定因素 本設(shè)計(jì)采用 HT200 的毛坯材料 3 零件材料的性質(zhì) 它是決定熱處理工序和選用設(shè)備及切削用量的依據(jù) 4 零件制造的精度 包括尺寸公差 形位公差以及零件圖上所指定的或技術(shù)條件中 所補(bǔ)充指定的要求 5 零件表面粗糙度是決定表面上光精加工工序的類別和次數(shù)的主要因素 6 特殊的條件 如工廠的設(shè)備和用具的條件等 7 編制的加工規(guī)程要在既定的生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)條件下達(dá)到最經(jīng)濟(jì)與安全的效 3 5 2 工藝規(guī)程的基本分析 1 底面 側(cè)面 端面可采用粗銑 精銑 粗刨 精刨工藝 因?yàn)榈酌鎮(zhèn)€導(dǎo)向面的精 度個(gè)粗糙度要求較高 又是裝配基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn) 所以在精刨后竟進(jìn)行精細(xì)加工 研 磨 2 直徑小于 50mm 的孔 一般不鑄造 可采用鉆 擴(kuò) 本精鏜 鉸 精鏜 的工藝 對(duì)已鑄出的孔 可采用粗鏜一半精鏜一精鏜的工藝 3 為了保證箱體主要表面精度和粗糙度的要求 避免粗加工時(shí)有與切削量較大引起 工件變形或可能劃傷已加工表面 整個(gè)工藝過(guò)程分為粗加工和精加工兩個(gè)階段 4 為了保證各主要表面位置精度的要求 粗加工和精加工時(shí)應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn) 此外 各主要孔的加工應(yīng)在一次安裝中完成 并可采用鉆模卡具 這樣可以保證位置精 度的要求 5 整個(gè)工藝過(guò)程中 無(wú)論是粗加工階段還是精加工階段 都應(yīng)遵循 先面后孔 的 原則 就是先加工平面 然后以平面定位在加工孔 這是因?yàn)?第一 平面常常是箱體 的裝配基準(zhǔn) 第二 平面的面積較孔的面積大 以平面定位零件裝卡穩(wěn)定 可靠 因此 以平面定位加工孔 有利于提高定位精度和加工精度 在方案一中 如粗車 N 面 因工件和夾具的尺寸較大 在臥式車床上加工時(shí) 它 們的慣性較大 平衡較困難 又由于 N 面不是連續(xù)的圓環(huán)面 車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削 容 易引起工藝系統(tǒng)的振動(dòng) 故改用銑削加工 工序 40 應(yīng)在工序 30 前完成 使 R 面和 Q 面在粗加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效 減少工件受力變形和受熱變形對(duì) 2 80mm 孔加工精度的影響 精銑 N 面后 N 面與 2 10F9 孔的垂直度誤差難以通過(guò)精鉸孔糾正 故對(duì)這兩孔的 加工改為擴(kuò)鉸 并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量 4 13mm 孔盡管是次要表面 但在鉆擴(kuò)鉸 2 10F9 孔時(shí) 也將 4 13mm 孔鉆出 可以節(jié)約一臺(tái)鉆床和一套專用夾具 能降低生產(chǎn)成本 而且工時(shí)也不長(zhǎng) 同理 鉆孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸球形孔工序中 這組孔在精鏜孔后加工 容易保證 其軸線與 2 80H7 孔軸線的位置精度 工序 140 中工步太多 工時(shí)太長(zhǎng) 考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍 應(yīng)將 8 M12 螺孔的攻 螺紋作另一道工序 綜上所述 方案二是方案一的進(jìn)一步改進(jìn) 所以選擇第二種工藝路線方案 4 確定切削用量及工序設(shè)計(jì) 4 1 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)零件材料 HT200 確定毛坯為鑄件 又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 6000 件 年 通過(guò)計(jì)算 該零件質(zhì)量約為 7kg 由參考文獻(xiàn) 5 表 1 4 表 1 3 可知 其生產(chǎn)類型為大 批生產(chǎn) 毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型 又由于箱體零件的內(nèi)腔及 2 80mm 孔均需 鑄出 故還應(yīng)安放型芯 此外 為消除殘余應(yīng)力 鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效 參考文獻(xiàn) 1 表 2 3 6 該種鑄件的尺寸公差等級(jí) CT 為 8 10 級(jí) 加工余量等級(jí) MA 為 G 級(jí) 故取 CT 為 10 級(jí) MA 為 G 級(jí) 鑄件的分型面選擇通過(guò) C 基準(zhǔn)孔軸線 且與 R 面 或 Q 面 平行的面 澆冒口位置 分別位于 C 基準(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè) 參考文獻(xiàn) 1 表 2 3 5 用查表法確定各表面的總余量如表 4 1 所示 表 4 1 各加工表面總余量 加工表 面 基本 尺寸 mm 加工 余 量等 級(jí) 加工 余量數(shù)值 mm 說(shuō) 明 R 面 168 G 4 底面 雙側(cè)加工 取 下行數(shù)據(jù) Q 面 168 H 5 頂面降 1 級(jí) 雙側(cè)加 工 N 面 168 G 5 側(cè)面 單側(cè)加工 取 下行數(shù)據(jù) 凸 臺(tái) 面 106 G 4 側(cè)面單側(cè)加工 2 80mm 孔 80 H 3 孔降 1 級(jí) 雙側(cè)加工 由參考文獻(xiàn) 1 表 2 3 9 可得鑄件主要尺寸的公差 如表 4 2 所示 表 4 2 主要毛坯尺寸及公差 mm 