Z3050搖臂鉆床預(yù)選閥體機(jī)械加工工藝規(guī)程及鏜孔工裝夾具設(shè)計(jì)

1、湖南大學(xué)衡陽分校湖南大學(xué)衡陽分校課程（畢業(yè)）設(shè)計(jì)題目 z3050搖臂鉆床預(yù)選閥體機(jī)械加工工藝規(guī)程及鏜孔工裝夾具設(shè)計(jì)專業(yè) 機(jī)制 班級(jí) 二三級(jí)四班學(xué)生姓名 萬敏 指導(dǎo)教師 范志明 2006年5月22日目錄1. 前言部分2. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書3. 參考文獻(xiàn)4. 零件分析5. 確定毛坯6. 擬定工藝路線7. 銑平面工藝計(jì)算8. 鏜孔的計(jì)算9. 鉆孔的計(jì)算10. 磨削加工計(jì)算11. 鏜孔專用夾具設(shè)計(jì)12. 畢業(yè)設(shè)計(jì)的總結(jié)前言部分機(jī)械制造工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成大學(xué)全部課程，并進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)要求我們能綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析

2、和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（預(yù)選閥體）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。機(jī)械制造的工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)的題目：設(shè)計(jì)預(yù)選閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鏜孔工裝夾具設(shè)計(jì)2. 原始資料：1) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：10萬件年2) 生產(chǎn)類型：中批量產(chǎn)量3) 車間工作制：兩班制3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 零件毛坯合圖 1張2) 機(jī)械加工工藝過程卡 1套3) 機(jī)械加工工序卡 1套4) 專用夾具體 1副5) 設(shè)計(jì)說明書 1份參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)（1）：機(jī)械制造工

3、藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李益民主編文獻(xiàn)（2）：切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版） 艾興、肖詩(shī)綱主編文獻(xiàn)（3）：機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè) 北京出版社出版文獻(xiàn)（4）：金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） 機(jī)械工程出版社 浦林祥主編文獻(xiàn)（5）：機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？萍汲霭嫔?王興斗 王春福主編文獻(xiàn)（6）：機(jī)械機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 華中理工大學(xué)出版社 周甬明主編文獻(xiàn)（7）：機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 華中理工大學(xué)出版社 宋殷主一零件的分析1. 預(yù)選閥體是一種液壓元件，它五個(gè)表面均需要銑削加工，孔40h7的加工精度，及各油路孔系的位置精度要求高，此外還需要加工一系列的螺紋孔。2. 參考文獻(xiàn)(3)中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度

4、及機(jī)床能達(dá)到的位置精度，各個(gè)孔位置精度，尺寸精度均可達(dá)到。二確定毛坯、畫毛坯零件合圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，由任務(wù)書知生產(chǎn)批量為中批，所以毛坯的鑄件方法采用砂型機(jī)器造型。又由內(nèi)孔2-40均需要鑄出33孔，故還應(yīng)安放型芯。此外，為了消除殘余應(yīng)力，鑄件應(yīng)安排人工時(shí)效。 參考文獻(xiàn)（1）表2.2-3該種鑄件的尺寸公差等經(jīng)(t為810級(jí))加工余量等級(jí)ma為g。故取ct為9級(jí)，ma為g級(jí)加工。參考文獻(xiàn)(1)表2.2-4，用查表法確定各表面的總余量如下表：加工表面基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說明低平面91164g3單側(cè)面加工左側(cè)面9184g4雙側(cè)加工右側(cè)面9184g4雙側(cè)加工前平面84164g2.5雙

5、側(cè)加工后平面84164g2.5雙側(cè)加工2-40孔40h3.5雙側(cè)加工主要毛坯尺寸：主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差g底平面844883左右側(cè)平面164441724前后平面912.52.596242-40孔403.53.5333三擬定工藝規(guī)程 根據(jù)各表面的加工要求和各種加工原則和：“先面后孔，基準(zhǔn)統(tǒng)一”以及各種加工方法所能能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度確定各表面加工的方法和順序。 要加工的表面均采用銑平面的方法，大于30的孔選用鏜孔，而直徑小于30的孔選用鉆孔，擴(kuò)孔等加工。 初步擬定加工工藝路線如下：工序號(hào)工序內(nèi)容鑄件時(shí)效涂底漆鉗工劃線10銑1314端以164（9133）16478底面為基準(zhǔn)20銑8491

