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減速器箱體夾具畢業(yè)設(shè)計(論文)
畢業(yè)設(shè)計
題 目:箱體加工工藝及夾具設(shè)計
系別與專業(yè):
班級與學(xué)號:
姓 名:
指導(dǎo)教師:
摘要
在生產(chǎn)過程中,使生產(chǎn)對象(原材料,毛坯,零件或總成等)的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程,如毛坯制造,機械加工,熱處理,裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中,要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步,加工該工序的機車及機床的進(jìn)給量,切削深度,主軸轉(zhuǎn)速和切削速度,該工序的夾具,刀具及量具,還有走刀次數(shù)和走刀長度,最后計算該工序的基本時間,輔助時間和工作地服務(wù)時間。
關(guān)鍵詞:
工序,工位,工步,加工余量,定位方案,夾緊力
Abstract
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keyword:
The process worker one worker's step the surplus of processing orient the scheme clamp strength
第1章 緒言
箱體零件是機器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響機器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術(shù)要求.
由于機器的結(jié)構(gòu)特點和箱體在機器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.
箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機上的箱體等).在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時也采用焊接毛坯.
毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸.在單件小批生產(chǎn)中,多采用木模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于30—50mm的孔,一般都鑄造出底孔,以減少加工余量.
第2章 零件工藝的分析
2.1 零件的工藝分析
2.1.1 要加工孔的Φ150孔、Φ110孔和軸配合度為H7,表面粗糙度為Ra=1.6um 。
2.1.2 其它孔的表面粗糙度為Ra小于6.3um。
2.1.3 箱體的結(jié)合面的表面粗糙度為Ra=1.6um,底面表面粗糙度為Ra=12.5 um。
2.1 確定毛坯的制造形式
由于鑄鐵容易成形,切削性能好,價格低廉,且抗振性和耐磨性也較好,因此,一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵,其牌號選用HT200,中小批量生產(chǎn),通常采用金屬摸機器造型,毛坯的精度較高,毛坯加工余量可適當(dāng)減少。
2.2 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性
箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜,加工的表面多,要求高,機械加工的工作量大,結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意:
2.1.1 本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類,其中通孔加工工藝性最好,階梯孔相對較差。
2.1.2 箱體的內(nèi)端面加工比較困難,結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑,當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過大時,還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。
2.1.3 為了減少加工中的換刀次數(shù),箱體上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致,本箱體緊固孔直徑為17。
第3章 擬定箱體加工的工藝路線
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分,通常先確定精基準(zhǔn),然后確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)大批大量生產(chǎn)的箱體通常以面和孔為精基準(zhǔn),合箱前,箱蓋以結(jié)合面及兩個Φ17孔作為定位精基準(zhǔn),下箱體也以結(jié)合面及其兩個Φ17孔作為定位精基準(zhǔn),合箱后,則以底面及兩個Φ17孔作為定位精基準(zhǔn),即經(jīng)典的“一面兩銷”,這種定位方式很簡單地限制了工件六個自由度,定位穩(wěn)定可靠,這種定位方式夾緊方便,工件的夾緊變形??;易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊,且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。
3.1.2 基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
(1)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面,則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
(2) 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如:機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量,使表層保留而細(xì)致的組織,以增加耐磨性。
(3) 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
(4) 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn),必要時需經(jīng)初加工。
(5) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用,因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則,要以非加工表面為粗基準(zhǔn),且粗基準(zhǔn)只能使用一次,對本工件來說,箱蓋以Φ150端面作為定位粗基準(zhǔn),觀察面作為輔助基準(zhǔn),下箱體則是以底面作為定位粗基準(zhǔn)準(zhǔn),以另外兩側(cè)面作為輔助基準(zhǔn)。
3.2 加工路線的擬定
3.2.1 箱體工藝路線
ZQ350箱蓋
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
工序04:锪10-Φ35深4,鉆10-Φ17孔
工序05:鉆、攻2-M12螺紋
工序06:銑觀察孔端面
工序07:鉆觀察孔端面上4-Φ3孔、鉆、攻8-M8螺紋
ZQ350下箱體
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑ZQ350下箱體結(jié)合面、銑油槽
工序04:銑ZQ350下箱體底面
工序05:刮平10-Φ35,鉆10-Φ17孔
工序06:刮平4-Φ35,鉆4-Φ17孔
工序07:刮平放油孔Φ35,鉆、攻M201.5螺紋
工序08:銑測油孔端面
工序09:鉆測油孔端面上Φ12孔
合箱后
工序01:鉆、鉸2-Φ10錐銷孔、并打入錐銷
工序02:銑軸承孔端面
工序03:粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽
