CA10B解放牌汽車后鋼板彈簧吊耳工藝和鉆2-Φ30孔夾具設(shè)計(jì)
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機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 題目:制定后鋼板彈簧吊耳的加工 工藝,設(shè)計(jì)鉆?30孔的鉆床夾具 班 級(jí):機(jī)械03-1-16 學(xué) 生:楊英杰 指導(dǎo)教師:敖曉春 哈爾濱理工大學(xué) 2006-9-26 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 一.零件的分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 (一)確定毛坯的制造形式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 (二)基面的選擇。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 (三)制訂工藝路線。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 (四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。。。5 (五)確定切削用量及基本工時(shí)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 三.夾具設(shè)計(jì) (一)問(wèn)題的提出。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 (二)卡具設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 四.參考文獻(xiàn)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目:制定后鋼板彈簧吊耳的加工工藝,鉆?30孔的鉆床夾具 要求:1.中批生產(chǎn); 2.盡量選用通用夾具。 內(nèi)容:1.填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū); 2.制訂一個(gè)中等零件的加工工藝過(guò)程,填寫工 藝過(guò)程卡和工序卡各一張; 3.設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具,繪制全套夾具圖紙,要求用計(jì)算機(jī)繪圖; 4.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份,按照畢業(yè)論文的格式 寫,要求打印文稿。 一. 零件的分析 零件的工藝分析 后鋼板彈簧吊耳共有三組加工表面,現(xiàn)分述如下: 1)以?37mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括:一個(gè)?37mm的孔,尺寸為76mm的與?37mm孔相垂直的平面,其中主要加工表面為?37mm的孔; 2)以?30mm孔為中的加工表面 這一組加工表面包括:兩個(gè)?30mm的孔,以及尺寸為77與兩個(gè)?30mm 孔相垂直的內(nèi)平面,以及兩個(gè)孔的外表面; 3)以?10.5mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括:兩個(gè)?10.5mm的孔 一. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為35鋼,考慮到該零件在汽車中的受力并保證零件的工作可靠性,零件為中批生產(chǎn),因此,毛坯可采用模鍛成型 (二) 基面的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)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。 (1)粗基準(zhǔn)的選擇。以?30mm孔一側(cè)端面為粗基準(zhǔn),以消除,,三個(gè)自由度,然后加一個(gè)輔助支承。 (2)精基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)基準(zhǔn)重合和互為基準(zhǔn)原則,選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),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。 (三) 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,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。 工序Ⅱ 粗鏜?37mm孔,倒角1.5×45°。 工序Ⅲ 粗銑?30mm孔外端面。 工序Ⅳ 粗銑?30mm孔內(nèi)端面。 工序Ⅴ 擴(kuò),粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°。 工序Ⅵ 粗鏜?37mm孔。 工序Ⅶ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅷ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅸ 鉆2-?10.5mm孔。 工序Ⅹ 銑寬為4mm的槽 工序Ⅺ 去毛刺。 工序Ⅻ 檢查。 2.工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。 工序Ⅱ 粗鏜?37mm孔,倒角1.5×45°。 工序Ⅲ 粗銑?30mm孔外端面。 工序Ⅳ 粗銑?30mm孔內(nèi)端面。 工序Ⅴ 擴(kuò),粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°。 工序Ⅵ 粗鏜?37mm孔。 工序Ⅶ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅷ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅸ 鉆2-?10.5mm孔。 工序Ⅹ 銑寬為4mm的槽 工序Ⅺ 去毛刺。 工序Ⅻ 檢查。 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一是先加工?37mm孔端面,再以該加工平面為基準(zhǔn)加工其余平面,最后加工各個(gè)孔;方案二是先以?30mm孔外端面為基準(zhǔn)加工?37mm孔端面,再以?37mm孔端面為基準(zhǔn)加工其它端面和孔。兩相比較可以看出,方案二遵循互為基準(zhǔn)原則能夠較好的保證加工精度,對(duì)設(shè)備要求較低,而方案一工序比較集中,考慮實(shí)際設(shè)備條件,可將兩個(gè)方案進(jìn)行綜合考慮。具體工藝過(guò)程如下: 工序Ⅰ 鍛造毛坯 工序Ⅱ 時(shí)效處理去應(yīng)力 工序Ⅲ 銑?37mm孔端面。 工序Ⅳ 擴(kuò),粗鉸,精鉸?37mm孔并加工倒角1.5×45°。 工序Ⅴ 銑尺寸為77mm的孔端面。 工序Ⅵ 粗銑?30mm孔端面。 工序Ⅶ 鉆2-? 10.5mm孔。 工序Ⅷ 鉆,擴(kuò)? 30mm孔并加工倒角1×45° 工序Ⅸ 銑寬為4mm的槽 工序Ⅹ 去毛刺 工序Ⅺ 檢查。 (四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “后鋼板彈簧吊耳”零件材料為35鋼,毛坯重量約為2.6Kg,生產(chǎn) 類型為中批生產(chǎn),采用鍛造。