后蓋加工工藝及鉆側面 10 和 6 孔夾具設計 學生姓名 學生姓名 學生學號 學生學號 院 系 院 系 年級專業 年級專業 指導教師 指導教師 I 摘 要 本次設計是對后蓋零件的加工工藝設計 后蓋零件的主要加工表面是外圓及孔 由加工工藝原則可知 保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易 所以本設計 遵循先面前孔的原則 并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加 工精度 基準選擇以后蓋大外圓端面作為粗基準 以后蓋大外圓端面與兩個工藝孔作 為精基準 主要加工工序安排是先以后蓋大外圓端面互為基準加工出端面 再以端面 定位加工出小孔 在前續工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平 面 整個加工過程均選用專用機床 關鍵詞關鍵詞 后蓋 加工工藝 專用夾具 全套圖紙加扣 3012250582 II ABSTRACT This design is the processing technology design for the back cover parts The main machined surface of the back cover part is the outer circle and the hole It can be known from the principle of processing technology that it is easier to ensure the processing accuracy of the plane than to ensure the machining accuracy of the hole Therefore this design follows the principle of the front hole The machining of holes and planes is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining accuracy After the reference selection the large outer end face is used as the rough reference and the large outer end face and the two process holes are used as the fine reference The main processing steps are to first machine the end faces with the outer end faces of the outer cover as the reference and then machine the small holes with the end faces In the previous process except for the individual processes the other holes and planes are processed by the end faces and the process holes Special machine tools are used throughout the machining process Key words The empress steel plate spring coil mourns the ear Process the craft Appropriation tongs III 目目 錄錄 摘摘 要要 I ABSTRACT II 目目 錄錄 III 1 緒緒 論論 1 2 后蓋加工工藝規程設計后蓋加工工藝規程設計 2 2 1 零件的分析零件的分析 2 2 1 1 零件的作用 2 1 1 2 零件的工藝分析 2 2 2 工藝過程設計所應采取的相應措施工藝過程設計所應采取的相應措施 3 2 32 3 后蓋加工定位基準的選擇后蓋加工定位基準的選擇 3 2 3 1 確定毛坯的制造形式 3 2 3 2 粗基準的選擇 3 2 3 3 精基準的選擇 4 2 4 工藝路線的制定工藝路線的制定 4 2 4 1 工藝方案一 4 2 4 2 工藝方案二 5 2 4 3 工藝方案的比較與分析 6 2 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2 6 確定切削用量及基本工時 機動時間 確定切削用量及基本工時 機動時間 8 2 8 本章小結本章小結 15 3 3 鉆側面鉆側面 1010 和和 6 6 孔專用夾具設計孔專用夾具設計 16 3 13 1 定位基準的選擇定位基準的選擇 16 3 2 定位元件的設計 