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文檔簡介
1、<p><b> 重慶大學(xué)教育學(xué)院</b></p><p><b> 畢業(yè)設(shè)計(論文)</b></p><p> 題目 端蓋零件的機械加工工藝規(guī)程 </p><p> 和鉆夾具設(shè)計 </p><p> 學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心 重慶學(xué)習(xí)中心 </p>
2、<p> 批次 層次 專業(yè) 0902、本科、機械設(shè)計制造及自動化</p><p> 學(xué) 號 </p><p> 學(xué) 生 </p><p> 指 導(dǎo) 教 師 </p><p> 起
3、止 日 期 2009-09-03至2009-10-30 </p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是汽車法蘭上的端蓋加工工藝規(guī)程及4-φ9孔鉆夾具的設(shè)計。端蓋是法蘭盤上的一個零件,與其它零件配對使用,其主要加工表面及控制位置為孔和外圓。由零件要求分析可知,保證孔和外圓尺寸的同時應(yīng)該盡量保證其同軸度,這對于后工序裝配和總
4、成使用上來說都有重要影響。所以,工序安排時,采取以φ108大外圓粗定位夾緊加工后,對孔和外圓分粗精加工同時成型。因其粗糙度為Ra3.2,可直接車削滿足。對于鉆4-φ9孔時,主要以孔定位,兩銑削端面限位,控制其自由度,以達(dá)到加工出來的產(chǎn)品滿足要求并且一致性好的目的。本文的研究重點在于通過汽車法蘭端蓋的工藝性和力學(xué)性能分析,對加工工藝進行合理分析,選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計高效、省力的夾具,通過實踐驗證,最終加工出合格的端蓋零件。&
5、lt;/p><p> 關(guān)鍵詞:端蓋、加工工藝、鉆孔、定位、夾具</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 摘要………………………………………………………………………………… 2</p><p> 1 設(shè)計目的及背景 ……………………………………………………………… 4</p>&
6、lt;p> 2 端蓋零件的機械加工工藝過程分析…………………………………………… 4</p><p> 2.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型……………………………………………… 4</p><p> 2.2 零件的分析…………………………………………………………………… 5</p><p> 2.3 選擇毛坯……………………………………………………
7、………………… 5</p><p> 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………………………… 6</p><p> 2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………… 6</p><p> 2.4.2 零件加工方法的選擇……………………………………………………… 6</p><p> 2.
8、4.3 制定工藝路線……………………………………………………………… 6</p><p> 2.4.4 確定機械加工余量及毛坯尺寸,設(shè)計毛坯——零件綜合圖…………… 7</p><p> 2.4.5 工序設(shè)計…………………………………………………………………… 8</p><p> 2.4.6確定切削用量及基本時間(機動時間)……………………………………
9、 13</p><p> 3 機床夾具設(shè)計………………………………………………………………… 20</p><p> 3.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 ……………………………………………………… 20</p><p> 3.1.1 確定夾具的類型 ………………………………………………………… 20</p><p> 3.1.2 確定
10、工件的定位方案 …………………………………………………… 20</p><p> 3.1.3 確定工件的夾緊形式 …………………………………………………… 21</p><p> 3.1.4 確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置 ……………………………………… 21</p><p> 3.1.5確定其它機械,如分度、裝卸用的輔助裝置等………………………… 21
11、</p><p> 3.1.6 夾具體的結(jié)構(gòu)類型設(shè)計 ………………………………………………… 21</p><p> 3.1.7 夾具總圖設(shè)計 …………………………………………………………… 21</p><p> 3.2 夾具精度的校核 …………………………………………………………… 22</p><p> 4 總結(jié) …………
12、………………………………………………………………… 23</p><p> 5 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………… 23</p><p><b> 設(shè)計目的及背景</b></p><p> 汽車工業(yè)是我國的四大支柱形產(chǎn)業(yè)之一,在當(dāng)前經(jīng)濟形勢整體企穩(wěn)回暖、我國汽車產(chǎn)業(yè)趨向走好的背景下,各大汽車制造廠及零部件
