撥叉零件的鉆擴(kuò)鉸Φ15孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖
撥叉零件的鉆擴(kuò)鉸15孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖,零件,鉆擴(kuò)鉸,15,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,cad
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué) 院: 專(zhuān) 業(yè): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 20XX年6月目 錄一、課程設(shè)計(jì)的題目1二、課程設(shè)計(jì)時(shí)間1三、課程設(shè)計(jì)的目的及其要求13.1 課程設(shè)計(jì)的目地13.2 課程設(shè)計(jì)的要求1四、設(shè)計(jì)內(nèi)容24.1 零件的工藝分析24.2零件的工藝要求34.3毛坯設(shè)計(jì)34.4選擇加工方法,擬定工藝路線(xiàn)44.5切削用量的選擇及基本工時(shí)5五、鉆擴(kuò)鉸15孔夾具設(shè)計(jì)145.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置145.2 切削力及夾緊力的計(jì)算155.3 夾具的導(dǎo)向175.4 定位方案分析與比較185.5鉆孔與工件之間的切屑間隙205.6 鉆模板215.7定位誤差的分析215.8 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用215.9確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)235.10 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明24六、心得體會(huì)24七、參考文獻(xiàn)241、 課程設(shè)計(jì)的題目撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及鉆擴(kuò)鉸15孔夾具設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)時(shí)間 2016年6月6日2016年6月18日三、課程設(shè)計(jì)的目的及其要求3.1 課程設(shè)計(jì)的目地機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類(lèi)學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù),進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)分析處理生產(chǎn)工藝問(wèn)題的能力,使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)理論知識(shí),掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的方法,提高獨(dú)立工作的能力,為將來(lái)從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。另外,這次課程設(shè)計(jì)也為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì),應(yīng)使學(xué)生在下述各方面得到鍛煉: 熟練的運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)和其他有關(guān)先修課程中的基本理論,以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),正確的分析和解決某一個(gè)零件在加工中基準(zhǔn)的選擇、工藝路線(xiàn)的擬訂以及工件的定位、夾緊,工藝尺寸確定等問(wèn)題,從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。從而培養(yǎng)制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問(wèn)題的能力。 通過(guò)夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,進(jìn)一步提高夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖等方面)的能力。 熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料,學(xué)會(huì)使用有關(guān)手冊(cè)和數(shù)據(jù)庫(kù)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立工作的能力。3.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求1.對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析。2.對(duì)零件進(jìn)行分析后,初步擬定工藝路線(xiàn)、確定切削余量、繪制零件的毛坯圖,填寫(xiě)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡。3進(jìn)行切削用量、機(jī)械加工時(shí)間等的計(jì)算和查表。4填寫(xiě)機(jī)械加工工序卡片。5.對(duì)指定工序提出工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。6根據(jù)工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行機(jī)床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)方案的確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定位誤差和夾緊力的計(jì)算,繪制夾具裝配圖、零件圖等等。7編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容4.1 撥叉的工藝分析其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求,撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求,所要加工的,在其邊有平行度公差和對(duì)稱(chēng)度公差要求相等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度,以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。撥叉是一個(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,但其加工孔和底面的精度要求較高,此外還有小頭孔端要求加工,對(duì)精度要求也很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是Ra1.6,所以都要求精加工。4.2撥叉的工藝要求設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的,又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。該加工有七個(gè)加工表面,平面加工包括:撥叉底面、大頭孔上平面;孔系加工包括:大、小頭孔、5小孔,小頭孔端的加工以及大頭孔的銑斷加工。 以平面為主有: 撥叉底面的粗、精銑加工,其粗糙度要求是Ra=1.6; 大頭孔端面的粗、精銑加工,其粗糙度要求是Ra=1.6。 孔系加工有: 27的大頭孔粗、精鏜加工,其表面粗糙度為Ra=6.3; 15H7的小頭孔鉆、擴(kuò)和鉸加工,其表面粗糙度要求Ra=1.6; 5的小孔鉆加工5小孔表面粗糙度要求Ra=12.5。(3)大頭孔的銑斷加工,要求斷口粗糙度Ra=6.3。撥叉毛坯的選擇鑄造,因?yàn)樯a(chǎn)率很高,所以可以免去每次造型。單邊余量一般在13mm,結(jié)構(gòu)細(xì)密,能承受較大的壓力,占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件,由表可知是中批量生產(chǎn)。