6、左右側(cè)面30銑16484前后兩側(cè)面40銑164（9113）1647850車2-40孔60車2-64孔70車2-42.580鉆孔4-5.890鉆2-7兩孔，擴(kuò)成11，鉆8孔100鉆4-m4-6h深8110鉆6-38，4-6，5-4m1.56-h（孔徑為12.5）120鉆2-4.2及6孔130鉆11-6，8，14.5，2-6.1，12.5，1238攻絲m1615-6h 攻絲11m141.5-6h140攻螺紋各孔150磨2-40孔160檢驗(yàn)170入庫(kù) 以上工序過程看出基準(zhǔn)變化，由于多次更換基準(zhǔn)，增大了誤差，而車2-40時(shí)兩孔的位置要求難以保證。平面加工時(shí)沒排在 銑槽前，也不妥。修改后的工藝路線如下：

7、序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效涂底漆鉗工劃線10粗銑91下平面20以91下平面為基準(zhǔn)30銑164左右保證164至要求40銑底平面1649150以16478底面為基準(zhǔn)銑1314端60精鏜，半精鏜2-40h7為39.5，2-6270粗鏜，半精鏜槽1.7h42.6成，保證12.580鉆俯視圖上4-5.8（見c-c視圖）鉆2-7兩孔，擴(kuò)11成（b-b）鉆8鉆4-m4-6h深8，回轉(zhuǎn)9090鉆6-3.8孔（左視圖）鉆4-65-m141.5h6h和孔6深96，回轉(zhuǎn)90100鉆2-4.2及6孔（俯視圖），回轉(zhuǎn)90110鉆6-3.8，5.8深6，回轉(zhuǎn)90120鉆主視圖上各孔130攻各孔螺紋140平面j,k各螺紋空按圖示

8、位置打上7號(hào)字頭，深0.3150內(nèi)磨：磨40h成，保證1010.005，0.005，0.05160檢驗(yàn)170入庫(kù)由于生產(chǎn)類型加工中批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式為以通用及機(jī)床加工夾具為主。四機(jī)加工計(jì)算銑平面:考慮到工件的定位夾緊方案以及參考文獻(xiàn)(1)表4.2-35及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,采用立銑.選擇x52k立式銑床,選擇直徑為160mm的參考文獻(xiàn)(2)表3.1端銑刀.選擇yg6硬質(zhì)合金刀片.1. 粗銑91下平面,91上平面由于刀具與銑床已確定,故選擇切削用量 確定ap由于加工余量為4mm,故可一次走刀完成得ap=h=4mm 確定每齒進(jìn)給量fz由文獻(xiàn)(2)表3.7

9、查得 fz=0.140.24mm/z取fz=0.18mm/z 確定銑刀具壽命,根據(jù)文獻(xiàn)(2)表3.7查得t=180min 由于do=160mm z=14查文獻(xiàn)(2)表3-16得: ut=77m/min n=154r/min uft=337mm/min由于各個(gè)修正系數(shù)查參考文獻(xiàn)(2)表3.9kmu=kmn=kmu=1.0ksu=ksm=ksvf=1.0故uc=utkc=771.0=77m/minn=1541.01.0=154r/minuf=uftkut=3371.01.0=337mm/min經(jīng)查文獻(xiàn)(1)表4.2-36得:nc=150r/min ufc=375mm/min故可得uc= 檢驗(yàn):故p

10、cc=5.6kw有文獻(xiàn)(2)表3.23查的由do=160mm z=14 uf=375mm/min故pa=5.6kw經(jīng)查文獻(xiàn)(1)表4.2-35機(jī)床功率為75kw則7.50.85=6.375kw5.6kw故機(jī)床功率足夠. 工時(shí)計(jì)算 tm=l/uf式中l(wèi)=l+y+由于l=96根據(jù)文獻(xiàn)(2)表3.26對(duì)稱安裝銑刀y+s=23mm tm=t總=2tm=0.322=0.64min2. 粗銑半精銑左右兩側(cè)面: 由于銑床,銑刀可不變,銑削深度ap=h-1=2.5-1=1.5mm由fz=0.140.24mm/z可取fz=0.18mm/z 確定粗銑時(shí)的uc以及uf經(jīng)查文獻(xiàn)(2)表3.16可知uc=98m/min

