橡膠切割機的主要零件的設計和加工工藝制定【基礎板零件機械加工工藝及鉆、鉸削加工φ8F9mm夾具設計】

橡膠切割機的主要零件的設計和加工工藝制定【基礎板零件機械加工工藝及鉆、鉸削加工φ8F9mm夾具設計】,基礎板零件機械加工工藝及鉆、鉸削加工φ8F9mm夾具設計,橡膠切割機的主要零件的設計和加工工藝制定【基礎板零件機械加工工藝及鉆、鉸削加工φ8F9mm夾具設計】,橡膠,切割機,主要,零件,設計,以及,加工 摘要 設計課題為“橡膠切割機的主要零件的設計和加工工藝的制定”，此專用機床要求能對橡膠輸送帶接頭進行快速加工，并保證加工面的精度。機床整機結構設計，是對機床總體布局及機床零部件進行設計計算。應對工件進行必要分析，結合實際情況，合理的設計工件的尺寸，選擇機械加工方法，設計機床進給、制定加工工藝，根據零件特性設計專用夾具，提出工件專用夾緊裝置和送料機構的可能性結構并進行分析。 關鍵詞：專用機床；工藝制定；定位元件；夾緊裝置；機床設計 Abstract The design task for this paper is “Rubber cutting machine mainly zero design and processing technology products ”. This special machine tool is required to processing the conveyer-belt-joint rapidly and ensure the precision of processing surface. The design for the whole structure, is a process of framing and calculating the general layout and parts of this machine. It’s necessary to analysis each parts, combined with the actual situation ,designing the size of work piece ,choose mechanical method, devise the machine-tool-feed-program and develop processing technology. Based on zero characteristics design professional fixture .Come up with possible structure of work piece special-clamping-device and conveying-mechanism, and analysis their reliability. Keywords：special machine tool；technology development；locating element ；clamping-device ； design of machine. 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 1 緒論 1 1.1本課題的研究內容和意義 1 1.2國內外的發(fā)展概況 1 1.3 橡膠切割機的發(fā)展前景 2 1.4 本課題應達到的要求 2 2 零件分析 3 2.1 零件的工藝性分析和零件圖的審查 3 2.2 零件的生產綱領及生產類型 3 2.3 零件的加工工藝分析 4 2.4 選擇毛坯 4 2.4.1 確定毛坯的成形方法 4 2.4.2 鑄件結構工藝性分析 4 2.4.3 鑄造工藝方案的確定 4 3 工藝規(guī)程設計 6 3.1 基準設計 6 3.1.1粗基準的選擇 6 3.1.2精基準的選擇 6 3.2 表面加工方案的選擇 7 3.3制定機械加工工藝路線 7 3.4 確定機械加工余量及工序尺寸 8 3.5 確定切削用量及基本工時 10 3.5.1 工序30：粗、精銑后平面 10 3.5.2 工序40：粗、精銑凸臺端面（②③④號平面） 14 3.5.3 工序50：銑25mm槽兩側面（⑤⑥號平面） 17 3.5.4 工序60：粗、精銑4個29mm7.5mm的小凸臺 19 3.5.5 工序70:鉆削、鉸削加工直徑為Φ8mm的8個螺栓孔 22 3.5.6 工序80：鉆削、鉸削加工直徑為Φ7mm的4個螺栓孔 25 3.5.7 工序90：鉆削兩個Φ4mm的孔 27 4 夾具系統(tǒng)設計 29 4.1 機床夾具概述 29 4.1.1 工件裝夾的實質 29 4.1.2 機床夾具的功能 29 4.1.3 機床夾具要點 30 4.2 工件的加工工藝分析 30 4.3 定位方案及定位基準的選擇 30 4.3.1 工件的定位分析 30 4.3.2 工件定位方案及定位基準的選擇 31 4.4 確定夾具的結構方案 32 4.4.1 確定定位方案，設計定位元件 32 4.4.2 確定夾緊方式和設計夾緊機構 32 4.4.3 夾緊力計算 32 4.4.5 支承銷最小截面的計算 34 4.5 鉆套、鉆模板設計 34 4.6 定位誤差概述 36 4.6.1 定位誤差產生原因 36 4.6.2 夾具精度分析 37 5 總結與展望 40 致謝 41 參考文獻 42 III 橡膠切割機的主要零件設計和加工工藝制定 1 緒論 1.1 本課題的研究內容和意義 在機械加工過程中，橡膠切割方法常用是手工切割、半自動切割及數控切割機切割。手工切割靈活方便，但切割質量差、尺寸誤差大、材料浪費大、后續(xù)加工工作量大，同時勞動條件惡劣，生產效率低。半自動切割機中仿形切割機，切割工件的質量較好，由于其使用切割模具，不適合于單件、小批量和大工件切割。其它類型半自動切割機雖然降低了工人勞動強度，但其功能簡單，只適合一些較規(guī)則形狀的切割。專業(yè)切割機相對手動方式來說，可有效地提高橡膠切割地效率、切割質量，減輕操作者地勞動強度。在我國的一些中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中使用手工切割方式還較為普遍。 我國機械工業(yè)橡膠使用量已達到3億噸以上，橡膠的切割量非常大；隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對橡膠切割加工的工作效率和產品質量的要求也同時提高。因而專業(yè)切割機的市場潛力還是很大、市場前景比較樂觀。 專業(yè)橡膠切割機的誕生，對于提高生產效率降低生產成本具有重要意義。