上面主要是對(duì)撥叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析,選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式,從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。4.3毛坯的設(shè)計(jì)撥叉的鑄造采用的是HT200鋼鑄造制造,其材料是HT200,生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn),采用鑄造毛坯。撥叉為鑄造件,對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求: 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低,因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工,其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 為了使金屬容易充滿(mǎn)模膛和減少工序,鑄造件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的對(duì)稱(chēng),盡量避免鑄造件截面間差別過(guò)大,或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一,盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。在確定毛坯時(shí),要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近,可以減少加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難,需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備,增加毛坯的制造成本。因此,毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸確定后,必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。4.4選擇加工方法,擬定工藝路線(xiàn)4.4.1加工方法的選擇 由參考文獻(xiàn)3表2.1可以確定,平面的加工方案為:粗銑精銑(IT7IT9),粗糙度為6.30.8,一般淬硬的平面,精銑的粗糙度可以較小。 由參考文獻(xiàn)3表2.1確定,27孔的表面粗糙度要求為Ra6.3,則選擇孔的加工方案順序?yàn)椋捍昼M精鏜。 小頭孔15H7加工方法:加零件毛坯不能直接鑄出孔,只能鑄出一個(gè)小坑,以便在以后加工時(shí)找正其中心,但其表面粗糙度的要求為Ra=1.6,所以選擇加工的方法是鉆擴(kuò)鉸。 5的孔加工方法:因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?,是Ra=12.5,所以我們采用一次鉆孔的加工方法。 小頭端面的加工方法是:因兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高,為Ra=1.6,所以我們采用粗銑精銑。4.4.2擬定工藝路線(xiàn)對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉2的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥叉底面大頭孔上平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。加工工藝過(guò)程表工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容車(chē)工10鑄件鑄件鍛20時(shí)效時(shí)效處理熱加工30銑粗、精銑底面金工二40銑粗、精銑上斷面金工二50鉆、擴(kuò)、鉸鉆、擴(kuò)、鉸15孔金工二60鏜粗、精鏜27孔金工二70銑銑斷27孔金工二80銑銑斷27孔金工二90鉆鉆15 11孔金工二100檢驗(yàn)檢查各部分尺寸及精度金工二110入庫(kù)組裝入庫(kù)金工二4.5確定切削用量及基本工時(shí)工序30:粗、精銑底面。機(jī)床:銑床 X52K刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:YT15 ,D=100mm ,齒數(shù)Z=5 ,此為粗齒銑刀。因其單邊余量:Z=2.2mm所以銑削深度ap :ap=2.2mm。精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm,銑削深度ap :ap=1.0mm 。每齒進(jìn)給量af:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取af=0.15mm/Z:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度V=2.8m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=10002.47603.14100471.97r/min按照參考文獻(xiàn)3表3.174,取n=475r/min 實(shí)際銑削速度: v=dn1000=3.141004751000602.49m/s 進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.185475/607.12mm/s 工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=7.12mm/s=427.5mm/min a:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取a=60mm切削工時(shí),被切削層長(zhǎng)度l:由毛坯尺寸可知l=141mm, l=68mm刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=0.5(D-D2-a2)+(13) =0.5(100-1002-602)+(13)=12mm刀具切出長(zhǎng)度l2:取l2=2mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1:tj1=l+l1+l2fm=141+12+2427.50.36min 機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1:tj1=l+l1+l2fm=68+12+2427.50.19min所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間tj=tj1+tj1=0.55min工序40:粗、精銑上端面。機(jī)床:銑床 X52K刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:YT15,D=100mm ,齒數(shù)Z=8,此為細(xì)齒銑刀。因其單邊余量:Z=2.2mm。所以銑削深度ap:ap=2.2mm,精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度ap:ap=1.0mm每齒進(jìn)給量af:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取af=0.18mm/Z根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度V=2.47m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=10002.8603.14100535r/min按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取n=600r/min 實(shí)際銑削速度v:v=dn1000=3.14100600100060=3.14m/s進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.158600/60=12mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm: fm=Vf=12mm/s=720mm/min被切削層長(zhǎng)度l:由毛坯尺寸可知l=141mm,l=68mm刀具切入長(zhǎng)度l1:精銑時(shí)l1=D=100mm刀具切出長(zhǎng)度l2:取l2=2mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2:tj2=l+l1+l2fm=141+100+27200.34min機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2:tj2=l+l1+l2fm=68+100+27200.24min所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間tj=tj2+tj2=0.58min工序50:鉆、擴(kuò)、鉸15孔。