13、制造廠都擴產(chǎn)增銷,推陳出新,行業(yè)形勢出現(xiàn)“持續(xù)熱銷”的火熱局面。改革開放以來,中國的汽車工業(yè)如同其它工業(yè)一樣在開放與競爭中迅速成長。據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計資料顯示,1990年中國的汽車產(chǎn)量僅有51.4萬輛,其中轎車僅有3.5萬輛,經(jīng)過14年的努力,到2003年中國的汽車產(chǎn)量達(dá)到444.39萬輛,與1990年相比增長了8.6倍,轎車產(chǎn)量達(dá)到202.01萬輛,增長57.7倍。中國的汽車已快速進入家庭,因此帶動了各汽車配件廠的快速發(fā)展。</
14、p><p> 本這設(shè)計的主要任務(wù)是汽車法蘭上的一個端蓋,其作用是連接配對零件并傳遞相關(guān)功能。</p><p> 機械的加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學(xué)的全部課程以后,進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用。培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與技能,獨立分析與解決問題的能力,有助于學(xué)生對專業(yè)知識、技能的進一步提高,為以后從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。專用夾具的設(shè)計,對加工精度,提高加工效率,減輕勞
15、動強度,充分發(fā)揮和擴大機床的性能有著重要的影響。本課題討論的目的是通過分析汽車法蘭端蓋的特點,論述了設(shè)計時應(yīng)注意的問題及其應(yīng)用范圍。</p><p> 端蓋零件的機械加工工藝過程分析</p><p> 2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型</p><p> 圖1示為端蓋零件,該產(chǎn)品年產(chǎn)量為4000件,根據(jù)其年需求量要求設(shè)定其備品率為10%,廢品率為1%(含工廢和料
16、廢),現(xiàn)制定端蓋的機械加工工藝規(guī)程。</p><p> N=Q×n×(1+a+b) 件/年 (1)</p><p> 式中:N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年)</p><p> Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)量(臺/年)</p><p> n——每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量(件/臺)</p>
17、<p><b> a——零件的備品率</b></p><p> b——零件的平均廢品率</p><p> N=4000×1×(1+10%+1%)=4440(件/年)</p><p> 端蓋年需求量為4440件,因已知該產(chǎn)品為輕小型機械,根據(jù)教材和手冊中生產(chǎn)類型及生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系,確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
18、</p><p><b> 圖1 零件圖</b></p><p><b> 2.2零件的分析</b></p><p> 端蓋零件的視圖正確,部分尺寸需要補充完善,公差及技術(shù)要求需要完善,已在正式提交的零件圖上補充完善。本零件外圓和內(nèi)孔精度要求較高,并且為設(shè)計基準(zhǔn)。因φ108外圓及端面圖紙標(biāo)注為非加工表面,但考慮過程中
19、會用其做工序基準(zhǔn),所以在工藝加工過程中安排了加工余量并作了加工。4-φ9位置度要求為0.15,利用鉆夾具在臺鉆上加工直接可以滿足要求。其余尺寸公差及形位公差都能保證。</p><p><b> 2.3選擇毛坯</b></p><p> 端蓋零件通常不要求作大的頻繁的轉(zhuǎn)動,與配對零件是間隙配合,有微小的轉(zhuǎn)動,所以考慮到強度上的要求,將零件定為45#鋼、正火處理,以改
20、善強度、細(xì)化組織,增加零件的耐磨性。因其輪廓尺寸不大,形狀又不復(fù)雜,加之成批生產(chǎn),所以毛坯采用模鍛成型。</p><p> 較簡單的外圓形狀,中間的盲孔比較大,可采取鍛件尺寸與成品尺寸盡量接近的毛坯尺寸。零件小,可用比較小的設(shè)備噸位就能達(dá)到目的。</p><p> 毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。</p><p><b> 2.4工藝規(guī)程設(shè)計<
21、/b></p><p> 2.4.1定位基準(zhǔn)的選擇</p><p> 本零件為圓柱體實心件,部分表面需要加工。需要加工的表面精度中等,光潔度為Ra3.2,中間孔0為設(shè)計基準(zhǔn),也是裝配和測量基準(zhǔn)。但在加工過程中需要借用大外圓φ108及端面作為粗基準(zhǔn)來加工φ60孔及同側(cè)尺寸,所以將φ108及端面進行了加工。粗基準(zhǔn)加工后,后工序加工以設(shè)計基準(zhǔn)為加工基準(zhǔn),即遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則。&l
22、t;/p><p> 2.4.2零件加工方法的選擇</p><p> 本零件的加工表面有外圓、內(nèi)孔、端面及小孔,材料為45#鋼。故確定加工方法如下:</p><p> φ108外圓及端面:圖紙要求為非加工面,但工藝過程考慮其為粗基準(zhǔn),故對此外圓面采取粗車。</p><p> φ50孔及端面:圖紙要求為非加工面,故直接由模鍛成型。</p
