GBO型導(dǎo)板上蓋的鉆2-Φ7孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含非標(biāo)5張CAD圖
GBO型導(dǎo)板上蓋的鉆2-Φ7孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含非標(biāo)5張CAD圖,gbo,導(dǎo)板,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,非標(biāo),cad
GBO型導(dǎo)板上蓋的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
【摘要】
論述GBO型導(dǎo)板上蓋的加工工藝及專用夾具的設(shè)計(jì),研究零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)問題,介紹工藝規(guī)程的組成、制定路線等。說明零件的機(jī)械加工工藝結(jié)構(gòu)性,結(jié)合生產(chǎn)主要從零件分析、毛坯的選擇、工藝路線的擬定、工序內(nèi)容的確定等幾個(gè)方面詳細(xì)的講述了GBO型導(dǎo)板上蓋零件工藝過程設(shè)計(jì)以及工藝編制中應(yīng)注意的問題,以及如何才能達(dá)到最理想的表面質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。
依據(jù)零件圖和工序圖,結(jié)合加工工藝路線,設(shè)計(jì)鉆2-Φ7孔鉆床專用夾具,鉆床型號(hào)選擇Z525立式鉆床。夾具設(shè)計(jì)包括:設(shè)計(jì)出對(duì)零件進(jìn)行定位,夾緊,還有引導(dǎo)的各個(gè)元件。在這里尤其要注意的是,夾具在定位零部件的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生誤差,這個(gè)誤差要在的合理控制范圍以內(nèi),要充分了解夾具的優(yōu)缺點(diǎn),以便改進(jìn)。繪制裝配圖及非標(biāo)零件圖,編寫設(shè)計(jì)說明書等。
關(guān)鍵詞:GBO型導(dǎo)板上蓋;加工工藝;2-Φ7孔;鉆床;專用夾具
Abstract:
This paper discusses the processing technology of the GBO-type guide plate cover and the design of special fixtures, studies the design of the machining process specifications of parts, and introduces the composition of the process regulations and the formulation of routes. Explain the mechanical processing structure of the part, and combine the production from the parts analysis, blank selection, process route formulation, process content determination and other aspects to detail the process design and process preparation of the GBO-type guide plate cover parts The issues that should be noted, and how to achieve the best surface quality and economic benefits.
According to the parts drawing and process drawing, combined with the processing technology route, the special fixture for drilling 2-Φ7 hole drilling machine is designed, and the model of the drilling machine is Z525 vertical drilling machine. The fixture design includes: designing the components for positioning, clamping and guiding the parts. It should be especially noted here that the fixture will produce errors when positioning the parts. This error must be within a reasonable control range. The advantages and disadvantages of the fixture must be fully understood in order to improve. Draw assembly drawings and non-standard parts drawings, write design specifications, etc.
Keywords: GBO guide plate cover; processing technology; 2-Φ7 hole; drilling machine; special fixture
I
目 錄
1 引言 1
1.1 機(jī)械加工工藝的概述 1
1.2 機(jī)床夾具的概述 1
2 零件分析、毛坯及生產(chǎn)類型的選擇 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的結(jié)構(gòu)及加工要求分析 3
2.3 零件材料的分析 4
2.4 毛坯的選擇 4
2.4.1 選擇毛坯的原則 4
2.4.2 毛坯種類的選擇與確定 4
2.5 生產(chǎn)類型的選擇 5
3 加工工藝路線及工藝裝備的選擇 7
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 7
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 7
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 7
3.2 加工工藝路線的選擇 8
3.3 加工工藝裝備的選擇 9
4 加工余量、切削用量及切削時(shí)間的確定 10
4.1 加工余量的確定 10
4.2 切削用量及切削時(shí)間的確定 10
5 鉆2-Φ7孔專用夾具的設(shè)計(jì) 21