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的餓機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1.?37mm孔 毛坯為空心,參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,確定工序尺寸為 Z=2.6mm。 由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為?34.4。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》加工余量分別為: 粗鏜:?36mm 2Z=1.6mm 精鏜:?36mm 2Z=1.0mm 2.?30mm孔 毛坯為實(shí)心,參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,確定工序尺寸為 Z=2.0mm。 由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》加工余量分別為: 鉆孔:?28mm 鉸孔:?30mm 2Z=2mm 4 3. ?37mm孔、?30mm孔端面的加工余量 參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,取加工精度F2 ,由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S3, 兩孔外側(cè)單邊加工余量為Z=2mm。鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 復(fù)雜系數(shù)為S3, 確定鍛件偏差為 mm和mm。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》加工余量分別為: ?37mm孔端面: 粗銑 2Z=3.0mm 精銑 2Z=1.0mm ?30mm孔端面: 粗銑 2Z=4.0mm 4. ?10.5mm孔 毛坯為實(shí)心,不出孔 ,為自由工差。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》加工余量分別為: 鉆孔:?10.5mm 2Z=10.5mm 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批生產(chǎn),可采用調(diào)整法加工,因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí),可按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯名義尺寸:122+2×2=126mm 毛坯最大尺寸:126+2×1.3=128.6mm 毛坯最小尺寸:126-2×0.7=124.6mm 銑后最大尺寸:122+0=122mm 銑后最小尺寸:122-0.17=121.83mm 將以上計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成下表: (mm) 工 序 工 尺 加 寸 鍛造毛坯 銑削加工 ?30mm孔處 加工前 最大 128.6 mm 最小 124.6 mm 加工后 最大 128.6 mm 112 mm 最小 124.6 mm 121.83 mm 加工余量 (單邊) 2 mm 最大 3.65 mm 最小 1.435 mm 加工公差 mm -0.17/2 mm (五) 確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅲ:粗銑?37mm孔端面。本設(shè)計(jì)采用查表法確定切削用量。 1. 加工條件 工件材料:35鋼,鍛造。 加工要求:銑?37mm端面,Ra6.3μm。 機(jī)床:X51立式銑床。 刀具:YT15硬質(zhì)合金面銑刀,齒數(shù)Z=5,=100mm。 2. 計(jì)算切削用量 根據(jù)《切削手冊(cè)》 mm/z 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min (r/min) 現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=375 r/min。 故實(shí)際切削速度 (m/min) 當(dāng)n=375 r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 (mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 mm/min 切削工時(shí) (min) 為加工一側(cè)端面的時(shí)間,總工時(shí) (min) 工序Ⅳ 擴(kuò),粗鉸,精鉸?37mm孔并加工倒角1.5×45°。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得加工?37mm孔的進(jìn)給量?=0.3——1.0mm,按機(jī)床 規(guī)格取=0.6mm,切削速度,根據(jù)相關(guān)手冊(cè)及機(jī)床說(shuō)明書(shū),取v=30mm/s,加工孔徑=?36mm。則 (r/min) 根據(jù)機(jī)床選取n=300 r/min。 實(shí)際切削速度 (m/min) 切削工時(shí) (min) 工序Ⅴ 銑尺寸為77mm的孔端面。 根據(jù)《切削手冊(cè)》 mm/z 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm (r/min) 現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=300 r/min。 故實(shí)際切削速度 (m/min) 當(dāng)n=300 r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 (mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 mm/min 切削工時(shí) (min) 為加工一側(cè)端面的時(shí)間,總工時(shí) (min) 工序Ⅵ 粗銑?30mm孔兩端面。 根據(jù)《切削手冊(cè)》 mm/z 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm (r/min) 現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=300 r/min。 故實(shí)際切削速度 (m/min) 當(dāng)n=300 r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 (mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 mm/min 切削工時(shí) (min) 為加工一側(cè)端面的時(shí)間,總工時(shí) (min) 工序Ⅴ 銑尺寸為77mm的孔端面。 工序Ⅵ:精鉸孔至?37mm 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得 f=0.5mm/r n=1000r/min=16.6r/s 切削速度 v=40m/min=0.67m/s 切削工時(shí) (min) 工序Ⅵ 銑?30mm孔兩端面。 根據(jù)《切削手冊(cè)》 mm/z 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min (r/min) 現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=375 r/min。 故實(shí)際切削速度 (m/min) 當(dāng)n=375 r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 (mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 mm/min 切削工時(shí) (min) 為加工一側(cè)端面的時(shí)間,總工時(shí) (min) 半精銑?30mm孔端面。 