此項研究也是對大學四年所學課程的一次總復習，它將機械制圖、機械設計和工藝分析，夾具設計等機械設計制造主要專業(yè)課程緊密聯(lián)系在一起，利用所學的機械與控制相關知識來解決實際的生產問題，將理論設計與實際運用聯(lián)系起來，需要考慮多方面的問題，如成本、定位方案，加工精度的控制和機械設備使用壽命等等。 1.2 國內外的發(fā)展概況 改革開放20多年來，國內橡膠加工工業(yè)經歷了持續(xù)快速發(fā)展的過程，到了2005年我國橡膠加工總量已達3億噸，約占世界橡膠加工總量的35%，主要的橡膠產品——輪胎、傳送帶等產量均居世界第一位。橡膠業(yè)依然是國內重要的支柱產業(yè)之一，在滿足人民橡膠產品消費，出口創(chuàng)匯，為其他產業(yè)提供支持，解決就業(yè)問題等方面發(fā)揮重要作用。 今年來隨著橡膠行業(yè)結構調整和產業(yè)升級的升入，通過國內技術的改造和國外先進技術的引進和吸收，橡膠行業(yè)的裝備和技術水平大幅提高，企業(yè)自主創(chuàng)新能力也有所增強，生產效率不斷提高，品種范圍迅速擴展，生產已從勞動密集型向科技型轉換。淘汰落后裝備和工藝，光、機、電、氣動、液壓、傳感、計算機技術的復合應用，為橡膠附加值提高和新產品開發(fā)提供了強有力的保障，橡膠產品休閑化，個性化，高檔化趨勢日益明顯，橡膠產品出口以年均19%的速度增長，出口成品自給率也提高到70%，徹底扭轉了橡膠進口量高于出口量的局面，增強了行業(yè)的國際競爭力。但我國橡膠行業(yè)的整體水平與世界先進國家相比仍有較大差距。應對整個橡膠領域的飛速發(fā)展有了一個總體認識，以期待找出與國外差距和今后提高科技水平的方向。 1.3 橡膠切割機的發(fā)展前景 （1）復合化發(fā)展。隨著橡膠機械技術的發(fā)展，機械復合技術和復合加工技術逐漸成熟，在每一臺機床上都可以符合多重任務完成各種生產要求。這樣的復合生產將是新一輪的先進生產方式，橡膠切割行業(yè)的技術研究應該更加注重復合化發(fā)展，研究建造出可以完成多重任務完成各種生產要求的橡膠切割機。 　 （2）實現(xiàn)橡膠切割的全面智能化。過去的人工控制切割已經不能滿足橡膠機械管理的發(fā)展需求。未來的控制需要通過計算機對切割機的操控，使我們的橡膠切割向智能化邁進，在整個系統(tǒng)中，智能化也成為數控發(fā)展的又一大突破。 　 （3）現(xiàn)代高精度化。加緊技術研究，提高精密度。因為精度化更加迎合了現(xiàn)代高科技產品的高要求，符合了新的時代發(fā)展要求。所以要適應時代新的發(fā)展要求必須加快精度研究的步伐。 ?。?）趨向柔性化發(fā)展。引進柔性自動化技術，對于切割過程中復雜規(guī)格的橡膠件，保證規(guī)格的高要求，準精度。這樣的柔性技術能夠滿足市場對產品的高要求，改變市場供不應求的現(xiàn)狀。是一項先進的而有時效性的切割技術，它已經成為切割機發(fā)展的主流趨勢。 　 （5）結合電子計算機實現(xiàn)網絡化。網絡的力量在21世紀已經無法阻擋，切割系統(tǒng)網絡化也是歷史之必然。要加緊切割機與網絡結合生產研發(fā)，結合網絡優(yōu)勢綜合開發(fā)新的切割機項目。這樣的發(fā)展一定會促進網絡帶動切割技術的新一代變革。 1.4 本課題應達到的要求 通過參觀現(xiàn)有的 熟悉橡膠切割機的內部構造和工作原理。并找出切割機主要零件加工中會存在的不足之處，初步設定主要零件（基礎板）的加工方案。熟練掌握金屬加工工藝設計，工裝設計，了解并會查找相關數據，熟練掌握零件的工藝分析要領，對鑄造工藝也要掌握，以便對鑄件出現(xiàn)的缺陷進行分析，掌握六點定位原理、并能對零件的定位進行分析計算，選擇合適的定位元件和夾緊方式，能夠熟練掌握機械制圖的相關標準并能熟練使用CAD進行二維圖紙的繪制，三維模型的建立，結合實際對夾具在生產中對生產效率的提高提出可行性的改進建議。全套知識梳理完后寫設計說明書并進行設計答辯。 2 零件分析 2.1 零件的工藝性分析和零件圖的審查 ? 該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的平面度，某些地方需要較細的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的垂直度和平行度。否則會影響機器設備的性能和精度。 圖1 基礎板 2.2 零件的生產綱領及生產類型 生產綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產的產量。按生產綱領與生產類型的關系確定。 零件的生產綱領為 N=Qn(1+a+b) 其中，產品的年產量Q=10000臺/年，每臺產品中該零件的數量n=1,零件備品率a=4%，零件廢品率b=1%。 Q=10000×1×(1+4%+1%)=10500件/年 從計算結果可知，該零件生產類型為成批生產 2.3 零件的加工工藝分析 基礎板共有22個機械加工表面，其中，兩組（共八個）直徑為Φ8mm的螺栓孔與上表面（①平面）有垂直度要求；三個寬度為29mm的裝軸承殼的凸臺表面（?③④平面）有平行度要求。現(xiàn)分述如下： ⑴兩組（八個）直徑為Φ8mm的螺栓孔 兩組（八個）直徑為Φ8mm的螺栓孔與上表面的垂直度公差為0.2mm，螺栓孔中心線與凸臺右表面的尺寸要求為14.5mm； 兩組Φ8mm的孔中心線之間有平行度公差0.1mm； ⑵ 三個寬度為29mm的凸臺 三個寬度為29mm的凸臺面之間有公差為0.1mm的平行度要求。凸臺與軸承殼相連的面（②③④平面），其表面粗糙度為Ra1.6。 由凸臺連接的軸承殼確定的兩根軸，軸線與29mmX7.5mm的小凸臺有公差為Φ0.1mm的平行度要求(以小凸臺邊緣為基準)。 從上分析可知，基礎板的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加工精度較高的凸臺面和Φ8mm孔。 2.4 選擇毛坯 2.4.1 確定毛坯的成形方法 該零件材料為Q235，考慮到基礎板在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不大，各處壁厚相差較小，從結構形式看，幾何形體不是很復雜，采用鑄造生產比較合適，故可采用鑄造成形。 2.4.2 鑄件結構工藝性分析 該零件底平面因散熱面積大，壁厚均勻，冷卻快，故有可能產生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足基礎板的使用要求。 