主要面尺寸 零件尺 寸 總余量 毛坯尺 寸 公差 CT N 面輪廓尺寸 168 168 4 N 面輪廓尺寸 168 4 5 177 4 N 面距 80mm 孔中心尺寸 46 5 51 2 8 凸臺(tái)面距 80mm 孔中心尺寸 100 6 4 110 3 6 2 80mm 孔 80 3 3 74 3 2 圖 4 1 毛坯圖 4 2 確定切削用量及工序計(jì)算 4 2 1 工序 10 精銑 N 面 毛坯尺寸外形 由資料得 選擇立式銑床 刀具 可轉(zhuǎn)位面1750m 20m 銑刀 因?yàn)槊驺姷赌懿捎幂^大直徑的銑刀 提高效率 心軸短 剛度較好能采用較大的 進(jìn)給量 工作更為平穩(wěn) 可以從不同方向同時(shí)銑工件的幾個(gè)平面 壽命也較長(zhǎng) 因此可以查出 18 minnr 主 軸 轉(zhuǎn) 速 取 20 3 5 pDma 2 fr 實(shí)際切削速度 10Dv 1428 7 in 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 7308 mi21l 4 2 2 工序 20 粗?jǐn)U鉸 2 9 鉆 4 13 工步一 鉆 4 13 mm 孔 查資料得 選擇組合鉆床和專用鉆夾具 因此可以查出 主軸轉(zhuǎn)速 630 minwnr D 13mm 取 f 0 4mm r 5pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 46 25 7m min1205 ll 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 3460 min0 59 工步二 鉆 2 7 mm 孔 由資料得 選擇組合鉆床和專用鉆夾具 因此可以查出 主軸轉(zhuǎn)速 10 minwnr D 7mm 26 ll3 5 pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 476 2 min 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 0 3 9 工步三 擴(kuò) 2 8 8 058 mm 孔并孔口倒角 1 45 由資料得 選擇搖臂鉆床 Z3025 和 的麻花鉆 因此可查出 8 m 主軸轉(zhuǎn)速 40 inwnr 取 mm r 8 9 pDma 3f 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 48 min 125l 1l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 80 34 2mi 工步四 鉸 2 孔9m 由資料得 選擇搖臂鉆床 Z3025 和 鉸刀 因此可查出9 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr D 9mm mm 取 f 0 3mm r 1pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 496 m min7 8125 36ll 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 360 2m 4 2 3 工序 30 精銑 R 面及 Q 面 由資料得 選用組合機(jī)床和 可轉(zhuǎn)位面銑刀 因此可查出 160 主軸轉(zhuǎn)速 2 inwnr D 160mm mm 取 f 0 3mm r 4pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 14602 min 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 70 3 min5 4 2 4 工序 40 銑凸臺(tái)面 由資料得 選用 X52K 型立式銑床和 80 mm 莫氏錐柄面銑刀 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 30 minwnr 取 f 1 2mm r D 80mm 4pam 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 48 75 min 12l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 54 30 mi 4 2 5 工序 50 粗鏜 2 80 mm 孔并倒角 由資料得 選用組合機(jī)床和 的鏜刀 因此可查出 79 5 主軸轉(zhuǎn)速 6 inwr 取 mm r D 79 5 2 5pam 0 24f H 20 L 300 d 40 20B 實(shí)際切削速度 1Dnv 24m min i 1 158l 2lm35l 切削工時(shí)計(jì)算 123 mwllitnf 40596 1i 4 2 6 工序 60 精銑 N 面 由資料得 選用 X62W 臥式銑床和 200 mm 可轉(zhuǎn)位面銑刀 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 30 minwnr D 200 取 f 0 5mm r 1 5pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 42 8 min 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 7630 5 1mi 4 2 7 工序 70 精擴(kuò)鉸 2 10 mm 孔 工步一 擴(kuò) 2 9 9 F9 孔 由資料得 選用 Z3025 搖臂鉆床和 9 9 mm 擴(kuò)孔刀 因此可以查出 主軸轉(zhuǎn)速 40 minwnr D 9 9mm 取 f 0 3mm f 1 5pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 49 2 min 10lm 1l 20 95l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 04 953 0 12min 工步二 精鉸 2 10 F7 孔 由資料得 選用 Z3025 搖臂鉆床和 10 