活塞夾具設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
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江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文) 設(shè)計(jì)題目: 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí): 12機(jī)械二 學(xué) 號(hào): 12026228 姓 名: 黃震 指導(dǎo)老師: 張海霞 起訖日期 2015年2月1日~2015年5月20日 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本篇設(shè)計(jì)是基于活塞零件的加工工藝規(guī)程和關(guān)于孔的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)?;钊慵闹饕庸け砻媸峭鈭A表面及孔。一般來(lái)說(shuō),保證平面的加工精度與保證孔系的加工精度相比,保證平面的加工精度比較容易。主要加工工序是先以支承孔徑定位加工出頂平面,在工序中除個(gè)別工序外均采用頂平面和工藝孔定位加工其他孔金與平面??讖郊庸みx用專(zhuān)用鉆夾具,夾緊方式選用手動(dòng)夾緊,夾緊可靠。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量和流水線加工。能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 本文的研究重點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)活塞的工藝性和力學(xué)性能分析,對(duì)加工工藝進(jìn)行合理分析,選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計(jì)高效、省力的夾具,通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證,最終加工出合格的活塞零件。 關(guān)鍵詞:活塞類(lèi)零件;工藝;夾具; 0 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 1 1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 1.1 零件的分析 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工藝分析 1 1.2 活塞加工的加工順序和加工方案的選擇 2 1.2.1 孔和平面的加工順序 2 1.2.2加工方案選擇 2 1.3 活塞加工定位基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 3 1.4 活塞加工主要工序安排 3 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 6 1.7確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間) 7 1.8 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 20 2 活塞鉆孔夾具設(shè)計(jì) 22 2.1設(shè)計(jì)要求 22 2.2夾具設(shè)計(jì) 22 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 22 2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 22 2.3定位誤差的分析 24 2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 25 結(jié) 論 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本文首先對(duì)活塞的零件進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)活塞進(jìn)行的研究和分析,描述了它的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定,以及切削用量和工時(shí)的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,保證加工質(zhì)量,與指導(dǎo)老協(xié)商后,覺(jué)得用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求,通過(guò)查閱相關(guān)資料和書(shū)籍,了解和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟,并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了活塞的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想“簡(jiǎn)便、高效、經(jīng)濟(jì)”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是活塞?;钊饕瞧饌鲃?dòng)連接作用,保證各軸正常運(yùn)行。因此活塞零件加工質(zhì)量的好壞,不但影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度,而且還會(huì)影響工作的精度、使用的性能和壽命。 圖1 活塞 1.1.2 零件的工藝分析 由活塞零件圖可知?;钊且粋€(gè)軸類(lèi)零件,它的外表面上進(jìn)行加工。此外各表面列螺紋孔。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下: (1)以φ30、φ20為主要加工表面。這一組加工表面包括:φ20外圓面的加工;,其中表面粗糙度要求為。 (2)以外圓面為主要加工面。這一組加工表面包括外螺紋,加工粗糙度為。 (4)其他各個(gè)孔的加工,φ4孔,φ8孔 1.2 活塞加工的加工順序和加工方案的選擇 由以上分析可知。該活塞零件的主要加工表面是。因此,對(duì)于活塞來(lái)說(shuō),加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔,處理好孔和平面。 1.2.1 孔和平面的加工順序 活塞類(lèi)零件的加工應(yīng):即先加工活塞上的基準(zhǔn)平面,以基準(zhǔn)平,然后再加工孔系,活塞的加工這個(gè)原則。 1.2.2加工方案選擇 活塞孔系加工方案,。除了從,也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。依據(jù)零件圖我們確定活塞的加工工藝及加工路線,我們應(yīng)該在鏜磨床上進(jìn)行加工比較合適。 1.3 活塞加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 : (1); (2)。 ,。即以活塞的的支承孔基準(zhǔn)。也就是以前后近的孔作為主要基準(zhǔn)四個(gè)自由度,再以另一個(gè)主要支承個(gè)自由度。由于是以孔作為基準(zhǔn)面。 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證活塞孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證活塞零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 從活塞零件圖分析可知,它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大,適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿(mǎn)足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 至于前后端面,雖然它是活塞的裝配基準(zhǔn),但因?yàn)樗c活塞的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系,在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難,所以不予采用。 1.4 活塞加工主要工序安排 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵則。先粗加面,再粗加工孔。螺紋底孔在多軸組出,因切削大,也應(yīng)該在粗成。對(duì)于活塞,需要精加面。按上述原則亦應(yīng)工孔系,但在實(shí)際生產(chǎn)中這互垂直。因此,實(shí)際采用的工藝方案是先精孔系,然后以支承孔用可脹面,這樣容易保證零件圖紙上規(guī)差要求。各螺紋絲,由于切小,可以安排在粗、精行。 加工工后,將工件清凈。清洗后用壓凈。保證零件于。 根據(jù)以定如下: 工藝路線一: 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車(chē)右端面及外圓φ30mm 30 粗車(chē)外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40 粗車(chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 50 車(chē)M18X2-6g螺紋 60 掉頭后車(chē)達(dá)160mm) 70 精車(chē)外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔,鉆鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫(kù) 工藝路線二: 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車(chē)右端面及外圓φ30mm 30 粗車(chē)外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40 車(chē)M18X2-6g螺紋 50 粗車(chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 60 掉度達(dá)160mm) 70 精車(chē)外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔,鉆鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫(kù)。 