機(jī)床:立式鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔15孔鉆孔15時(shí)先采取的是鉆12孔,再擴(kuò)到14.7,所以D=12mm。切削深度ap:ap=6mm。進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.438,取f=0.33mm/r。切削速度V:參照參考文獻(xiàn)3表2.441,取V=0.48m/s。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000vd=10000.48603.1412539.53r/min,按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取n=630r/min所以實(shí)際切削速度v:v=dn1000=3.14126301000600.56m/s切削工時(shí) ,被切削層長(zhǎng)度l:l=42mm刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=D2ctgkr+(12)=172ctg120+1=5.9mm6mm 刀具切出長(zhǎng)度l2:l2=14mm 取l2=3mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1:tj1=Lfn=42+6+30.336300.25min 擴(kuò)孔15孔刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.331選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。片型號(hào):E403。切削深度ap:ap=1.35mm。進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.452,取f=0.6mm/r。切削速度V:參照參考文獻(xiàn)3表2.453,取V=0.44m/s。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=1000vD=10000.44603.1414.7426.78r/min按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取n=500r/min所以實(shí)際切削速度:v=dn1000=3.1414.75001000600.52m/s切削工時(shí),被切削層長(zhǎng)度:刀具切入長(zhǎng)度l1有:l1=D-d12ctgkr+(12)=19.7-172ctg120+2=2.86mm3mm。刀具切出長(zhǎng)度l2:l2=14mm ,取l2=3mm 。走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2:tj2=Lfn=42+3+30.65000.16min 鉸孔15孔刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.354,選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。切削深度ap:ap=0.15mm,且D=20mm。進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4 f=1.02.0mm/r取f=2.0mm/r。切削速度V:參照參考文獻(xiàn)3表2.460,取V=0.32m/s。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=1000VD=10000.32603.1420305.73r/min按照參考文獻(xiàn)3表3.131取實(shí)際切削速度:v=Dn1000=3.14206001000600.63m/s切削工時(shí),被切削層長(zhǎng)度:刀具切入長(zhǎng)度,l1=D-d02ctgkr+(12)=20-19.72ctg120+22.09mm刀具切出長(zhǎng)度l2:l2=14mm 取l2=3mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj3:tj3=Lnf=42+2.09+323150.07min該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是tj:tj=0.25+0.16+0.07=0.48min工序60 :粗、精鏜27孔。機(jī)床:鏜床 T68刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:YT5 粗鏜27孔單邊余量Z=1.1mm,一次鏜去全部余量ap=1.1mm。進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4,刀桿伸出長(zhǎng)度取200mm,切削深度為。因此確定進(jìn)給量f=0.2mm/r。切削速度V:參照參考文獻(xiàn)3表2.4HT200,取V=2.0m/s=120m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=10001203.1443.2912.11r/min,按照參考文獻(xiàn)3表3.141,取n=1000r/min實(shí)際切削速度:v=dn1000=3.1443.210001000602.24m/s工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm:fm=fn=0.21000=200mm/min 被切削層長(zhǎng)度l:l=15mm刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=aptgkr+(23)=2.2tg30+23.27mm 刀具切出長(zhǎng)度l2:l2=35mm 取l2=4mm行程次數(shù)i:i=1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1:tj1=l+l1+l2fm=15+3.27+420010.11min 精鏜27孔粗加工后單邊余量Z=0.4mm,一次鏜去全部余量, ap=0.4mm,精鏜后孔徑d=44mm。進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.466,刀桿伸出長(zhǎng)度取200mm,切削深度為0.4mm。因此確定進(jìn)給量f=0.15mm/r切削速度:參照參考文獻(xiàn)3表2.4HT200,取V=2.1m/s=126m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=10001263.1444948.17r/min,按照參考文獻(xiàn)3表3.1441,取n=1000r/min實(shí)際切削速度v:v=dn1000=3.144410001000602.64m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm:fm=fn=0.151000=150mm/min被切削層長(zhǎng)度l:l=15mm刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=aptgkr+(23)=0.8tg30+23.5mm刀具切出長(zhǎng)度l2:l2=35mm 取l2=4mm行程次數(shù)i:i=1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2:tj2=l+l1+l2fm=15+3.5+4217.510.104min所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)tj=0.11+0.15=0.26min工序70:銑寬度為44的兩側(cè)面機(jī)床:雙立軸圓工作臺(tái)銑床X52K刀具:錯(cuò)齒三面刃銑刀 粗銑切削深度ap:ap=9.5mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-76查得:進(jìn)給量af=0.06mm/z,根據(jù)參考文獻(xiàn)1表30-32查得切削速度V=24m/min。