工序04:打開箱體,去毛刺,清銑、重新裝配、打入錐銷、擰緊螺栓
工序05:檢驗至圖紙要求、入庫
第4章 機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的加工余量及毛坯的尺寸如下:
4.1 箱體
4.1.1 毛坯余量:
1、Φ150孔、Φ110孔端面,表面粗糙度為Ra12.5um,根據(jù)《機械加工工藝手冊》(以下簡稱《工藝手冊》),表2.3—5及表2.3—6,按公差等級7—9級,取7級,加工余量等級取F級確定,單邊總余量Z=4.0mm
2、結(jié)合面,表面粗糙度為Ra1.6um,根據(jù)《機械加工工藝手冊》(以下簡稱《工藝手冊》),表2.3—5及表2.3—6,按公差等級7—9級,取7級,加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
粗銑 單邊余量Z=3.0mm
半精銑 單邊余量Z=0.7mm
精銑 單邊余量Z=0.3mm
3、觀察孔端面,表面粗糙度為Ra12.5um,根據(jù)《機械加工工藝手冊》(以下簡稱《工藝手冊》),表2.3—5及表2.3—6,按公差等級7—9級,取7級,加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
4、Φ150孔,表面粗糙度為Ra1.6,根據(jù)《機械加工工藝手冊》(以下簡稱《工藝手冊》),表3.2—2及表3.4—4,按公差等級7—9級,取7級,加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
粗鏜 單邊余量Z=3.0mm
半精鏜 單邊余量Z=0.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
5、Φ110孔,表面粗糙度為Ra1.6,根據(jù)《機械加工工藝手冊》(以下簡稱《工藝手冊》),表3.2—2及表3.4—4,按公差等級7—9級,取7級,加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
粗鏜 單邊余量Z=2.0mm
半精鏜 單邊余量Z=0.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
6、箱體上其他的孔,因其尺寸不大,故采用實心鑄造。
7、箱體上其他的不加工表面,要求不高,鑄造即可滿足其要求。
第5章 確定切削用量及基本工時
5.1、 ZQ350箱蓋
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
工步一:粗銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:粗銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼立銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2,分三次銑削,切削深度ap=3.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=730+3+10=743mm
故機動工時為:
tm =743÷750=0.991min
工步二:半精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:半精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼立銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2,分三次銑削,切削深度ap=0.7mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=730+0.7+10=740.7mm
故機動工時為:
tm =740.7÷750=0.988min
工步三:精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼立銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2,分三次銑削,切削深度ap=0.3mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=730+0.3+10=740.3mm
故機動工時為:
tm =740.3÷750=0.987min
工序04:锪10-Φ35深4,鉆10-Φ17孔
工步一:锪10-Φ35深4
1、加工條件
加工材料: HT200,硬度200~220HBS,鑄件。
工藝要求:孔徑d=35mm。通孔,精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機床:選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀,其直徑d=35mm
3.選擇切削用量
(1)選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量:根據(jù)《切削用量手冊》表2.7,當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
(2)計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15,當(dāng)鑄鐵硬度=200~220HBS時, , 時,=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為:,,,,
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料(見《簡明手冊》表4.2-12)可選擇n=750r/mm,=20mm/min。
4.計算基本工時
根據(jù)公式
式中,,l=35mm,入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出,計算得,
L=(35+6)mm=41mm
故有: t==0.1367min
總的時間:T=10t=1.367min
工步二:鉆10-Φ17孔
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆10-Φ17孔
機床:搖臂鉆床Z3025
刀具:采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次,
Φ17mm的麻花鉆:
f=0.30mm/r(《工藝手冊》2.4--38)
v=1.5m/s=90m/min(《工藝手冊》2.4--41)
按機床選取nw=1600r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動工時:
工序05:鉆、攻2-M12螺紋
工步一:鉆2-M12螺紋底孔Φ10.2
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:直徑為10.2mm的孔
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:采用Φ10.2mm的麻花鉆頭走刀一次,
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.75m/s=45m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=1405(r/min)
按機床選取nw=1400r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動 工時:
工步二:攻絲2-M12
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:攻2個公制螺紋M12mm
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:M12絲錐
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.75m/s=45m/min
ns=1000v/πdw=1194(r/min)
按機床選取nw=1200r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
