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I 寧 XX 大學 課 程 設 計 論 文 泵體加工工藝及夾具設計 所 在 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指 導 老 師 II 摘 要 本文是對泵體零件加工應用及加工的工藝性分析 主要包括對零件圖的分析 毛坯的選擇 零件的裝夾 工藝路線的制訂 刀具的選擇 切削用量的確定 加工 工藝文件的填寫 選擇正確的加工方法 設計合理的加工工藝過程 此外還對泵體 零件的兩道工序的加工設計了專用夾具 機床夾具的種類很多 其中 使用范圍最廣的通用夾具 規(guī)格尺寸多已標準化 并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn) 而廣泛用于批量生產(chǎn) 專為某工件加工工序服務的專 用夾具 則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造 本論文夾具設計的主要 內(nèi)容是設計泵體鉆床夾具設計 關鍵詞 泵體 加工工藝 加工方法 工藝文件 夾具 1 Abstract This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis including the parts of the plan the choice of blank the clamping the craft route making tool selection the determination of cutting conditions processing documents Choose the correct processing methods design the reasonable process In addition to the bearing part two process designing special fixture Machine tool fixture of many kinds among them the most widely used common fixture size specifications have been standardized and a professional production plant While widely used in batch production specially for a workpiece processing services for the fixture it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture In this paper fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design Key Words Bearing seat processing technology processing method process documentation fixture 2 目 錄 摘 要 II Abstract 1 目 錄 2 第 1 章 序 言 4 第 2 章泵體的加工工藝規(guī)程設計 1 2 1 零件的分析 1 2 1 1 零件的作用 1 2 1 2 零件的工藝分析 2 2 2 確定生產(chǎn)類型 3 2 3 確定毛坯 3 2 3 1 確定毛坯種類 3 2 3 2 確定鑄造加工余量及形狀 3 2 3 3 繪制鑄造零件圖 4 2 4 工藝規(guī)程設計 4 2 4 1 選擇定位基準 4 2 4 2 制定工藝路線 5 2 4 3 工藝方案的比較與分析 7 2 4 4 選擇加工設備和工藝設備 9 2 4 5 機械加工余量 工序尺寸及公差的確定 9 2 5 確定切削用量及基本工時 11 2 6 本章小結(jié) 21 第 3 章 鉆底面 4 10 孔夾具設計 22 3 1 夾具的設計 22 3 1 1 定位分析 22 3 1 2 定位原理 22 3 1 3 定位元件的分析 23 3 1 4 夾緊元件的選擇 23 3 1 5 定位誤差的分析 24 3 3 1 6 切削力及夾緊力的計算 25 3 2 夾具設計及操作的簡要說明 26 結(jié) 論 27 參 考 文 獻 28 致謝 29 4 第 1 章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品 并把它們裝備成機 械裝備的行業(yè) 機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生 產(chǎn)提供裝備 社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品 我們的生活離不開 制造業(yè) 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè) 是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基 礎及有力支柱 從某中意義上講 機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜 合實力和科學技術水平的重要指標 機殼零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖 機械制造技術基礎 機械 設計 機械工程材料等的基礎下 進行的一個全面的考核 正確地解決一個零件在 加工中的定位 夾緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設計出專用夾具 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量 