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南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6135G活塞工藝夾具設(shè)計(jì)
南通職業(yè)大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
題目： 6135G活塞工藝夾具設(shè)計(jì)
姓 名： 胥航遠(yuǎn)
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專業(yè)名稱： 機(jī)械制造與自動(dòng)化
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指導(dǎo)老師： 馬敏莉
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完成時(shí)間： 2012年5月
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目錄
前言…………………………………………………………….
目錄
二、 零件的分析…………………………………………… …
（一）零件的作用……………………………………………………
（二）零件的工藝分析………………………………………………
三、確定毛坯圖……………………………………………......
四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ……………………………………………
（一）定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………
（二）制訂工藝路線…………………………………………………
（三）選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具…………………………
（四）加工工序設(shè)計(jì)…………………………………………………
五、填寫機(jī)械加工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡……………
六、夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………
七、參考文獻(xiàn)…………………………………………………
引言
本次設(shè)計(jì)是為畢業(yè)答辯而準(zhǔn)備的。大學(xué)課程已全部結(jié)束，此次設(shè)計(jì)要把大學(xué)期間學(xué)的東西綜合運(yùn)用，使我們學(xué)的東西融會貫通，并結(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。
本次設(shè)計(jì)是發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的一個(gè)重要零件——活塞。內(nèi)容涉及到零件分析、確定毛坯、擬訂工藝、工序設(shè)計(jì)以及兩套夾具設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)把我們大學(xué)期間學(xué)的大部分內(nèi)容都用上了，還用到了其它有關(guān)手冊和圖表。這次設(shè)計(jì)是在學(xué)校的最后一次設(shè)計(jì)，它是一次很好的鍛煉機(jī)會，為我們未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中有許多不足之處，希望各位老師多加指教。
1.零件的分析
1.1零件的作用
?? 在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)，汽缸內(nèi)的混合氣體燃燒膨脹，活塞承受高溫氣體的壓力，并把壓力通過活塞銷、連桿傳給曲軸?？梢娀钊窃诟邷馗邏合伦鏖L時(shí)間變負(fù)荷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞的結(jié)構(gòu)就要適應(yīng)這樣的工作條件。
1.2零件的工藝分析
機(jī)械加工工藝是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。
1.2.1工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件
合理的工藝規(guī)程是在總結(jié)廣大工人和技術(shù)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)工藝?yán)碚摵捅匾墓に囋囼?yàn)而制訂的，它體現(xiàn)了一個(gè)企業(yè)或部門群眾的智慧。按照工藝規(guī)程組織生產(chǎn)，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，生產(chǎn)中一般應(yīng)嚴(yán)格地執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。實(shí)踐證明，不按照科學(xué)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，往往會引起產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)重下降，生產(chǎn)效率的顯著降低，甚至使生產(chǎn)陷入混亂狀態(tài)。但是，工藝規(guī)程也不應(yīng)是固定不變的，工藝人員應(yīng)不斷總結(jié)工人的革新創(chuàng)造，及時(shí)地吸取國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)，對現(xiàn)行工藝不斷地予以改進(jìn)和完善，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。
1.2.2工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)
在生產(chǎn)管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應(yīng)、通用工藝裝備的準(zhǔn)備、機(jī)械負(fù)荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、作業(yè)計(jì)劃的編排、勞動(dòng)力的組織以及生產(chǎn)成本的核算等，都要以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)。