23、><p> φ60孔及端面:圖紙要求為設(shè)計基準(zhǔn),加工尺寸公差為0.03mm,粗糙度為Ra3.2,考慮此孔為后工序加工及定位用,故對此孔及端面采取粗車、精車。</p><p> φ72外圓及端面:圖紙要求為非加工面,但工藝過程考慮其為粗基準(zhǔn),故對此外圓面采取粗車。</p><p> φ80外圓及端面:加工尺寸公差為0.035mm,粗糙度為Ra3.2,,采取粗車、精車
24、控制。</p><p> 4-φ9孔:加工尺寸為自由公差,粗糙度為Ra6.3,位置度為0.15mm,采取鉆孔至尺寸要求。</p><p> 49/98端面:加工尺寸為自由公差,粗糙度為Ra6.3,采取銑削方式加工至要求。</p><p> 2.4.3制定工藝路線</p><p> 根據(jù)零件本身要求及先粗后精的加工原則,端蓋加工工藝路線
25、如下:</p><p> 工序0:將鍛件毛坯進行正火處理,將毛坯加熱到850-900℃,空冷或風(fēng)冷到常溫,隨爐抽檢零件正火硬度;</p><p> 工序10:找正三爪卡盤跳動在0.10內(nèi),夾緊φ108外圓及端面,粗車φ60孔及端面、φ80外圓及端面、φ72外圓及端面;</p><p> 工序20:找正三爪卡盤跳動在0.10內(nèi),調(diào)頭夾緊已粗車的φ72外圓及端面,
26、粗車φ108外圓及端面;</p><p> 工序30:找正三爪卡盤跳動在0.05內(nèi),夾緊已加工的φ108外圓及端面,精車φ60孔及端面到尺寸、φ80外圓及端面到尺寸,并倒孔口及外圓的角;</p><p> 工序40:找正銑夾具定位心軸跳動在0.02內(nèi),以φ60孔為基準(zhǔn)銑49/98兩端面到尺寸;</p><p> 工序50:找正鉆夾具定位心軸跳動在0.02內(nèi),以
27、φ60孔為基準(zhǔn)鉆4-φ9到尺寸;</p><p> 工序60:鉗工去銳邊毛刺。</p><p> 工序70:零件終檢。</p><p> 2.4.4確定機械加工余量及毛坯尺寸,設(shè)計毛坯——零件綜合圖</p><p> ?。?)確定機械加工余量。鋼質(zhì)模鍛件加工余量根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。確定時,根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)
28、,可查得零件內(nèi)外表面加工余量。</p><p> ?、馘懠|(zhì)量:根據(jù)零件成品質(zhì)量為0.93Kg,估計毛坯質(zhì)量為1.31Kg。</p><p> ?、诩庸ぞ龋撼?0孔及φ80外圓精度較高外,其余加工精度中等偏低。</p><p> ③鍛件復(fù)雜系數(shù)S為:</p><p> 假定最大外徑為Φ114mm,最長32mm,則:</p>
29、<p> S=M鍛件/M外輪廓包體</p><p> M外輪廓包體=π×R2×L×ρ(密度)</p><p> =3.1415926×5.702×3.2×7.85=2.56Kg</p><p> M鍛件=1.31Kg</p><p> S= M鍛件/M外輪廓包
30、體=1.31/2.56=0.52</p><p> 故按表查得其復(fù)雜系數(shù)為S2,級別一般。</p><p> 表1 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S</p><p> ?、軝C械加工余量。根據(jù)鍛件質(zhì)量、F1、S2,確定直徑方向余量為1.5~2.0mm,即鍛件的直徑單邊余量為1.5~2.0mm。軸向單邊余量為1.5~2.0mm。</p><p> (2
31、)確定毛坯尺寸。根據(jù)表所查及零件實際加工精度,確定外徑除關(guān)鍵尺寸φ60孔及φ80外圓余量定為2.0mm外,其余定為1.5mm,端面余量除φ108大端面定為2.0mm外,其余定為1.5mm。</p><p> ?。?)設(shè)計毛坯——零件綜合圖。</p><p> 本零件鍛件質(zhì)量為1.31Kg,復(fù)雜系數(shù)為S2,45#鋼含碳量為0.42-0.50%,按表2查得鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1,熱處理為正火后粗
32、精加工。</p><p><b> 表2鍛件材質(zhì)系數(shù)</b></p><p><b> 2.4.5工序設(shè)計</b></p><p> ?。?)選擇加工設(shè)備及工藝裝備。</p><p><b> ?、龠x擇機床。</b></p><p> a.0序為正
33、火工序。可選用網(wǎng)帶爐或井式、箱式爐加熱后空冷或風(fēng)冷。</p><p> b.10、20、30序為粗/精車加工。本零件輪廓外形尺寸及質(zhì)量均小巧,選用常用的CA6140型數(shù)控臥式車床即可(數(shù)控車床和普通車床均可加工此零件,但數(shù)控車床受操作者操作技能影響小,所以本設(shè)計全部選用數(shù)控車床)。</p><p> c.40序為銑端面。以φ60孔為基準(zhǔn)銑兩端面,選用數(shù)控銑床X62型立式銑床。</
34、p><p> d.50序為鉆孔。因尺寸公差和形位公差要求均不高,故選用臺式鉆床ZQ4015。</p><p><b> ②選擇夾具。</b></p><p> 除銑端面和鉆孔工序外,其余各工序均采用通用夾具即可,車削加工以三爪自定心卡盤定位夾緊零件。</p><p><b> ③選擇刀具。</b>
35、;</p><p> a.在車床上加工,一般都采用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。本零件為鋼質(zhì)材料,故采用YT類硬質(zhì)合金,粗加工用YT5,精加工用YT30。為提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性,可選用機夾可轉(zhuǎn)位車刀。</p><p> b.銑刀選用立銑刀。零件要求銑削兩端面,故銑刀選用:6刃、Φ20直柄立銑刀。</p><p> c.鉆4-φ9選用φ9直柄麻花鉆,帶90°的倒
