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1、單位代碼 學(xué)號(hào) 分 類 號(hào) 密 級(jí) 設(shè)計(jì)(論文)連接座零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 院(系)名稱 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 月 日連接座零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)摘 要水泵連接座零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的
2、定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位,誤差Micro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and fixture designAbstractMicro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and design of drilling jig design is the process design, including machi
3、ning process design and fixture three. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process siz
4、e calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then the special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning device, clamping element, guiding element, clamp and machin
5、e tools and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形狀22.2零件的工藝分析3第3章 工藝規(guī)
6、程設(shè)計(jì)43.1 確定毛胚的制造形式43.2 基面的選擇43.3 制定工藝路線53.3.1 工藝路線方案一53.3.2 工藝路線方案二63.3.3 工藝方案的比較與分析63.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備83.4.1 機(jī)床選用83.4.2 選擇刀具83.4.3 選擇量具83.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定83.5.1 外圓加工表面及端面103.5.2 兩孔的加工余量103.6確定切削用量及基本工時(shí)103.6.1 工序113.6.2 工序143.6.3 工序143.6.4 工序173.6.5 工序173.6.6 工序20第4章 鉆床夾具設(shè)計(jì)224.1 夾具的設(shè)計(jì)224.1.1 定位分析22
7、4.1.2 定位原理224.1.3 定位元件的分析234.1.4 夾緊元件的選擇234.1.5定位誤差的分析244.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算254.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明26總 結(jié)27致 謝28參 考 文 獻(xiàn)29 第1章 序 言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講,機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和
8、科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。連接座零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下,進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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(wèn)題,并設(shè)計(jì)出專用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是連接座零件,泵殼零件,
9、主要作用是起固定連接作用。零件左端外圓與泵殼連接,在孔內(nèi);右端外圓與機(jī)座連接,中間與軸承連接,使電機(jī)傳動(dòng)達(dá)到平穩(wěn)。零件的實(shí)際形狀如上圖所示,從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸,公差如下圖所示。零件主視圖零件左視圖2.2零件的工藝分析由零件圖可知,其材料為HT200,該材料為灰鑄鐵,具有較高強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。零件的裝配基準(zhǔn)為的外圓,右端的外圓和中間的孔,其加工精度要求高。該類零件在加工和使用過(guò)程中都要重點(diǎn)考慮零件的圓跳動(dòng)問(wèn)題。離心式微電機(jī)水泵連接座零件主要加工表面為:1.車外圓及端面,表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面,表面
10、粗糙度值3.2。3.車軸承裝配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面,保證尺寸23及表面粗糙度值3.2。5.磨削零件左右兩外圓面,保證尺寸5,69和9,兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5,法蘭面粗糙度值6.3。離心式微電機(jī)水泵連接座共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:(1)左端的加工表面: 這一組加工表面包括:左端面,125外圓,100內(nèi)圓,倒角,鉆通孔7,鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求,100的內(nèi)圓孔有25的粗糙度要求。其要求并不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求,因此一道工序就可以達(dá)到要求,并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工
11、表面: 這一組加工表面包括:右端面;121h7的外圓,粗糙度為3.2、6.3;外徑為50、內(nèi)徑為40的小凸臺(tái),粗糙度為3.2,并帶有倒角;32的小凹槽,粗糙度為25;鉆17.5的中心孔,鉆7通孔。其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,17.5、40的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本離心式微電機(jī)水泵連接座來(lái)自CA6140車床,車床年產(chǎn)量為10萬(wàn)臺(tái),每臺(tái)車床需要該零件1個(gè),備品率為19%,廢品率為0.25%,每日工作班次為2班。該零件材料為HT200,考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性,所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年,n=1件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際
12、,備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)(1+)=238595件/年3.1 確定毛胚的制造形式零件材料為,鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形,其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng),即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件,也適用于不同的金屬,還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件。考慮到零件在使用過(guò)程中起連接作用,分析其在工作過(guò)程中所受載荷,最后選用鑄件,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用砂型鑄造,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇
13、的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇,對(duì)像離心式微電機(jī)水泵連接座這樣的零件來(lái)說(shuō),選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō),如果以外圓的端面做基準(zhǔn),則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱,按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn),若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。零件圖中給出了以中心軸線為基準(zhǔn),加工時(shí)零件繞基準(zhǔn)軸線作無(wú)軸向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí),在任一測(cè)量平面內(nèi)的徑向跳動(dòng)量均不得大于公差值
14、0.04。最后選取做為粗基準(zhǔn),利用內(nèi)鉗式三爪卡盤卡住這個(gè)面做主要定位面。對(duì)于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不在重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(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)確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。3.3.1 工藝路線方案一工序 粗車的端面及外圓,粗鏜的孔,粗車距離為8的面,倒角為。工序 掉頭,粗車的端面及外圓,粗車的端面,粗
15、車距離為的面,粗鏜。工序 半精車端面及外圓,半精車距離為的面,半精鏜的孔。工序 掉頭,半精車的端面及外圓,半精車距離為的端面,半精鏜的孔。工序 精鏜。工序 精車,精鏜,倒角1。工序 鉆孔,鉆孔。工序 鉆螺紋孔及攻螺紋。工序 鉗去毛刺。工序 終檢。工序 入庫(kù)。3.3.2 工藝路線方案二工序 機(jī)器砂模造型。工序 時(shí)效處理。工序 劃粗加工線。工序 按劃線車端面,尺寸保持,車至,車至,深。工序 掉頭,卡,車端面,粗糙度值為,尺寸保持;車端面,粗糙度值為,尺寸保持;車至;成;車至。工序 按線車端面,粗糙度值為,尺寸保持69成;車距離為的面成;車至,深。工序 掉頭,卡。車端面,粗糙度值為6.3,尺寸保持成
16、;車外圓至;車孔至。工序 磨成;磨成。工序 鉆孔,鉆孔,鉆螺紋孔以及攻螺紋。工序 終檢。工序 入庫(kù)。3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一的定位和裝夾等都比較方便,但是要更換多臺(tái)設(shè)備,加工過(guò)程比較繁瑣,而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù),但是要及時(shí)更換刀具,因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?,鏜、鉆孔等等,需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過(guò)程有一定難度,要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案,取優(yōu)棄劣,具體工藝過(guò)程如下:工序 機(jī)器砂模造型。工序 時(shí)效處理。工序 劃粗加工線。工序 按劃線車端面,尺寸保持,車至,車至,深。工序 掉頭,卡,車端面,粗糙度值為,尺寸
17、保持;車端面,粗糙度值為,尺寸保持;車至;鉆,成;車至。工序 按線車端面,粗糙度值為,尺寸保持69成;車距離為的面成;車至,深。工序 掉頭,卡。車端面,粗糙度值為6.3,尺寸保持成;車外圓至;車孔至。工序 磨成;磨成。工序 鉆孔,鉆螺紋孔以及攻螺紋。工序 終檢。工序 入庫(kù)。以上加工方案大致看來(lái)大致還是合理的,但通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題。在加工過(guò)程要防止圓跳動(dòng)的問(wèn)題,上述方案在防止圓跳動(dòng)方面仍不佳,而且在磨削過(guò)程中有一定難度,夾具設(shè)計(jì)有一定困難,所以經(jīng)過(guò)再一次詳細(xì)的分析,最終確定加工路線如下:工序 機(jī)器砂模造型。工序 時(shí)效處理。工序 劃粗加工線。工序
18、 按劃線粗車端面,尺寸保持,粗車至,粗鏜至,深。工序 掉頭,卡,粗車端面,粗糙度值為,尺寸保持;粗車端面,粗糙度值為,尺寸保持;粗車至;锪成;粗車至。工序 半精車端面,粗糙度值為,尺寸保持70;半精車距離為的面成;半精鏜至,深。工序 掉頭,卡,半精車端面,粗糙度值為,尺寸保持成;半精車外圓至;半精車孔至。工序 精鏜成。工序 鉆孔,鉆孔,鉆螺紋底孔及攻螺紋。工序 磨成;磨成;磨成。工序 終檢入庫(kù)。3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序和工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最
19、常用的-型臥式車床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)表.-。.工序是鉆孔,選用搖臂鉆床。.工序是磨零件左右外圓面,這兩個(gè)面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟(jì)角度看,采用萬(wàn)能磨床。3.4.2 選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀,它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。.磨具的選用:磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所
20、使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)(主編 徐圣群) 表12-47,選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“離心式微電機(jī)水泵連接座” 零件材料為HT200,查機(jī)械加工工藝手冊(cè)(以后簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,灰鑄鐵的硬度HB為143269,表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能,HT200密度=7
21、.27.3(),計(jì)算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)輕型(零件重100kg)單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于3050,毛坯重量21202506.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確
22、定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.5.1 外圓加工表面及端面由零件圖已知數(shù)據(jù)可知,對(duì)外圓和外圓的要求精度較高,經(jīng)過(guò)粗車半精車磨削。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.126可知,單邊余量已能滿足加工要求。兩端面的精度要求也較高,也由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.126可知,單邊余量已能滿足加工要求。3.5.2 兩孔的加工余量孔的精度要求相對(duì)不高,孔內(nèi)粗糙度值為25,直接采用直徑為的麻花鉆頭鉆孔即可??椎木纫笙鄬?duì)較高,孔壁粗糙度值為3.2,需要經(jīng)過(guò)細(xì)加工過(guò)程,由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.126可知,余量為5已能滿足加工要求。詳細(xì)尺寸標(biāo)注見零件毛坯圖3.6確定切削用量及基本工時(shí)切削用量一般包括切削深