16 3 3 定位誤差分析 17 3 4 鉆削力與夾緊力的計算 17 3 5 鉆套 襯套 鉆模板及夾具體設計 19 3 6 夾緊裝置的設計 20 3 7 夾具設計及操作的簡要說明 21 4 結論與展望結論與展望 22 4 1 結論結論 22 4 2 不足之處及展望不足之處及展望 22 致謝致謝 23 參考文獻參考文獻 24 1 緒 論 1 1 緒緒 論論 機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之前 進行的一次理論聯 系實際的綜合運用 使我對專業知識 技能有了進一步的提高 為以前從事專業技術 的工作打下基礎 機械加工工藝是實現產品設計 保證產品質量 節約能源 降低成 本的重要手段 是企業進行生產準備 計劃調度 加工操作 生產安全 技術檢測和 健全勞動組織的重要依據 也是企業上品種 上質量 上水平 加速產品更新 提高 經濟效益的技術保證 然而夾具又是制造系統的重要組成部分 不論是傳統制造 還 是現代制造系統 夾具都是十分重要的 因此 好的夾具設計可以提高產品勞動生產 率 保證和提高加工精度 降低生產成本等 還可以擴大機床的使用范圍 從而使產 品在保證精度的前提下提高效率 降低成本 當今激烈的市場競爭和企業信息化的要 求 企業對夾具的設計及制造提出了更高的要求 所以對機械的加工工藝及夾具設計具 有十分重要的意義 隨著機械工業的迅速發展 對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求 使多 品種 中小批生產作為機械生產的主流 為了適應機械生產的這種發展趨勢 必然對 機床夾具提出更高的要求 特別像后蓋類不規則零件的加工還處于落前階段 在今前 的發展過程中 應大力推廣使用組合夾具 半組合夾具 可調夾具 尤其是成組夾具 在機床技術向高速 高效 精密 復合 智能 環保方向發展的帶動下 夾具技術正 朝著高精高效模塊組合通用經濟方向發展 2 2 后蓋加工工藝規程設計后蓋加工工藝規程設計 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目給出的零件是后蓋 后蓋零件的加工質量會影響機器的工作精度 使用性能 和壽命 后蓋主要作用是固定支撐功能 導向功能 圖 2 1 后蓋零件圖 1 1 2 零件的工藝分析 由后蓋零件圖知可將其分為兩組加工表面 它們相互間有一定的位置要求 現分 析如下 3 2 2 工藝過程設計所應采取的 相應措施 由以上分析可知 該零件的主要加工表面是平面及孔系 一般來說 保證平面的 加工精度要比保證孔系的加工精度容易 因此 對于該零件來說 加工過程中的主要 問題是保證平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度 處理好孔和平面之間的相 互關系 該類零件的加工應遵循先面前孔的原則 即先加工零件的基準平面 以基準平面 定位加工其他平面 然前再加工孔系 后蓋的加工自然應遵循這個原則 這是因為平 面的面積大 用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固 因而容易保證孔的加工精度 其次 先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平 為提高孔的加工精度創造條件 便于對刀及調整 也有利于保護刀具 后蓋零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則 將孔與平面的加工明確劃分成 粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度 由于后蓋的生產量很大 怎樣滿足后蓋生產率要求也是過程中的主要考慮因素 2 3 后蓋加工定位基準的選擇 2 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT150 由于生量已達到大批生產的水平 而且零件的輪廓尺寸不大 故可以采用鑄造成型 這對提高生產效率 保證加工質量也是有利的 2 3 2 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求 1 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準 目的是為了保證加工面與不加工面的 相互位置關系精度 如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面 則應選擇其中與加 工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準 以求壁厚均勻 外形對稱 少裝 夾等 110mm 外圓及左端面 110mm右端面 30mm 孔 3X 5 8mm 孔 6mm 孔 10mm 孔 4 2 