工藝路線三: 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車(chē)右端面及外圓φ30mm 30 粗車(chē)外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40車(chē)M18X2-6g螺紋 50 粗車(chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 60 掉度達(dá)160mm) 70 精車(chē)外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ4、φ8孔 90 鉆φ8孔,鉆鉸φ15.7孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 工藝路線四: 10 型材開(kāi)料毛坯 20 粗車(chē)外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 30 車(chē)右端面及外圓φ30mm 40車(chē)M18X2-6g螺紋 50 粗車(chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 60 掉度達(dá)160mm) 70 精車(chē)外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ4、φ8孔 90 鉆φ8孔,鉆鉸φ15.7孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 通慮,零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題, 綜合選擇方案一: 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車(chē)右端面及外圓φ30mm 30 粗車(chē)外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40 粗車(chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 50 車(chē)M18X2-6g螺紋 60 掉頭車(chē)左端面(長(zhǎng)度達(dá)160mm) 70 精車(chē)外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔,鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫(kù) 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (1)毛坯種類(lèi)的選擇 由于零件尺寸不大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,因此我們采用45鋼作為毛坯的制作形式,從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低成本。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型,查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5,“活塞”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45,硬度HB為170—241,生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn),采用型材毛坯。 (1)結(jié)合面的加工余量。 本工序需要分粗銑、精銑兩個(gè)工序完成,各工步余量如下: 粗銑:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),其余量值規(guī)定為,現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),其余量值規(guī)定為。 (2)面的加工余量。 根據(jù)工序要求,結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下: 粗銑:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。其余量值規(guī)定為,現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),其余量值規(guī)定為。 差等級(jí)選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 由圖樣分析,該圖樣需要車(chē)削外圓,在這里我們?cè)谲?chē)輪廓時(shí)選用外圓車(chē)刀。而鉆削加工時(shí)我們可以選用麻花鉆頭,量具可選用0--150mm為75-100mm的測(cè)量游標(biāo)卡尺,外徑千分尺,游標(biāo)深度卡尺等。 1.7確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間) 工序10無(wú)切削加工,無(wú)需計(jì)算 工序20. 車(chē)右端面及外圓φ30mm 1) 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內(nèi)完成,故 2)確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,刀桿尺寸為,以及工件直徑為時(shí) 按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū),其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為,,故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故選的進(jìn)給量可用。 3)確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼料,,,切削速度 4)選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.4mm,因?yàn)檐?chē)刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車(chē)刀的壽命T=60min。 5)確定車(chē)削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算:=8.88m/min; 根據(jù)一下公式,可得: = 工序30 粗車(chē)外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 本工序?yàn)檐?chē)∮70k6外圓及端面的工序,我們選擇機(jī)床:普通車(chē)床 CA6140,功率P=13kw; 刀具:選用高速鋼外圓車(chē)刀, 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—39,刀具數(shù)據(jù)如下:d=16 1)車(chē)削進(jìn)寬度的選擇 根據(jù)實(shí)際工況,我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進(jìn)給量 經(jīng)過(guò)查表可知:0.23 3)選擇車(chē)削的速度 經(jīng)查表可知 所以: 4)計(jì)算切削時(shí)間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知: 所以, 5)計(jì)算車(chē)削力 根據(jù)實(shí)際工況,我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有 : 式中: 所以, 6)校核機(jī)床功率 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28有 所以,機(jī)床的功率足夠; 工序40 粗車(chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 本工序?yàn)榇周?chē)外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階的工序,所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1,由于C6140機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知:表1.4 刀桿尺寸為,,工件直徑~400之間時(shí), 進(jìn)給量=0.5~1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.2—9)在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知: =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174~207時(shí),,,=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.29—2),故實(shí)際進(jìn)給力為: =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為,車(chē)刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200~219的鑄件,,,切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見(jiàn)表1.28),故: ==63 (3-12) ===120 (3-13) 根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為: == (3-14) ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25,=~,,,切削速度時(shí), = 切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實(shí)際切削時(shí)間的功率為: =1.7=1.2 根據(jù)表1.30,當(dāng)=時(shí),機(jī)床主軸允許功率為=,,故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為: =1.25,=,==,= ⑥.