36、角锪鉆。</p><p><b> ?、苓x擇量具。</b></p><p> 本零件為批量生產(chǎn)產(chǎn)品,一般均選用通用量具。選擇量具的方法通常有如下兩種:一是按計量器具的不確定度選擇;二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。</p><p> a.選擇徑向尺寸量具。除φ80的外圓、φ60的內(nèi)孔,其余各外圓、內(nèi)孔均為自由尺寸,機加未注尺寸公差按QC
37、/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表,其公差值均大于0.30mm,而φ50孔則直接由鍛造成型,其公差值為±0. 50mm,按工藝人員手冊要求,根據(jù)測量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)卡尺即可,其分度值為0.02mm。</p><p> 表3 外圓、內(nèi)孔所用量具</p><p> 因此零件為批量生產(chǎn)產(chǎn)品,φ60孔公差值為0.03mm,φ8
38、0外圓直徑公差為0.035mm,在首件檢查時采用表3通用量具,過程中操作者自檢和專職檢驗員巡檢采用專用量具以提高效率,φ60孔采用塞規(guī),φ80外圓采用卡規(guī)檢查。為提高表面加工質(zhì)量及粗糙度要求,加工過程中可增加切削液潤滑。</p><p> b.加工軸向尺寸所用量具。各軸向尺寸均為自由尺寸,機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表,其公差值均大于±0.20
39、mm,按工藝人員手冊要求,根據(jù)測量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)卡尺即可,其分度值為0.02mm。</p><p> 表4 軸向尺寸加工所用量具</p><p> c.銑削兩端面所用量具。端面尺寸49、98均為自由尺寸,機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表,其公差值均大于±0.30mm,按工藝人員手冊要求,根據(jù)測
40、量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)卡尺即可,其分度值為0.02mm。</p><p> 表5 銑削端面尺寸加工所用量具</p><p> d.鉆4-φ9孔所用量具。4-φ9孔為自由尺寸,機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表,其公差值為+0.22 0 mm,按工藝人員手冊要求,根據(jù)測量精度等級選擇0-150mm/0.02的游標(biāo)
41、卡尺即可,其分度值為0.02mm。</p><p> (2)確定工序尺寸的一般辦法,是由加工表面的最后工序往前推算的。最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時,同一表面多次加工的工序尺寸只與工序(或工步)的加工余量有關(guān)。當(dāng)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時,工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈計算。</p><p> a.確定圓柱面的工序尺寸。前面根據(jù)相關(guān)資料已經(jīng)查出,本零件各圓柱面的總加工余量(毛坯余量)
42、,然后查出各工序加工余量(粗加工除外),總加工余量減去各工序加工余量之和即為粗加工余量。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。</p><p> 本零件各圓柱表面、孔、端面的加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度等見表6 (總加工余量為各次余量之和,公差為經(jīng)濟公差)</p><p> 表6各圓柱表面、孔、端面加工余量</p><p> 確定軸向尺寸,本零件
43、各工序的軸向尺寸如圖2所示</p><p><b> 圖2</b></p><p> 表7 各端面工序加工余量</p><p> a.確定工序尺寸L1、L11、L2、L3、L33、L4、L5、L55、L6、L7,這些尺寸只與加工余量有關(guān)。則:</p><p> L6=L7+Z1=28+0.5=28.5mm;<
44、;/p><p> L4=L6+Z5=28.5+2=30.5mm;</p><p> L7=L6-Z1=28.5-0.5=28mm;</p><p> L3=L33+Z5+Z4=10+2+0.5=12.5mm;</p><p> L5=L55+Z1=20+0.5=20.5mm;</p><p> L2=11+Z1=
45、11+0.5=11.5mm;</p><p> L2為φ了72圓柱面加上大端面0.5mm余量值,故L2為其自身尺寸11加0.5 mm余量值,等于11.5mm。</p><p> b.確定銑削端面的工序尺寸。</p><p> 兩端面(49mm和98mm端面尺寸),粗糙度為Ra6.3,尺寸公差及形位公差均為自由公差,故可直接一次銑削成型。毛坯確定兩端面余量各為2
46、mm,直接按零件圖要求銑削到位:49±0.37mm;98±0.43mm 。</p><p> 2.4.6確定切削用量及基本時間(機動時間)</p><p> 切削乃是一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先確定切削深度、進給量,再確定切削速度。</p><p> 工序10:粗車外圓、端面、鏜孔。本工序采用查表法確定切削用量。&l