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準 例如 機床床身導軌面是其 余量要求均勻的重要表面 因而在加工時選擇導軌面作為粗基準 加工床身的底面 再以底面作為精基準加工導軌面 這樣就能保證均勻地去掉較少的余量 使表層保留 而細致的組織 以增加耐磨性 3 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準 這樣可以保證該面有足夠的加工余 量 4 應盡可能選擇平整 光潔 面積足夠大的表面作為粗基準 以保證定位準確 夾緊可靠 有澆口 冒口 飛邊 毛刺的表面不宜選作粗基準 必要時需經初加工 5 粗基準應避免重復使用 因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的 多次使 用難以保證表面間的位置精度 為了滿足上述要求 基準選擇以后蓋大外圓端面作為粗基準 先以后蓋大外圓端 面互為基準加工出端面 再以端面定位加工出工藝孔 在前續工序中除個別工序外均 用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面 2 3 3 精基準的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題 當設計基準與工序基準不重合時 應當 進行尺寸換算 2 4 工藝路線的制定 由于生產類型為大批生產 應盡量使工序集中來提高生產率 除此之外 還應降 低生產成本 2 4 1 工藝方案一 表 2 1 工藝方案一表 5 2 4 2 工藝方案二 表 2 2 工藝方案二表 工序號工序名稱工 序 內 容 10 鑄造采用鑄造的方式獲得鑄件 20 熱處理退火 30 粗車粗車 110mm 外圓及左端面 40 粗車掉頭 粗車右端面 50 半精車半精車 110mm 左端面 60 擴孔擴 30mm 孔 70 鉸孔鉸 30mm 孔 80 鉆孔鉆 3X 5 8mm 孔 90 鉆孔鉆 3X 10mm 孔 100 鉆孔鉆 6mm 孔 110 鉆孔鉆 10mm 孔 120 鉗工去毛刺 130 檢驗入庫檢驗入庫 6 2 4 3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于 方案一是先加工底平面 然后加工 30mm 孔 方 案二是先加工 30mm 孔 后加工底平面 這樣發現方案二不夠合理 因為加工加工 30mm 孔需要以底面為基準 違背了先基準后其他的原則 所以選擇方案 1 所以合理具體加工藝如下 表 2 3 工藝方案表 工序號工序名稱工 序 內 容 10 鑄造采用鑄造的方式獲得鑄件 20 熱處理退火 30 粗車粗車 110mm 外圓及左端面 40 粗車掉頭 粗車右端面 50 半精車半精車 110mm 左端面 60 鉆孔鉆 3X 5 8mm 孔 70 鉆孔鉆 3X 10mm 孔 80 擴孔擴 30mm 孔 90 鉸孔鉸 30mm 孔 100 鉆孔鉆 6mm 孔 110 鉆孔鉆 10mm 孔 120 鉗工去毛刺 130 檢驗入庫檢驗入庫 7 2 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 后蓋 零件材料為 HT150 硬度 HBS 為 149 187 生產類型為大批量生產 采用鑄 造毛坯 根據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 1 110mm 外圓及左端面 表面粗糙度 12 5 粗車即可 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 2 3 當 鑄造方法為金屬型鑄造 毛坯材料為灰鑄鐵時 公差等級 CT 為 7 9 現選公差等級為 9 級 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 2 5 當工藝方法為金屬型鑄造 毛坯 工序號工序名稱工 序 內 容 10 鑄造采用鑄造的方式獲得鑄件 20 熱處理退火 30 粗車粗車 110mm 外圓及左端面 40 粗車掉頭 粗車右端面 50 半精車半精車 110mm 左端面 60 擴孔擴 30mm 孔 70 鉸孔鉸 30mm 孔 80 鉆孔鉆 3X 5 8mm 孔 90 鉆孔鉆 3X 10mm 孔 100 鉆孔鉆 6mm 孔 110 鉆孔鉆 10mm 孔 120 鉗工去毛刺 130 檢驗入庫檢驗入庫 8 材料為灰鑄鐵時 加工余量等級 MA 為 F 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 2 4 當基本尺寸在 0 100mm 尺寸公差等級 CT 為 9 級 加工余量等級 MA 為 F 時 加工 余量數值為 2 0 2 5mm 現取 2mm 2 30 孔 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 