本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力 因此本次 設計綜合性和實踐性強 涉及知識面廣 所以在設計中既要注意基本概念 基本理 論 又要注意生產(chǎn)實踐的需要 只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合 才能很好的完 成本次設計 本次設計水平有限 其中難免有缺點錯誤 敬請老師們批評指正 1 第 2 章泵體的加工工藝規(guī)程設計 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目所給的零件是泵體 泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用把原動機的機械能傳遞 給液體 由于泵的作用液體從葉輪進口流向出口的過程中 其速度能和壓力能都得 到增加 被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室 大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能 然后沿排出 管路輸送出去 這時 葉輪進口處因液體的排出而形成真空或低壓 吸水池中的液 體在液面壓力 大氣壓 的作用下 被壓入葉輪的進口 于是 旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連 續(xù)不斷地吸入和排出液體 2 2 1 2 零件的工藝分析 圖 1 1 泵體零件圖 零件的材料為 HT200 鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良 以下是泵體需要加工的 表面以及加工表面之間的位置要求 泵體結(jié)構較為復雜 加工面多 技術要求高 機械加工的勞動量大 因此箱體 結(jié)構工藝性對保證加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本有重要意義 泵體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求 現(xiàn)分述如下 1 32H11 孔和 有 0 04 的同軸公差要求 0 1 3 2 48H8 孔和表面 1 都對于 48H8 孔內(nèi)壁有 0 04 的垂直度 公差要求 3 16H8 孔與 45H8 內(nèi)壁有 60 0 004 的平行度公差要求 2 2 確定生產(chǎn)類型 已知此泵體零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 所以初步確定工藝安排為 加工過 程劃分階段 工序應當集中 加工設備以通用設備為主 大量采用專用工裝 2 3 確定毛坯 2 3 1 確定毛坯種類 零件材料為 HT200 考慮零件零件結(jié)構簡單 根據(jù)任務書 故選擇鑄造毛坯 2 3 2 確定鑄造加工余量及形狀 查 機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊 172 頁表 1 4 7 2 3 3 繪制鑄造零件圖 4 圖 2 1 零件毛坯圖 2 4 工藝規(guī)程設計 2 4 1 選擇定位基準 粗基準的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準 以較大面 a 面為輔助粗基準 精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便 依據(jù) 基準重合 原則和 基準 統(tǒng)一 原則 以加工后的通孔為主要的定位精基準 以下端孔為輔助的定位精基準 2 4 2 制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀 尺寸精度及位置精度等技術要求 以及加工方法所能達 到的經(jīng)濟精度 在生產(chǎn)綱領已確定的情況下 可以考慮采用各種機床配以專用夾具 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率 除此之外 還應當考慮經(jīng)濟效果 以便使生產(chǎn)成 本盡量下降 選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下 現(xiàn)確定工藝路線如下 方案一 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準鉆 32 H11 孔 22 孔 刀具 麻花鉆 機床 Z525 5 工序 以表面 為基準鏜 2 48H8 孔 刀具 鏜刀 機床 T68 工序 以表面 為基準鉆 锪擴 4 10 孔 鉆 G3 8 螺紋孔 刀 具 麻花鉆 锪鉆 機床 Z525 工序 以表面 為基準鉆 16 H8 孔 留余量 刀具 麻花鉆 機床 Z525 工序 以表面 為基準鉆 12 孔 留余量 鉸 12 孔 攻螺紋 G3 8 孔 刀具 麻花鉆 鉸刀 絲錐 機床 Z525 工序 以表面 為基準鉆 6 M8 7H 孔 刀具 麻花鉆 機床 Z525 工序 以表面 為基準與泵蓋配鉆 2 6T14 孔 鉸 2 6T14 孔 刀具 麻花鉆 機床 Z525 工序 以表面 為基準鏜 32H11 孔 22 孔 刀具 鏜刀 機床 T61 工序 以表面 為基準鉸 2 48H8 孔 刀具 鉸刀 機床 Z525 工序 以表面 為基準精銑表面 刀具 銑刀 機床 X52K 工序 檢查 方案二 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 6 工序 以表面 為基準銑表面 刀具 端銑刀 機床 X52K 工序 以表面 為基準鏜 2 48H8 孔 刀具 鏜刀 機床 