11、 ufc=429mm/min n=195r/min(參考文獻(xiàn)2表3.7) 由文獻(xiàn)(1)4.2-36查 故實(shí)際值 由于本工序加工功率小于前道工序功率所以機(jī)床的功率足夠.故采用ap=1.5mm, n=190r/minufc=475mm/minuc=95.5m/minfzc=0.18mm/z進(jìn)行加工 計(jì)算基本工時(shí)式中l(wèi)=l+y+由于l=96根據(jù)文獻(xiàn)(2)表3.26對(duì)稱安裝銑刀y+s=23mm tm=t總=2tm=0.392=0.78mm 確定半精銑的銑削深度由文獻(xiàn)(1)表2.3-21查得ap=1mm根據(jù)所選銑床以及刀具可取fz=0.18mm/z確定銑刀壽命t=180min查文獻(xiàn)(2)表3.7可得切削

12、速度uc,uf由文獻(xiàn)(2)表3.16可知vc=98m/min n=195r/min vft=429mm/min各系數(shù)不變均為1.0故uc=98m/min n=195r/min uf=429mm/min經(jīng)查文獻(xiàn)(1) 表4.2-36的得 nc=235r/min ufc=475mm/min由上可得其實(shí)際值為由于機(jī)床功率明顯足夠故可采用: 計(jì)算基本時(shí)間 由于l+y+由文獻(xiàn)(1)4.2-36查得y+=23mm故3. 粗銑底平面: 所選刀具和銑床不變,確定其銑削深度ap=3mm 由于加工余量小,所以可以一次走刀完成. 初步選定每齒進(jìn)給量fz=0.18mm/z 由文獻(xiàn)(2)表3.7可得銑刀壽命t=180m

13、in 由文獻(xiàn)(2)表3.16查得uc及uf切削速度vc=86m/min 每分鐘進(jìn)給量uft=378mm/minn=175r/min各修正系數(shù)不變均為1.0查文獻(xiàn)(1)4.2-36得nc=190r/min vft=475mm/min由于所需功率比最大所需功率小所以銑床的功率是足夠的 計(jì)算基本工時(shí) 其中 l=l+y+查文獻(xiàn)(2)3.26得y+=23mm故 4. 銑槽1314選用銑床為x52k,銑刀為yg6硬質(zhì)合金刀片銑刀的直徑為do=80mm z=10由于切削用量為13較大,則分為4次走刀加工fz取0.18mm/z根據(jù)文獻(xiàn)(2)表2.36得刀具壽命t=180min由文獻(xiàn)(2)表2.27得:m=0.

14、35 xv=0.15 yv=0.32 fv=0.2 cv=245又由可得又查文獻(xiàn)(1)42-37得由上可得實(shí)際值 經(jīng)校核機(jī)床功率足夠計(jì)算基本工時(shí)其中 l=l+y+=4mm故鏜孔:精鏜，半精鏜2-40h7為39.5，2-62 及1.7h42.6考慮到工件定位方案采用臥式鏜床t681ta20m型削頭,功率選為2.0kw,選擇專用夾具,游標(biāo)卡尺.1. 粗鏜2-40孔由文獻(xiàn)(1)表2-3-10查得粗鏜后孔的直徑為8精鏜后為39.52. 粗鏜余量為:查文獻(xiàn)(1)biao 2.4-180取v=0.4m/s=24m/min取進(jìn)給量f=0.2mm/r 查文獻(xiàn)(3)表2.4-21的:查文獻(xiàn)(3)表2.4-21可

15、得取cfz=180 xfz=1 yfz=0.75 nfz=0 kfz=1則又pm=fzv=13200.410-3=0.528kw參考文獻(xiàn)(3)取機(jī)床效率為0.85則p=0.852.0=1.7kw由于0.5281.7故機(jī)床功率足夠大.半精鏜時(shí)加工余量為故.查文獻(xiàn)(3)表2.4-180取v=1.2m/s=72m/min取f=0.12mm/r則基本時(shí)間為t=l/fn=91/0.12580=1.3min3. 鏜6.2孔由于鏜62時(shí)40同時(shí)加工粗鏜余量為 ,故可分3次走刀完成則取f=0.2mm/rn與前相同n=197r/min所以機(jī)床功率足夠3.粗鏜，半精鏜槽1.7h的槽粗鏜余量 故查文獻(xiàn)(1)表2.4