1.2.3工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料
在新建或擴(kuò)建工廠或車間時(shí)，只有依據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確地確定生產(chǎn)所需的機(jī)床和其他設(shè)備的種類、規(guī)格和數(shù)量、車間的面積、機(jī)床的布置、生產(chǎn)工人的工種、技術(shù)等級及數(shù)量以及輔助部門的安排等。
外形尺寸為φ108×114，材料為灰鑄鐵，主要加工面銷軸孔及活塞外圓，在選擇刀具上及工件裝夾上需要特殊要求。其它加工部分還包括各端面及內(nèi)孔等。工件的尺寸公差及主要技術(shù)指標(biāo)為：
1． 銷孔圓度和圓柱度均不大于0.015
2． 銷孔軸線對止口端面平行度不大于100：0.04
3． 銷孔軸線與止口內(nèi)圈中心線對稱度不大于0.20
4． 銷孔表面允許有深度不大于0.08的正常退刀痕跡
活塞主要技術(shù)條件分析：
銷孔尺寸公差I(lǐng)T6級以上。當(dāng)銷孔直徑小于50mm時(shí)銷孔圓度誤差不大于0.0015mm，圓柱度誤差不大于0.003mm。銷孔內(nèi)圓表面粗糙度Ra≤0.2μm。活塞銷孔軸心線到頂面的距離定為56±0.08mm。銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度在100mm長度上公差為0.35mm。銷孔軸心線在裙部軸心線的對稱度為0.2mm。
2．確定毛坯、畫毛坯-零件合圖
零件的材料為QT70-2。根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為30Kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于活塞零件的內(nèi)腔需鑄出，故還應(yīng)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2.2-5（P41），確定加工余量等級為灰鑄鐵CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為10級，MA為G級。
參考文獻(xiàn)【表】2.2-4（P40）用查表法確定各表面的總余量如表所示：
加工表面
基本尺寸（mm）
加工余量等級
加工余量數(shù)值
說明
外圓
Φ101.6
G
6
雙側(cè)加工
底面
106
G
8
雙側(cè)加工
Φ30孔右端面
30
G
15
雙側(cè)加工
查表2.2-1（P38）
鑄件主要尺寸的公差：
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
Φ101.6
5
108
2.2
106
8
118
2.2
30
15
0
制訂工藝路線。
定位基準(zhǔn)的選擇
一般原則
1）、選最大尺寸的表面為安裝面，選最長距離的表面為導(dǎo)向面，選最小尺寸的表面為支承面。
2）、首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。
3）、應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。
4）、定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。
下面根據(jù)以上一般原則分別進(jìn)行粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。
粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)是時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面見的位置符合圖紙要求，并特別注意要盡快獲得精基準(zhǔn)面。具體選擇時(shí)應(yīng)注意考慮下列原則：
應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證不加工表面和加工表面之間的相對位置要求。
對于具有較多加工表面的工件，粗基準(zhǔn)的選擇選擇，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量，以保證：
各加工表面都有足夠的加工余量；
對于某些重要的表面，盡量使其加工余量均勻，對導(dǎo)軌面則要求加工余量盡可能小一些，以便能獲得硬度和耐磨性更好的表面；
作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其他表面缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。
同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)表面只能使用一次。因?yàn)殍T件毛坯面粗糙且精度低，定位精度不高，若重復(fù)使用，在兩次裝夾中會使加工表面產(chǎn)生較大的位置誤差。對于一些相互位置精度要求高的表面，常常會造成超差而使零件報(bào)廢。
因?yàn)榭紤]到以下幾點(diǎn)要求，
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，裝入活塞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（軸等）與孔內(nèi)壁有足夠的間隙；
第三，此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。
在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面做定位基準(zhǔn)，所以對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。首先，先以外圓為粗基準(zhǔn)，加工兩端面，粗車外圓臺階面。
3．精基準(zhǔn)的選擇
3.1選擇精基準(zhǔn)的目的是使裝夾方便、正確、可靠，以保證加工精度。為此一般遵循如下原則：
基準(zhǔn)重合原則。應(yīng)盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)做胃鏡基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原則。
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在加工位置精度較高的某些表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)。這樣可以保證加工表面的相互位置精度。