23、度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量,再確定切削速度?,F(xiàn)根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)(第三版,艾興、肖詩(shī)綱編,1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版)確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào),與機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)的表區(qū)別。3.6.1 工序本工序?yàn)榇周嚩嗣?,車至,粗鏜粗鏜至,已知加工材料為灰鑄鐵,鑄件,有外皮,機(jī)床C6201普通車床,工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。3.6.1.1確定粗車左端面的切削用量所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.1,由于C6201機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,
24、前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 = (3-1).確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時(shí), 進(jìn)給量=0.51.0按C6201機(jī)床進(jìn)給量(表4.29)在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知: =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表130,C6201機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174207時(shí),=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故實(shí)際進(jìn)給力為: =950=1111.5
25、(3-2)由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件,切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根據(jù)C6201車床說(shuō)明書選擇 =125這時(shí)實(shí)際切削速度為: = (3-5).校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)
26、表1.25,=,切削速度時(shí), =切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實(shí)際切削時(shí)間的功率為: =1.7=1.2 (3-6)根據(jù)表1.30,當(dāng)=時(shí),機(jī)床主軸允許功率為=,故所選切削用量可在C6201機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:=3.75,=,=,=.倒角 為了縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動(dòng)進(jìn)給。. 計(jì)算基本工時(shí) (3-7)式中=+,=由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.26,車削時(shí)的入切量及超切量+=,則=+= = (3-8)3.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時(shí)粗鏜,本工序采用計(jì)算法。所選用刀具為硬質(zhì)合金(鎢鈷類),直徑為的圓形鏜刀。.確定切削深度 =.確定進(jìn)給
27、量根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.5可知,當(dāng)粗鏜鑄件時(shí),鏜刀直徑,鏜刀伸出長(zhǎng)度為時(shí): =0.150.40按C6201機(jī)床的進(jìn)給量(表4.29),選擇, =0.25.確定切削速度 = (3-9)式中=,=0.2,=0.20,=,=0.15 (3-10) =37 = (3-11)按C6201機(jī)床的轉(zhuǎn)速,選擇 =160=2.6.計(jì)算基本工時(shí)選鏜刀的主偏角=,則=,則: =117 3.6.2 工序車端面,粗糙度值為,尺寸保持;車端面,粗糙度值為,尺寸保持;車至;車至。本工序仍為粗車。已知條件與工序相同,車端面及倒角,可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。采用工序確定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下
28、:a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.6.3 工序半精車端面,粗糙度值為,尺寸保持69成;車距離為的面成;半精鏜至,深。3.6.3.1確定半精車左端面的切削用量所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.1,由于C6021機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 = .確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時(shí), 進(jìn)給量=0.51.0按
29、C6201機(jī)床進(jìn)給量(表4.29)在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知: =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表130,C6201機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174207時(shí),=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故實(shí)際進(jìn)給力為: =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手
30、冊(cè)表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件,切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: =63 (3-12) =120 (3-13)根據(jù)C6201車床說(shuō)明書選擇 =125這時(shí)實(shí)際切削速度為: = (3-14).校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.25,=,切削速度時(shí), =切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實(shí)際切削時(shí)間的功率為: =1.7=1.2 根據(jù)表1.30,當(dāng)=時(shí),機(jī)床主軸允許功率為=,故所選切削用量可在C6201機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:=1.25,=,=
31、,=.計(jì)算基本工時(shí) (3-15)式中=+,=由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.26,車削時(shí)的入切量及超切量+=,則=126+= =3.6.3.2確定半精鏜的切削用量所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀,主偏角為K=45,直徑為16mm的圓形鏜刀,其耐用度為。.確定切削深度 a.根據(jù)表1.5,當(dāng)半精鏜鑄料,鏜刀直徑為,a,鏜刀伸出長(zhǎng)度時(shí),進(jìn)給量為:。 .確定切削速度 按表1.27的計(jì)算公式確定 V = (3-16)式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇C620-1機(jī)床轉(zhuǎn)速:n= n =1200=20實(shí)際切削速度為: v = 2.08 .確定基本時(shí)間確定