則實際切削速度
故機動加工時間:
l=14mm, l1 =0.9mm,l2 =3mm,
t= (l+l1+l2)×2/nf=0.119(min)
工序06:銑觀察孔端面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:銑觀察孔端面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼端銑刀,dw=200mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為285 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5,一次銑削,切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=2.5m/s,即150m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=240r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=150.7(m/min)
當(dāng)nw=240r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×240=960(mm/min)
根據(jù)機床取fm=1000(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=285+4.0+10=299mm
故機動工時為:
tm =299÷1000=0.299min
工序07:鉆觀察孔端面上4-Φ3孔、鉆、攻8-M8螺紋
工步一:鉆觀察孔端面上4-Φ3孔
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆觀察孔端面上4-Φ3孔
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:采用Φ3mm的麻花鉆頭走刀一次,
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.15m/s=9m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=955(r/min)
按機床選取nw=1000r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動 工時:
工步二:鉆觀察孔端面上8-M8螺紋的底孔Φ6.8
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆觀察孔端面上8-M8螺紋的底孔Φ6.8
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:采用Φ6.8mm的麻花鉆頭走刀一次,
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.35m/s=21m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=984(r/min)
按機床選取nw=1000r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動 工時:
工步三:攻觀察孔端面上8-M8螺紋
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:攻觀察孔端面上8-M8螺紋
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:M8絲錐
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.35m/s=21m/min
ns=1000v/πdw=836(r/min)
按機床選取nw=800r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
則實際切削速度
故機動加工時間:
l=13mm, l1 =0.6mm,l2 =3mm,
t= (l+l1+l2)×8/nf=0.664(min)
5.2、 ZQ350下箱體
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑ZQ350下箱體結(jié)合面、銑油槽
工步一:粗銑ZQ350下箱體結(jié)合面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:粗銑ZQ350下箱體結(jié)合面
機床:臥式銑床X62
刀具:采用高速鋼圓柱銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2,分三次銑削,切削深度ap=3.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=730+3+10=743mm
故機動工時為:
tm =743÷7500.2=0.991min
工步二:半精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:半精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
機床:臥式銑床X62
刀具:采用高速鋼圓柱銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2,分三次銑削,切削深度ap=0.7mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=730+0.7+10=740.7mm
故機動工時為:
tm =740.7÷750=0.988min
工步三:精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
機床:臥式銑床X62
刀具:采用高速鋼圓柱銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2,分三次銑削,切削深度ap=0.3mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=730+0.3+10=740.3mm
故機動工時為:
tm =740.3÷750=0.987min
工步四:銑油槽
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:銑油槽
機床:臥式銑床X62
刀具:采用高速鋼三面刃銑刀,dw=90mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為45mm,最大加工余量為Zmax=6.0mm,粗糙度為Ra3.2,一次銑削,切削深度ap=6.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=5m/s,即300m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=1000r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=282.6(m/min)
當(dāng)nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×1000=4000(mm/min)
切削時由于是銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=45+6=51mm
故機動工時為:
tm =51÷4000=0.013min
工序04:銑ZQ350下箱體底面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:銑ZQ350下箱體底面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼端銑刀,dw=100mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為100 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5,一次銑削,切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=1.5m/s,即90m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=275r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=86.4(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