坐標 鏜床 TGX4132B 工序 以表面 為基準鉆 16H8 孔 留余量 刀具 麻花鉆 機 床 Z540A 工序 以表面 為基準鉆 32H11 孔 22 孔 刀具 麻花鉆 機床 Z540A 工序 以表面 為基準鉆 锪擴 4 10 孔 鉆 G3 8 螺紋孔 刀 具 麻花鉆 锪鉆 機床 Z540A 工序 以表面 為基準鉆 12 孔 留余量 鉸 12 孔 攻螺紋 G3 8 刀具 麻花鉆 鉸刀 絲錐 機床 Z540A 工序 以表面 為基準鉆 6 M8 7H 孔 刀具 麻花鉆 機床 Z540A 工序 以表面 為基準與泵蓋配鉆 2 6T14 孔 鉸 2 6T14 刀具 麻花鉆 鉸刀 機床 Z540A 工序 以表面 為基準鏜 32H11 孔 22 孔 刀具 鏜刀 機床 坐標鏜床 TGX4132B 工序 以表面 為基準鉸 2 48H8 孔內(nèi)壁 16H8 孔 刀具 鉸刀 機床 Z540A 工序 檢查 以上所有刀具 機床選擇均查找于 機械制造工藝與夾具設計指導 2 4 3 工藝方案的比較與分析 分析兩套方案 不難看出 第一套方案先加工表面后加工孔 而且加工孔的順 序明確 清晰 而第二套方案中第五部就銑了表面 而表面 所要求的粗糙度為 3 2 屬于精度比較高的面 所以導致在接下來的工序中 難免會因為裝夾 掛擦導 7 致其精度降低 且在第二套方案中 鉆孔步驟混亂 容易造成重復性裝夾 浪費時 間 但在第一套方案當中 工序 和工序 可排列在一起 從而減少換用機床時間 降低時間成本 改進的工藝如下 工序 銑表面 選用表面 為粗基準 選用 X52K 銑床 專用夾具 并且 使用端面銑刀銑削 游標卡尺進行測量 工序 銑表面 以表面 為基準 選用 X52K 銑床 專用夾具 并且使用 端面銑刀銑削 游標卡尺進行測量 工序 銑表面 以表面 為基準 選用 X52K 銑床 專用夾具 并且使用 端面銑刀銑削 游標卡尺進行測量 工序 銑表面 以表面 為基準 選用 X52K 銑床 專用夾具 并且使用 端面銑刀銑削 游標卡尺進行測量 工序 銑表面 以表面 為基準 選用 X52K 銑床 專用夾具 并且使 用端面銑刀銑削 游標卡尺進行測量 工序 鉆 32H11 孔 22 孔 以表面 為基準 選用 Z525 鉆床 專用夾具 并且使用直柄麻花鉆鉆削 深度游標卡尺進行測量 工序 鏜 2 48H8 孔 以表面 為基準 選用 T68 鏜床 專用夾具 并且使用硬質(zhì)合金鏜刀 游標卡尺進行測量 工序 鉆 16H8 孔 以表面 為基準 需留余量 選用 Z525 鉆床 專用夾具 并且使用直柄麻花鉆鉆削 深度游標卡尺進行測量 工序 鉆 4 10 孔 锪 20 孔 鉆 G3 8 螺紋底孔 以表面 為基準 選用 Z525 鉆床 專用夾具 并且使用直柄麻花鉆 錐柄锪孔鉆 中心鉆 深度游標 卡尺進行測量 工序 鉆 12 孔 以表面 為基準 需留余量 鉸 12 孔 攻螺紋 G3 8 選用 Z525 鉆床 專用夾具 并且使用直柄麻花鉆 直柄機用鉸刀 公制細牙 機用絲錐 深度游標卡尺進行測量 8 工序 鉆 6 M8 7H 底孔 以表面 為基準 選用 Z525 鉆床 專用夾 具 并且使用直柄麻花鉆 游標卡尺進行測量 工序 與泵蓋配鉆 2 6T14 孔 鉸 2 6T14 孔 以表面 為基準 選用 Z525 鉆床 專用夾具 并且使用直柄麻花鉆 直柄機用鉸刀 游標卡尺進行測 量 工序 鏜 32H11 孔 22 孔 以表面 為基準 選用 T68 鏜床 專用夾具 并且使用硬質(zhì)合金鏜刀 游標卡尺進行測量 工序 鉸 2 48H8 孔內(nèi)壁 16H8 孔 以表面 為基準 選用 Z525 鉆床 專用夾具 并且使用套式機用鉸刀 錐柄機用鉸刀 游標卡尺進行測量 工序 銑表面 以表面 為基準 選用 X52K 銑床 專用夾具 并 且使用端面銑刀銑削 游標卡尺進行測量 工序 檢查 2 4 4 選擇加工設備和工藝設備 機床的選擇 工序 3 4 5 6 7 8 9 采用 X52K 銑床 工序 5 6 7 11 采用 Z525 鉆床 選擇夾具 該泵體的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn) 所以采用專用夾具 選擇刀具 在銑床上加工的各工序 采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量 選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī) 其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測 對角度尺寸利用專用夾具保證 其他尺寸 采用通用量具即可 2 4 5 機械加工余量 工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量 現(xiàn)在確定各表面的各個加工 9 工序的加工余量如下 泵體零件材料 HT200 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 采用金屬型鑄造毛坯 根據(jù) 機械 加工工藝設計實用手冊 表 6 90 P516 選擇鑄造精度 CT9 再由表 6 79 P510 查得鑄造斜度 3 未注明圓角半徑 R3 鑄件加工余量由 機械加工余量與公差手冊 表 3 1 P78 中選擇等級 F 鑄 件機械加工余量由表 3 3 P80 單面為 3 5mm 孔和雙面為 3mm 鑄件尺寸公差查 表 3 6 P84 根據(jù)上述原始資料及加工工藝 分別確定各加工表面的機械加工余量 工序尺 寸及毛坯尺寸如下 工序余量 mm 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 mm 精度等級 工序尺寸 mm 粗糙度 um 最小 最大 鑄件 3 5 CT8 0 87 銑端面 粗銑 0 75 IT11 196256 3 0 56 1 55 鑄件 3 5 CT8 