47、t;/p><p> ?。?)鏜Φ58孔及其端面,保證Φ58孔徑及孔深11±0.2mm。</p><p> 1)切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.0mm,可一次性切除完。</p><p> ap=(58-56)/2=1.0mm</p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm
48、215;25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,此處選擇f=0.5mm/r。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)<
49、;/p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p> 4)確定工時 取n=100r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n) ×i</p
50、><p> 而L=11+4+8.5=23.5(兩端面距離加孔深11之和) L1=0 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(23.5+0+0+0)/(0.5×100)×1=0.47min</p><p> (2)車外圓Φ72及圓弧R4</p><p> 1)切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.5mm,可一次性
51、切除完。</p><p> ap=(75-72)/2=1.5mm</p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,此處選擇f=0.5mm/r。</p><p>
52、 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc
53、=1.3m/s</p><p> 4)確定工時 取n=100r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p> 而L=11 L1=2 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(11+2+0+0)/(0.5*100)*1=0.26min</p><p
54、> (3)車外圓Φ82及端面 </p><p> 1)切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.5mm,可一次性切除完。</p><p> 外圓ap=(84-82)/2=1mm 端面ap=1mm</p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在6
55、0mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,此處選擇f=0.5mm/r。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)
56、分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p> 4)確定工時 取n=100r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n) ×i</p><p> 而L=〔(18-11.5
57、)+(111-82)/2 〕= 21(大端面距離加外圓切削長度之和) L1=2 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(21+2+0+0)/(0.5×100) ×1=0.46min</p><p> 工序20:粗車外圓、端面。本工序采用查表法確定切削用量。</p><p> ?。?)車大端面,保證總長28.5</p>
58、<p> 1)切削深度ap 根據(jù)粗加工余量2mm,可一次性切除完。</p><p> ap=30.5-28.5=2mm </p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,
59、此處選擇f=0.5mm/r。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242
60、Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p> 4)確定工時 取n=100r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n) ×i</p><p> 而L=111/2 =55.5 L1=2 L2=2 L3=0</p><p>
61、則Tj=(55.5+2+2+0)/(0.5*100)*1=1.19min</p><p> ?。?)車大外圓φ108到尺寸</p><p> 1)切削深度ap 根據(jù)粗加工余量1.5mm,可一次性切除完。</p><p> ap=(111-108)/2=1.5mm </p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8
62、-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,此處選擇f=0.5mm/r。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv
63、) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.3m/s</p><p> 4)確定工時 取n=100r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(