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=1000243.1412562.1r/min,按照參考文獻(xiàn)3表3.174,取n=75r/min實(shí)際切削速度v:v=dn1000=3.14125751000600.50m/s進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.061875/60=1.35mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm: fm=Vf=1.35mm/s=81mm/min被切削層長(zhǎng)度l:由毛坯尺寸可知l=20mm, 刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=0.5D+(12)=63mm刀具切出長(zhǎng)度l2:取l2=2mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1:tj1=l+l1+l2fm=20+63+2811.05min 精銑切削深度ap:ap=2.0mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-76查得:進(jìn)給量af=0.08mm/z,根據(jù)參考文獻(xiàn)1表30-32查得切削速度V=23m/min,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=1000233.1416045.8r/min,按照參考文獻(xiàn)3表3.174,取n=47.5r/min。實(shí)際切削速度v:v=dn1000=3.1416047.51000600.40m/s進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.082247.5/60=1.39mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm: fm=Vf=1.39mm/s=83.6mm/min被切削層長(zhǎng)度l:由毛坯尺寸可知l=20mm, 刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=0.5D+(12)=81mm刀具切出長(zhǎng)度l2:取l2=2mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2:tj2=l+l1+l2fm=20+81+283.61.23min 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間:tj=tj1+tj2=1.05+1.23=2.28min工序80:銑斷27孔機(jī)床:雙立軸圓工作臺(tái)銑床X52K刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)1表217,選細(xì)齒鋸片銑刀。切削深度ap:ap=4mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-76查得:進(jìn)給量af=0.03mm/z,根據(jù)參考文獻(xiàn)1表30-23查得切削速度V=55m/min。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=1000553.14125140.12r/min,按照參考文獻(xiàn)取n=150r/min。實(shí)際切削速度v:v=dn1000=3.141251501000600.98m/s進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.0348150/60=3.6mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm: fm=Vf=3.6mm/s=216mm/min被切削層長(zhǎng)度l:由毛坯尺寸可知l=68mm, 刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=0.5D+(12)=63mm刀具切出長(zhǎng)度l2:取l2=2mm走刀次數(shù)為1,機(jī)動(dòng)時(shí)間tj:tj=l+l1+l2fm=68+63+22160.616min 工序90:鉆5孔、11孔機(jī)床:鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.39,選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭切削深度ap:ap=2.5mm根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-39查得:進(jìn)給量f=0.22mm/r,切削速度V=0.36m/s。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000Vd=10000.36603.1451147r/min,按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取n=1600r/min。實(shí)際切削速度v:v=Dn1000=3.14516001000600.50m/s切削工時(shí),被切削層長(zhǎng)度l:l=30mm刀具切入長(zhǎng)度l1:l1=D2ctgkr+(12)=62ctg120+24mm刀具切出長(zhǎng)度l2:l2=14mm 取l2=3mm。加工基本時(shí)間tj: 五、鉆擴(kuò)鉸15孔夾具設(shè)計(jì)5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò),其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下,還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下,不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng),確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的,正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動(dòng)源(即產(chǎn)生原始作用力的部分),夾緊機(jī)構(gòu)(即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分)。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件??紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式,利用螺旋桿直接夾緊元件,或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋,實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上,因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋,使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;(2)擴(kuò)力比大;(3)自瑣性能好;(4)行程不受限制;(5)夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置,在此套夾具中,中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊,通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過(guò)定位銷(xiāo)的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn),通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板,通過(guò)精確的圓弧定位,實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單,便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng),以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí),實(shí)現(xiàn)工件的定心,使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱(chēng)中心在規(guī)定位置上。