計(jì)算基本工時(shí) (3-15) 式中=++,= 由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26,車(chē)削時(shí)的入切量及超切量+=,則=126+= == 工序60 掉頭車(chē)左端面(長(zhǎng)度達(dá)160mm) 該工序與工序20的計(jì)算方法完全一樣,在此不一一計(jì)算。 工序70 精車(chē)外圓φ20mm及倒角 已知加工材料為45,有外皮,機(jī)床為CA6140型普通車(chē)床,工件裝卡在專(zhuān)用車(chē)床夾具中。 1)確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.75mm可在一次走刀內(nèi)完成,故 2)確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,刀桿尺寸為,以及工件直徑為時(shí) 按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CK6140車(chē)床說(shuō)明書(shū),其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為,,故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故選的進(jìn)給量可用。 3)確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼料,,,切削速度 4)選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.4mm,因?yàn)檐?chē)刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車(chē)刀的壽命T=60min。 5)確定車(chē)削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算: =8.88m/min; 根據(jù)一下公式,可得: = 工序50 車(chē)M18X2-6g螺紋 ①.確定切削深度 由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知:表1.4 刀桿尺寸為,,工件直徑~400之間時(shí), 進(jìn)給量=0.5~1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.2—9)在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知: =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174~207時(shí),,,=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.29—2),故實(shí)際進(jìn)給力為: =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為,車(chē)刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200~219的鑄件,,,切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見(jiàn)表1.28),故: ==63 (3-12) ===120 (3-13) 根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為: == (3-14) 工序3:鉆φ8孔,鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔。 機(jī)床:立式鉆床Z525 刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3~9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度: 進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4~38,取。 切削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4~41,取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: , 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~31,取 所以實(shí)際切削速度: 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度: 刀具切入長(zhǎng)度: 刀具切出長(zhǎng)度: 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間: 工序140:鉆φ4、φ8孔 機(jī)床:臺(tái)式鉆床Z525 刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3~9,選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度: 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得:進(jìn)給量,切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: , 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~31,取。 實(shí)際切削速度: 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度: 刀具切入長(zhǎng)度: 刀具切出長(zhǎng)度: 取。 加工基本時(shí)間: 160 去毛刺 無(wú)切削計(jì)算 170 清洗 無(wú)切削計(jì)算 180 檢驗(yàn) 無(wú)切削計(jì)算 190 油封、入庫(kù) 無(wú)切削計(jì)算 工序90、終檢 無(wú)切削計(jì)算 工序80 鉆φ8孔,鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔 鉆φ8孔 工件材料為45#鋼??椎闹睆綖?mm,表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050,加工工序?yàn)殂@,加工刀具為:鉆孔——Φ8mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū),取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9,允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15,由插入法得: , , 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3,,,故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū),取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5,,故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ,,, 相應(yīng)地 ,, 鉆Φ15.7孔 工件材料為45#鋼。孔的直徑為15.7mm,表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050,加工工序?yàn)殂@,加工刀具為:鉆孔——Φ1mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū),取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9,允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15,由插入法得: , , 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3,,,故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū),取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5,,故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ,,, 相應(yīng)地 ,, 工序90 鉆φ4、φ8孔 鉆φ4孔 工件材料為45#鋼??椎闹睆綖?mm,表面粗糙度6.3。加工機(jī)床為Z3050,加工工序?yàn)殂@,加工刀具為:鉆孔——Φ4mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū),取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9,允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15,由插入法得: , , 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3,,,故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū),取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5,,故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ,,, 相應(yīng)地 ,, 鉆φ8孔 工件材料為45#鋼??