0 8 粗銑 0 75 IT11 1976 3 0 72 1 55 銑端面 4 精銑 0 09 IT7 0 3566 3 0 56 1 55 鑄件 3 5 CT8 804 銑斷面 3 銑削 0 75 IT11 195326 3 0 56 1 65 鑄件 3 5 CT8 0 銑端面 2 銑削 0 75 IT11 26 3 0 53 1 65 鑄件 3 5 CT8 0 16375銑端面 鏜削 0 56 IT11 06 6 3 0 49 1 3 10 鑄件 CT8鉆 鏜 32H11 孔 鉆孔 30 IT12 0 3 12 2 64 3 1 鏜孔 2 8 IT11 0 162 6 3 5 9 9 81 鑄件 CT8 鉆 15 IT12 1 25 12 鉆 鉸 22 孔 鉸 2 IT7 0 3 2 0 129 0 28 鑄件 CT8 鉆 IT12 0 254 12 鉆 鏜 2 48H8 孔 鏜 3 IT7 83 2 2 975 3 25 鑄件 CT8 鉆 8 IT12 0 1512 鉆 擴 4 10 孔 擴 2 IT11 93 2 1 91 2 15 鑄件 CT8 鉆 10 IT12 0 1512 鉆 鉸 12 孔 鉸 2 IT11 23 2 1 89 2 15 鑄件 CT8鉆 攻 G3 8 螺紋 孔 攻 4 IT11 0 163 2 1 89 2 15 鑄件 CT8鉆 6 M8 7H 孔 鉆 8 IT12 128 12 鑄件 CT8 鉆 4 IT12 0 124 12 鉆 鉸 2 6T14 孔 鉸 2 IT11 7563 2 1 25 2 12 11 2 5 確定切削用量及基本工時 2 5 1 粗銑前端面 機床 X52K 銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 80 材料 齒數(shù)15YT0Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻 3 表 2 4 81 取 2 54 Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 102 5460 8 min31Vnrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 245 實際銑削速度 v3 12 6 00dns 進給量 fV 524 1 5ffaZ 工作臺每分進給量 m 73 minfVs 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 81 aa60 切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 42l 刀具切入長度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1247 620 in35jmlf 查參考文獻 1 表 2 5 45 工步輔助時間為 1 23min 2 5 2 粗銑后端面 機床 X52K 12 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 粗銑 a 面 銑削深度 3pm 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f 0 15 famZ 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V 6 Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n0160287 in3 4Vrd 3inr 實際銑削速度 nms 進給量 fV 1543 601 5ffaZ 工作臺每分進給量 m 3 infVs 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a24 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l 16lm 刀具切入長度 1D 3 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt12640 95min3jmlf 查參考文獻 1 表 2 5 45 工步輔助時間為 1 52min 2 5 3 粗銑下底面 機床 X52K 銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 80 材料 齒數(shù)15YT20Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻 3 表 2 4 81 取 2 54 Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 13 102 54602 8 min31Vnrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 45 實際銑削速度 v3 12 6 00dns 進給量 fV 524 1 5ffaZ 工作臺每分進給量 m 73 minfVs 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 81 aa60 切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 42l 刀具切入長度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1247 620 in35jmlf 查參考文獻 1 表 2 5 45 工步輔助時間為 1 23min 2 5 4 銑上端面 機床 X52K 銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 80 材料 