fm=fzznz=0.2×20×275=1100(mm/min)
根據(jù)機床取fm=1100(mm/min)
切削時由于是銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=100+4+10=114mm
故機動工時為:
tm =114÷1100=0.104min
總的工時:T=2 tm=0.208min
工序05:刮平10-Φ35,鉆10-Φ17孔
工步一:刮平10-Φ35
1、加工條件
加工材料: HT200,硬度200~220HBS,鑄件。
工藝要求:孔徑d=35mm。通孔,精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機床:選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀,其直徑d=35mm
3.選擇切削用量
(1)選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量:根據(jù)《切削用量手冊》表2.7,當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
(2)計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15,當(dāng)鑄鐵硬度=200~220HBS時, , 時,=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為:,,,,
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料(見《簡明手冊》表4.2-12)可選擇n=750r/mm,=20mm/min。
4.計算基本工時
根據(jù)公式
式中,,l=35mm,入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出,計算得,
L=(35+6)mm=41mm
故有: t==0.1367min
總的時間:T=10t=1.367min
工步二:鉆10-Φ17孔
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆10-Φ17孔
機床:搖臂鉆床Z3025
刀具:采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次,
Φ17mm的麻花鉆:
f=0.30mm/r(《工藝手冊》2.4--38)
v=1.5m/s=90m/min(《工藝手冊》2.4--41)
按機床選取nw=1600r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動工時:
工序06:刮平4-Φ35,鉆4-Φ17孔
工步一:刮平4-Φ35
1、加工條件
加工材料: HT200,硬度200~220HBS,鑄件。
工藝要求:孔徑d=35mm。通孔,精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機床:選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀,其直徑d=35mm
3.選擇切削用量
(1)選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量:根據(jù)《切削用量手冊》表2.7,當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
(2)計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15,當(dāng)鑄鐵硬度=200~220HBS時, , 時,=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為:,,,,
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料(見《簡明手冊》表4.2-12)可選擇n=750r/mm,=20mm/min。
4.計算基本工時
根據(jù)公式
式中,,l=35mm,入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出,計算得,
L=(35+6)mm=41mm
故有: t==0.1367min
總的時間:T=4t=0.547min
工步二:鉆4-Φ17孔
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆4-Φ17孔
機床:搖臂鉆床Z3025
刀具:采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次,
Φ17mm的麻花鉆:
f=0.30mm/r(《工藝手冊》2.4--38)
v=1.5m/s=90m/min(《工藝手冊》2.4--41)
按機床選取nw=1600r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動工時:
工序07:刮平放油孔Φ35,鉆、攻M201.5螺紋
工步一:刮平放油孔Φ35
1、加工條件
加工材料: HT200,硬度200~220HBS,鑄件。
工藝要求:孔徑d=35mm。通孔,精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機床:選用Z525立式鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀,其直徑d=35mm
3.選擇切削用量
(1)選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量:根據(jù)《切削用量手冊》表2.7,當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
(2)計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15,當(dāng)鑄鐵硬度=200~220HBS時, , 時,=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為:,,,,
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料(見《簡明手冊》表4.2-12)可選擇n=750r/mm,=20mm/min。
4.計算基本工時
根據(jù)公式
式中,,l=35mm,入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出,計算得,
L=(35+6)mm=41mm
故有: t==0.136min
工步二:鉆M201.5螺紋底孔Φ17
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆M201.5螺紋底孔Φ17
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次,
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=1.5m/s=90m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=955(r/min)
按機床選取nw=1000r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動 工時:
工步三:攻M201.5螺紋
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:攻M201.5螺紋
機床:搖臂鉆床Z525型
刀具:M20絲錐
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.35m/s=21m/min