2.4.3 鑄造工藝方案的確定 a．鑄造方法的選擇 根據鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且選用球墨鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不高，結合生產條件選用砂型鑄造，其鑄件精度為IT13-IT16，表面粗糙度Ra為100-12.5um。 b.造型方法的選擇 在砂型鑄造中，因鑄件制造批量為大批生產，故選用砂型機器造型。 c.分型面的選擇 選擇分型面時要盡可能消除由它帶來的不利影響，因為基礎板有三個寬29mm的凸臺，考慮起模方便，以上表面為分型面。而以此平面為分型面時，上模箱內無鑄件體，鑄件位于下箱中，能夠保證其鑄造質量。 d.澆注位置的選擇 因為分型面為水平面，而且鑄件的重要表面應該朝下，所以工件以正常工作狀態(tài)放置（①號面向上），內澆口開在水平分型面處。由于該零件在上表面壁厚相對較大，為了不使這些地方產生縮孔、縮松，在該處開出冒口進行補縮。注入方式采用中間注入式。 e.鑄件加工余量的確定 鑄件加工余量用代號RMA表示，其等級由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、共10級。由于本鑄件精度要求并不高所以查《加工工藝學》表2-7（要求的鑄件機械加工余量（GB/T6414-1999））得加工余量為3.5mm。 3 工藝規(guī)程設計 3.1 基準設計 本零件是有精度較高要求的孔的板狀零件，平面和孔是設計的基準，也是裝配和測量的基準，在加工時，應盡量以大平面為基準。 3.1.1粗基準的選擇 圖2 基礎板基準 對于一般板類零件而言，按照粗基準的選擇原則（當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面為粗基準）。選取基礎板的下表面（②③④面所在平面）作為粗基準，加工出上表面（①號平面）。 3.1.2精基準的選擇 為保證加工精度，結合基礎板的特征，主要采用基準重合原則和統(tǒng)一基準原則來進行加工。 圖3 基礎板基準 加工凸臺面、Φ8mm圓柱孔、Φ7mm圓柱孔時，主要運用統(tǒng)一基準原則，即均以基礎板的上表面（①號面）作為定位基準。在實際加工中，為方便加工，各工序中運用專用夾具進行夾持，將以上兩種原則綜合運用。 3.2 表面加工方案的選擇 ⑴ 上表面（①號平面） 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑； ⑵ 凸臺端面（②③④號平面） 表面粗糙度為Ra1.6，經濟精度為IT6，加工方案確定為：粗銑→精銑； ⑶ 25mm槽的兩側面（⑤⑥號平面） 表面粗糙度為Ra12.5經濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑； ⑷ 4個29mm×7.5mm的小凸臺 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑； ⑸ 8個Φ8mm螺栓孔 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→鉸孔； ⑹ 4個Φ7mm螺栓孔 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→鉸孔。 3.3 制訂機械加工工藝路線 制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降低。這樣得到以下的工藝路線： 工序10 鑄造； 工序20 熱處理； 工序30 粗、精銑上表面（①號平面），以零件底平面及左側面為粗基準。選用X53立式銑床，并加專用夾具； 工序40 粗、精銑凸臺端面（②③④號平面），以上表面（①號平面）為基準，左端面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序50 粗、精銑25mm槽兩側面（⑤⑥號平面），以上表面為基準，左端面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序60 粗、精銑4個29mm×7.5mm的小凸臺，以上表面為基準，左端面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序70 鉆削、鉸削加工直徑為Φ8mm的8個螺栓孔，以經過精加工的①號平面和左端面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； 工序80 鉆削、鉸削加工直徑為Φ7mm的4個螺栓孔，以經過精加工的①號平面和左端面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； 工序90 鉆削加工直徑為Φ4mm的2個螺栓孔，以經過精加工的①號平面和左端面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； 工序100 去毛刺； 工序110 檢查； 工序120 入庫。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。 3.4 確定機械加工余量及工序尺寸 根據以上原始資料及機械加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下： 1. 上表面（①號平面） 粗銑：Z = 3mm； 精銑：Z = 0.5mm。 具體工序尺寸見表3-1。 表3-1 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 0.5 H8 Ra6.3 16 Ra6.3 粗銑 3 H11 Ra12.5 16.5 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 19.5 Ra25 2. 凸臺上端面（②③④號平面） 粗銑：Z = 3mm； 精銑：Z = 0.5mm。 具體工序尺寸見表3-2。 表3-2 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 0.5 H8 Ra6.3 31.5 Ra6.3 粗銑 3 H11 Ra12.5 32 Ra12.5 毛坯 H16 35 Ra25 3. 