齒數(shù)15YT20Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻 3 表 2 4 81 取 2 54 Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 102 5460 8 min31Vnrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 245 14 實際銑削速度 v3 14205 6 0dnms 進給量 fV 5 1 ffaZ 工作臺每分進給量 m2 735 infVs 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 81 aa60 切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 42lm 刀具切入長度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1247 620 min35jmlf 查參考文獻 1 表 2 5 45 工步輔助時間為 1 23min 2 5 5 銑左端面 機床 X52K 銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 80 材料 齒數(shù)15YT20Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻 3 表 2 4 81 取 2 54 Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 102 5460 8 min31Vnrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 245 實際銑削速度 v3 12 6 00dns 進給量 fV 524 1 5ffaZ 15 工作臺每分進給量 mf12 5 73 minfVs 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 81 aa60 切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 42l 刀具切入長度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1247 620 in35jmlf 查參考文獻 1 表 2 5 45 工步輔助時間為 1 23min 2 5 5 粗精鏜 48 的切削用量及基本工時 所選用刀具為硬質(zhì)合金 鎢鈷類 直徑為 48 的圓形鏜刀 6YG 確定切削深度 pa 25m 確定進給量 f 根據(jù) 切削用量簡明使用手冊 表 1 5 可知 當粗鏜鑄件時 鏜刀直徑 m20 鏜刀伸出長度為 時 pam3 125 0 15 0 40frm 按機床的進給量 表 4 2 9 選擇 0 25f 確定切削速度 V 3 9 VyvxpmKfaTC 式中 0 2 0 20 0 15Cv8 19vin60 x 65 089 25 60819 2 3 10 37 min 16 3 nDV 10974 3 min12r 11 轉(zhuǎn)速 選擇 160 2 6nmirsr 計算基本工時 選鏜刀的主偏角 則 rK0451L5 3m69 L4203 則 mf25 0 sn26 i 117 iLT 249 s 2 5 6 鉆 鉸 16H8 孔 機床 Z525 鉆床 刀具 16 直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻 2 表 28 10 可查出 查f 0 47 5 fmr 表 Z525 鉆床說明書 取 0 43 fmr 根據(jù)參考文獻 2 表 28 8 鉆頭強度所允許是進給量 由于機床進 1 fr 給機構允許的軸向力 由機床說明書查出 根據(jù)參考文獻 2 表max1569FN 28 9 允許的進給量 8 fr 由于所選進給量 遠小于 及 故所選 可用 f f 確定切削速度 軸向力 F 轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參考文獻 2 表v mP 28 15 由插入法得 17 min 表 4732N 表 5 69TNM 表 1 5PkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同 故應對所的結(jié)論進行修正 根據(jù)參考文獻 2 由表 28 3 故0 8v 75lv 17 in0 8751 2 in vm 表 0m74 3 i n rd 表 查 Z525 機床說明書 取 實際切削速度為15 inr 17 02 517 min1 26 in10dnrv 由參考文獻 2 表 28 5 故 0MFTk 4732 651 FN 51 904 8Tm 校驗機床功率 切削功率 為mP mMPnk表 1 25 9 246 1 05WkW 機床有效功率 4 0 83E mkkP 故選擇的鉆削用量可用 即 02 5dm fr 175 inr 1 2 minv 相應地 16FN4 8T 0mPkW 切削工時 被切削層長度 l32 刀具切入長度 1 1 0 5 126 92rDlctgkctgm 刀具切出長度 取lm42 l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt 36 90 5in417jLnf 查參考文獻 1 表 2 5 41 工步輔助時間為 1 58min 2 5 7 鉆 锪擴 4 10 4 20 孔 鉆 G3 8 螺紋孔 鉆 12 孔 鉸 12 孔 攻螺紋 G3 8 鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床 刀具選用 