64、f.n)*i</p><p> 而L=10.5 L1=2 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(10.5+2+0+0)/(0.5*100)*1=0.25min</p><p> 工序30:精車φ60孔及端面并倒角、φ80外圓及端面。本工序采用查表法確定切削用量。</p><p> ?。?)精車φ60孔及端面</p
65、><p> 1)切削深度ap 根據(jù)精加工余量1mm,可一次性切除完。</p><p> ap=(60-58)/2=1mm </p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7
66、mm/r,因精車加工,為提高切削加工零件表面粗糙度,速度將比粗加工高,故此處選擇f=0.3mm/r,f取值小于手冊規(guī)定的允許值均可取。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p>
67、 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.66m/s</p><p> 4)確定工時 取n=400r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p> 而L=11+1
68、+7=19(兩端面距離加孔深11之和) L1=0 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(19+0+0+0)/(0.3*400)*1=0.16min</p><p><b> ?。?)孔口倒角</b></p><p> 1)切削深度ap 根據(jù)精加工余量1mm,可一次性切除完。</p><p><b
69、> ap=2mm </b></p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,因精車加工,為提高切削加工零件表面粗糙度,速度將比粗加工高,故此處選擇f=0.3mm/r,f取值小于手冊規(guī)定的允許值
70、均可取。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m×Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Y
71、v=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.66m/s</p><p> 4)確定工時 取n=400r/min</p><p> 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p> 而L=2 L1=0 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(2+0+0+0)/(0.3×40
72、0) ×1=0.02min</p><p> ?。?)精車φ80外圓及端面</p><p> 1)切削深度ap 根據(jù)精加工余量1mm,可一次性切除完。</p><p> ap=(82-80)/2=1mm </p><p> 2)進給量f 根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-58選擇,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25m
73、m,時,ap<3mm,以及工件直徑在60mm內(nèi)時,</p><p> f=0.5-0.7mm/r,因精車加工,為提高切削加工零件表面粗糙度,速度將比粗加工高,故此處選擇f=0.3mm/r,f取值小于手冊規(guī)定的允許值均可取。</p><p> 3)切削速度v根據(jù)《機械加工技術(shù)手冊》中切削參數(shù)表8-60公式</p><p> v= Cv/(601-m
74、5;Tm×axpv×fyv) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> f≤0.70時,Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.20,計算切削速度,取粗車Vc=1.66m/s</p><p> 4)確定工時 取n=400r/min</p><p>
75、 根據(jù)公式 Tj=(L+L1+L2+L3)/(f.n)*i</p><p> 而L=〔(18-11)+(108-80)/2 〕= 21(大端面距離加外圓切削長度之和) L1=2 L2=0 L3=0</p><p> 則Tj=(21+2+0+0)/(0.3×400) ×1=0.192min</p><p> 工序40:銑兩端面。<
76、/p><p> 本工序直接將兩端面一次性銑床削到位,所選用刀具為高速鋼6刃立銑刀,銑刀直徑Φ20mm,已知銑削寬度ae=10mm,銑削總長度46mm,銑削深度ap=2mm,采用查表法確定切削用量。</p><p> 1)確定每齒進給量fz </p><p> X62型立式銑床功率為7.5KW,工藝系統(tǒng)剛性中等,高速鋼6刃細(xì)齒立銑刀加工鋼料,查得每齒進給量fz=0
77、.06-0.10mm/z?,F(xiàn)取fz=0.07mm/z</p><p> 2)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》查表,用高速鋼立銑刀加工鋼料,銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為0.30-0.50mm;銑刀直徑為d=Φ20mm,則銑刀耐用度T=60min。</p><p> 3)確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量fMz</p><p> 根據(jù)公式:v=