互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)對工件上兩個(gè)相互位置精度要求較高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面相互作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。這樣進(jìn)行反復(fù)加工，可不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，工件也可以達(dá)到很高的加工要求。
自為基準(zhǔn)原則。對于工件上的重要表面要求余量小且均勻的精加工，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，但該表面與其他表面的位置精度由前道工序保證。
粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇活塞零件的重要孔即φ95的毛坯孔與活塞內(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，裝入活塞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪，軸套等）與活塞內(nèi)壁應(yīng)有足夠的間隙，此外還應(yīng)能夠保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。
精基準(zhǔn)的選擇：活塞的外圓和φ95孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用他們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，實(shí)現(xiàn)活塞零件的典型定位方式，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φ95端面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單可靠，操作方便。
3.2制訂工藝路線
工藝路線：
鑄造
時(shí)效處理
10
粗車
粗車工件上端面至110.2mm及外圓至φ106，
20
粗車
粗車下端面至106.4mm及外圓至φ101.8
粗車工件下端φ95mm至φ94.2mm，
30
鉆
鉆φ30孔至φ28mm
40
熱處理
人工時(shí)效處理。
50
精車
精車下端面及φ95止口至圖紙尺寸。
60
精車
精車上端面和外圓至圖紙尺寸。
70
精車
車3mm環(huán)形槽及4.755mm環(huán)形槽至圖紙尺寸。
80
精鏜
精鏜φ30孔至圖紙尺寸，割φ31槽
90
銑
銑活塞3mm半圓環(huán)槽
100
鉆
鉆直油孔8-φ3.5
110
鉆
鉆斜油孔φ1.5
120
磨
靠模橢圓裙部至圖紙尺寸。
130
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)車削尺寸和形位公差。
140
入庫
合格產(chǎn)品涂防銹油入庫。
4．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)備宜以通用機(jī)床為主、輔以少量專用機(jī)床和組合機(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。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。
10、粗車工件上端面至110.2mm及外圓至φ106。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm
20. 粗車下端面至106.4mm及外圓至φ101.8，粗車工件下端φ95mm至φ94.2mm。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm
30. 鉆φ30孔至φ28mm
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）選搖臂鉆床Z3025、莫氏錐柄麻花鉆φ28，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 。
50、精車下端面及φ95止口至圖紙尺寸。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm
60、精車上端面和外圓至圖紙尺寸。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 。
70、車3mm環(huán)形槽及4.755mm環(huán)形槽至圖紙尺寸。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 。
80、精鏜φ30孔至圖紙尺寸，割φ31槽
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用銑鏜床T68，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。鏜刀，割槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm ，專用夾具。
90、銑活塞3mm半圓環(huán)槽。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用銑床X52K，參考文獻(xiàn)[1]表4.2-7（P143）。D80銑刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm ，專用夾具。
100、鉆直油孔8-φ3.5。
搖臂鉆床Z37、莫式椎柄麻花鉆φ3.5、游標(biāo)卡尺0-125/0.02、專用夾具。
110、鉆斜油孔φ1.5。
搖臂鉆床Z37、莫式椎柄麻花鉆φ1.5、游標(biāo)卡尺0-125/0.02、專用夾具。
（四）加工工序設(shè)計(jì)
工序10，粗車工件上端面至110.2mm及外圓至φ106。
查文獻(xiàn)[1]表2.3-21 P74端面加工余量得總加工余量為4mm。①設(shè)計(jì)尺寸（即一面零件尺寸加上另一面余量）X1=110則粗銑底面的工序尺寸為110.2mm。查文獻(xiàn)[3]表2-2得粗加工公差等級IT11-114.取IT=11，其公差T=0.29.所以X2=110.2±0.145,參考文獻(xiàn)[1]表4.2-38（P162）。CA6140主電機(jī)功率為7.5KW。參考文獻(xiàn)[4] 表10-123（P859）取粗車的每齒進(jìn)給量fz=0.2mm/z。粗車走刀一次。粗車ap=6mm.