GB1436 85 直柄短麻花鉆 機械加 工工藝手冊 第 2 卷 根據(jù) 機械加工工藝手冊 第 2 卷表 10 4 2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進m 給量為 0 20 0 35 rm 18 則取 rmf30 確定切削速度 根據(jù) 機械加工工藝手冊 第 2 卷表 10 4 9 切削速度計算公式為 3 in0kfaTdcvvyxpzv 20 查得參數(shù)為 刀具耐用度 T 35125 0 0 25 1 8 myxzcvvvv min 則 1 65 0125 0 2 337 in 所以 72n4 6ir 選取 mi120 所以實際切削速度為 2 647 3 vin 確定切削時間 一個孔 t s20 8 2 5 8 鉆孔攻絲 M8 機床 立式鉆床 Z525 刀具 根據(jù)參照參考文獻 3 表 4 3 9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭 鉆孔 切削深度 pa 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 38 取 f rmf 3 0 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 41 取 V48Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 100 486539 in317vrd 按照參考文獻 3 表 3 1 31 取 0n 所以實際切削速度 v 176 5 dms 切削工時 被切削層長度 l42m 刀具切入長度 1 17 205 96rDlctgkctgm 19 刀具切出長度 取2lm4 1 ml32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt60 5in 3jLfn 攻絲 M8 機床 組合攻絲機 刀具 釩鋼機動絲錐 進給量 由于其螺距 因此進給量f mp5 1 rmf 5 1 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 105 取Vin 8 14 0sm 機床主軸轉(zhuǎn)速 取in 283104 310rdV in 250r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 取0nmin 25rn 實際切削速度 sm 3 6015 0 由工序 2 可知 ll 42 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in13 05 1405 02121 fnlflj 14 精銑前端面 機床 X52K 銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 80 材料 齒數(shù)15YT0Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻 3 表 2 4 81 取 2 54 Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 102 5460 8 min31Vnrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 245 20 實際銑削速度 v3 14025 6 0dnms 進給量 fV 5 1 ffaZ 工作臺每分進給量 m2 735 infVs 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 81 aa60 切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 42lm 刀具切入長度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1247 620 min35jmlf 查參考文獻 1 表 2 5 45 工步輔助時間為 1 23min 2 6 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構和外型入手分析 從而得出設計毛坯的依據(jù) 再查閱 有關資料 設計出零件加工的毛坯 在工藝規(guī)程的制定上 將兩種方案進行比較 選取一個最佳方案來 在計算每一步的切削用量時 先選用刀具和機床 再查閱資 料找出進給量 由它算出機床所需的轉(zhuǎn)速 翻閱機床手冊選一個最接近它的一值 算切削速度 機動時間等 21 第 3 章 鉆底面 4 10 孔夾具設計 3 1 夾具的設計 在本次夾具設計中 設計鉆底面 4 10 孔的夾具 在工件夾緊方面要求手動夾 緊 這類夾具的特點是 針對性強 剛性好 容易操作 裝夾速度較快以及生產(chǎn)效 率高和定位精度高 但是設計制造周期長 產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應 性差 費用較高 3 1 1 定位分析 在工件的定位中有很多種不同的定位方法 如 工件以平面定位 工件一心軸 定位 工件以小 V 型塊定位等 根據(jù)零件的形狀 我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位 在夾具設 計過程中盡量以設計基準為定位基準 以便減小加工誤差 所以在這道設計中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準 3 1 2 定位原理 在機械加工過程中 為了保證工件某道工序的加工要求 必須使工件在機床上 相對于刀具處于正確的相對位置 當采用機床夾具安裝一批工件時 是通過夾具來 實現(xiàn)這些要求的 