F7 孔鉸刀 因此可得出 主軸轉(zhuǎn)速 630 minwnr D 10mm 取 f 0 3mm r 5pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 46 9 8 min 10l 1l 20 5l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 104 53 7min 4 2 8 工序 80 精銑 R 及 Q 面 由資料得 選用組合機(jī)床和 160 mm 可轉(zhuǎn)位面銑刀 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 240 inwnr D 160mm 取 f 1 2mm r 5pam 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 426 min 10l 1l27 5l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 07 5241 min 4 2 9 工序 90 精鏜 2 80H7 孔 由資料得 選用組合機(jī)床和 鏜刀 因此可查出 80 主軸轉(zhuǎn)速 27 inwnr D 80 取 5pam0 1 fmr 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 148027 min d 30 L 300 B 20 H 20 154l 10 6 025 pla 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 240 5871 9min 4 2 10 工序 100 凸臺(tái)面各孔鉆 攻螺紋 工步一 鉆 20mm 孔 由資料得 選用 Z3025 搖臂鉆床和 的專用鉆夾具 因此可得出 20 主軸轉(zhuǎn)速 4 minwnr 取 20D f1pa 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 42 5 min 1l 10l2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 304 27mi 工步二 擴(kuò) 球形孔至309SH 29 810SH 有資料得 選用 Z3025 搖臂鉆床和 及 麻花鉆 因此可查出 5 30 主軸轉(zhuǎn)速 4 minwnr 取 4 9pam 0 fD 實(shí)際切削速度 10nv 3 4 7 min 20l 19l2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 04 93 2mi 工步三 鉸 球形孔至尺寸309SH 由資料得 選用選用 Z3025 搖臂鉆床和 29 8mm 球形擴(kuò)孔鉆 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr 取 0 1pam fm29 8D 實(shí)際切削速度 10nv 3 429 863 7 min 0l 1 l2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 0 36 12mi 工步四 鉆 4 M6 螺紋底孔 并孔口倒角5 45 由資料得 選用選用 Z3025 搖臂鉆床和 球形鉸刀 因此可得出 309H 主軸轉(zhuǎn)速 1 inwnr 取 2 5pam fDm 實(shí)際切削速度 10nv 3 4 5 7 min 18l12l2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 8 503 7mi 工步五 攻螺紋 4 M6 6H 由資料得 選用選擇搖臂鉆床 Z3025 和 M6 絲錐一副 因此可得出 主軸轉(zhuǎn)速 125 inwnr 取 0 5pam 6Dm 實(shí)際切削速度 10nv 3 4625 2 4 min 18l105l2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 80 5 3mi 4 2 11 工序 110 刮 平面42 由資料得 選用選擇搖臂鉆床 Z3025 和 22mm 專用锪孔鉆 因此可得 主軸轉(zhuǎn)速 40 inwnr mm 4 5pam 12fm2D 實(shí)際切削速度 10nv 3 427 6 mi 41l 1l 2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 47 601 5mi 4 2 12 工序 120 鉆鉸 R Q 面各孔 工步一 鉆 R 面 4 M12 螺紋底孔 10 2 并孔口倒角 1 45 由資料得 選用選用組合夾具和 專用夾具 因此可查出 10 主軸轉(zhuǎn)速 63 minwnr 5 1 pam f D 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 462 mi 128 5 ll 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 85 630 2mi 工步二 鉆 R 面 8N8 至 7H10 由資料得 選用組合機(jī)床和 7mm 10 2mm 麻花鉆 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 10 inwnr 3 5 3 7 pamfDm 實(shí)際切削速度 10nv 3 472 mi 12 5 ll 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 3 50 6mi 工步三 擴(kuò) R 面 8N8 至 7 9N9 由資料得 選用組合機(jī)床和 7 9mm 擴(kuò)孔鉆 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr 0 45 pam 0 3 fr 7 9Dm 實(shí)際切削速度 10nv 3 47965 mi 12 0 ll 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 0 4563 8mi 工步四 精鉸 R 面 8N8 至尺寸 由資料得 選用組合機(jī)床和 