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大學(xué)
畢業(yè)論文
法蘭盤零件加工工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
目 錄
目 錄 II
第1章 序 言 4
第2章 零件的分析 4
2.1零件的形狀 4
2.2零件的工藝分析 5
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6
3.1 確定毛坯的制造形式 6
3.2 基面的選擇 6
3.3 制定工藝路線 7
3.3.1 工藝路線方案一 7
3.3.2 工藝路線方案二 7
3.3.3 工藝方案的比較與分析 8
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 9
3.4.1 機(jī)床選用 9
3.4.2 選擇刀具 9
3.4.3 選擇量具 9
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.5.1 外圓加工表面及端面 11
3.5.2 兩孔的加工余量 11
3.6確定切削用量及基本工時(shí) 11
4 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì) 23
4.1定位基準(zhǔn)的選擇 23
4.2定位元件的設(shè)計(jì) 23
4.3定位誤差分析 23
4.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算 23
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 24
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 25
結(jié) 論 26
參考文獻(xiàn) 27
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)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個(gè)國家或地區(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)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
法蘭盤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
題目給的零件是法蘭盤零件,主要作用是起固定連接作用。主要是用來安裝在機(jī)床上,起到導(dǎo)向的作用使機(jī)床實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),零件上精度要求較高的兩個(gè)平面用以裝配,3個(gè)孔是用于連接其他機(jī)構(gòu)或零件的。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,具有較高強(qiáng)度。
法蘭盤共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:
(1).以 Φmm外圓為中心的加工表面:
這一組加工表面包括:左端面,Φ320外圓,Φ248外圓,Φ207外圓 、Φ190外圓倒角,鉆孔Φ12。這一部份只有端面有6.3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). 以Φ90mm的孔為中心加工表面::
這一組加工表面包括:Φ101的沉頭孔;鏜Φ90的中心孔。其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200,強(qiáng)度較高,塑性很韌性較好,用于制造受載荷較大的消截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件,以及對心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火件:如曲軸,齒輪,蝸桿,鍵,銷等。水淬時(shí)候有形成裂紋的傾向,形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水油中淬火,其焊接性較差。
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,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇,對像法蘭盤這樣的零件來說,選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對本零件來說,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)軸線作無軸向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周時(shí),在任一測量平面內(nèi)的徑向跳動(dòng)量均不得大于公差值0.04。
對于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題,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,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(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
10 機(jī)器鍛造造型
20 粗車φ320mm圓柱體左端面、外圓
30 粗車右φ190mm右端面、外圓,φ248mm外圓及臺(tái)階
40 半精車右φ190mm外圓臺(tái)階,φ248mm外圓及臺(tái)階
50 精車右φ190mm外圓臺(tái)階,φ248mm外圓及臺(tái)階
60 粗鏜孔φ209mm臺(tái)階、φ101mm內(nèi)孔臺(tái)階、φ90mm內(nèi)孔
70 半精鏜φ90mm內(nèi)孔
80 精鏜φ90mm內(nèi)孔
90 鉆大端面上3-φ12mm孔。
100 鉆大端面上斜孔3-φ12mm孔
110 鉆φ190mm外圓圓周方向上的3-φ17.5mm孔
120 鉆、擴(kuò)大端面上3-φ20mm孔
130檢驗(yàn)入庫
3.3.2 工藝路線方案二
10 機(jī)器鍛造造型
20 粗車φ320mm圓柱體左端面、外圓
30 粗車右φ190mm右端面、外圓,φ248mm外圓及臺(tái)階
40 半精車右φ190mm外圓臺(tái)階,φ248mm外圓及臺(tái)階
50 精車右φ190mm外圓臺(tái)階,φ248mm外圓及臺(tái)階
60 鉆大端面上3-φ12mm孔。
70 鉆大端面上斜孔3-φ12mm孔
80 鉆φ190mm外圓圓周方向上的3-φ17.5mm孔
90 鉆、擴(kuò)大端面上3-φ20mm孔
100 粗鏜孔φ209mm臺(tái)階、φ101mm內(nèi)孔臺(tái)階、φ90mm內(nèi)孔
110 半精鏜φ90mm內(nèi)孔
120 精鏜φ90mm內(nèi)孔
130檢驗(yàn)入庫
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,加工過程比較繁瑣,而且在加工過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。以上加工方案大致看來大致還是合理的,但通過仔細(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)仍有問題。在加工過程要防止圓跳動(dòng)的問題,上述方案在防止圓跳動(dòng)方面仍不佳,而且在磨削過程中有一定難度,夾具設(shè)計(jì)有一定困難,所以經(jīng)過再一次詳細(xì)的分析,最終確定加工路線如下:
10 機(jī)器鍛造造型
20 粗車φ320mm圓柱體左端面、外圓
30 粗車右φ190mm右端面、外圓,φ248mm外圓及臺(tái)階
40 半精車右φ190mm外圓臺(tái)階,φ248mm外圓及臺(tái)階
50 精車右φ190mm外圓臺(tái)階,φ248mm外圓及臺(tái)階
60 粗鏜孔φ209mm臺(tái)階、φ101mm內(nèi)孔臺(tái)階、φ90mm內(nèi)孔
70 半精鏜φ90mm內(nèi)孔
80 精鏜φ90mm內(nèi)孔
90 鉆大端面上3-φ12mm孔。
100 鉆大端面上斜孔3-φ12mm孔
110 鉆φ190mm外圓圓周方向上的3-φ17.5mm孔
120 鉆、擴(kuò)大端面上3-φ20mm孔
130檢驗(yàn)入庫
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
3.4.1 機(jī)床選用
①.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,選用最常用的CA6140型臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序Ⅸ是鉆孔,選用Z525鉆床。
3.4.2 選擇刀具
①.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)。
②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考《機(jī)械加工工藝手冊》(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)。
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
“法蘭盤” 零件材料為HT200,查《機(jī)械加工工藝手冊》(以后簡稱《工藝手冊》),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,灰鑄鐵的硬度HB為143~269,表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能,HT200密度ρ=7.2~7.3(),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100~2000kg)
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)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
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30~50,毛坯重量2<100為輕型,確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高,適用于大批生產(chǎn),查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性,采用機(jī)器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)
鑄造方法
公差等級(jí)CT
灰鑄鐵
砂型手工造型
11~13
砂型機(jī)器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級(jí)CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160,公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量(JB2854-80)如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級(jí) 6
澆注時(shí)位置
>120~250
6.0
4.0
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,對外圓和外圓的要求精度較高,經(jīng)過粗車—半精車—精車。由《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1—26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》表3.1—26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。