32、半精鏜孔的基本時(shí)間50s 17173.6.4 工序半精車端面,粗糙度值為6.3,尺寸保持成;半精車外圓至;車孔至。本工序仍半精車。已知條件與工序相同,車端面,可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。3.6.5 工序 鉆孔,鉆孔,鉆螺紋孔以及攻螺紋。3.6.5.1 確定鉆孔的切削用量鉆孔,本工序采用計(jì)算法。表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號(hào)類型直徑范圍(mm)用途GB1436-85直柄麻花鉆2.020.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1437-85直柄長(zhǎng)麻花鉆1.031.5在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1438-85錐柄麻花鉆3.0100.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1439
33、-85錐柄長(zhǎng)麻花鉆5.050.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔選用X308025搖臂鉆床,查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,查機(jī)表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得,耐用度為4500,表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長(zhǎng),麻花鉆,則螺旋角=30,鋒交2=118,后角a=10,橫刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度(摘自GB6137-85) mm直徑范圍直柄麻花鉆ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值(根據(jù)GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124
34、060表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度(1)后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0(mm)20高速鋼鑄鐵0.50.8(2)單刃加工刀具耐用度T min刀具類型加工材料刀具材料刀具直徑d0(mm)1120鉆頭(鉆孔及擴(kuò)孔)鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.確定進(jìn)給量查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.250.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。.確定切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵(190HBS)上鉆
35、孔的切削速度軸向力,扭矩及功率得,V=12,參考機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17)則 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150則實(shí)際切削速度 = = =11.8.確定切削時(shí)間查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-43,鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式: T= (3-19)其中 l= l=5 l=23則: t= =9.133.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為Z308025搖臂機(jī)床,刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆,機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷。
36、根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.200.35。 則取確定切削速度,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-9切削速度計(jì)算公式為 (3-20)查得參數(shù)為,刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) =3.6.5.3 鉆螺紋底孔及攻螺紋鉆螺紋底孔 取 ()所以 ()按機(jī)床選取= ()所以實(shí)際切削速度 ()切削工時(shí)(一個(gè)孔): 攻螺紋根據(jù)表4-32選取所以 (293)按機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度所以切削時(shí)間(一個(gè)孔): 3.6.6 工序磨外圓成;磨外圓成;磨內(nèi)圓成。.選擇砂輪 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)4.8中
37、磨料的選擇各表選取:A46GV69 350其含義為:砂輪磨料為棕剛玉,粒度為46號(hào),硬度為中軟1級(jí),陶瓷結(jié)合劑,6號(hào)組織手型砂輪其尺寸為350(DBd).切削用量的選擇 砂輪速度: n=1500r/min,V=30m/s軸向進(jìn)給量:f=0.2B=8mm(雙線程)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表15-67徑向進(jìn)給量: f=0.02(雙線程)工件速度 v=100V=0.3(m/s) N=1.737r/m (3-21).切削工時(shí) 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-11 k=1.1表2.5-12t=(s) (3-22)磨的機(jī)床選擇為M2110A,刀具選擇代號(hào)為MY的圓柱磨頭,根據(jù)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表13.4
38、-16確定砂輪直接為20,則工件速度=20,縱向進(jìn)給量,工作臺(tái)一次往復(fù)行程磨削深度,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出所耗工時(shí)為41.5 s。30第4章 鉆床夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具的設(shè)計(jì)在本次夾具設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)鉆孔的夾具,在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是:針對(duì)性強(qiáng),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(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng),產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差,費(fèi)用較高。4.1.1 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(shè)計(jì)過(guò)程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基
39、準(zhǔn),以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用以的內(nèi)表面以及的端面為定位基準(zhǔn)。4.1.2 定位原理在機(jī)械加工過(guò)程中,為了保證工件某道工序的加工要求,必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí),是通過(guò)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置,必須做到以下三點(diǎn):(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(jī)床上占有正確的位置;(3) 使刀具相對(duì)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(guò)設(shè)置定位支承點(diǎn),限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前,可視為一