參考文獻(xiàn)[1] 表4.2-39,取粗車的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,故相應(yīng)的切削速度為：
校核機(jī)床功率（一般只校核粗加工工序）：
切削功率Pm=167.9×10-5ap0.9fz0.74aeznkpm
取Z=8 N=150/60=2.5r/s ae=135mm ap=6mm fz=0.2mm/z Kpm=1
Pm=167.9*10
又由文獻(xiàn)1表4.2-38得機(jī)床功率為7.5KW，若取效率為0.85則7.5*0.85=6.375<6.4KW
故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速118r/min.則n=118/60=2m/s
V粗=πDn/1000=3.14*80*118/1000=74.1m/min
Pm=167.9*10<6.375KW故機(jī)床功率足夠。
工時(shí):
1.基本時(shí)間
Tj=l1+l2+l l1=0.5(d-)+1~3 l2=1~3 f=0.5mm/r d=φ200 ae=140 l=222.5 fmz=0.5*60=30mm/min l1=0.5(200-)+2=30.6 Tj=222.5+30.6+2/30=8.5
2.輔助時(shí)間：
操作內(nèi)容
每次時(shí)間
次數(shù)
時(shí)間
裝夾工件
0.05
1
0.05
主軸停、開
0.01
4
0.04
打開或關(guān)閉切削液
0.02
4
0.06
縱向快速移動(dòng)工作臺
靠近
0.03
2
0.06
離開
0.02
2
0.04
橫向快速移動(dòng)工作臺
靠近
0.04
2
0.08
離開
0.03
2
0.06
升降工作臺
0.02
2
0.04
轉(zhuǎn)動(dòng)夾具
0.03
1
0.03
轉(zhuǎn)動(dòng)工件
0.1
1
0.1
測量
0.18
1
0.18
卸工件
0.03
1
0.03
清屑
0.03
1
0.03
Tf=0.8
3.作業(yè)時(shí)間TB=Tj+Tf=9.28+0.8=10.08
4.布置工作地時(shí)間Tfw
查文獻(xiàn)1表6.3-36得K=15.9% Tfw=TB*K=10.08*15.9%=1.6
5.休息與生理時(shí)間Tx
Tx=TB*K=1.6
6.準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間
取部分時(shí)間為
中等件33 移動(dòng)床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時(shí)間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=10.08+1.6*2=13.28
8.單件計(jì)算時(shí)間Tc
Tc=Td+Te/n=13.28+0.013=13.293
工序30、鉆φ30孔至φ28mm
查文獻(xiàn)5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min
N=1000v/πD=1000*19.8/3.14*8=700r/min
查文獻(xiàn)1表4.2-12得實(shí)際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實(shí)際切削速度為
V=πDn/1000=3.14*710*8/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81*42.7*d0*f Km=9.81*42.7*8*0.75*1=2827N
M=9.81*0.021*=9.81*0.021*8*8*0.75=12.52N.m
他們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機(jī)床的剛度足夠。
1.基本時(shí)間
Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=710 f=0.7 l=12 l2=1~4 l2=2 d=8 l1=5/2*tg118/2+1.5=3
Tj=12+3+2/0.7*710=0.022
Tj總=0.022*2=0.044 K=17.4%
查文獻(xiàn)5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min
N=1000v/πD=1000*19.8/3.14*17.3=700r/min
查文獻(xiàn)1表4.2-12得實(shí)際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實(shí)際切削速度為
V=πDn/1000=3.14*710*17.3/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81*42.7*d0*fKm=9.81*42.7*17.3*0.75*1=2827N
M=9.81*0.021*=9.81*0.021*17.3*17.3*0.75=12.52N.m
他們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機(jī)床的剛度足夠。