5.1 設(shè)計(jì)定位方案及選擇定位元件 21
5.1.1 設(shè)計(jì)定位方案 21
5.1.2 選擇定位元件 21
5.2 設(shè)計(jì)夾緊方案及選擇夾緊元件 21
5.2.1 設(shè)計(jì)夾緊方案 21
5.2.2 選擇夾緊元件 22
5.3 設(shè)計(jì)夾具體 22
5.4 導(dǎo)向裝置—鉆套的確定 22
5.5 鉆削力和夾緊力的計(jì)算 23
5.5.1 鉆削力的計(jì)算 23
5.5.2 夾緊力的計(jì)算 23
5.6 定位誤差的分析 24
結(jié) 束 語 25
謝 辭 26
參考文獻(xiàn) 27
II
1 引言
1.1 機(jī)械加工工藝的概述
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一,它是在具體的生產(chǎn)條件下,把較為合理的工藝過程和操作方法,按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件,經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容:工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。
企業(yè)所用工藝規(guī)程的具體格式雖不統(tǒng)一,但內(nèi)容大同小異。一般來說,工藝規(guī)程的形式按其內(nèi)容詳細(xì)程度,可分為以下幾種;
1、工藝過程卡
這是一種最簡單和最基本的工藝規(guī)程形式,它對(duì)零件制造全過程作出粗略的描述??ㄆ戳慵帉?,標(biāo)明零件加工路線、各工序采用的設(shè)備和主要工裝以及工時(shí)定額。
2、工藝卡
它一般是按零件的工藝階段分車間、分零件編寫,包括工藝過程卡的全部內(nèi)容,只是更詳細(xì)地說明了零件的加工步驟??ㄆ蠈?duì)毛坯性質(zhì)、加工順序、各工序所需設(shè)備、工藝裝備的要求、切削用量、檢驗(yàn)工具及方法、工時(shí)定額都作出具體規(guī)定,有時(shí)還需附有零件草圖。
3、工序卡
這是一種最詳細(xì)的工藝規(guī)程,它是以指導(dǎo)工人操作為目的的進(jìn)行編制的,一般按零件分工序編號(hào)??ㄆ习ū竟ば虻墓ば虿輬D、裝夾方式、切削用量、檢驗(yàn)工具、工藝裝備以及工時(shí)定額的詳細(xì)說明。
實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用什么樣的工藝規(guī)程要視產(chǎn)品的生產(chǎn)類型和所加工的零部件具體情況而定。一般而言,單件小批生產(chǎn)的一般零件只編制工藝過程卡,內(nèi)容比較簡單,個(gè)別關(guān)鍵零件可編制工藝卡;成批生產(chǎn)的一般零件多采用工藝卡片,對(duì)關(guān)鍵零件則需編制工序卡片。
1.2 機(jī)床夾具的概述
機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置。指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,操作迅速、方便、省力,可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率,但設(shè)計(jì)制造周期較長、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí),夾具將由于無法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸,用于確定工件在夾具中的正確位置,從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。
1、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明,小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?,F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而,一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具,一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里,約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具;另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具,而夾具的實(shí)際磨損量僅為10~20%左右。數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新加工技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求:
能迅速地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn),以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)成本;能裝夾一組具有相似性特征的工件;能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具;能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具;采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置,以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
2、現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。
(1)標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T2148~T2259-91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化,有利于夾具的商品化生產(chǎn),有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
(2)精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高,勢必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多。
(3)高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。