78、 (Cv×dqv)/(Tm×axvp×fzyv×aeuv×zpv) ×Kv(m/s)</p><p> 查表,其系數(shù)及指數(shù)分別為:</p><p> fz=0.07mm/z,Cv=41, qv=0.25, Xv=0.1, Yv=0.2, Uv=0.15, Pv=0.1, m=0.20,T=60min, ap=2mm, ae
79、=10mm, Z=6, d=20mm, Kv=1.0 計算切削速度, </p><p> V=(41×200.25)/(600.20×20.1×0.070.2×100.15×60.1) ×1.0 m/min</p><p> =35.93m/min</p><p> n=(1000*35.93)/(π
80、*20)r/min=571.84r/min</p><p> 根據(jù)X62型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,選擇</p><p> n=500r/min=8.3r/s</p><p> 實際切削速度V=n×π×20=0.522m/s</p><p> 工作臺每分鐘進給量為:</p><p> fMz=
81、fz×Z×n=0.07×6×500=210mm/min</p><p> 根據(jù)銑床工作臺進給量表,選擇fMz=200mm/min</p><p> 則實際的每齒進給量為 fz=200/(6*500)=0.067mm/z</p><p><b> 4)確定工時 </b></p><
82、;p> 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7,查得立銑刀銑端面的基本時間計算公式為 </p><p> Tj=〔(L+L1+L2)/ fMz〕×i</p><p> 而L=10(銑刀半徑) </p><p> L1=√ ae×(d-ae) +(1~3) =√1×(20-10)+2=10+2=12</p>
83、;<p> L2=10(銑刀半徑)</p><p> fMz=200mm/min</p><p><b> i(進給次數(shù))=1</b></p><p> 則Tj=(10+12+10)/(200) ×1=0.16min</p><p> 兩端面,則總時間為Tj=2×0.16min
84、=0.32min</p><p> 工序50:鉆4-Φ9孔。</p><p> 本工序為鉆孔,刀具選用高速鋼麻花鉆,直徑d=9mm。鉆4個通孔。使用煤油作切削液。</p><p> 1)確定進給量f 由于孔徑和深度均很小,宜采用手動進給。</p><p> 2)選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》查表,鉆頭后刀面最大磨
85、損限度為:0.40~0.80mm,此處取0.80mm,耐用度T=25min。</p><p> 3)確定切削速度v </p><p> 根據(jù)公式:v= (Cv×dzv0)/(Tm×axvp×fyv) ×Kv(m/s)</p><p> 零件材料為45#鋼,抗拉強度σb=650MPa,加工性屬于5類。查表,其系數(shù)及指數(shù)分
86、別為:</p><p> f=0.16mm/r(暫定),Cv=4.4, zv=0.4, ap=10, Xv=0, Yv=0.7, m=0.2,T=25min, Kv=1.0 計算切削速度, </p><p> V=(4.4×90.4)/(250.20×100×0.160.7) ×1.0 m/min</p><p>
87、=20.08m/min</p><p> n=(1000×20.08)/(π×9)r/min=710r/min</p><p> 根據(jù)ZQ4015型臺式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表,選擇</p><p> n=500r/min=8.3r/s</p><p> 實際切削速度V=n×π×9=0.235m/s<
88、;/p><p><b> 4)確定工時 </b></p><p> 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-5,查得鉆孔的基本時間計算公式為 </p><p> Tj= (L+L1+L2)/ (f*n)</p><p> 而L=10(鉆孔深度) </p><p> L1=(D/2)
89、15;tan30°+(1~2) =2.6+1.4=4mm</p><p> L2=1~4=3mm(此處選擇3)</p><p> f=0.16mm/r</p><p> n=500r/min</p><p> 則Tj=(10+4+3)/(0.16500)=0.2125min</p><p> 每孔時
90、間為0.2125min,4孔則為Tj=4×0.2125=0.85min</p><p> 工序60:鉗工去銳邊毛刺。</p><p> 工序70:零件終檢。</p><p> 將上述各工序內(nèi)容填入工序卡片中就是端蓋的加工工序卡片。見附表2。</p><p><b> 機床夾具設(shè)計</b></p&g
91、t;<p> 鉆4-φ9孔鉆夾具的設(shè)計</p><p> 此零件的特點是,基準(zhǔn)為φ60H7孔,位置度φ0.15,4個孔均布,以兩端面銑削面中心對稱分布,所以,考慮夾具時除需要考慮基準(zhǔn)孔,還需要就兩銑削端面進行限位,否則任意位置鉆4個孔,零件是不能正常裝配在汽車總成上的。因本工序考慮在普通臺式鉆床上加工,而且零件為批量生產(chǎn),所以考慮將夾具通過T型槽螺栓固定在工作臺上,在通過配合,將零件加工成型。&
92、lt;/p><p> 3.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p> 3.1.1確定夾具的類型</p><p> 本零件加工4-φ9孔需要設(shè)計專用鉆夾具。車加工各外圓及內(nèi)孔采用三爪自定心卡盤,銑床需要設(shè)計專用銑夾具。</p><p> 3.1.2確定工件的定位方案</p><p> 本零件加工4-φ9孔需要設(shè)計專用