5.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具:鉆頭15。則軸向力:見(jiàn)工藝師手冊(cè)表28-4,F(xiàn)=Cdfk式中:CF =420, ZF =1.0, yF =0.8, f=0.35。kF =(HB190)nF=(200190)1.3=1.07F=420151.00.350.81.07=2123(N)轉(zhuǎn)矩T=CTdZTfyTkT式中:CT =0.206, ZT =2.0, yT =0.8T=0.20613.52.00.350.81.07=17.34(NM)功率 Pm =TV30d0=17.3416.95308=0.726KW在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK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則F=KF=1.51.11.11.12123=4239(N)鉆削時(shí) 轉(zhuǎn)矩T=17.34 NM切向方向所受力: F=TL=17.346510-3=267N取f=0.1F=44160.1=441.6(N) F F 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:WK=KF安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有:K=K0K1K2K3K4K5K6式中:K0K6為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)5表1-2-1可得: KC=1.21.01.01.01.31.01.0=1.56 KP=1.21.21.051.21.31.01.0=2.36 Kf=1.21.21.01.21.31.01.0=2.25所以有: WK=KCFC=1193.08(N) WK=KPFP=766.37(N) WK=KfFf=1359.90(N)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)扭矩:M=CMd0XFfYFKM10-3=333.5410.51.90.2340.81.3310-3=11.93Nm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)K=K1K2K3由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表1-2-7可得:切削力公式:Ff=412D1.2f0.75KP 式中 D=20mm f=0.3mm/r 查表1-2-8得:Kp=(HB190)0.6=0.95 即:Ff=1980.69(N)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1-2-11得:WK=FfK 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算,由式(2.5)有:K=K0K1K2K3K4K5K6式中:K0K6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1-2可得: K=1.21.21.01.21.31.01.0=2.25所以 WK=KFf=1980.692.25=4456.55(N)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)。5.3 夾具的導(dǎo)向在鉆床上加工孔時(shí),大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置,用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置,并在加工過(guò)程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移,提高刀具的剛性,從而保證零件上孔的精度,在鉆床上加工的過(guò)程中,導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線(xiàn)間的平行度等,因此,導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣,對(duì)于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套,可換鉆套,快換鉆套及特殊鉆套。因此套鉆夾具加工量不大,磨損較小,孔距離精度要求較高,則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。圖4.2 鉆套鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性,材料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的,為了防止定位銷(xiāo)與模板之間的磨損,在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A, 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。5.4 定位方案分析與比較(列舉了3種方案)方案: 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于鉆床加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定V型塊和滑動(dòng)V型塊定位,這樣既簡(jiǎn)單又方便。如上圖所示,一底面限制的自由度有3個(gè),一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由度,一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制限制一個(gè)自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計(jì)的定位方案,總共限制了工件的全部6個(gè)自由度,屬于完全定位。方案2:選底平面一面、V型塊定位,夾緊方式選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。方案3:一面加固定V型塊和固定V型塊定位,這樣既簡(jiǎn)單。如上圖所示,一底面限制的自由度有3個(gè),一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由度,一個(gè)固定V型塊限制限制一個(gè)自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計(jì)的定位方案,總共限制了工件的全部6個(gè)自由度,屬于完全定位??墒沁@種方案無(wú)法調(diào)節(jié)。如果毛坯超差還得通過(guò)螺絲調(diào)節(jié)。在該定位方案中,一個(gè)支撐面頂住,限制了z軸的移動(dòng),z軸的旋轉(zhuǎn),y軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定V型塊限制了y軸的移動(dòng),x軸的移動(dòng),一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn),這樣6個(gè)自由度全部被限制綜合上面所述,方案是根據(jù)外圓輪廓進(jìn)行的定位,方案一和方案三不如方案二方便操作,根據(jù)上面敘述選擇方案二。5.5鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類(lèi)型和特點(diǎn):1、固定鉆套:鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中,鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合,主要用于加工量不大,磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小,孔距離精度要求較高的小孔。2、可換鉆套:主要用在大批量生產(chǎn)中,由于鉆套磨損大,因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個(gè)襯套,襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi),鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。