要實現(xiàn)工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置 必須 做到以下三點 1 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置 2 使夾具在機床上占有正確的位置 3 使刀具相對于夾具占有正確的位置 工件在夾具中定位 就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置 這就可以通 過設置定位支承點 限制工件的相對運動來實現(xiàn) 工件在沒有采取定位措施之前 可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體 根據(jù)運動原理學可知 任一剛體在空間直角 坐標系中都有六個自由度 即沿三個坐標軸軸向移動的自由度 分別用 XY 來表示 繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動的自由度 分別用 來表示 由此看來 Z XYZ 未限制六個自由度的工件的位置是不確定的 當然也是無法加工的 因此要使工件 在夾具中處于正確的位置 必須對影響工件加工面位置精度的相應自由度進行限制 22 工件的六個自由度都是客觀存在的 是工件在夾具中所占空間位置確定的最高 程度 也就是說 工件最多只有六個自由度 限制工件在某一方向的自由度 工件 在夾具中該方向的位置就確定下來 工件在夾具中定位 意味著通過定位元件限制 工件相應的自由度 3 1 3 定位元件的分析 在加工過程中 因為該零件較為復雜 加上零件的特殊性 因此在設計過程中 設計定位板一塊來限制零件的自由度 定位板限制了零件的 X Y 的移動方向和旋 轉(zhuǎn)方向 設計一拉桿限制了零件繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的方面 一共限制了零件的五個自由度 達到不完全定位狀態(tài) 不完全定位可分為下列兩種情況 由于工件的加工前的結(jié)構特點 無法也沒有必要限制某些方面的自由度 由于加工工序的加工精度要求 工件在定位時允許某些方面的自由度不被限 制 3 1 4 夾緊元件的選擇 工件在夾緊過程中應避免夾緊元件跟工件進行點接觸 因為在點接觸的過程中 即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應力 由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上 經(jīng)常會出現(xiàn)點接觸的情況 但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置 安裝誤差 必須進行自位平衡 則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接 使鉆模板形 成自位平衡 本次設計中鉆模板材料為 45 鋼 其外還有自制導軌 選擇鉆套 鉆套裝在襯套中 而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中 鉆套有固定鉆套 固定鉆套直接壓入鉆模板采用 或 配合 磨損后不容易更換 適用于中 67nHr 小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔 可換鉆套 可換鉆套裝在襯套中 而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中 鉆套 由螺釘固定 以防止轉(zhuǎn)動 鉆套與襯套間采用 或 配合 鉆套磨損后 67nrH 可以迅速更換 適于大批量生產(chǎn) 快換鉆套 當要取出鉆套時 只要將鉆套朝逆時方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準 鉆套上的削邊上面 即可取出鉆套 在這次設計中我選擇可換鉆套 因為是大批量生產(chǎn) 但是本道工序里要用自制 23 鉆套和襯套 必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度 快換鉆套如圖所示 圖 4 1 快換鉆套 夾具底座與工作臺的連接 由于加工過程中選用的機床為 Z525 搖臂鉆床 機械加工工藝手冊 孟少 農(nóng) 主編第二卷 表 10 1 5 搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得 底座 T 型槽數(shù)為 5 個 工作臺 上面 T 型槽數(shù)為 5 個 工作臺側(cè)面槽數(shù)為 3 個 12045 BA76 t 28 a46b20 c48h680 HKL 31h 17e21a61b 3 1 5 定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差 對夾具設計中采用的某一定位方案 只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關尺寸 或位置公差的 1 3 即可認為該定方案符合加工精度的要求 在用夾具裝夾工件時 當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相 配合時 工件的位置即由定位元件確定下來 而對一批工件來說 因各工件的有關 表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差 且夾具上的定位元件本身及相互 間存在尺寸和位置公差 因此 雖然工件已經(jīng)定位 但每個被定位的工件上的一些 表面的位置仍然會產(chǎn)生變化 這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差 該夾具以 2 個平面和 1 個支撐釘定位 螺旋機構 