(4)柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似,它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式,以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有:工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有:組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要,擴(kuò)大夾具的柔性化程度,改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu),發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu),將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。
2 零件分析、毛坯及生產(chǎn)類型的選擇
2.1 零件的作用
本次設(shè)計(jì)的零件是GBO型導(dǎo)板上蓋,其主要的作用是本機(jī)器上重要的零件之一。為機(jī)器以及GBO型導(dǎo)板防塵和密封,除它本身可以防塵和密封外,它常和密封件配合以達(dá)到密封的作用。該零件結(jié)構(gòu)見圖2.1 GBO型導(dǎo)板上蓋零件圖。
圖2.1 GBO型導(dǎo)板上蓋零件圖
2.2 零件的結(jié)構(gòu)及加工要求分析
零件本身的結(jié)構(gòu),對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。為了獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí),不僅要考慮滿足使用要求,還應(yīng)當(dāng)考慮是否能夠制造和便于制造,也就是要考慮零件結(jié)構(gòu)的工藝性。
零件結(jié)構(gòu)的工藝性,是指這種結(jié)構(gòu)的零件被加工的難易程度。所謂零件結(jié)構(gòu)的工藝性良好,是指所設(shè)計(jì)的零件在保證使用要求的前提下能較經(jīng)濟(jì)、高效、合格地加工出來。零件結(jié)構(gòu)工藝性的好壞是相對(duì)的,它將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和客觀條件的不同而變化。
尺寸15所在的前端面和后端面;尺寸172.5所在的左端面和右端面;尺寸51所在的上端面和下端面;2-Φ7孔所在的內(nèi)表面和端面,2-Φ12锪孔所在的內(nèi)表面和端面;2-Φ9孔所在的內(nèi)表面和端面,2-Φ15锪孔所在的內(nèi)表面和端面;3-Φ24深8孔所在的內(nèi)表面和端面;R150圓弧所在的內(nèi)表面和端面;
零件圖上所有表面、端面、內(nèi)孔表面及端面、圓弧面,其表面粗糙度公差均為Ra6.3um。
2.3 零件材料的分析
45#是鋼的牌號(hào)是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,對(duì)應(yīng)日標(biāo)S45C,美標(biāo):1045,德標(biāo) C45。其特征是相比普通A3鋼,具有更高的強(qiáng)度,抗變形能力。
其化學(xué)成分元素比例(%):碳C:0.42~0.50;鉻Cr:≤0.25;錳Mn:0.50~0.80;鎳Ni:≤0.25;磷P:≤0.035;硫S:≤0.035;硅Si:0.17~0.37。
45號(hào)鋼廣泛應(yīng)用于機(jī)械,未熱處理時(shí):HB≤229;熱處理:正火;沖擊功:Aku≥39J;強(qiáng)度較高,塑性和韌性尚好,45#鋼板淬火后沒有回火之前,硬度大于HRC55(最高可達(dá)HRC62)為合格,經(jīng)過熱處理,再回火可以達(dá)到HRC42-46,這樣既能保證它良好的機(jī)械性能,又能得到表面的硬度要求,用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件,以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件,如梢子,導(dǎo)柱,表針等部件。
2.4 毛坯的選擇
2.4.1 選擇毛坯的原則
1、零件的材料和其力學(xué)性能
當(dāng)零件材料為鑄鐵和青銅時(shí)采用鑄件;零件材料為鋼材時(shí)、形狀不復(fù)雜而力學(xué)性能要求較高時(shí)采用鍛件;力學(xué)性能要求不高時(shí)采用幫料。
2、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸
大型零件一般用自由鍛或砂型鑄造件,中型零件可用模鍛件或特種鑄件;階梯軸零件各個(gè)臺(tái)階直徑相差不大時(shí)用幫料,相差較大時(shí)用鍛件。
3、生產(chǎn)類型
在大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用較多專用的設(shè)備和工具制造毛坯,如金屬模機(jī)器造型的鑄件、模鍛或精密鍛造的毛坯;在單件小批生產(chǎn)中一般采用通用設(shè)備和工具制造毛坯,如自由鍛件、木模砂型鑄件,也可以使用焊接的方法制作大件毛坯。
4、車間的生產(chǎn)能力
應(yīng)結(jié)合車間的生產(chǎn)能力合理的選擇毛坯。
5、充分注意應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料
由該零件的工作環(huán)境,生產(chǎn)批量及材料等各個(gè)方面考慮,選擇砂型鑄造的方法獲得。
2.4.2 毛坯種類的選擇與確定
1、鑄件
對(duì)形狀較復(fù)雜的毛坯,一般可用鑄造方法制造。大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造,對(duì)尺寸精度要求較高的小型鑄件,可采用特種鑄造,如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造和離心鑄造等。
2、鍛件
鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學(xué)性能較好,常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低,主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高,主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。
3、型材
