方塊零件加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計(jì)
方塊零件加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計(jì),方塊,零件,加工,工藝,規(guī)程,鉆孔,夾具,設(shè)計(jì)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零(部)件圖號(hào)
共1 頁
產(chǎn)品名稱
方塊零件
零(部)件名稱
方塊零件
第 1 頁
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
7
鉆
45
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
型材
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z525
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆2-Φ20孔
麻花鉆,游標(biāo)卡尺
600
18.5
0.25
4.5
3
0.690
2
鉆Φ40孔
锪孔鉆,游標(biāo)卡尺
500
13.6
0.4
2.5
3
0.173
編制(日期)
審核(日期)
會(huì)簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
零件機(jī)械加工工藝過程
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
定位及夾緊
1
毛坯
型材45鋼板開料,長(zhǎng)、寬分別為105mm 高為45mm的長(zhǎng)方體形狀的毛坯
2
清砂
清 砂
3
檢
毛坯綜合檢查
4
熱處理
人工時(shí)效處理
5
刨削
刨削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
側(cè)面和底面定位
6
銑削
銑削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
側(cè)面和底面定位
7
畫線
畫Ф20H7中心孔的加工線
側(cè)面和底面定位
8
鉆孔
鉆Ф孔 (兩個(gè))
側(cè)面和底面定位
9
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф(兩個(gè))
側(cè)面和底面定位
10
鉸孔
鉸Ф孔至Ф(兩個(gè))
側(cè)面和底面定位
11
畫線
畫Ф40H7中心孔的加工線
側(cè)面
12
鉆孔
鉆Ф孔
側(cè)面
13
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф
側(cè)面
14
鉸孔
鉸Ф孔至Ф
側(cè)面
15
鉗
去毛刺
16
檢驗(yàn)
檢查各部尺寸及精度
17
清洗
清洗外表
18
入庫
入庫
19
寧XX大學(xué)
課程設(shè)計(jì)(論文)
方塊零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
目 錄
前 言 1
1 零件的分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 3
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1 毛坯的制造形式 3
2.2 基準(zhǔn)面的選擇 3
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 3
2.3 制訂工藝路線 3
2.3.1 工藝線路方案一 4
2.3.2 工藝路線方案二 4
2.3.3 工藝方案的比較與分析 5
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 6
3專用夾具設(shè)計(jì) 11
3.1 問題的指出 11
3.2 夾具設(shè)計(jì) 12
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 12
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 12
3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 13
3.3 定位誤差的分析 14
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 14
參考資料 15
前 言
課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個(gè)主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個(gè)主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。
設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊(cè)進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力.
設(shè)計(jì),通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在xx教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并編寫了設(shè)計(jì)說明書。
就我個(gè)人而言,我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力和經(jīng)驗(yàn)的有限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指教。
1 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是方塊零件,其主要作用是連接其他零件的作用。
1.2 零件的工藝分析
零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求:(查表1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》)
1. 以周邊輪廓為中心的加工部位。
包括:上下面,四周輪廓面
2.以Ф40H7中心孔為加工孔.
3. 以Ф孔 (兩個(gè))
4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求.
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為45,考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用型材。由于年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)的水平,而且零件輪廓尺寸不大,故可以采用45鋼板型材,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程中會(huì)問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般盤類零件而言,以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則(保證某重要表面的加工余量均勻時(shí),選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工,為了保證各表面都有足夠的余量,應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。)
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則(基準(zhǔn)重合原則;基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;可靠方便原則),對(duì)于本零件,有中心孔,可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn),但是隨便著孔的加工,大端的中心孔消失,必須重新建立外圓的加工基面,一般有如下三種方法:
若孔徑較大,就用小端孔口和大端外圓作為定位基面,來保證定位精度。
2.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下,考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床,配以專用夾具,多用通用刀具,萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
2.3.1 工藝線路方案一
1
毛坯
型材45鋼板開料,長(zhǎng)、寬分別為105mm 高為45mm的長(zhǎng)方體形狀的毛坯
2
清砂
清 砂
3
檢
毛坯綜合檢查
4
熱處理
人工時(shí)效處理
5
刨削
刨削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
6
銑削
銑削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
7
畫線
畫Ф20H7中心孔的加工線
8
鉆孔
鉆Ф孔 (兩個(gè))
9
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф(兩個(gè))
10
鉸孔
鉸Ф孔至Ф(兩個(gè))
11
畫線
畫Ф40H7中心孔的加工線
12
鉆孔
鉆Ф孔
13
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф
14
鉸孔
鉸Ф孔至Ф
15
鉗
去毛刺
16
檢驗(yàn)
檢查各部尺寸及精度
17
清洗
清洗外表
18
入庫
入庫
2.3.2 工藝路線方案二
1
毛坯
型材45鋼板開料,長(zhǎng)、寬分別為105mm 高為45mm的長(zhǎng)方體形狀的毛坯
2
清砂
清 砂
3
檢
毛坯綜合檢查
4
熱處理
人工時(shí)效處理
5
畫線
畫Ф20H7中心孔的加工線
6
鉆孔
鉆Ф孔 (兩個(gè))
7
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф(兩個(gè))
8
鉸孔
鉸Ф孔至Ф(兩個(gè))
9
畫線
畫Ф40H7中心孔的加工線
10
鉆孔
鉆Ф孔
11
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф
12
鉸孔
鉸Ф孔至Ф
13
刨削
刨削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
14
銑削
銑削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
5
鉗
去毛刺
6
檢驗(yàn)
檢查各部尺寸及精度
17
清洗
清洗外表
18
入庫
入庫