孔的精度要求相對不高,采用鉆孔、擴(kuò)孔加工過程滿足加工要求。
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)《切削用量簡明手冊》(第三版,艾興、肖詩綱編,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)工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。
3.6.1確定車φ320mm圓柱體左端面切削用量
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1,由于CA6140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=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為3,可在一次走刀內(nèi)完成,故
=3mm (3-1)
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知:表1.4
刀桿尺寸為,,工件直徑~400之間時(shí),
進(jìn)給量=0.5~1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.2—9)在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》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1—30,CA6140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174~207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1.29—2),故實(shí)際進(jìn)給力為:
=950=1111.5 (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。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。
④.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)《切削用量簡明使用手冊》表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200~219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)CA6140車床說明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為:
== (3-5)
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《切削用量簡明使用手冊》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CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:
=3.75,=,==,=
⑦. 計(jì)算基本工時(shí)
(3-7)
式中=++,=
由《切削用量簡明使用手冊》表1.26,車削時(shí)的入切量及超切量+=,則=+=
== (3-8)
3.6.2車Φ320圓柱面,同時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度
1) 切削深度,單邊余量Z=3mm,分二次切除。
2) 進(jìn)給量,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r
3)計(jì)算切削速度=132m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 420r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8)與420r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min?,F(xiàn)選取480r/min
所以實(shí)際切削速度==
5) 檢驗(yàn)機(jī)床功率主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計(jì)算
=
其中=2985,=1.0,=0.65,=-0.15,
===0.63 =0.61
=29851.00.51500.630.89=1122.4(N)
切削時(shí)消耗功率===2.81(KW)
由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表7-4中CA6140機(jī)床說明書可知,CA6140主電機(jī)功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時(shí)主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
6) 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度已知主切削力=1122.4N.徑向切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計(jì)算=
其中=1940,=0.9,=0.6,=-0.3,
===0.59 =0.5
所以 =19401.50.51500.590.5=203(N)
而軸向切削力 =
其中=2880,=1.0,=0.5,=-0.4,
===0.34 =1.17
軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N
而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊》表1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
7)切削工時(shí):t=其中l(wèi)=10mm =4mm =2mm
所以t==0.1min
工序 車右φ190mm右端面、外圓,φ248mm外圓及臺(tái)階
1) 切削深度。單邊余量Z=3mm.分1次切除
2) 進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min
4) 確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 378r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與378r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min?,F(xiàn)選取=400r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí),按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=0.83(min)
工序 確定粗鏜φ209mm臺(tái)階φ101mm內(nèi)孔臺(tái)階、φ90mm孔的切削用量及基本工時(shí)
所選用刀具為硬質(zhì)合金(鎢鈷類),圓形鏜刀。
①.確定切削深度
==
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知,當(dāng)粗鏜鑄件時(shí),鏜刀直徑,,鏜刀伸出長度為時(shí):
=0.15~0.40
按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量(表4.2—9),選擇,
=0.25
③.確定切削速度
= (3-9)
式中=,=0.2,=0.20,=,=0.15
(3-10)
=37
== (3-11)
按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速,選擇
=160=2.6
④.計(jì)算基本工時(shí)
選鏜刀的主偏角=,則=,,,,,,,則:
==117
工序 確定半精鏜、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=HT200,直徑為16mm的圓形鏜刀,其耐用度為。
①.確定切削深度 a
②.根據(jù)表1.5,當(dāng)半精鏜鑄料,鏜刀直徑為,a≤,鏜刀伸出長度時(shí),進(jìn)給量為:。
③ .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C6140機(jī)床轉(zhuǎn)速:n=
n =1200=20
實(shí)際切削速度為: v = 2.08
工序 確定鉆孔大端面上3-φ12mm孔的切削用量
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
2.0~20.0
在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔
GB1437-85
直柄長麻花鉆
1.0~31.5
在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔
GB1438-85
錐柄麻花鉆
3.0~100.0
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
GB1439-85
錐柄長麻花鉆
5.0~50.0
在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔
選用Z525鉆床,查《機(jī)械加工工藝手冊》 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HT20000,表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長,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和溝槽長度(摘自GB6137-85) mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80~13.20
151
101
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) (o)
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6~18.00
30
118
12
40~60
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
0.5~0.8
(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)
11~20
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0.5~0.8mm刀具耐用度T=60 min
①.確定進(jìn)給量
查《機(jī)械加工工藝手冊》 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=0.25~0.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。
②.確定切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵(190HBS)上鉆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》 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
③.確定切削時(shí)間
查《機(jī)械加工工藝手冊》 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=2~3
則: t= =9.13
工序 鉆、擴(kuò)Φ20的中心孔
(1) 鉆底孔Φ18mm孔
機(jī)床:Z525搖臂鉆床
刀具:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼鉆頭W18Cr4V.