椎闹睆綖?mm,表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050,加工工序?yàn)殂@,加工刀具為:鉆孔——Φ8mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū),取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9,允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15,由插入法得: , , 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3,,,故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū),取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5,,故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ,,, 相應(yīng)地 ,, 1.8 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬(wàn)件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算,每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算,則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于1.14min。 參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.2,機(jī)械加工單件(生產(chǎn)類(lèi)型:中批以上)時(shí)間定額的計(jì)算公式為: (大量生產(chǎn)時(shí)) 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為: 其中: —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間(機(jī)動(dòng)時(shí)間) —輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間,包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 —布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 工序:粗、精銑結(jié)合面 機(jī)動(dòng)時(shí)間: 輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.43,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 :根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48, 單間時(shí)間定額: 因此應(yīng)布置兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺(tái)機(jī)床時(shí), 即能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求 工序:粗銑平面 機(jī)動(dòng)時(shí)間: 輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.45,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 :根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48, 單間時(shí)間定額: 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。 工序:銑端面 機(jī)動(dòng)時(shí)間: 輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.45,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則 :根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48, 單間時(shí)間定額: 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。 24 2 活塞鉆孔夾具設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn),保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn),任務(wù)為設(shè)計(jì)一活塞鉆小孔φ4孔。 本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求,因此,應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,精度不是主要考慮的問(wèn)題。 2.2夾具設(shè)計(jì) 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工,決定材料使用高速鋼,用于對(duì)進(jìn)行加工,準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。 由零件圖可知:進(jìn)行加工前,外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工,進(jìn)行了粗、精加工。因此,定位、夾緊方案有: 方案Ⅰ:選外圓面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單,通用性較強(qiáng)的螺旋壓塊來(lái)夾緊。 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi),這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用:鉆床Z525,刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得: 切削力公式: 式中 查表得: 其中: 即: 實(shí)際所需夾緊力:由參考文獻(xiàn)[5]表得: 有: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有: 式中:為各種因素的安全系數(shù),見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表 可得: 所以 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: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算: 式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)[5]1~2~1可知其公式參數(shù): 由此可得: 所以 由于兩種大小的孔切削力各不相同,因此選擇最大孔的切削力為標(biāo)準(zhǔn)。 刀具的幾何參數(shù): 由參考《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》查表可得: 圓周切削分力公式: 式(3.1) 式中 式(3.2) 查表得: 取 由表可得參數(shù): 即: 同理:徑向切削分力公式 : 式(3.3) 式中參數(shù): 即: 軸向切削分力公式 : 式(3.4) 式中參數(shù): 即: 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: 式(3.5) 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算: 式(3.6) 式中:為各種因素的安全系數(shù),見(jiàn)《簡(jiǎn)明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表,可得: 所以,由式(3.5)有: 2.3定位誤差的分析 為了滿(mǎn)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。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示: ⑴定位誤差 : 其中: , , , ⑵ 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查[5]表1~2~15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取 誤差總和: 從以上的分析可見(jiàn),所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。 2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 鉆的夾具,裝卸工件時(shí),通過(guò)松開(kāi)壓板的螺母,將壓板旋轉(zhuǎn)一定的角度打開(kāi),從而將工件取出來(lái),當(dāng)要裝進(jìn)工件時(shí),將工件放在V型塊上面,然后將壓板壓緊工件,再把螺母鎖定,這樣就限制住了工件的自由度,能夠進(jìn)行鉆孔加工了。 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟,不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí),而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示,在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì),會(huì)遇到不清楚的作業(yè),老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo),確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì),通過(guò)初期的定稿,查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè),讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性,從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易,需要不斷鉆研,不斷進(jìn)取才可要做的好,總之,本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下,在大學(xué)研究的最后,感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué),是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮,組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討,組合夾具,1982. 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