根據(jù)《切削手冊(cè)》 mm/z 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm (r/min) 現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=300 r/min。 故實(shí)際切削速度 (m/min) 當(dāng)n=300 r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 (mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 mm/min 切削工時(shí) (min) 為加工一側(cè)端面的時(shí)間,總工時(shí) (min) 工序Ⅶ 鉆2-? 10.5mm孔。 確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 鍛件硬度149-187HBS 取=0.234 mm/r。 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè),查得切削速度 m/min ,所以 (r/min) 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取n=394 r/min, 故實(shí)際切削速度 (m/min) 切削工時(shí) (min) 工序Ⅷ 鉆,擴(kuò)? 30mm孔并加工倒角1×45° 確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 =0.43 mm/r。 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè),查得切削速度 V=19.8m/min ,所以 (r/s) 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取n=3.25 r/s, 故實(shí)際切削速度 (m/min) 切削工時(shí) (s) 確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 =0.92 mm/r。 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè),查得切削速度m/s,所以 (r/s) 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取n=1.67 r/s, 故實(shí)際切削速度 (m/s) 切削工時(shí) (s) 工序工序Ⅸ 銑寬為4mm的槽 根據(jù)《切削手冊(cè)》 mm/z 切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊(cè) 取 m/min 刀具采用YT15硬質(zhì)合金面銑刀, mm (r/min) 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=600 r/min。故實(shí)際切削速度 (m/min) 當(dāng)n=600r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 (mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 mm/min 切削工時(shí) (min) 最后,將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果,連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工序過(guò)程綜合卡片。 三.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(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第Ⅴ道工序——鉆2-?30孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z535搖臂鉆床,刀具為高速鋼錐柄麻花鉆 (一) 提出問(wèn)題 本夾具用來(lái)鉆?30mm孔加工本道工序時(shí),該孔表面粗糙度沒(méi)有過(guò)高的精度要求。因此,在本道工序加工時(shí),主要考慮如何保證孔的定位,如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 (二) 夾具設(shè)計(jì) 1. 定位基準(zhǔn)的餓選擇 由零件圖可知,以?37mm孔和?37mm孔的一個(gè)端面為定位基準(zhǔn),采定位銷用為輔助支承,同時(shí)為了縮短本工序的輔助時(shí)間,應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)可以快速更換工件的夾緊裝置。 2. 切削力和夾緊力的計(jì)算 刀具:麻花鉆,?28mm 軸向力: (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) 為基本安全系數(shù)1.5; 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1; 為刀具鈍化系數(shù)1.2。 所以 (N) 夾緊力:在此夾具中,只是為了防止工件在加工過(guò)程中的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),因此 很小。 3. 定位誤差分析 定位尺寸公差的確定。工件的主要要求同軸度,同軸度的誤差主要有鉆套和襯套的不同同軸度引起的, 襯套的同軸度小于0.005 鉆套的同軸度小于0.005而零件要求的最大同軸度為0.01 定位尺寸公差的確定。夾具的主要定位元件是一根定位軸,該定位軸的尺寸與公差現(xiàn)定與本零件在工作時(shí)與其相配的軸的尺寸與公差相同,取其公差為n6,即?。 定位軸與零件的最大間隙為 max=0.05-(0.033)=0.017mm而零件要求的最小偏差為 min=0.045-0=0.045 因此最大間隙滿足精度要求. .夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,為此,應(yīng)首先著眼于 采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時(shí)間。本夾具設(shè)計(jì)采用開(kāi)口墊圈夾緊裝置,只要松開(kāi)螺母即可取下工件,可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,而且本夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單、緊湊。 四、參考文獻(xiàn) 1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編 2.《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 上??茖W(xué)技術(shù)出版社 徐圣群 主編 3.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 上??茖W(xué)技術(shù)出版社 4.《切削手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩(shī)綱 編 14壓縮包目錄 | 預(yù)覽區(qū) |
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