ns=1000v/πdw=334.4(r/min)
按機床選取nw=375r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
則實際切削速度
故機動加工時間:
l=27mm, l1 =1.5mm,l2 =5mm,
t= (l+l1+l2) /nf=0.357(min)
工序08:銑測油孔端面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:銑測油孔端面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼立銑刀,dw=20mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為36 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5,一次銑削,切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=400r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=25.1(m/min)
切削時由于是銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=36+4+6=46mm
故機動工時為:
tm =46÷(4000.2)=0.575min
工序09:鉆測油孔端面上Φ12孔
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆測油孔端面上Φ12孔
機床:立式鉆床Z525型
刀具:采用Φ12mm的麻花鉆頭走刀一次,
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.75m/s=45m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=1194(r/min)
按機床選取nw=1200r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動 工時:
5.3、 合箱后
工序01:鉆2-Φ10錐銷孔、并打入錐銷
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:鉆2-Φ10錐銷孔
機床:搖臂鉆床Z3025型
刀具:采用Φ10mm的麻花鉆頭走刀一次,
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4—38,3.1--36)
v=0.75m/s=45m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=1433(r/min)
按機床選取nw=1400r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動 工時:
工序02:銑軸承孔端面
(1)加工條件:
工件材料:灰鑄鐵HT200
加工要求:銑軸承孔端面
機床:立式銑床X51
刀具:采用高速鋼立銑刀,dw=50mm
量具:游標(biāo)卡尺
(2)計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為612 mm,最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5,一次銑削,切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《工藝手冊》),表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度:
參考有關(guān)手冊,確定V=2.5m/s,即150m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=1000r/min,
故實際切削速度為:
V=πdwnw /1000=157(m/min)
切削時由于是銑,故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件,則行程為l+l1+l2=612+4+6=622mm
故機動工時為:
tm =622÷(10000.2)=3.11min
總的工時:T=2tm=6.22min
工序03:粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽
工步一:粗鏜各軸承孔及密封槽
工件材料:HT200
加工要求:粗鏜各軸承孔及密封槽
機床:雙面鏜床
刀具:鏜刀
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4--38)
v=2.5m/s=150m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=318.5 (r/min)
按機床選取nw=300r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動工時:
工步二:半精鏜各軸承孔及密封槽
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:半精鏜各軸承孔及密封槽
機床:雙面鏜床
刀具:鏜刀
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4--38)
v=2.5m/s=150m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=318.5 (r/min)
按機床選取nw=300r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動工時:
工步三:精鏜各軸承孔及密封槽
工件材料:灰鑄鐵
加工要求:精鏜各軸承孔及密封槽
機床:雙面鏜床
刀具:鏜刀
f=0.25mm/r(《工藝手冊》2.4--38)
v=2.5m/s=150m/min(《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=318.5 (r/min)
按機床選取nw=300r/min, (按《工藝手冊》3.1--36)
所以實際切削速度
機動工時:
工序04:打開箱體,去毛刺,清銑、重新裝配、打入錐銷、擰緊螺栓
工序05:檢驗至圖紙要求、入庫
第6章 專用夾具的設(shè)計
6.1 箱蓋銑觀察孔端面夾具設(shè)計
6.1.1 問題的指出
為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。
對于箱蓋加工工序06:銑觀察孔端面,由于對加工精度要求不是很高,所以在本道工序加工時,主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。
6.1.2 夾具設(shè)計
(1) 定位基準(zhǔn)的選擇:
由零件圖可知,箱蓋的觀察孔端面,以結(jié)合面及兩個Φ17孔為定位基準(zhǔn)。
為了提高加工效率,決定采用高速鋼端銑刀對觀察孔端面進(jìn)行加工。同時,為了降低生產(chǎn)成本,此夾具采用手動夾緊。
(2) 定位方案和元件設(shè)計
根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析,此夾具定位以結(jié)合面與夾具體相配合限制三個自由度,一個Φ17孔與圓柱銷相配合,限制兩個自由度,另一個Φ17孔與削邊銷相配合,限制一個自由度,這樣六個自由度被完全限制,實現(xiàn)了工件的完全定位。
(3) 夾緊方案和夾緊元件設(shè)計
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和夾緊方向,采用U型壓板夾緊機構(gòu),在設(shè)計時,保證:
1) 夾緊動作準(zhǔn)確可靠
采用U型壓板,壓板和工件的接觸面應(yīng)做成平面,以防止接觸不良或改變著力點而破壞定位。
一般采用高螺母,以求扳手?jǐn)Q緊可靠,六角螺母頭也不易打滑損壞。支柱的高低應(yīng)能調(diào)節(jié),以便適應(yīng)工件受壓面高低不一時仍能正確夾緊。
2) 操作效率高