3 8 確定工序尺寸及余量為 擴孔 29 8mm 鉸孔 30mm 3 3X 5 8mm 孔 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 3 8 確定工序尺寸及余量為 一次鉆出來 4 3X 10mm 孔 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 3 8 確定工序尺寸及余量為 一次鉆出來 5 6mm 孔 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 3 8 確定工序尺寸及余量為 一次鉆出來 6 10mm 孔 根據 機械制造工藝設計簡明手冊 表 2 3 8 確定工序尺寸及余量為 一次鉆出來 2 6 確定切削用量及基本工時 機動時間 工序 30 粗車 110mm 外圓及左端面 1 加工條件 工件材料 HT150 b 220MPa 砂型鑄造 機床 CA6140 臥式車床 刀具 采用刀片材料為 YT15 刀桿尺寸 16x25mm 90 15 2 K 0 12 0 5mm 0 2 計算切削用量 1 已知毛坯長度方向的加工余量為 3 0 8 0 7mm 考慮的模鑄拔模斜度 4mm p a 2 進給量 f 根據 實用機械加工工藝手冊 中表 2 4 3 當刀桿尺寸為 16 25 mm 3 5mm 以及工件直徑為 100 時 f 0 7 1 0mm r 2 p a 按 CA6140 車床說明書 見切削手冊 取 f 0 9mm r 9 3 計算切削速度 按 切削手冊 表 1 27 切削速度的計算公式為 壽命 T 60min m min v yx p m v c k faT C v vv 其中 342 0 15 0 35 m 0 2 修正系數見 切削手冊 表 v C v x v y v k 1 28 即 1 44 0 8 1 04 0 81 0 97 所以 Mv k sv k kv k krv k Bv k x1 44x0 8x1 04x0 81x0 97 158 6 m min v xx vc 35 0 15 0 2 0 5 0460 342 4 確定機的主軸轉速 ns 504r min W d 1000 c v x100 6 1581000 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 8 與 504r min 相近的機床轉速為 480r min 及 600r min 現選取 480r min 所以實際切削速度 v 110r min w n 5 切削工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 L 40mm 2mm 0 0 2 20100 1 l 2 l 3 l tm 0 098 min fn l w 321 lll 0 9480 240 工序 40 掉頭 粗車右端面 加工條件 工件材料 HT150 b 220MPa 砂型鑄造 機床 CA6140 臥式車床 刀具 采用刀片材料為 YT15 刀桿尺寸 16x25mm 90 15 2 K 0 12 0 5mm 0 1 切削深度 單邊余量 Z 2mm 分二次切除 2 進給量 根據 機械加工工藝手冊 取 f 0 9mm r 3 計算切削速度 132m min v yx p m v c k faT C v vv 4 確定機床主軸轉速 ns 420r min W d 1000 c v x100 1321000 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 8 與 420r min 相近的機床轉速為 480r min 現選取 480r min 所以實際切削速度 c v 1000 s dn min 150 1000 480100 m 5 檢驗機床功率 主切削力按 切削手冊 表 1 29 所示公式計算 c F c F c c F c F c F c F n c yx pF kvfaC 其中 2985 1 0 0 65 0 15 c F C c F x c F y c F n 10 0 63 0 61 Mp k F nb 650 65 0 650 600 kr k 2985 1 0 0 51500 63 0 89 1122 4 N c F 65 0 15 0 切削時消耗功率 2 81 KW c P 4 106x vF cc 4 106 150 4 1122 x x 由 實用機械加工工藝手冊 表 7 4 中 CA6140 機床說明書可知 CA6140 主電機功 率為 7 5kw 轉速為 480r min 時主軸傳遞的最大功率為 4 5kw 所以機床功率足夠 可 以正常加工 6 校驗機床進給系統強度 已知主切削力 1122 4N 徑向切削力按 切削 c F p F 手冊 表 1 29 所示公式計算 p F