25mm槽兩側面（⑤⑥號平面） 粗銑：Z = 3mm； 精銑：Z = 0.5mm。 具體工序尺寸見表3-3。 表3-3 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 0.5 H8 Ra6.3 87.5 Ra6.3 粗銑 3 H11 Ra12.5 88 Ra12.5 毛坯 H16 91 Ra25 4. 四個29mm×7.5mm的小凸臺 粗銑：Z = 3mm； 精銑：Z = 0.5mm。 具體工序尺寸見表3-4。 表3-4 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 0.5 H8 Ra6.3 32.5 Ra6.3 粗銑 3 H11 Ra12.5 33 Ra12.5 毛坯 H16 36 Ra25 5. 八個Φ8mm螺栓孔 毛坯為實心，而螺栓孔的精度為IT9（參考《金屬加工工藝及工裝設計》）， 確定工序尺寸及余量： 鉆孔：Φ7.9mm； 鉸孔：Φ8mm，2Z = 0.1mm。 具體工序尺寸見表3-5。 表3-5 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 鉸孔 0.1 H9 Ra6.3 8 Ra6.3 鉆孔 7.9 H12 Ra12.5 7.9 Ra12.5 6. 四個Φ7mm孔 毛坯為實心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間（參照《金屬加工工藝及工裝設計》），確定工序尺寸及余量： 鉆孔Φ6.8mm； 鉸孔：Φ7mm，2Z = 0.2mm。 具體工序尺寸見表3-6。 表3-6 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 鉸孔 0.2 H9 Ra6.3 7 Ra6.3 鉆孔 6.8 H12 Ra12.5 6.8 Ra12.5 7. 兩個Φ4mm孔 毛坯為實心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間（參照《金屬加工工藝及工裝設計》），確定工序尺寸及余量： 鉆孔Φ4mm； 具體工序尺寸見表3-7。 表3-7 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 鉆孔 4 H12 Ra12.5 4 Ra12.5 3.5 確定切削用量及基本工時 3.5.1 工序30：粗、精銑后平面 1. 粗銑上表面（①號平面） ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度= 28mm，選擇= 80mm的鑲齒套式面銑刀(JB/T7954-1995)，根據《金屬加工工藝及工裝設計》，選擇YG6硬質合金刀片，由于采用標準硬質合金面銑刀，故齒數z = 10，機床選擇立式銑床X53。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取 = 3mm。 ②每齒進給量 采用不對稱端銑以提高進給量，查《金屬加工工藝及工裝設計》，當使用鑲齒套式面銑刀及查閱《金屬加工工藝及工裝設計》得機床的7.5kw時，得= 0.14mm/z ~0.24mm/z ，故取= 0.24mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》表4-2，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由銑刀直徑= 80mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》表4-3，故刀具磨鈍壽命T = 180min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》表4-44，當mm，，≤7.5mm，≤0.24mm/z時，切削速度為m/min，主軸轉速為r/min，進給速度為mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床選?。? 235r/min，= 300mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) (3.1) (mm/z) (3.2) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》表3.24，當工件的硬度在HBS =174~207時，a≤35mm，≤5.0mm，= 80mm，z =10，= 300mm/min。查得P= 2.7kw，根據銑床X63說明書，機床主軸允許功率為：P=10×0.75kw = 7.5kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 = 3mm，= 300mm/min，= 235r/min，= 59 m/min，= 0.13mm/z。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，mm，所以，(mm)， (min) (3.3) 由于200/28=7.14，故走刀次數為8次 (min) 2. 精銑上表面（①號平面） ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度= 28mm，選擇= 80mm的鑲齒套式面銑刀(JB/T7954-1995)。根據《金屬加工工藝及工裝設計》表1.2，選擇YG6硬質合金刀片，由于采用標準硬質合金面銑刀，故齒數z = 10，機床選擇立式銑床X53。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取= 0.5mm。 ②每齒進給量 采用對稱端銑以提高加工精度，查《金屬加工工藝及工裝設計》表3.5，當使用鑲齒套式面銑刀及查閱《金屬加工工藝及工裝設計》得機床的功率為7.5kw時，得= 0.14 mm/z ~0.24mm/z ，因采用對稱端銑，故取= 0.14mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm，由銑刀直徑= 80mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，故刀具磨鈍壽命T = 180min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當mm，，≤1.5mm，≤ 0.24mm/z時，切削速度為m/min，主軸轉速為r/min，進給速度為mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床選?。? 375r/min，= 375mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) (mm/z) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當工件的硬度在HBS = 174~207時，≤35mm， ≤1.0mm，= 80mm，z =10，= 375mm/min，查得P= 1.1kw，根據銑床X53說明書，機床主軸允許功率為：P=10×0.75kw = 7.5kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即： = 0.5mm，= 375mm/min，= 375r/min，= 94.2m/min，= 0.1mm/z。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，mm，所以，(mm)， (min) 由于200/28=7.14，故走刀次數為8次 (min) 3.5.2 工序40：粗、精銑凸臺端面（②③④號平面） 1. 粗銑凸臺端面 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度= 25mm，選擇= 32mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB/T 6117.2-1996)，故齒數z = 4。機床選擇立式銑床X52K。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取= 3mm。 ②每齒進給量 查《金屬加工工藝及工裝設計》及根據機床的功率為7.5kw，得= 0.2mm/z ~0.29mm/z ，故取= 0.2mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm，由銑刀直徑=32mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，故刀具磨鈍壽命T = 90min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當mm，，≤10mm，≤0.20mm/z時，m/min，r/min，mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床選取：= 95r/min，= 50mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) === 0.13(mm/z) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當≤27mm，= 0.05 mm/z ~0.09mm/z，≤10mm，≤157mm/min。查得P=1.3kw，根據銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 = 3mm，= 50mm/min，= 95r/min，= 9.55m/min，= 0.13mm/z。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，mm，所以，(mm)， (min) 由于29/25=1.16，且有兩組凸臺，故走刀次數為4次 (min) 2. 精銑凸臺端面 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度= 25mm，選擇= 32mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB/T 6117.2-1996)，故齒數z = 4。機床選擇立式銑床X52K。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 精加工，余量很小，故取= 0.5mm。 ②每齒進給量 查《金屬加工工藝及工裝設計》及根據機床的功率為7.5kw，得= 0.2mm/z ~0.29mm/z，故取= 0.2mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm，由銑刀直徑= 32mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，故刀具磨鈍壽命T = 90min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當mm，，≤10mm，≤0.20mm/z時，m/min，r/min，mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床選?。簄= 75r/min，= 39mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) === 0.13(mm/z) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當≤27mm，= 0.10 mm/z ~0.15mm/z，≤10mm，≤132mm/min。查得P=1.1kw，根據銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 =0.5mm，=39mm/min，= 75r/min，= 7.54m/min，= 0.13mm/z。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，mm，所以，(mm)， (min) 由于29/25=1.16，且有兩組凸臺，故走刀次數為4次 (min) 3.5.3 工序50：銑25mm槽兩側面（⑤⑥號平面） ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度=16mm，選擇= 20mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB/T 6117.2-1996)，故齒數z = 3，機床選擇立式銑床X52K。