16、-180取v=0.4m/s=24m/min取進(jìn)給量f橫=0.05mm/r則機(jī)床功率驗(yàn)證合格所以加工工時(shí)鉆孔考慮工件的定位夾緊方案,孔位置以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,選用搖臂鉆床z3050,選用硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆,錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆,專用夾具.快換鉆套,游標(biāo)卡尺及塞規(guī)1.鉆4-5.8孔經(jīng)查文獻(xiàn)(1)表3.1-6得d=5.8 l=138 h=57由于5.8孔能一次加工完成,則鉆削余量為:z鉆=5.8/2=2.9mm即取硬質(zhì)合金yg8鉆頭:f=0.220.28按機(jī)床實(shí)際取f=0.25mm/r經(jīng)查文獻(xiàn)(3)表10-3取修正系數(shù)故 (文獻(xiàn)(3)表10-3)_其中 則 查文獻(xiàn)1表4.2-12 取n=1000r/mi

17、n則實(shí)際切削速度 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2、鉆2-7兩孔、擴(kuò)11、鉆81、按已選的機(jī)床和刀具查文獻(xiàn)（1）表3.1-6 得d=7mm l=150mm n=69mmd=8mm l=156mm n=75mm切深仍用硬質(zhì)合金yg8鉆頭，查文獻(xiàn)3得 取f=0.28mm/r查文獻(xiàn)3表10-3得 經(jīng)校驗(yàn) 機(jī)床功率夠大查文獻(xiàn)1表4.2-12 按機(jī)床實(shí)際取n=630r/min 則實(shí)際切削速度擴(kuò)孔11查表10-22 f=0.8mm/r查表10-23 刀具壽命 t=1800min查表10-24 修正系數(shù) 參考文獻(xiàn)1表4.2-12 按機(jī)床實(shí)際取n=500則實(shí)際切削速度 3.1411500/1000 17.27m/min 按機(jī)床實(shí)

18、際取查文獻(xiàn)1 表4.2-12,按機(jī)床實(shí)際取 則實(shí)際切削速度3.鉆4-m4-6h深8孔查文獻(xiàn)1 表3.1-6取鉆頭直徑則查文獻(xiàn)3 表10-3得: 查文獻(xiàn)1 表4.2-12按機(jī)床實(shí)際取 則實(shí)際切削速度 其中 4.鉆孔查文獻(xiàn)3 表f=0.21mm/r 查文獻(xiàn)1 表4.2-12按機(jī)床實(shí)際取 則實(shí)際切削速度機(jī)動(dòng)時(shí)間鉆4-6孔查文獻(xiàn)3 f=0.21mm/r鉆削量為 故u=0.18360.4560=24.6m/minn=100024.6/3.146=1305.7r/min查文獻(xiàn):1表2.4-12 取n=1000r/minn實(shí)=10003.146/1000機(jī)動(dòng)時(shí)間: 鉆5-12孔:查文獻(xiàn)1表2.18取f=0.

19、16mm/r有鉆削余量可知v=0.18312.50.456034.2m/minn=查文獻(xiàn)1表2.4-12按機(jī)床實(shí)際取n=630r/min則實(shí)際切削速度u=3.1412.5630/1000=24.7m/min機(jī)動(dòng)時(shí)間: 鉆盲孔故鉆2-4.2孔查文獻(xiàn)2表2.18取f=0.08由鉆削余量可知 u=0.1834.20.4560=20.9m/min則取文獻(xiàn)1表2.4-12按機(jī)床實(shí)際取n=1000r/min機(jī)動(dòng)時(shí)間: 鉆削余量可知u=0.18360.4560=24.6m/min則查文獻(xiàn)1表204-12按機(jī)床實(shí)際取n=1000r/min理則實(shí)際切削速度n實(shí)=10003.146/1000機(jī)動(dòng)時(shí)間: 鉆盲孔取1

20、4.5孔查文獻(xiàn)3表10-7取f=0.21mm/r由鉆削余量14.5/2=7.25mm 可知v=0.18314.50.4560=36.6r/min則n實(shí)=100036.6/3.1414.5=803r/min由文獻(xiàn)1表2.4-12按機(jī)床實(shí)際取n=630r/min則實(shí)際切削速度v=3.1414.5630/1000=28.7m/min機(jī)動(dòng)時(shí)間:攻各螺紋孔m4查文獻(xiàn)1表17-40可知p=0.5t=30 m=0.6 y=0.9 x=1.2 又=4故則查文獻(xiàn)1表4.2-12按機(jī)床實(shí)際取n=630r/min則實(shí)際切削速度v=磨削: 磨內(nèi)孔2-40考慮空40的位置精度以及相對(duì)兩側(cè)平面的垂直度要求，故采用內(nèi)圓磨床