型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法,又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大,精度較低,用于一般的機(jī)械零件。冷拉型材尺寸較小,精度較高,主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。
4、焊接件
焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差,變形大,需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。
本次設(shè)計(jì)的零件其毛坯種類選擇45號(hào)鋼板材,其備料余量為2.5mm,外形尺寸為177.5X56X20。其毛坯結(jié)構(gòu)見圖2.2。
圖2.2 GBO型導(dǎo)板上蓋毛坯圖
2.5 生產(chǎn)類型的選擇
按品種生產(chǎn)量角度劃分生產(chǎn)類型,可以分為少品種大量生產(chǎn)、中量生產(chǎn)和多品種少量生產(chǎn)。而在成批生產(chǎn)中,又可劃分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)。由于大批和大量生產(chǎn)特點(diǎn)相近,單件和小批生產(chǎn)特點(diǎn)相近,所以在實(shí)際工作中,通常分為大量大批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)。
在一般情況下,大批大量生產(chǎn)具有生產(chǎn)穩(wěn)定、效率高、成本低、管理工作簡單等特點(diǎn)。但也存在著投資大、適應(yīng)性差和靈活性差等特點(diǎn)。這樣會(huì)給產(chǎn)品更新?lián)Q代帶來巨大損失。單件小批生產(chǎn),由于作業(yè)現(xiàn)場不斷變換品種,作業(yè)準(zhǔn)備改變頻繁,造成生產(chǎn)能力利用率低所以生產(chǎn)穩(wěn)定性差、效率低、成本高、管理工作復(fù)雜等。因此,必須盡力做好作業(yè)準(zhǔn)備、作業(yè)分配、作業(yè)進(jìn)度計(jì)劃和進(jìn)度調(diào)整等工作。中批生產(chǎn)特點(diǎn)介于上述二者之間。
結(jié)合零件,確定其生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。
29
3 加工工藝路線及工藝裝備的選擇
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)分粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種:
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
在選擇粗基準(zhǔn)時(shí),考慮的重點(diǎn)是如何保證加工表面有足夠的加工余量,以及保證不加工表面與加工表面間的尺寸符合零件圖樣的設(shè)計(jì)要求,其選擇原則有:
1、重要表面余量均勻原則
必須首先保證工件重要表面具有較小而均勻的加工余量,應(yīng)該選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。
2、工件表面間相互位置要求原則
必須保證工件上不加工表面與加工表面的相互位置要求,應(yīng)該以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。
3、余量足夠原則
如果零件上各個(gè)表面均需加工,則以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。
4、定位可靠原則
作為粗基準(zhǔn)的表面,應(yīng)該選用比較可靠、平整光潔的表面,以確保定位準(zhǔn)確,夾緊可靠。
5、不重復(fù)使用原則
粗基準(zhǔn)的定位精度低,在同一尺寸方向上只允許使用一次,不能重復(fù)使用,否則定位誤差太大。
本零件選尺寸15前后端面為粗基準(zhǔn)。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
在選擇精基準(zhǔn)時(shí),考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差,保證加工精度和安裝方便。精基準(zhǔn)的選擇原則有:
1、基準(zhǔn)重合原則
應(yīng)該盡可能選用零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則
應(yīng)該盡可能選用統(tǒng)一的精基準(zhǔn)定位加工各個(gè)表面,以保證各個(gè)表面之間的相互位置精度。
3、自為基準(zhǔn)原則
有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而且均勻,應(yīng)該選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。
4、互為基準(zhǔn)原則
有些相互位置精度要求較高的表面,可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法保證。
本零件選15前后端面為精基準(zhǔn)。
3.2 加工工藝路線的選擇
機(jī)械零件一般都是由一些簡單的幾何表面組合而成的,而每一個(gè)表面達(dá)到同樣質(zhì)量要求的加工方法可以由很多種,因此,在選擇各個(gè)表面的加工方法時(shí),要綜合考慮各方面工藝因素的影響。2套具體加工工藝路線如下:
加工工藝路線方案1:
工序1、備料177.5X56X20;
工序2、熱處理;
工序3、銑15前端面;
工序4、銑15后端面;
工序5、銑51上端面及172.5右端面;
工序6、銑51下端面及172.5左端面;
工序7、鉆2-Φ7孔及2-Φ12锪孔;
工序8、鉆2-Φ9孔及2-Φ15锪孔;
工序9、鉆3-Φ24深8孔;
工序10、銑R150圓?。?
工序11、清洗;
工序12、終檢;
工序13、入庫。
加工工藝路線方案2:
工序1、備料177.5X56X20;
工序2、熱處理;
工序3、鉆2-Φ7孔及2-Φ12锪孔;
工序4、鉆2-Φ9孔及2-Φ15锪孔;
工序5、鉆3-Φ24深8孔;
工序6、銑15前后端面;
工序7、銑51X172.5周邊;
工序8、銑R150圓?。?
工序9、終檢。
加工工藝路線的分析與確定:
方案1先對(duì)其零件進(jìn)行銑削加工,而后對(duì)零件進(jìn)行鉆削加工,這樣做的好處是節(jié)省零件的加工時(shí)間,還能夠保證零件的加工精度。適合大批量生產(chǎn)。
方案2先對(duì)圓柱孔進(jìn)行加工而后銑零件的大面和周邊,該方案先使用端面定位對(duì)孔進(jìn)行加工,不合適。因?yàn)榘宀亩嗣娴钠矫娑染炔桓摺?