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取= 3mm。 ②每齒進給量 采用對稱端銑以提高加工精度，查《金屬加工工藝及工裝設計》，當使用高速鋼莫氏錐柄立銑刀及查閱《金屬加工工藝及工裝設計》得機床的功率為7.5kw時，得= 0.2 mm/z ~0.29mm/z，故取= 0.2mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm，由銑刀直徑= 20mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，故刀具磨鈍壽命T = 60min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當mm，，≤10mm，≤0.24mm/z時，m/min，r/min，mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床說明書選?。?190r/min，= 78mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) === 0.14(mm/z) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當≤19mm，= 0.1mm/z ~0.15mm/z，≤10mm，≤184mm/min。查得P= 0.9kw，根據銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 = 3mm，= 78mm/min，= 190r/min，= 11.93m/min，= 0.14mm/z。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，所以，(mm)， (min) 因為有兩個側面，所以，(min)。 3.5.4 工序60：粗、精銑4個29mm7.5mm的小凸臺 1. 粗銑凸臺端面 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度= 7.5mm，選擇= 32mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB/T 6117.2-1996)，故齒數z = 4。機床選擇立式銑床X52K。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取= 3mm。 ②每齒進給量 查《金屬加工工藝及工裝設計》及根據機床的功率為7.5kw，得= 0.2mm/z ~0.29mm/z ，故取= 0.2mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm，由銑刀直徑=32mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，故刀具磨鈍壽命T = 90min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當mm，，≤10mm，≤0.20mm/z時，m/min，r/min，mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床選?。? 95r/min，= 50mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) === 0.13(mm/z) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當≤27mm，= 0.05 mm/z ~0.09mm/z，≤10mm，≤157mm/min。查得P=1.3kw，根據銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 = 3mm，= 50mm/min，= 95r/min，= 9.55m/min，= 0.13mm/z。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，所以，(mm)， (min) 因為有四個面，所以，(min)。 2. 精銑凸臺端面 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由銑削寬度= 7.5mm，選擇= 32mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB/T 6117.2-1996)，故齒數z = 4。機床選擇立式銑床X52K。 ⑵ 選擇切削用量 ①切削深度 精加工，余量很小，故取= 0.5mm。 ②每齒進給量 查《金屬加工工藝及工裝設計》及根據機床的功率為7.5kw，得= 0.2mm/z ~0.29mm/z，故取= 0.2mm/z。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm，由銑刀直徑= 32mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，故刀具磨鈍壽命T = 90min。 ④切削速度和每分鐘進給量 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當mm，，≤10mm，≤0.20mm/z時，m/min，r/min，mm/min。 各修正系數： 故 (m/min) (r/min) (mm/min) 按機床選取：n= 75r/min，= 39mm/min，則切削速度和每齒進給量為： (m/min) === 0.13(mm/z) ( n為銑刀轉速，do為銑刀直徑，z為銑刀齒數) ⑤檢驗機床功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當≤27mm，= 0.10 mm/z ~0.15mm/z，≤10mm，≤132mm/min。查得P=1.1kw，根據銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P= 9.125×0.75kw = 6.84kw，故P＜P，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 =0.5mm，=39mm/min，= 75r/min，= 7.54m/min，= 0.13mm/z 。 ⑥計算基本工時 式中，，mm，所以，(mm)， (min) 因為有四個面，所以，(min)。 3.5.5 工序70:鉆削、鉸削加工直徑為Φ8mm的8個螺栓孔 1. 鉆削8個Φ7.9mm的孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由鉆削深度= 3.95mm，選擇= 7.9mm的H11級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，取f = 0.47 mm/r ~0.57mm/r，查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，故取f = 0.43mm/r。 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，可以查出鉆孔時的軸向力，當f ≤0.51mm/r，≤12mm時，軸向力= 2990N。軸向力的修正系數均為1.0，故= 2990N。根據立式鉆床Z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力= 8829N，由于≤， 故 f = 0.43mm/r可用。 ②切削速度 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，根據f = 0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200~217，取=12m/min。根據《金屬加工工藝及工裝設計》，切削速度的修正系數為：，，，，，，故 =(m/min) === 285.6(r/min) 根據立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選?。簄= 272r/min，降低轉速，使刀具磨鈍壽命上升，所以， (m/min)。 ③確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當= 7.9mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。 ④檢驗機床扭矩及功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當 f = 0.51mm/r，≤11.1mm。查得=15N· m，根據立式鉆床Z525說明書，當= 272r/min，=72.6N· m，故＜，根據《金屬加工工藝及工裝設計》，P=1.0kw，根據立式鉆床Z525說明書，P= 2.8kw，故P＜ P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即： f = 0.43mm/r，= 272r/min，= 7.6m/min。 ⑤計算基本工時 式中，，mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，mm，所以，(mm)， == 0.46(min)。 因有8個孔，所以，T= 8×0.46= 3.66(min)。 2.鉸削8個Φ8H9mm孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，選擇= 8mm的H9級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，并根據機床說明書取f = 0.65mm/r ~1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。 ②切削速度 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，取= 8m/min。根據《金屬加工工藝及工裝設計》，切削速度的修正系數為：，，故： =(m/min) === 249.1(r/min) 根據立式鉆床Z525機床說明書選?。?195r/min，所以， (m/min)。 ③確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當= 9mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量： f = 0.72mm/r，= 195r/min，= 5.51m/min。 ④計算基本工時 式中，，mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，mm，所以，(mm)， == 0.48(min)。 因有8個孔，所以，T= 8×0.48= 3.8(min)。 3.5.6 工序80：鉆削、鉸削加工直徑為Φ7mm的4個螺栓孔 1. 鉆削Φ6.8mm孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由鉆削深度= 3.4mm，選擇=6.8mm的H12級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，取f = 0.47 mm/r ~0.57mm/r， 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，故取f = 0.43mm/r。 根據《金屬加工工藝及工裝設計》 ，可以查出鉆孔時的軸向力，當f ≤0.51mm/r，≤12mm時，軸向力= 2990N。軸向力的修正系數均為1.0，故= 2990N。根據立式鉆床Z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力= 8829N， 由于≤，故f = 0.43mm/r可用。 ②切削速度 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，根據f = 0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200~217，取=12m/min。根據《金屬加工工藝及工裝設計》，切削速度的修正系數為：，，，，，，故： =(m/min) === 259.3(r/min) 根據立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選?。? 195r/min，所以， (m/min)。 ③確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當= 6.8mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。 ④檢驗機床扭矩及功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當f ≤0.51mm/r，≤11.1mm。查得=15N·m，根據立式鉆床Z525說明書，當=195 r/min，= 72.6N·m，故＜，根據《金屬加工工藝及工裝設計》，P= 1.0kw， 根據立式鉆床Z525說明書，P= 2.8kw，故P＜P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即 f = 0.43mm/r，= 195r/min，= 6m/min。 ⑤計算基本工時 式中，，mm，查《切削用量簡明手冊》表2.29，mm，所以，(mm)， ==0.25(min)。 2.鉸Φ7F9mm孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，選擇=7mm的F9級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，并根據機床說明書取f = 0.5mm/r ~1.3mm/r，故取f = 0.57mm/r。 ②切削速度 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，取= 5m/min。根據《金屬加工工藝及工裝設計》，切削速度的修正系數為：，，故： =(m/min) ===140.1(r/min) 根據立式鉆床Z525機床說明書選取：=140r/min，所以， (m/min)。 ③確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當=7mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量： f = 0.57mm/r，= 140r/min，= 4.4m/min。 ④計算基本工時 式中，，mm，查《切削用量簡明手冊》表2.29，mm，所以，(mm)， ==0.26(min)。 因有4個孔，所以，= 4×0.26 = 1.04(min)。 3.5.7 工序90：鉆削兩個Φ4mm的孔 1.鉆削兩個Φ4mm孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，由鉆削深度= 2mm，選擇= 4mm的H12級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 查閱《金屬加工工藝及工裝設計》，取f = 0.32mm/r。根據《金屬加工工藝及工裝設計》，取f = 0.27 mm/r ~0.33mm/r，故取f = 0.32mm/r。 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，可以查出鉆孔時的軸向力，當f ≤0.33mm/r， ≤12mm時，軸向力= 2110N。軸向力的修正系數均為1.0，故= 2110N。根據立式鉆床Z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力= 8829N，由于≤，故f = 0.32mm/r可用。 ②切削速度 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，根據f = 0.32mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200~217，取=14m/min。根據《金屬加工工藝及工裝設計》，切削速度的修正系數為：，，，，，，故： =(m/min) === 511.2(r/min) 根據立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選取：= 392r/min，所以， (m/min)。 ③確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當= 4mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具磨鈍壽命T = 20min。 ④檢驗機床扭矩及功率 根據《金屬加工工藝及工裝設計》，當f ≤0.33mm/r，≤11.1mm。查得=10.49N·m，根據立式鉆床Z525說明書，當= 392r/min，= 72.6N·m，故＜，根據《金屬加工工藝及工裝設計》，P= 1.0kw，根據立式鉆床Z525說明書，P= 2.8kw，故P＜P。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即： f = 0.32mm/r，= 392r/min，= 7.14m/min。 ⑤計算基本工時 式中，，mm，查《金屬加工工藝及工裝設計》，mm，所以，(mm)， == 0.16(min)。 因有兩個孔，所以，= 2×0.16 = 0.32(min)。 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數據填入相應的機械加工工序卡片中。 4 夾具系統(tǒng)設計 在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測的裝置，都可以統(tǒng)稱為夾具。夾具是機床的重要組成部件，是根據機床工藝結構的具體要求而專門設計的。例如：焊接過程中用于拼焊的焊接夾具；檢測過程中用的檢驗夾具，裝配過程中用的裝配夾具；機械加工過程中用的機床夾具等，都屬于泛指的夾具范疇。 4.1 機床夾具概述 4.1.1 工件裝夾的實質 在機床上加工工件時，為了要使該工序所加工的表面，能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術要求，在加工前，必須首先將工件裝好夾牢。 把工件裝好，就是要在機床上確定工件相對刀具的正確加工位置。工件只有處在這一位置上接受加工，才能保證其被加工表面達到所規(guī)定的各項技術要求。在夾具設計的術語中，把工件裝好稱為定位。 把工件夾牢，就是指在已經定好的位置上將工件可靠地夾住。以防在加工時工件因受到切削力、離心力、沖擊和振動等的影響，發(fā)生不應有的位移而破壞了定位。在夾具設計的術語中把夾牢工件稱為夾緊。 由此可知，工件裝夾的實質，就是在機床上對工件進行定位和夾緊。裝夾的目的