2.輔助時(shí)間
操作內(nèi)容
每次時(shí)間
次數(shù)
時(shí)間
主軸變速
0.025
1
0.025
變速進(jìn)給量
0.025
6
0.15
移動(dòng)搖臂
0.015
6
0.09
升降鉆桿
0.015
6
0.09
裝卸套筒刀具
0.06
2
0.12
卡尺測量
0.1
1
0.1
塞規(guī)測量
0.25
1
0.25
開停車
0.015
2
0.03
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)
0.02
2
0.04
清屑
0.04
1
0.04
Tf=0.825
3.作業(yè)時(shí)間TB=Tj+Tf=0.044+0.825=0.869
4.布置工作地時(shí)間Tfw
查文獻(xiàn)1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TB*K=0.869*17.4%=0.14
5.休息與生理時(shí)間Tx
Tx=TB*K=0.14
6.準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間
取部分時(shí)間為
中等件33 移動(dòng)床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時(shí)間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=0.869+0.14*2=1.149
8.單件計(jì)算時(shí)間Tc
Tc=Td+Te/n=1.149+0.013=1.162
工序80 精鏜φ30孔至圖紙尺寸，割φ31槽
1.確定粗鏜孔的切削用量，所選刀具為YG6硬質(zhì)合金鏜刀Kr=45°，直徑為50mm的圓形鏜刀，其耐用度T=60min
2.切削深度ap ap=3.65mm
3.進(jìn)給量
參考文獻(xiàn)4表10-10P745得f=0.5-0.7mm/r按C620-1機(jī)床進(jìn)給量選擇f=0.5mm/r
4.切削速度
==36.8m/min=0.6m/s
N=1000v/πD=1000*36.8/3.14*110=107r/min
根據(jù)鏜床說明書，選擇n=90r/min=1.5r/s
則實(shí)際切削速度為：V=πDn/1000=3.14*1.5*180/1000=0.5m/s =30m/min
5.計(jì)算工時(shí)
選鏜刀主偏角Xr=45°，則L1=ap/tgKr+2~5 l=78 l1=3.5 l2=3，l3=0,F=0.5mm/r,n=1.5r/s Tj=l+l1+l2+l3/fn=78+3+3.5/0.5*1.5=113s
二、精鏜φ30孔
1.切削深度ap ap=0.35mm
2.進(jìn)給量
參考文獻(xiàn)4表10-10P74選擇f=0.12mm/r
3.切削速度
==107m/min=1.8m/s
N=1000v/πD=1000*107/3.14*180=310r/min
根據(jù)C620-1說明書，選擇n=305r/min=5r/s
則實(shí)際切削速度為：V=πDn/1000=3.14*305*180/1000=1.8m/s =105m/min
5.計(jì)算工時(shí)
選鏜刀主偏角Xr=45°，則L1=ap/tgKr+2~5 l=78 l1=3.5 l2=3，l3=0,F=0.12mm/r,n=5r/s Tj=l+l1+l2+l3/fn=78+3+3.5/0.12*5=141s
1.查文獻(xiàn)1表2.3-10得粗鏜后的孔直徑為φ83，故孔的精鏜余量為Z精=85-85/2=1，因?yàn)閆總=4，所以Z粗=4.0.35=3.65
粗鏜及精鏜工序的余量和工序尺寸及公差列表如下：
加工表面
加工方法
余量
精度等級
工序尺寸及公差
Φ30
鉆
3.65
H10
Φ83H10
Φ30
精鏜
0.35
H7
Φ95H7
2.切削速度
查文獻(xiàn)2表2.4-180取V=0.4m/s=24m/min
3.進(jìn)給量
取進(jìn)給量為f=0.2mm/f,n=1000v*24/3.14*88=70r/min,取n=80r/min=1.3r/s
4.校核
查文獻(xiàn)1表2.4-21得Fz=9.81*60
Pm=Fzv*10
取,則Fz=9.81*60=773.4N
Pm=773.4*0.4*10=0.31KW
取機(jī)床功率為0.85，則1.5*0.85=1.27KW>0.31KW，故機(jī)床功率足夠。
5.工時(shí)
L=290/2=145 l2=3 l3=3 n=80r/min=1.3r/s
T=l+l2+l3/nf=145+3+3/1.3*0.4=290s
二、精鏜孔時(shí)因余量為0.35mm故ap=0.35mm查文獻(xiàn)2表2.4-180取v=1.2m/s=72m/min,取f=0.12mm/r
N=1000v/πD=1000*72/3.14*90=208.5r/min取n=200r/min=3.3r/s
工時(shí)：
n=1.3r/s f=0.12mm/r
t=145+3+3/3.3*0.12=381s
工序30、鉆8-φ3.5孔。
查文獻(xiàn)5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min