p p F Fpp F p F n c y x pF kvfaC 其中 1940 0 9 0 6 0 3 p F C p F x p F y p F n 0 59 0 5 Mp k F nb 650 85 0 650 220 kr k 所以 1940 1 50 51500 59 0 5 203 N c F 9 0 6 0 3 0 而軸向切削力 f F f f F Fff F f F n c y x pF kvfaC 其中 2880 1 0 0 5 0 4 f F C f F x f F y f F n 0 34 1 17 M k F nb 650 0 1 650 220 k k 軸向切削力 2880 1 5 0 51500 34 1 17 442 N f F 5 0 4 0 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數 0 1 則切削羅在縱向進給方向對進給機構的 作用力為 F 442 0 1 1122 4 203 442 132 5 574 5N f F c F p F 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為 3530N 見 切削手冊 表 1 30 故機 床進給系統可正常工作 7 切削工時 t 其中 l 10mm 4mm 2mm fn l w 21 ll 1 l 1 l 所以 t 0 1min 0 9480 2410 工序 50 半精車 110mm 左端面 1 切削深度 單邊余量 Z 2mm 分 1 次切除 2 進給量 根據 機械加工工藝手冊 取 f 0 9mm r 3 計算切削速度 v yx p m v c k faT C v vv 其中 342 0 15 0 35 m 0 2 修正系數見 切削手冊 表 v C v x v y v k 1 28 即 1 44 0 8 1 04 0 81 0 97 所以 Mv k sv k kv k krv k Bv k 11 1 44 0 8 1 04 0 81 0 97 126m min v c v 35 0 15 0 2 0 9 0460 342 4 確定機的主軸轉速 ns 378r min W d 1000 c v 106 1261000 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 8 與 378r min 相近的機床轉速為 400r min 現選取 400r min w n 所以實際切削速度 c v 1000 s dn min 133 1000 400106 m 5 切削工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 t i 其中 l 30mm t m fn l w 21 ll m i 15 0 83 min fn l w 21 ll 0 9400 2 工序 60 擴 30mm 孔至 29 8mm 孔 機床 Z525 搖臂鉆床 刀具 根據 機械加工工藝手冊 表 10 61 選取高速鋼鉆頭 W18Cr4V 根據有關資料介紹 利用鉆頭進行擴鉆時 其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的 實心孔時的進給量與切削速度之關系為 鉆 ff 8 1 2 1 鉆 vv 3 1 2 1 式中的 加工實心孔進的切削用量 現已知 鉆 f 鉆 v 0 36mm r 切削手冊 表 2 7 42 25m min 切削手冊 表 2 13 鉆 f 鉆 v 1 進給量 取 f 1 5 0 36 0 51mm r 按機床選取 0 5mm r 2 切削速度 v 0 4 42 25 16 9m min 3 定機床主軸轉速 ns 271 8r min W d 1000 c v1000 16 9 29 8 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 2 與 271 8r min 相近的機床轉速為 275r min 現選取 275r min w n 所以實際切削速度 c v 1000 s dn 4 削工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 t i 其中 l 91mm 10mm m fn l w 21 ll 1 l 4mm t 0 78 min 2 l m fn l w 21 ll 0 5275 105 工序 70 鉸 30mm 孔 12 機床 Z525 搖臂鉆床 刀具 根據 機械加工工藝手冊 表 10 61 選取高速鋼鉆頭 W18Cr4V 1 進給量 取 f 1 5 0 36 0 51mm r 按機床選取 0 5mm r 2 削速度 按切削手冊選取 v 0 4 48 25 19 3m min 3 定機床主軸轉速 ns 298 3r min W d 1000 c v 