壓板上供螺釘穿過的孔應(yīng)作成長圓孔,以便松開工件時,壓板可迅速后撤,易于裝卸。螺旋夾緊機構(gòu)各元件均已標(biāo)準(zhǔn)化,其材料,熱處理要求和結(jié)構(gòu)尺寸都可以查表求得。
(4) 切削力及夾緊力的計算
刀具:高速鋼端銑刀,dw=200mm
則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》)
查表得:d0=225mm,Z=20,ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, δFz =1.06所以:
F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷225=6705N
查表可得,銑削水平分力,垂直分力,軸向力與圓周分力的比值:
FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53
故 : FL=0.8 FE =0.8×6705=5364N
FV=0.6 FE=0.6×6705=4023N
FX =0.53 FE=0.53×6705=3554N
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中:K1 —基本安全系數(shù),2.5
K2—加工性質(zhì)系數(shù),1.1
K3—刀具鈍化系數(shù),1.1
K2—斷續(xù)切削系數(shù),1.1
則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×10728
=35697N
選用螺旋U型壓板夾緊機構(gòu),故夾緊力
fN=1/2 F/
f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù),f=0.25
則 N=0.5×35697÷0.25=71394N
(5) 具設(shè)計及操作的簡要說明
在設(shè)計夾具時,為降低成本,可選用手動螺釘夾緊,本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋U型壓板的夾緊機構(gòu)。由于本工序是銑加工,切削力比較大,為夾緊工件,勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力,增加了勞動強度,因此應(yīng)設(shè)法降低切削力??梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀龋棺畲笄邢魃疃冉档?,以降低切削力。
夾具上裝有對刀塊,可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀(與塞尺配合使用)。
6.2 合箱后,粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽
本夾具主要用來粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽。由加工本道工序的工序簡圖可知。以底面及兩個Φ17孔作為定位基準(zhǔn),加工精度相對較高,因此在本道工序加工時,主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
在進(jìn)行粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽加工工序時,Φ17孔、下箱體底面均已加工。因此工件選用下箱體底面及兩個Φ17孔作為定位基面。下箱體底面與夾具體的凸臺面相配合限制三個自由度,一個Φ17孔與圓柱銷相配合限制兩個自由度,另一Φ17孔與削邊銷配合限制一自由度,這樣工件就實現(xiàn)了完全定位。
6.2.2 定位元件的設(shè)計
本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位,所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對圓柱銷與削邊銷進(jìn)行設(shè)計。
由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。
由于兩工藝孔有位置度公差,所以其尺寸公差為:
所以兩工藝孔的中心距為
根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》心軸與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下:
(1)、確定心軸與圓柱銷中心距尺寸及其偏差
==
(2)、確定圓柱銷直徑及其公差
(—基準(zhǔn)孔最小直徑)
取H7
所以圓柱銷尺寸為 Φ
(3)、確定削邊銷的直徑及其公差
(—基準(zhǔn)孔最小直徑)
取H7
所以削邊銷尺寸為 Φ
(4)、圓柱銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙
其中: —基準(zhǔn)孔最小直徑 —圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙
(5)、補償值
6.2.3 定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為一面、一心軸、一圓柱銷定位。其定位誤差主要為:
(1)、移動時基準(zhǔn)位移誤差
=0.009+0.027+0.016
=0.052mm
(2)、轉(zhuǎn)角誤差
其中:
6.2.4 鏜削力與夾緊力計算
1、鏜削力
根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得:
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工,鏜削力。由《切削手冊》得:
鏜削力 式(5-2)
鏜削力矩 式(5-3)
式中:D=150mm
代入公式(5-2)和(5-3)得
2夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限:
極限應(yīng)力幅:
許用應(yīng)力幅:
螺釘?shù)膹姸刃:耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠,
6.2.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
本夾具用于合箱后,粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽。夾具的定位采用“一面兩銷”,定位可靠,定位誤差較小。其夾緊則是由兩U型壓板、螺栓、螺母、彈簧等組成,夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。
結(jié)論
在本次畢業(yè)設(shè)計中,我們將設(shè)計主要分為兩大部分進(jìn)行:工藝編制部分和夾具設(shè)計部分。
在工藝部分中,我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步,加工該工序的機車及機床的進(jìn)給量,切削深度,主軸轉(zhuǎn)速和切削速度,該工序的夾具,刀具及量具,還有走刀次數(shù)和走刀長度,最后計算該工序的基本時間,輔助時間和工作地服務(wù)時間。其中,工序機床的進(jìn)給量,主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計算并查手冊確定。
通過這次畢業(yè)設(shè)計,使我對大學(xué)四年所學(xué)的知識有了一次全面的綜合運用,也學(xué)到了許多上課時沒涉及到的知識,尤其在利用手冊等方面,對今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外,在這次設(shè)計當(dāng)中,指導(dǎo)老師在大多數(shù)時間犧牲自己的寶貴休息時間,對我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo),我對他們表示衷心的感謝!老師,您辛苦了!
在這次畢業(yè)設(shè)計中,我基本完成了畢業(yè)設(shè)計的任務(wù),達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的,