40、個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體,根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知,任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度,即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度,分別用、來(lái)表示;繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度,分別用、來(lái)表示。由此看來(lái),未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的,當(dāng)然也是無(wú)法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置,必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。工件的六個(gè)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(shuō)。工件最多只有六個(gè)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(lái)。工件在夾具中定位,意味著通過(guò)定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。4.1.3 定位元件的分析在離心式
41、微電機(jī)水泵連接座的加工過(guò)程中,因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜,加上零件的特殊性,因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)定位板一塊來(lái)限制零件的自由度,定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向,設(shè)計(jì)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(gè)自由度,達(dá)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(gòu)特點(diǎn),無(wú)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(shí)允許某些方面的自由度不被限制。4.1.4 夾緊元件的選擇工件在夾緊過(guò)程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過(guò)程中,即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力,由于定加工過(guò)程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出
42、現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差,必須進(jìn)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(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼,其外還有自制導(dǎo)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、小批量生產(chǎn)或用來(lái)加工孔距較小以及孔距精度較高的孔??蓳Q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(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合,鉆套磨損后,可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)??鞊Q鉆套:當(dāng)要取出鉆套時(shí),只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘
43、頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面,即可取出鉆套。在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套,因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套,必須把鉆套和襯套加長(zhǎng)來(lái)保證精度和它的高度??鞊Q鉆套如圖所示:圖4-1 快換鉆套.夾具底座與工作臺(tái)的連接 由于的加工過(guò)程中選用的機(jī)床為Z3080搖臂鉆床,機(jī)械加工工藝手冊(cè) 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(gè),工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè),工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè),。4.1.5定位誤差的分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)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(guān)尺寸或位置公差的1/
44、3,即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。在用夾具裝夾工件時(shí),當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí),工件的位置即由定位元件確定下來(lái)。而對(duì)一批工件來(lái)說(shuō),因各工件的有關(guān)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(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)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。本次定位是典型的兩面一孔定位,在分析計(jì)算定位誤差時(shí),應(yīng)該按配合間隙為最大的情況來(lái)考慮?;鶞?zhǔn)位移誤差包括兩類:平面內(nèi)任意方向移動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差;轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差。工件兩面中心距的平均尺寸,其公差一般為:()
45、 因,取 配合一般取或,所以: 計(jì)算定位誤差加工尺寸的定位誤差,由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合,故 (4-1) =定位誤差小于工件公差的4.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸,故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則;參考文獻(xiàn),因夾具的夾緊力與切削力方向相反,實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力:F夾KF (N)扭距:Nm在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù)由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表可得:切削力公式: 式(2.17)式中 查表得: 即:實(shí)際所需夾緊力:由參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表得: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算,由式(2.5)有:式中:為各種因素的安全系數(shù),見參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 可得: 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,決定選用液
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