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 2 與 298 3r min 相近的機床轉速為 275r min 現選取 275r min w n 所以實際切削速度 c v 1000 s dn 30 275 17 2 min 1000 m 4 工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 t i 其中 l 91mm 7mm m fn l w 21 ll 1 l 3mm t 0 73 min 2 l m fn l w 21 ll 0 5275 101 工序 80 鉆 3X 5 8mm 孔 機床 Z525 立式搖臂鉆床 刀具 根據 機械加工工藝手冊 表 10 61 選取高速鋼麻花鉆 5 8 1 進給量 查 機械加工工藝師手冊 表 28 13 取 f 0 13mm r 2 削速度 根據 機械加工工藝手冊 表 10 70 及 10 66 查得 V 30m min 3 定機床主軸轉速 ns 1061r min W d 1000 c v1000 30 5 8 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 5 與 1061r min 相近的機床轉速為 1012r min 現選取 1012r min w n 所以實際切削速度 c v 1000 s dn 5 8 1012 28 6 min 1000 m 5 削工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 t i 其中 l 8mm 4mm m fn l w 21 ll 1 l 3mm t 0 11 min 2 l m fn l w 21 ll 0 131012 15 由于有 3 個孔所以切削工時為 3 t 0 33min m 工序 90 鉆 3X 10mm 孔 13 機床 Z525 型立式鉆床 刀具 選擇高速鋼麻花鉆頭 其直徑 d0 10mm 鉆頭幾何形狀 參見 切削用量簡明手冊 表 2 1 表 2 2 雙錐修模橫刃 30 2 116 2 1 70 b 2 5mm 0 13 55 b 1mm l 2mm 2 選擇切削用量 1 決定進給量 f 根據鉆頭強度決定進給量 根據 切削用量簡明手冊 表 2 5 當工件材料為 HT150 鉆頭直徑為 10mm 時 進給量 f 的范圍是 0 47mm r 0 57mm r 根據 Z535 機床 說明書 選擇 f 0 57mm r 機床進給機構強度也可根據初步確定的進給量查出軸向力 再進行比較來校驗 由 切削用量簡明手冊 表 2 16 查出鉆孔時的軸向力 當 f 0 57mm r d 12mm 時 軸向力 F 3580N 軸向力的修正系數為 1 0 故 Fc 3580N 根據 Z535 鉆床說明書 機床進給機構強度允許的最大軸向力為 Fmax 15690N 由于 Fc Fmax 故 f 0 57mm r 可用 2 決定鉆頭磨鈍標準及耐用度 由 切削用量簡明手冊 表 2 9 當 d0 10mm 刀具材料為高速鋼時 后刀面最大 磨損限度為 0 5 0 8mm 現取 0 7mm 當鉆頭直徑在 6 10mm 加工材料為鑄鐵時 鉆 頭的耐用度 T 2100s 3 決定切削速度 根據 切削用量簡明手冊 表 2 23 鉆孔時切削速度的計算公式 V CVd0ZvkV 601 mTmfYv m s 式中 CV 25 3 Zv 0 25 Yv 0 4 m 0 125 Kv 見 切削用量簡明手冊 表 1 21 1 表 1 21 6 即 KMv 150 HB 1 3 1 所以 V 0 59m s 4 確定機床主軸轉速 n 1000Vc d 1000 0 59 3 14 10 18r s 根據機床說明書 現選取 n 18 3r s 1100r min 所以實際的切削速度為 V n d 1000 18 3 3 14 10 1000 0 57m s 3 計算基本工時 1 鉆 10 孔工時 根據 金屬機械加工工藝設計手冊 表 5 7 所示公式 T0 l l1 l2 fn 14 根據表 5 10 當 2 116 時 切入量 l1 0 4D 即 l1 4mm 根據表 5 9 注釋 為 了保證鉆頭不受拘束地進給接近加工表面 表內的切入長度應該增加 對于 d 15mm 的鉆頭為 1mm 即 l1 4 1 5mm 根據表 5 9 當鉆頭直徑 d 10mm 時 超出長度 l2 1 5mm 所以 T0 0 061min 工序 100 鉆 6mm 孔 機床 Z525 型立式鉆床 刀具 根據 機械加工工藝手冊 表 10 61 選取高速鋼麻花鉆 6 1 進給量 查 機械加工工藝師手冊 表 28 13 取 f 0 13mm r 2 切削速度 根據 機械加工工藝手冊 表 10 70 及 10 66 查得 V 24 34m min 取 V 30m min 3 確定機床主軸轉速 