2.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一是采用先加工端面,;方案二是使用鉆削方式加工端面孔。兩相比較起來可以看出,加工端面孔缺少定位基準(zhǔn),在大批生產(chǎn)中,綜合考慮,我們選擇工藝路線一。
因此,最后的加工工藝路線確定如下:
以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程卡片”。
1
毛坯
型材45鋼板開料,長(zhǎng)、寬分別為105mm 高為45mm的長(zhǎng)方體形狀的毛坯
2
清砂
清 砂
3
檢
毛坯綜合檢查
4
熱處理
人工時(shí)效處理
5
刨削
刨削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
6
銑削
銑削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高
7
畫線
畫Ф20H7中心孔的加工線
8
鉆孔
鉆Ф孔 (兩個(gè))
9
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф(兩個(gè))
10
鉸孔
鉸Ф孔至Ф(兩個(gè))
11
畫線
畫Ф40H7中心孔的加工線
12
鉆孔
鉆Ф孔
13
擴(kuò)孔
擴(kuò)Ф孔至Ф
14
鉸孔
鉸Ф孔至Ф
15
鉗
去毛刺
16
檢驗(yàn)
檢查各部尺寸及精度
17
清洗
清洗外表
18
入庫
入庫
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“方塊零件”零件材料為45鋼,硬度為HBS190~241,毛坯質(zhì)量約為5kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用型材毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明
手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱〈〈工藝手冊(cè)〉〉表2.2-1,輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100~160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為 mm.長(zhǎng)度方向的余量查表2.2-4現(xiàn)取2.5 mm。
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1 工序Ⅰ:刨削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高加工條
工件材料:45,型材。
機(jī)床:bc6063b刨床。
刀具:刨刀
計(jì)算切削用量
確定端面最大加工余量:已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3mm,則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí),取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》(第三版)(以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時(shí),以及工件直徑為φ160時(shí)。
f=0.5~0.7mm/r
按說明書(見《切削手冊(cè)》表1.30)取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的
計(jì)算公式為
V=(m/min)…………………………2.1
式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見《切削手冊(cè)》表1.28,即
k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n===253(r/min)
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2—8)與253r/min相近的機(jī)床
轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min?,F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min,
則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min
計(jì)算切削工時(shí),按《工藝手冊(cè)》表6.2-1,取
L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.59(min)
2.5.2 工序Ⅱ:銑削零件各表面至:長(zhǎng)、寬均為 高進(jìn)給量: 見《切削手冊(cè)》表1.4
V=(m/min)
=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===204(r/min)
按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V===75.1 m/min
檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
F=CFafvk…………………………………2.2
式中:CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
切削時(shí)消耗功率
P=
由《切削手冊(cè)》表1.30中機(jī)床說明書可知,主電動(dòng)機(jī)功率為7.5KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
F=CFafVk………………………………2.3
式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0
k=(
k=0.5
所以
F=530
而軸向切削力
F=CFafvk
式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0
k=(
k=1.17
軸向切削力
F=450
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N(見<<切削手冊(cè)>>表1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時(shí):
t=
式中: L=105mm, L=4mm, L=0
所以
t=
2.5.4 工序Ⅳ 鉆孔Φ10
(1) 鉆10
f=0.35mm/r
V=17mm/min
所以 n==401(r/min)
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為:
切削工時(shí)
, , 則:
=
t=6t=60.157=0.942min
(2) 鉆孔Φ20
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時(shí)
, , 則:
=
(2) 鉆孔Φ40
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時(shí)
, , 則:
=
3專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)工序——鉆孔的鉆床專用夾具。
本夾具將用于Z525搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。
3.1 問題的指出
本夾具主要用來鉆孔,由于工藝要求不高,因此,在本道工序加工時(shí),主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工,決定鉆頭材料使用高速鋼,用于對(duì)孔進(jìn)行加工。同時(shí),為了縮短輔助時(shí)間,準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具:高速鋼麻花鉆頭。
則軸向力:見《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
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=1.5
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
3.2.3 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。
圖 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表:
表 鉆套
d
H
D
公稱尺寸
允差
6
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 :
表 固定襯套
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
12
+0.034
+0.016
12
18
+0.023
+0.012
0.5
2
鉆模板選用固定式鉆模板,用4個(gè)沉頭螺釘和2個(gè)錐銷定位于夾具體上。
3.3 定位誤差的分析
分析定位誤差:
基準(zhǔn)不重合誤差: 因鉆孔時(shí),定位基準(zhǔn)為心軸的中心線,工序基準(zhǔn)也為心軸的中心線。
故:△jb=0
基準(zhǔn)位移誤差:△db=△D1+△d1+△1=0.022+0.022+0.08=0.056
定位誤差: △dw=△jb+△db=0+0.056=0.056
故:△dw≤1/3T=0.18
對(duì)平行方向的尺寸:△jb=0
△db應(yīng)該是上下平移△db1轉(zhuǎn)動(dòng)角度后最大:△db1=0.056,
±tgθ2=±(△2max-△1max)/2x89=±0.00015
△db=△db1+2x96x0.00015=0.085
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具,本道工序的鉆床夾具選用手動(dòng)螺旋夾緊方式。本工序由于是鉆小孔加工,切削力不大。因此,應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè):一是提高毛坯精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是在可能的情況下,適當(dāng)加大螺絲擰緊力以增加力。結(jié)果,本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。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),用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度,定位兩個(gè)自由度,用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此時(shí)雖然有過定位,但底面是經(jīng)精銑的面,定位是允許的。
參考資料
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