21、mz11oa選取砂輪寬度20磨削余量 h=查文獻(xiàn)（3）表14-129得工件回轉(zhuǎn)時(shí)的圓周速度u 為1530 可取u=20 縱進(jìn)給量校核功率由表14-123查得 均為1.0功率足夠基本時(shí)間: (需雙行程個(gè)數(shù))雙行程個(gè)數(shù)/分鐘五.夾具設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的夾具誒第60道工序-鏜2-40h7,2-62.該夾具適用于ita20鏜床.1. 確定設(shè)計(jì)方案這道工序所加工的孔均在前后平面上,且與前后平面垂直.按照基準(zhǔn)重合原則,必須在前后表面和低平面加工后,以底平面定位而且底平面較大用其定位較可靠,容易實(shí)現(xiàn), 工件以底平面在夾具上定位,限制了三個(gè)自由度,其余三個(gè)自由度也必須限制.可鏜模底座裝上三個(gè)圓形銷釘,此外在零件上表

22、面加兩塊壓板和連桿間用螺母擰緊,這樣就限制螺紋工件六個(gè)自由度,這種方案定位可靠,夾緊也比較方便.本道工序的夾具因不需要回轉(zhuǎn),采用氣動(dòng)或液動(dòng)夾緊,造價(jià)比較高,而產(chǎn)品為中批生產(chǎn),選用手動(dòng)夾緊,使夾具簡(jiǎn)單,操作方便.2. 完全精度分析3. 2-40h孔及2-62孔是在一次裝夾下完成加工的,它們之間的位置精度由鏜模精度保證.由于2-40兩孔中心距為,與其有關(guān)夾具尺寸公差參考文獻(xiàn)5表1-10-6,取工件公差的,即夾具兩鏜套的中心距尺寸公差為參考文獻(xiàn)6表1-10-6,取襯套與夾具體模板的配合為h7/h6襯套與鏜套的配合為h7/h6刀具與鏜套入孔的配合為f8/h64. 鏜模零件的選擇: 由前面求得鏜孔式鏜套

23、隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng),而且線速度超過20m/min.根據(jù)文獻(xiàn)(7)p108可知,鏜套必須選擇回轉(zhuǎn)式鏜套中的滑動(dòng)式鏜套. 鏜套在鏜模中的布置方式:由于加工孔40的長(zhǎng)度l=91,而孔徑d=40,所以的長(zhǎng)孔,具孔間距公差為要求比較高,查文獻(xiàn)(7)表5-1得鏜套的布置方式為雙面前后導(dǎo)向,導(dǎo)向方式如下圖:3.鏜套支架的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)鏜模支架與模底座分成兩體,這樣分體有利于鑄造,時(shí)效處理,機(jī)械加工,裝配和維修.鏜模支架是保證鏜孔位置精度尺寸精度的關(guān)鍵,由于本工序鏜兩平行孔位置精度要求比較高.所以本夾具可設(shè)計(jì)用一個(gè)鏜模支架來支撐兩平行鏜套,從而保證鏜孔時(shí)兩孔的位置要求.鏜模支架與鏜模底座間采用螺栓緊固.鏜模支架的典型結(jié)構(gòu)和主要尺寸,由參考文獻(xiàn)(7)5-4查出.5. 鏜模底座的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)鏜模底座即鏜模的夾具體,它要求承受連同工件在內(nèi)的鏜模全部重量和加工過程的切削力.這就要求底座的剛性要好,變形要小.1) 底座的壁厚,由文獻(xiàn)(7)表5-5可查得壁厚h=40mm,并合理布置加強(qiáng)筋, 筋與筋之間的空間面積相等取100100mm2,以便鑄造并便鑄造應(yīng)力均勻.2) 底座上應(yīng)設(shè)置找正基面,以便于底座的加工,裝配,檢驗(yàn),和鏜模在機(jī)床上的找正安裝.找正基面對(duì)底座的垂直度控制在0.01mm內(nèi)取0.005mm.3) 底座的上平面安裝元件和裝置的位置設(shè)置凸臺(tái)表面,其