ns 1592r min W d 1000 c v 6 301000 按機床說明書 見 工藝手冊 表 4 2 5 與 1592r min 相近的機床轉速為 1592r min 現選取 1426r min w n 所以實際切削速度 c v 1000 s dn min 8 26 1000 14266 m 5 切削工時 按 工藝手冊 表 6 2 1 t i 其中 l 7mm m fn l w 21 ll 4mm 3mm t 0 07 min 1 l 2 l m fn l w 21 ll 0 131426 14 工序 110 鉆 10mm 孔 機床 Z525 型立式鉆床 刀具 選擇高速鋼麻花鉆頭 其直徑 d0 10mm 鉆頭幾何形狀 參見 切削用量簡明手冊 表 2 1 表 2 2 雙錐修模橫刃 30 2 116 2 1 70 b 2 5mm 0 13 55 b 1mm l 2mm 2 選擇切削用量 1 決定進給量 f 根據鉆頭強度決定進給量 根據 切削用量簡明手冊 表 2 5 當工件材料為 HT150 鉆頭直徑為 10mm 時 進給量 f 的范圍是 0 47mm r 0 57mm r 根據 Z535 機床 說明書 選擇 f 0 57mm r 機床進給機構強度也可根據初步確定的進給量查出軸向力 再進行比較來校驗 15 由 切削用量簡明手冊 表 2 16 查出鉆孔時的軸向力 當 f 0 57mm r d 12mm 時 軸向力 F 3580N 軸向力的修正系數為 1 0 故 Fc 3580N 根據 Z535 鉆床說明書 機床進給機構強度允許的最大軸向力為 Fmax 15690N 由于 Fc Fmax 故 f 0 57mm r 可用 2 決定鉆頭磨鈍標準及耐用度 由 切削用量簡明手冊 表 2 9 當 d0 10mm 刀具材料為高速鋼時 后刀面最大 磨損限度為 0 5 0 8mm 現取 0 7mm 當鉆頭直徑在 6 10mm 加工材料為鑄鐵時 鉆 頭的耐用度 T 2100s 3 決定切削速度 根據 切削用量簡明手冊 表 2 23 鉆孔時切削速度的計算公式 V CVd0ZvkV 601 mTmfYv m s 式中 CV 25 3 Zv 0 25 Yv 0 4 m 0 125 Kv 見 切削用量簡明手冊 表 1 21 1 表 1 21 6 即 KMv 150 HB 1 3 1 所以 V 0 59m s 4 確定機床主軸轉速 n 1000Vc d 1000 0 59 3 14 10 18r s 根據機床說明書 現選取 n 18 3r s 1100r min 所以實際的切削速度為 V n d 1000 18 3 3 14 10 1000 0 57m s 3 計算基本工時 1 鉆 10 孔工時 根據 金屬機械加工工藝設計手冊 表 5 7 所示公式 T0 l l1 l2 fn 根據表 5 10 當 2 116 時 切入量 l1 0 4D 即 l1 4mm 根據表 5 9 注釋 為 了保證鉆頭不受拘束地進給接近加工表面 表內的切入長度應該增加 對于 d 15mm 的鉆頭為 1mm 即 l1 4 1 5mm 根據表 5 9 當鉆頭直徑 d 10mm 時 超出長度 l2 1 5mm 所以 T0 0 061min 2 8 本章小結 本章主要是對后蓋的加工工藝進行設計 先要明確零件的作用 本次設計的后蓋 的主要作用就是載重前 使鋼板能夠得到延伸 伸展 能有正常的緩沖作用 確定了 零件的機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸前 就可以對零件的工藝路線進行分析 16 制定出幾套工藝方案 然前對這幾套方案進行分析比較 選擇最優方案 最前進行時 間定額計算及生產安排 優良的加工工藝是能否生產出合格 優質零件的必要前提 所以對加工工藝的設計十分重要 設計時要反復比較 選擇最優方案 3 3 鉆側面鉆側面 10 10 和和 6 6 孔專用夾具設計孔專用夾具設計 3 1 定位基準的選擇 在加工 10 和 6 孔工序時 30 孔端面已經加工到要求尺寸 因此選用和 30 孔及 30 孔下表面端面的作為定位基準 選擇 30 孔限制了工件的 2 個自由度 選擇 30 孔端面定位時 限制了 3 個自由度 即一面兩銷定位 工件以一面兩銷定位 時 夾具上的定位元件是 一面兩銷 3 2 定位元件的設計 本工序選用的定位基準為一面兩銷定位 所以相應的夾具上的定位元件應是一面 2 銷 因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和菱形銷進行設計 根據參考文獻 11 表 2 1 2 固定定位銷的結構及主要尺寸如圖 3 13 所示 圖 3 13 固定定位銷 17 主要結構尺寸參數如表 3 8 所示 表 3 8 固定定位銷的結構尺寸 D 1 D HLCdh 303430441156 3 3 定位誤差分析 機械加工過程中 產生加工誤差的因素有很多 在這些因素中 有一項因素于機 