1)進(jìn)給量 據(jù)《切削手冊》表10-66,當(dāng)鑄鐵≤HB200時(shí),D=Φ18時(shí),取f=0.3mm/r
1) 切削速度根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得V=35m/min.
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 619.2r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與619.2r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為555r/min?,F(xiàn)選取=555r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
第二章 削工時(shí),按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm;
=4mm; t= ==0.63(min)
(2) 擴(kuò)Φ19.8mm孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹,利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí),其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
式中的、——加工實(shí)心孔進(jìn)的切削用量?,F(xiàn)已知
=0.36mm/r(《切削手冊》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊》)表2.13
1) 進(jìn)給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 切削速度v=0.4×42.25=16.9m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 271.8r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與271.8r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為275r/min。現(xiàn)選取=275r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
4) 削工時(shí),按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm;
=4mm; t= ==0.78(min)
(3)擴(kuò)孔至Φ20mm
1) 進(jìn)給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 切削速度按切削手冊選取v=0.4×48.25=19.3m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 298.3r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與298.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為275r/min。現(xiàn)選取=275r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
4) 工時(shí),按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =7mm;
=3mm; t= ==0.73(min)
工序 鉆φ190mm外圓圓周方向上的3-φ17.5mm孔
機(jī)床:Z525鉆床
刀具:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ17.5
1) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-13,取f=0.13mm/r
2) 削速度根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得V=30m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1061r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1061r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1012r/min?,F(xiàn)選取=1012r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 削工時(shí),按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm;t= ==0.11(min)
由于有3個(gè)孔所以切削工時(shí)為3t=0.33min
工序 檢驗(yàn)入庫
4 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)
4.1定位基準(zhǔn)的選擇
在加工3-¢12螺紋孔工序時(shí),Φ90孔以及Φ148端面已經(jīng)加工到要求尺寸。因此選用和Φ90孔以及Φ148端面加上一組調(diào)節(jié)菱形釘防止工件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.2定位元件的設(shè)計(jì)
本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面2銷定位,所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對短圓柱銷進(jìn)行設(shè)計(jì)
4.3定位誤差分析
機(jī)械加工過程中,產(chǎn)生加工誤差的因素有很多。在這些因素中,有一項(xiàng)因素于機(jī)床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí),加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序的加工要求,必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)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。
4.4鉆削力與夾緊力的計(jì)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于攻螺紋切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)[9]得:
鉆削力
鉆削力矩
式中:
本套夾具采用移動(dòng)壓板夾緊,移動(dòng)壓板主要靠移動(dòng)壓板上的螺母來實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可知該機(jī)構(gòu)屬于單個(gè)螺旋夾緊。
由式(3.1)根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-20到表1-2-23可查得
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-47可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖3.14所示。
圖3.14 快換鉆套
鉆孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.9所示。
表3.9
d
H
D
公稱尺寸
允差
12
20
20
+0.018
+0.007
22
18
10
4
7
7
16
50°
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖3.15所示。
圖3.15 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.10所示。
表3.10
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
20
+0.034
+0.016
20
14
+0.023
+0.012
0.5
2
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
本套夾具用于加工孔。要考慮工件便于取出夾緊裝置采用移動(dòng)壓板夾緊。工件加工完成后,向后退一定距離,工件就可以很方便的取出。壓在工件上,將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成以后將移動(dòng)壓板退出一定距離,就可以把工件直接取出。
結(jié) 論
通過近一個(gè)月的課程設(shè)計(jì),使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟,不僅是對所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固,也從中得到新的啟發(fā)和感受,同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我本著實(shí)事求是的原則,抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,主要按照課本的步驟,到圖書館查閱資料,在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì),也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改,再比較、再修改,我也付出了一定的心血和汗水,在期間也遇到不少的困難和挫折,幸好有老師的指導(dǎo)和幫助,才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路,順利的完成了設(shè)計(jì)。
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