93、鉆夾具。</p><p><b> 圖3 鉆床夾具</b></p><p> 夾具底座通過T型槽螺栓與工作臺相連,夾具體與底座之間有1個鋼球,底座上只有一個剛能放下半個球的孔,而夾具體上為直徑為8的圓環(huán)槽,但呈均布有4個半徑為5的孔,當(dāng)夾具體轉(zhuǎn)動時,每90度位置,孔剛好與球接觸,則加工4個孔,這對于批量生產(chǎn)來說,可降低勞動強度。夾具體通過3顆螺釘與定位心軸連接,
94、零件60孔與定位心軸通過H7/g6的間隙配合定位。但4-φ9還需要將銑削端面進行限位才能加工,所以,在鉆模板上銑平了3mm的一個平面,寬度為109±0.3mm。鉆模板與夾具體通過2個長定位銷(一個圓柱銷,一個菱形銷)固定位置。零件為通孔,所以Z方向的壓緊可以進行也可以不進行,因為零件在Z方向的自由度不限制,也不會造成孔位置度不合格。所以,鉆零件時可以通過通用壓板壓緊零件,也可直接鉆削。</p><p>
95、 3.1.3確定工件的夾緊形式</p><p> 本零件加工4-φ9孔為通孔,所以Z方向的壓緊可以進行也可以不進行,因為零件在Z方向的自由度不限制,也不會造成孔位置度不合格。所以,鉆零件時可以通過通用壓板壓緊零件,也可不壓緊直接鉆削。</p><p> 3.1.4確定刀具的導(dǎo)向方式或?qū)Φ堆b置</p><p> 工件在機床上加工,能否保證加工精度,主要取決于設(shè)
96、備自身精度以及夾具與工藝和合理性,及刀具與工件間的相對位置。常用的對刀方法有三種:試切法對刀、樣件法對刀、采用導(dǎo)向或?qū)Φ堆b置對刀。本零件加工時刀具的導(dǎo)向試或?qū)Φ堆b置如表8所示。</p><p><b> 表8 對刀裝置</b></p><p> 3.1.5確定其它機械,如分度、裝卸用的輔助裝置等</p><p> 本零件小、輕、加工精度不
97、高,故車加工時直接采用三爪卡盤自定心夾緊,銑削工序和鉆削工序均采用專用夾具定位加工。故零件不需要使用分度、裝卸等裝置。均為人工裝卸。</p><p> 3.1.6夾具體的結(jié)構(gòu)類型設(shè)計</p><p> 本零件多采用通用和專用夾具(見附表1、2)</p><p> 3.1.7夾具總圖設(shè)計</p><p><b> 見圖3<
98、;/b></p><p> 3.2夾具精度的校核</p><p> 定位誤差的計算常用的有合成法和極限位置法兩種方式,用函數(shù)法推導(dǎo)定位誤差公式,方法比較簡便實用。極限位置法和函數(shù)法在計算組合定位誤差時,有著明顯的優(yōu)越性。</p><p> 圖4 零件加工定位基準(zhǔn)簡圖</p><p> 圖4為零件加工定位基準(zhǔn)簡圖,根據(jù)其定位夾緊
99、關(guān)系,其定位誤差按《機床夾具設(shè)計手冊》中夾具誤差的分析計算方法有如下計算公式:</p><p> △D.W=δD +δd +△min</p><p> 根據(jù)零件及夾具設(shè)計圖可知:</p><p> D+δD 0 =φ60H7=φ60+0.03 0=φ60.03;D=φ60</p><p> d 0-δd =φ60g6=φ60-0.01
100、0-0.029=φ59.971(mm);d=φ59.99</p><p> 而△min為定位孔與定位軸之間的最小間隙,所以</p><p> △min=φ60-φ59.99=0.01(mm)</p><p> ∴△D.W=δD +δd +△min/2=+0.03+0.019+0.01/2=0.054(mm)</p><p> 本零件加
101、工過程中,工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合,符合夾具定位要求。而零件鉆孔工序4-φ9尺寸誤差為自由尺寸,根據(jù)機加未注尺寸公差按QC/T267-1999《汽車切削加工零件未注公差尺寸的極限偏差》查表,其公差值為+0.22 0 mm,形位公差已知為Φ0.15,其夾具定位誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于零件加工尺寸公差與形位公差之和。所以,夾具夾緊定位方式選擇是合理的,能滿足零件設(shè)計精度要求。</p><p><b> 4 總結(jié)&l
102、t;/b></p><p> 本設(shè)計研究過程中仍然存在一些不足,有的問題還有待進一步深入,具體如下:</p><p> 1)、系統(tǒng)的設(shè)計不太完善,還可結(jié)合計算機數(shù)據(jù)庫計算分析,整理出更加合理的設(shè)計方案;</p><p> 2)、存在一定的浪費,夾具的易磨損件在設(shè)計中未明確磨損程度和使用極限。</p><p> 3)、計算零件加工
103、時間時考慮的是主要的工作時間,沒將操作者輔助時間加上去。</p><p><b> 5 參考文獻(xiàn)</b></p><p> ?。?]王光斗,王春福.機床夾具設(shè)計手冊.第三版.上??茖W(xué)技術(shù)出版社, 2002. </p><p> ?。?]田玉順.機械加工技術(shù)手冊.北京出版社.1992. </p><p> ?。?]北京第
104、一通用機械廠.機械工人切削手冊(修訂第2版).機械工業(yè)出版社.1993. </p><p> ?。?]孟少農(nóng).機械加工工藝手冊(第1、第2、第3卷).機械工業(yè)出版社.1996.</p><p> ?。?]楊叔子.機械加工工藝師手冊.機械工業(yè)出版社.2004. </p><p> [6]徐灝.機械設(shè)計手冊(第1、第2、第3、第4、第5卷).機械工業(yè)出版社. 1995
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