床夾具有關 使用夾具時 加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具 中的定位密切相關 為了滿足工序的加工要求 必須使工序中各項加工誤差之總和等 于或小于該工序所規定的工序公差 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位 其定位誤差主要為 銷與孔的配合 0 05mm 鉆模與銷的誤差 0 02mm 鉆套與襯套 0 029mm 由公式 e H 2 h b max H max 0 052 0 022 0 0292 1 2 0 06mm e 0 06 30 32 0 05622 可見這種定位方案是可行的 3 4 鉆削力與夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆 攻螺紋加工 而鉆削力遠遠大于攻螺紋切削 力 因此切削力應以鉆削力為準 由參考文獻 9 得 鉆削力 6 08 0 26HBDfF 鉆削力矩 6 0 8 09 1 10HBfDT 式中 610mmDmm 和 232187255 3 1 255 3 1 minmaxmax HBHBHBHB 1 15 0 rmmf 0 80 6 26 6 0 152321201 7FN 1 90 80 6 10 60 152323003TN mm 本套夾具采用移動壓板夾緊 移動壓板主要靠移動壓板上的螺母來實現夾緊 根據工件受力切削力 夾緊力的作用情況 找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態 按靜力平衡原理計算出理論夾緊力 最后為保證夾緊可靠 再乘以安全系數 作為實際所需夾緊力的數值 即 FKWK 安全系數 K 可按下式計算有 6543210 KKKKKKKK 18 式中 為各種因素的安全系數 查參考文獻 5 表可得 60 KK121 1 2 1 0 1 0 1 0 1 3 1 0 1 01 56 C K 1 2 1 2 1 05 1 2 1 3 1 0 1 02 36 P K 1 2 1 2 1 0 1 2 1 3 1 0 1 02 25 f K 所以有 1193 08 KCC WKFN 766 37 KPP WKFN 1359 90 Kff WKFN 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有 21 0 tgtg QL W z 式中參數由參考文獻 5 可查得 6 22 2 76 z r 90 1 059 2 2 29 其中 120 Lmm 80 NQ 螺旋夾緊力 0 4748 2 WN 該夾具采用螺旋夾緊機構 用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件 受力簡圖如下 圖 移動壓板受力簡圖 由表得 原動力計算公式 2621 0 0 1 K L WW l 即 004748 2 33 0 98 9032 75 17 K W L WN l 由上述計算易得 KK WW 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結構簡單 操作方便 決定 選用手動螺旋夾緊機構 19 3 5 鉆套 襯套 鉆模板及夾具體設計 選用快換鉆套 其結構如下圖所示 以減少更換鉆套的輔助時間 根據參考文獻 11 表 2 1 47 可查得鉆套孔徑結構如圖 3 14 所示 圖 3 14 快換鉆套 鉆套結構參數如表 3 9 所示 表 3 9 D dH 公稱尺 寸 允差 1 D 2 Dh 1 hm 1 m r 62012 0 01 8 0 00 7 2218104772250 根據參考文獻 11 表 2 1 58 可得襯套選用固定襯套其結構如圖 3 15 所示 圖 3 15 固定襯套 20 其結構參數如表 3 10 所示 表 3 10 dD 公稱尺寸允差 H 公稱尺寸允差 C 1 C 12 0 034 0 022 2018 0 02 3 0 01 2 0 5 2 根據參考文獻 11 夾具 U 型槽的結構如圖 3 22 所示 圖 3 22 U 型槽 主要結構尺寸參數如表 3 11 所示 表 3 11 螺栓直徑d D 1 D L 12143020 3 6 夾緊裝置的設計 夾緊裝置采用移動的 A 型壓板來夾緊工件 采用的移動壓板的好處就是加工完成 后 可以將壓板松開 然后退后一定距離把工件取出 21 根據參考文獻 11 移動壓板 GB2175 80 其結構如圖 3 17 所示 圖 移動壓板 主要結構尺寸參數如表所示 表 LBbl 1 l KHh 1 hm 1203011365082241 512 3 7 夾具設計及操作的簡要說明 本套夾具用于加工 10 和 6 孔 定位采用常見的一面兩銷定位方案 以 30 孔下表面 一面 及其內孔 帶大端面的長圓柱銷 下平臺 固定定位銷 來實現完 全