通過上面對(duì)2種加工工藝路線的比較與分析,決定選擇方案1。
3.3 加工工藝裝備的選擇
在進(jìn)行下面的相關(guān)加工和檢測工具之前,首先要明確生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。為了更好的加工出各表面、端面及內(nèi)孔,保證尺寸的同時(shí)保證零件的粗糙度。在對(duì)待加工加工之前,需要對(duì)使用的機(jī)床、采用的刀具、量具和夾具進(jìn)行相應(yīng)選擇。
1、銑加工
加工機(jī)床:XK5032數(shù)控銑床;裝夾夾具:專用夾具;切削刀具:三面刃銑刀;檢測量具:游標(biāo)卡尺以及圓弧量規(guī)。
2、鉆加工
加工機(jī)床:Z525立式鉆床;裝夾夾具:專用夾具;切削刀具:麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆以及锪孔鉆;檢測量具:游標(biāo)卡尺。
4 加工余量、切削用量及切削時(shí)間的確定
4.1 加工余量的確定
加工余量的選擇與確定主要依據(jù)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),各工步的加工余量見下表4.1。
表4.1 各工步加工余量對(duì)照表
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
加工余量(mm)
1
備料
177.5X56X20
2
熱處理
3
銑
銑15前端面;
2.5
4
銑
銑15后端面;
2.5
5
銑
銑51上端面及172.5右端面;
2.5
6
銑
銑51下端面及172.5左端面;
2.5
7
鉆
鉆2-Φ7孔的底孔;
2.5(單邊)
擴(kuò)2-Φ7孔;
0.9(單邊)
鉸2-Φ7孔;
0.1(單邊)
锪2-Φ12孔;
2.5(單邊)
8
鉆
鉆2-Φ9孔的底孔;
2.5(單邊)
擴(kuò)2-Φ9孔;
1.9(單邊)
鉸2-Φ9孔;
0.1(單邊)
锪2-Φ15孔;
3(單邊)
9
鉆
鉆3-Φ24深8孔的底孔;
5(單邊)
擴(kuò)3-Φ24深8孔;
6.9(單邊)
鉸3-Φ24深8孔;
0.1(單邊)
10
銑
銑R150圓弧;
2.5
11
清洗
12
終檢
13
入庫
4.2 切削用量及切削時(shí)間的確定
工序1、備料177.5X56X20;
工序2、熱處理;
工序3、銑15前端面;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇XK5032數(shù)控銑床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是三面刃銑刀,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=80m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.2mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=375r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=177.5
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序4、銑15后端面;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇XK5032數(shù)控銑床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是三面刃銑刀,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=80m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.2mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=375r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=177.5
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序5、銑51上端面及172.5右端面;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇XK5032數(shù)控銑床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是三面刃銑刀,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=80m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.2mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=375r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=228.5
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序6、銑51下端面及172.5左端面;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇XK5032數(shù)控銑床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是三面刃銑刀,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=80m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.2mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=375r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=223.5
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序7、鉆2-Φ7孔及2-Φ12锪孔;
工步1:鉆2-Φ7孔的底孔;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇Z525立式鉆床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是麻花鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=8m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=525r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=15
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步2:擴(kuò)2-Φ7孔;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇Z525立式鉆床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是擴(kuò)孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=12.5m/min;切削深度0.9mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=575r/min;得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=15
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步3:鉸2-Φ7孔;
(1)選擇Z525立式鉆床,選擇的刀具是鉸孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=15m/min;切削深度0.1mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=575r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=15
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步4:锪2-Φ12孔;
(1)選擇Z525立式鉆床,選擇的刀具是锪孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=20m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=525r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=6
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序8、鉆2-Φ9孔及2-Φ15锪孔;
工步1:鉆2-Φ9孔的底孔;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇Z525立式鉆床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是麻花鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=8m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=525r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=15
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步2:擴(kuò)2-Φ9孔;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇Z525立式鉆床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是擴(kuò)孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=12.5m/min;切削深度1.9mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)速,查詢資料知n=525r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=15
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步3:鉸2-Φ9孔;
(1)選擇Z525立式鉆床,選擇的刀具是鉸孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=15m/min;切削深度0.1mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=575r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=15
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步4:锪2-Φ15孔;
(1)選擇Z525立式鉆床,選擇的刀具是锪孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=20m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=425r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=6
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序9、鉆3-Φ24深8孔;
工步1:鉆3-Φ24深8孔的底孔;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇Z525立式鉆床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是麻花鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=8m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=331r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=8
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步2:擴(kuò)3-Φ24深8孔;
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇Z525立式鉆床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是擴(kuò)孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=12.5m/min;切削深度6.9mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=267r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=8
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工步3:鉸3-Φ24深8孔;
(1)選擇Z525立式鉆床,選擇的刀具是鉸孔鉆,夾具采用專用夾具,量具使用游標(biāo)卡尺。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=15m/min;切削深度0.1mm;進(jìn)給量f=0.1mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=267r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=8
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序10、銑R150圓?。?