N=1000v/πD=1000*19.8/3.14*8=700r/min
查文獻(xiàn)1表4.2-12得實(shí)際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實(shí)際切削速度為
V=πDn/1000=3.14*710*8/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81*42.7*d0*f Km=9.81*42.7*8*0.75*1=2827N
M=9.81*0.021*=9.81*0.021*8*8*0.75=12.52N.m
他們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機(jī)床的剛度足夠。
1.基本時(shí)間
Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=710 f=0.7 l=12 l2=1~4 l2=2 d=8 l1=5/2*tg118/2+1.5=3
Tj=12+3+2/0.7*710=0.022
Tj總=0.022*2=0.044 K=17.4%
查文獻(xiàn)5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min
N=1000v/πD=1000*19.8/3.14*17.3=700r/min
查文獻(xiàn)1表4.2-12得實(shí)際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實(shí)際切削速度為
V=πDn/1000=3.14*710*17.3/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81*42.7*d0*fKm=9.81*42.7*17.3*0.75*1=2827N
M=9.81*0.021*=9.81*0.021*17.3*17.3*0.75=12.52N.m
他們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機(jī)床的剛度足夠。
2.輔助時(shí)間
操作內(nèi)容
每次時(shí)間
次數(shù)
時(shí)間
主軸變速
0.025
1
0.025
變速進(jìn)給量
0.025
6
0.15
移動(dòng)搖臂
0.015
6
0.09
升降鉆桿
0.015
6
0.09
裝卸套筒刀具
0.06
2
0.12
卡尺測量
0.1
1
0.1
塞規(guī)測量
0.25
1
0.25
開停車
0.015
2
0.03
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)
0.02
2
0.04
清屑
0.04
1
0.04
Tf=0.825
3.作業(yè)時(shí)間TB=Tj+Tf=0.044+0.825=0.869
4.布置工作地時(shí)間Tfw
查文獻(xiàn)1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TB*K=0.869*17.4%=0.14
5.休息與生理時(shí)間Tx
Tx=TB*K=0.14
6.準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間
取部分時(shí)間為
中等件33 移動(dòng)床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時(shí)間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=0.869+0.14*2=1.149
8.單件計(jì)算時(shí)間Tc
Tc=Td+Te/n=1.149+0.013=1.162
5、填寫機(jī)械加工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡
6、夾具設(shè)計(jì)
6.1鉆夾具
本次設(shè)計(jì)的夾具為第30道工序鉆φ28的孔。該夾具適用于搖臂鉆床。
6.1.1確定設(shè)計(jì)方案
6.1.2定位與夾緊
本工序所加工的孔是垂直于φ95的孔，按照基準(zhǔn)重合原則，以φ95孔和端面定位，若工件以φ95端面放在支撐板上定位，夾緊較穩(wěn)定。
夾具以鉆模板面和孔定位，用螺栓夾緊。
工件以φ95的孔和端面在夾具上定位，限制了5個(gè)自由度，另一個(gè)個(gè)自由度也必須限制。
方案：φ95的孔和端面在夾具上定位，限制了5個(gè)自由度，再以V型塊定位，限制一個(gè)自由度，在鉆模板留一個(gè)通孔，采用壓板螺栓夾緊，這種方案定位可靠，加緊也較方便，為了不影響鉆孔，能快速、準(zhǔn)確的確定刀具和夾具的相對位置，鉆夾具上設(shè)有引導(dǎo)刀具的部件鉆套，因?yàn)闆]有很多工序，所以用固定鉆套，鉆套與工件之間有排屑空間。
鉆模類型選擇
根據(jù)工件的尺寸、形狀、重量加工要求和對比確定為固定鉆模，該鉆模加工的孔的直徑為φ28，加工精度要求不是很高，所以適用于本套工序。
計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑。