3、快換鉆套:當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí),由于刀徑不斷增大,需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具,為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套:尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱(chēng)特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C,使開(kāi)始鉆孔時(shí),鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中,以免刮傷鉆套內(nèi)孔,如圖4.3。圖4.3 切屑間隙 C=(0.31.2)d。在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素,確定了設(shè)計(jì)方案后,選擇了C=8。因?yàn)榇算@的材料是鑄件,所以C可以取較小的值。5.6 鉆模板在導(dǎo)向裝置中,導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上,因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度,以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式,可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板,在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下,鉆模板在夾具體上采用定位銷(xiāo)一面雙孔定位,螺栓緊固,鉆模精度較高。5.7定位誤差的分析制造誤差ZZ(1)中心線(xiàn)對(duì)定位件中心線(xiàn)位置精度2=0.030.05mm. 取2=0.04mm.(2)V型塊同軸度誤差(查表P297)3=0.008mmDW2+22+32+42+52=0.1252+0.042+0.082+0.052+0.162=0.142mm.則0.14223=0.533.知此方案可行。5.8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(mǎn)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。為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套,以來(lái)滿(mǎn)足達(dá)到孔的加工的要求。dDD1Ht基本極限偏差F7基本極限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板,用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。5.9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(guān),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(mǎn)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。5.10夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明由于是大批大量生產(chǎn),主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí),需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì),用底部大平面定位三個(gè)自由度, V型塊定位兩個(gè)自由度,再用一個(gè)壓塊限制最后一個(gè)自由度。六、心得體會(huì)在本次設(shè)計(jì)中,考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題,所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單,通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件,從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處:特別是對(duì)于鏜孔夾具,在刀具加工完退出工件孔時(shí),有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面,本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng),使工件孔與定位立臺(tái)可升可降,這樣,在刀具退出時(shí),使定位立臺(tái)連同工件孔一起升起,從而避免劃傷。但考慮到成本問(wèn)題,未采用這種方法。為此,鏜孔的專(zhuān)用夾具還有待改進(jìn)。無(wú)論怎樣,這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多,是我在學(xué)校的其中的一次答卷,也是我成功邁向社會(huì)的第一步。七、參考文獻(xiàn)1 黃如林,切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)M,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004。2 余光國(guó),馬俊 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M,重慶:重慶大學(xué)出版社,1995。3 李洪,機(jī)械加工工藝手冊(cè)M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990。4 方昆凡,公差與配合手冊(cè)M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999。5 王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M,上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000。6 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M,上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1979。7 吳宗澤,機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000。8 劉文劍 夾具工程師手冊(cè)M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987。9 金屬切削手冊(cè)M,上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1984。10 周永強(qiáng),高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)M,北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2002。11 楊叔子,機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004。12 金屬切削手冊(cè)M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2004。29
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零件
鉆擴(kuò)鉸
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夾具
設(shè)計(jì)
加工
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撥叉零件的鉆擴(kuò)鉸Φ15孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖,零件,鉆擴(kuò)鉸,15,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,cad
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