(1)依據(jù)加工工藝路線以及工序簡圖,選擇XK5032數(shù)控銑床作為加工本工步的機(jī)床,選擇的刀具是三面刃銑刀,夾具采用專用夾具,量具使用圓弧量規(guī)。
(2)依據(jù)加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),取切削速度=80m/min;切削深度2.5mm;進(jìn)給量f=0.2mm/r。
(3)選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速、計(jì)算切削速度
主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度,查詢資料知n=375r/min;
得切削速度
(4)機(jī)動(dòng)時(shí)間
根據(jù)切削資料,其機(jī)動(dòng)時(shí)間為: 式中:l=51
則
(5)輔助時(shí)間
根據(jù)切削資料,其輔助時(shí)間為: 式中:
則
工序11、清洗;
工序12、終檢;
工序13、入庫。
5 鉆2-Φ7孔專用夾具的設(shè)計(jì)
5.1 設(shè)計(jì)定位方案及選擇定位元件
5.1.1 設(shè)計(jì)定位方案
1、15前端面與2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件支承板上端面定位,限制3自由度。
2、51前端面與2個(gè)固定式定位銷定位,限制2自由度。
3、172.5右端面和2個(gè)工件插銷定位,限制1自由度。完成零件完全定位。
5.1.2 選擇定位元件
通過上面對(duì)定位方案的設(shè)計(jì),選擇固定GBO型導(dǎo)板上蓋定位元件有:2個(gè)支承板,2個(gè)固定式定位銷和2個(gè)工件插銷。結(jié)構(gòu)見圖5.1鉆2-Φ7孔夾具裝配圖。
圖5.1 鉆2-Φ7孔夾具裝配圖
5.2 設(shè)計(jì)夾緊方案及選擇夾緊元件
5.2.1 設(shè)計(jì)夾緊方案
利用2套標(biāo)準(zhǔn)件六角螺母、雙頭螺栓、墊圈、連接螺栓、移動(dòng)壓板、彈簧在零件左右方向,對(duì)工件進(jìn)行上下方向的夾緊。
5.2.2 選擇夾緊元件
通過上面對(duì)夾緊方案的設(shè)計(jì),選擇固定GBO型導(dǎo)板上蓋夾緊元件有:2套六角螺母、雙頭螺栓、墊圈、連接螺栓、移動(dòng)壓板、彈簧
5.3 設(shè)計(jì)夾具體
通過資料的查閱,確定夾具的制造形式為鑄造夾具體。該類夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好,可鑄出各種復(fù)雜形狀,具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性,但生產(chǎn)周期長,需進(jìn)行處理,消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵(如HT200),要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼,要求重量輕時(shí)鑄鋁。目前鑄造夾具體應(yīng)用較多。具體構(gòu)造見圖5.2鉆2-Φ7孔夾具體圖:
圖5.2 鉆2-Φ7孔夾具體圖
5.4 導(dǎo)向裝置—鉆套的確定
對(duì)零件2-Ф7孔進(jìn)行鉆削加工,除了鉆模座外,還應(yīng)有鉆頭的導(dǎo)向裝置鉆套。鉆套是鉆模上特有的元件,它的作用是確定鉆頭,鉸刀等刀具的軸線位置,防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜,保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。
根據(jù)使用特點(diǎn),鉆套可分為固定式,可換式,快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。本次選快換鉆套作為鉆頭的導(dǎo)向元件。該鉆套的概述如下:
在工件的一次裝夾中,若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)加工工步,需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具,此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套(如圖5.3)。更換鉆套時(shí),只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置,即可向上快速取出鉆套。
圖5.3 快換鉆套
5.5 鉆削力和夾緊力的計(jì)算
5.5.1 鉆削力的計(jì)算