因?yàn)閵A具的夾緊力與切削方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系為F夾=KF，取K=2
由前面的計(jì)算可知F=1256N，所以F夾=1256×2=2412N
參考文獻(xiàn)【5】表4-97，從強(qiáng)度考慮，因一個(gè)M12的螺栓能承受3924N 的許用夾緊力，所以用M12的螺栓完全能滿足強(qiáng)度要求，所以這里選用M12的螺栓。
定位精度分析
φ30的孔是在一次裝夾下完成加工的，它的位置精度由鉆模保證。精度要求也很高。與其有關(guān)的夾具尺寸如50的尺寸公差參考文獻(xiàn)【7】表1.4-24，取工件公差的1/4,即夾具尺寸公差為±，鉆套與孔同軸度，中心尺寸由鉆模決定。定位心軸與孔的配合參考文獻(xiàn)【3】表2-7，選為——————最大配合間隙為（+0.01）—（—0.034）=0.044mm
心軸相對于孔的最大位移量為±0.022，它不應(yīng)該超過工件公差的1/3，即±1/3。襯套與夾具體模板的配合為H7/g6,鉆孔時(shí)，刀具與導(dǎo)套內(nèi)孔的配合為F8/h6,此外，夾具上還應(yīng)標(biāo)注一下技術(shù)要求：
鉆套軸線與定位面的垂直度為⊥0.1，定位面的平面度為0.05mm,定位面與夾具安裝面的垂直度為0.008mm。
夾具定位孔與臥軸轉(zhuǎn)臺定位銷的配合為?95 H7/g6，夾具定位銷與臥軸轉(zhuǎn)臺檔的配合————、
操作說明
工件在安裝在底座芯軸上，裝上壓板，擰緊壓緊螺栓，找正，然后擰緊夾緊螺栓,
以鉆套定位，先鉆孔?28。
工件在夾具體上的精度分析
<一>影響加工精度的因素
用夾具夾裝工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有定位誤差△D，對刀誤差△T，夾具在機(jī)床上的安裝誤差△A和夾具誤差△T。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其他因素統(tǒng)稱為加工方法誤差△G。上述各項(xiàng)誤差均為導(dǎo)致刀具相對于工件的位置不夠準(zhǔn)確，從而形成總的加工誤差。
6.2銑夾具
本銑頂面至尺寸500.5m、B基準(zhǔn)面至尺寸531mm。
1）定位與夾緊
本工序所加工的是上平面，以底面為基準(zhǔn)來加工上平面。夾具以夾具體安裝面在立式銑工作平臺上找正后，用螺栓夾緊。
工件底面在夾具上定位，限制了3個(gè)自由度，銑削平面3個(gè)自由度，既可滿足加工要求。
6.2.1導(dǎo)向方案
為能快速、準(zhǔn)確的確定刀具和夾具的相對位置，銑夾具上設(shè)有引導(dǎo)刀具的部件對刀塊，方便刀具對刀找正。
6.2.2計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)銑削切削力，選用M10的螺栓。
6.2.3定位精度分析
上平面的加工，它的位置精度由機(jī)床保證。與其有關(guān)的夾具尺寸如106的尺寸公差參考文獻(xiàn)【7】表1.4-24，取工件公差的1/4,即夾具尺寸公差為±。定位心軸與孔的配合參考文獻(xiàn)【3】表2-7，選為最大配合間隙為（+0.01）—（—0.034）=0.044mm
心軸相對于孔的最大位移量為±0.022，它不應(yīng)該超過工件公差的1/3，即±1/3。襯套與夾具體模板的配合為H7/g6,鉆孔時(shí)，刀具與導(dǎo)套內(nèi)孔的配合為F8/h6,此外，夾具上還應(yīng)標(biāo)注一下技術(shù)要求：
6.2.4操作說明
將夾具起吊安放在工作平臺上，找正螺栓夾緊后，起吊工件，找正工件后，擰緊螺栓壓緊即可銑削各平面。
6.2.5工件在夾具體上的精度分析
<一>影響加工精度的因素
用夾具夾裝工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有定位誤差△D，對刀誤差△T，夾具在機(jī)床上的安裝誤差△A和夾具誤差△T。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其他因素統(tǒng)稱為加工方法誤差△G。上述各項(xiàng)誤差均為導(dǎo)致刀具相對于工件的位置不夠準(zhǔn)確，從而形成總的加工誤差。所以在成批加工工工件錢，必須試制加工工件，在檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行批量加工，而且加工后也要不定時(shí)的抽檢，防止因夾具問題出現(xiàn)報(bào)廢件。
嚴(yán)士健. 測試與概率. 第1版. 北京:北京師范大學(xué)出版社, 1994
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[2] 李洪主機(jī)械加工工藝手冊 北京 北京出版社，1990
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[4]金屬機(jī)械加工工藝人員手冊修訂組. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊. 上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1979
[5艾興 肖詩剛]切削用量手冊 機(jī)械工業(yè)出版社，1983
28