要求保證孔軸線間的尺寸公 差 為了滿足工序的加工要求 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 由 5 和 6 可得 1 定位誤差 當以任意邊接觸時 minDWd 當以固定邊接觸時 24 2DdW 式中 為彼此最小間隙min 通過分析可得 0 52D 1dmin 因此 當以任意邊接觸時 0 63DW 2 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 SNHBKRkZaZy 014 8 9 1 cos0 3j 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj m5 夾具相對刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 965jwm 從以上的分析可見 所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求 3 1 6 切削力及夾緊力的計算 該孔的設計基準為中心軸 故以回轉(zhuǎn)面做定位基準 實現(xiàn) 基準重合 原則 參考文獻 因夾具的夾緊力與切削力方向相反 實際所需夾緊力 F 夾與切削力 之 間的關系 F 夾 KF 軸向力 F 夾 KF N 扭距 Nm93 103 24 05 14 3108 90 MYFXKfdC 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) 2K 由資料 機床夾具設計手冊 查表 可得 7 切削力公式 式 2 17 PffDF75 02 14 25 式中 mD10 rf 3 查表 得 82 95 0 1 6 HBKp 即 69 10NFf 實際所需夾緊力 由參考文獻 16 機床夾具設計手冊 表 得 12 WfK 安全系數(shù) K 可按下式計算 由式 2 5 有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 見參考文獻 16 機床夾具設計手冊 6 表 可得 25 01 32 10 21 K 所以 465698NFWf 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構簡單 操作方便 決 定選用液壓泵螺旋夾緊機構 取 25 K16 0 2 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力 由式 2 9 有 5830 210 NtgtQLWz 式中參數(shù)由 16 機床夾具設計手冊 可查得 3 9 67 5zr 91 2 631 其中 40mL 80Q 由 16 機床夾具設計手冊 表 得 原動力計算公式 由上述計算易得 KW 0 因此采用該夾緊機構工作是可靠的 3 2 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔 采用螺紋螺旋夾緊機構夾緊工件 該夾緊機構操 作簡單 夾緊可靠 26 結(jié) 論 本次設計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品 中間經(jīng)過了銑 鏜 鉆 攻螺紋 打 毛刺等工序 因為是大批量生產(chǎn) 工序就分得很散 中間就可省去換刀具和調(diào)試的 時間 在每道工序中都有計算切削用量和工時 在本次設計中已無大的問題 基本達到了要求 只是在夾具的設計中沒有能提 出多中方案進行分析比較 有所不足 結(jié)論 27 參 考 文 獻 1 東北重型機械學院 洛陽農(nóng)業(yè)機械學院 長春汽車廠工人大學 機床夾具設計 手冊 M 上海 上海科學技術出版社 1980 2 張進生 機械制造工藝與夾具設計指導 機械工業(yè)出版社 1995 3 李慶壽 機床夾具設計 機械工業(yè)出版社 1991 4 李洪 機械加工工藝手冊 北京出版社 1996 5 上海市金屬切削技術協(xié)會 金屬切削手冊 上?？茖W技術出版社 2544 6 黃如林 劉新佳 汪群 切削加工簡明實用手冊 化學工業(yè)出版社 2544 7 余光國 馬俊 張興發(fā) 機床夾具設計 M 重慶 重慶大學出版社 1995 8 周永強 高等學校課程設計指導 M 北京 中國建材工業(yè)出版社 2542 9 劉文劍 曹天河 趙維 夾具工程師手冊 M 哈爾濱 黑龍江科學技術出版社 1987 10 王光斗 王春福 機床夾具設計手冊 上海科學技術出版社 2542 11 東北重型機械學院 洛陽農(nóng)業(yè)機械學院 長春汽車廠工人大學 機床夾具設計 手冊 上?？茖W技術出版社 1984 12 李慶壽 機械制造工藝裝備設計適用手冊 M 銀州 寧夏人民出版社 1991 13 廖念釗 莫雨松 李碩根 互換性與技術測量 M 中國計量出版社 2540 9 19 14 王光斗 王春福 機床夾具設計手冊 M 上?？茖W技術出版社 2540 15 樂兌謙 金屬切削刀具 機械工業(yè)出版社 2545 4 17 28 致謝 在課程設計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲 謝謝 我想 沒有他們的幫助 課程設計就會做得很困難 這次課程設計是在老師悉心指導下完成的 X 老師以其淵博的學識 嚴謹?shù)闹?學風范 高度的責任感使我受益非淺 在做設計的過程中也遇到了不少的問題 楊 老師給了我許多關懷和幫助 并且隨時詢問我課程設計的進展情況 細心的指導我 們 也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計 在論文工作中 得到了 XX 學院有關領導和老師的幫助與支持 在此表示衷心的 感謝 最后 在即將完成課程設計之時 我再次感謝對我指導 關心和幫助過老師 領導及同學 謝謝了