根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南,得鉆削力計(jì)算方法:
其中P—鉆削力;
D─鉆頭直徑,Φ7mm;
S—進(jìn)給量,0.1mm;
HB─布氏硬度,175-255HB,取230HB。
所以
5.5.2 夾緊力的計(jì)算
。
—基本安全系數(shù),取1.5;—加工性質(zhì)系數(shù),取1.1;
—刀具鈍化系數(shù),取1.1;—繼續(xù)切削系數(shù),取1.1;
—夾緊力穩(wěn)定系數(shù),取1.3;—手動(dòng)夾緊位置系數(shù),取1.0。
所以=2.6
實(shí)際夾緊力應(yīng)為:。
其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù),,。
所以
取螺栓預(yù)緊力。選M8雙頭螺栓。
則,小于45鋼許用應(yīng)力。
選M8雙頭螺栓,合適。
5.6 定位誤差的分析
本工件是以15前端面為主要定位基準(zhǔn),消除3個(gè)自由度,4個(gè)定位銷消除3個(gè)自由度。總定位誤差Δdw=ΔJB+ΔJw。其中ΔJB=0,該面Ra=6.3um,ΔJw=0.0126。
總定位誤差Δdw=ΔJB+ΔJw=0.0126<0.025(尺寸公差)
通過對(duì)定位誤差的計(jì)算分析,本次設(shè)計(jì)的夾具其定位誤差在允許控制的范圍內(nèi),設(shè)計(jì)合理可行。
結(jié) 束 語
經(jīng)過完成本次設(shè)計(jì),將課堂上的知識(shí)和實(shí)際的知識(shí)有了一次很好的融合,不僅加深了所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí),還在實(shí)踐中得到了運(yùn)用,尤其是分析零件、編制零件的加工工藝路線上,我比較的費(fèi)時(shí)費(fèi)力,從這一點(diǎn)也能夠看出我在這方面知識(shí)的缺乏。另外當(dāng)我對(duì)每一個(gè)工序進(jìn)行計(jì)算,特別是確定切削用量、切削速度和進(jìn)給量上面,我有了深刻的了解。
在這次的設(shè)計(jì)過程中,我查看了大量的設(shè)計(jì)方法和制造方面的書籍,當(dāng)我還是不明白的時(shí)候,我就請(qǐng)教老師或者和同學(xué)在一起交流。在圖紙的繪制上面我運(yùn)用了CAD軟件。通過和該軟件的接觸,不僅使我更加熟練的使用這個(gè)軟件,同時(shí),我還熟悉了其他的一些辦公軟件。
當(dāng)然,這個(gè)設(shè)計(jì)肯定有不足的地方,畢竟是進(jìn)行的理論上的設(shè)計(jì),能否在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中得到運(yùn)用,還是個(gè)未知數(shù)。除了考慮可行性以外,還要考慮這個(gè)制造的成本。
謝 辭
在完成本次設(shè)計(jì)的時(shí)候,最需要感謝的人就是指導(dǎo)老師,他不光人和藹可親而且為人比較的謙虛、學(xué)識(shí)和知識(shí)比較淵博、處事方面比較的嚴(yán)謹(jǐn),他是學(xué)習(xí)的榜樣和行動(dòng)的指南。平時(shí)的指導(dǎo)老師就比較的辛苦,但是他每周都能夠抽出時(shí)間來幫助解決設(shè)計(jì)中存在的問題和設(shè)計(jì)中存在的疑問。這這里,我要向我的老師表示我心里面最崇高的敬意和感謝,感謝我的同組同學(xué),為我在設(shè)計(jì)的過程中提供的任何的幫助,可以這樣講沒有你們的幫助,就沒有本次設(shè)計(jì)的成功。謝謝你們。
最后,因?yàn)檫@篇設(shè)計(jì)做的時(shí)間上比較的急、設(shè)計(jì)內(nèi)容和構(gòu)思上比較的粗糙,還請(qǐng)大家?guī)臀倚薷摹8兄x!
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gbo
導(dǎo)板
夾具
設(shè)計(jì)
加工
工藝
非標(biāo)
cad
- 資源描述:
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GBO型導(dǎo)板上蓋的鉆2-Φ7孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含非標(biāo)5張CAD圖,gbo,導(dǎo)板,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,非標(biāo),cad
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