8N8 孔鉸刀 因此可查出 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr D 7 9mm 0 5pam f 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 47965 8 mi 12 l 10 l2l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 0 563 7mi 工步五 鉆 Q 面 4 M12 螺紋底孔并孔口倒角 1 45 由資料得 選用選用組合機(jī)床和 專用鉆夾具 因此可查得 10 主軸轉(zhuǎn)速 63 minwnr D 10mm 5 1pam f 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 462 mi 128 5 ll 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 83 560 1mi 工步六 鉆 Q 面 8N8 至 7H10 由資料得 選用組合機(jī)床和 專用鉆夾具 因此可查得 7 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr D 7 6mm 3 5pam f 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 4762 mi 1 l 1 5 l2 l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 123 560 9min 工步七 擴(kuò) Q 面 8N8 至 7 9N9 由資料得 選用組合機(jī)床和 專用鉆夾具 因此可查得 7 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr D 7 9mm 0 45pam f 實(shí)際切削速度 10Dnv 3 47965 mi 12 l 10 5 l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 3 560 8mi 工步八 精鉸 Q 面 8N8 至尺寸 由資料得 選用組合機(jī)床和 專用夾具 因此可得到 7 9 主軸轉(zhuǎn)速 630 inwnr 0 5 pam f 7 9 Dm 實(shí)際切削速度 10nv 3 47965 8mi 12 l 10 l 2 l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 0 563 7mi 4 2 13 工序 130 攻螺紋 8 M12 6H 工步 1 R 面 4 M12 6H 攻螺紋 由資料得 選用組合機(jī)和專用攻螺紋夾具 因此可得到 主軸轉(zhuǎn)速 125 inwnr 0 9 pam 7 f Dm 實(shí)際切削速度 10nv 3 425 7mi 28l 10 l2 l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 80 57 14mi 工步 2 Q 面 4 M12 6H 攻螺紋 由資料得 選用組合機(jī)和專用攻螺紋夾具 因此可得到 主軸轉(zhuǎn)速 125 inwnr 0 9 pam 7 f Dm 實(shí)際切削速度 10nv 3 425 7mi 28l 10 l2 l 切削工時(shí)計(jì)算 12lltnf 80 57 14mi 結(jié) 論 組合機(jī)床是以系列化 標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ) 配以少量的專用部件組成的一種高生產(chǎn)率機(jī)床 它具有自動(dòng)化程度較高 加工質(zhì)量穩(wěn)定 工序高度集中等特點(diǎn) 因此 組合機(jī)床在大批 大量生產(chǎn)中 得到廣泛應(yīng)用 目前 組合機(jī)床的研制正向高效 高精度 高自動(dòng)化和柔性化方向發(fā)展 三個(gè)月左右的時(shí)間 我綜合運(yùn)用專業(yè)課程和技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本知識(shí) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來(lái)進(jìn)行分析 解決實(shí)際工程中的問(wèn)題 完成了犁刀變速箱凸臺(tái)銑削加工世藝裝備設(shè)計(jì) 組合機(jī)床及夾具的設(shè)計(jì) 這次設(shè)計(jì) 讓我掌握了設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床的基本程序和方法 鞏固 深化和擴(kuò)展了我對(duì)所學(xué)的專業(yè)課 程和技術(shù)基礎(chǔ)課程的知識(shí) 樹立了我正確的工程設(shè)計(jì)思想 培養(yǎng)了我查閱和使用標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 手冊(cè) 圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算 繪圖 數(shù)據(jù)處理 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的能力 參 考 文 獻(xiàn) 1 陳宏鈞 簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 2 陳宏鈞 實(shí)用金屬切削手冊(cè) 第 1 版 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 3 謝家瀛 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 第 1 版 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 4 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè) 第 2 版 M 機(jī)械工業(yè)