刀架偏心套零件機械加工工藝規(guī)程及其夾具設計

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1、(一)零件工藝性分析 本題目上刀架偏心套零件材料合金代號為 HT15-33 , 其力學性能:σ≥230 MPa ,δ≥1 %,硬度HB80。毛坯形式為鑄件，生產批量為1萬件/年，輕型零件，生產綱領為大批生產。 (二)生產綱領計算及生產類型的確定 生產綱領： N=Qm（1+a%）(1+b%) =1000011.031.005 =10352 生產類型： ∵10352介于5000~50000之間 ∴由表1-4（書）知該零件屬于大批量生產 ∵質量0.26kg<4kg ∴由表1-3（書）知該零件屬于輕型零件 （三）毛坯種類及制造方法 根據零件是大批量生產，力學

2、性能要求不高等因素可知，毛坯種類為鑄鐵，采用砂型鑄造即可滿足要求 （四）擬定工藝路線 Ⅰ 平端面，粗車、半精車、精車φ50外圓。 Ⅱ 平端面，粗車、半精車、精車φ32外圓，車145倒角、切31 、71槽。 Ⅲ 擴孔 粗鉸 精鉸內孔 車內倒角。 Ⅳ 鉆φ5孔。 Ⅴ 拉鍵槽。 Ⅵ 磨削各外圓。 （五）計算各工序的加工余量、工序尺寸及公差 （1）φ18孔工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸18mm，公差0.018mm，公差等級IT7，查表1-7（書）得加工方案為 擴孔——粗鉸——精鉸 （2）毛坯總余量及公差由表2-1、2-3和2-5（書

3、）查得，擴、粗鉸、精鉸余量由表13-15（手冊）查得，公差由表1-7和2-40（書）查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精鉸 0.05 18 0.018 粗鉸 0.1 18-0.05=17.95 0.043 擴孔 1.25 17.95-0.1=17.85 0.18 毛坯 2.2 17.85-1.25=16.6 1.4 （2）φ32外圓工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸32mm，公差0.016mm，公差等級IT6，查表1-6（書）得加工方

4、案為 粗車——半精車——精車——磨削 （2）毛坯總余量及公差由表2-1、2-3和2-5（書）查得，粗車、半精車、精車、磨削。 余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（書）查得，公差由表1-6和2-40（書）查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 磨削 0.3 32 0.016 精車 1.0 32+0.3=32.3 0.021 半精車 2.5 32.3+1.0=33.3 0.033 粗車 5 33.3+2.5=35.8 0.13 毛坯 2.6

5、 35.8+5=40.8 1 （4）端面余量由表2-23、2-22（書）查得，粗車單邊余量0.7mm、半精車單邊余量1.4mm，毛坯余量為4.2mm，工序尺寸為32+4.2=36.2mm。 （3）φ50外圓工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸50mm，公差0.013mm，公差等級IT6，查表1-6（書）得加工方案為 粗車——半精車——精車——磨削 （2）毛坯總余量及公差由表2-1、2-3和2-5（書）查得，粗車、半精車、精車、磨削 余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（書）查得，公差由表1-6和2-40（書）查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸

6、、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 磨削 0.3 50 0.013 精車 1.0 50+0.3=50.3 0.021 半精車 2.5 50.3+1.0=51.3 0.033 粗車 5 51.3+2.5=53.8 0.13 毛坯 2.6 53.8+5=58.8 1 （4）φ5孔工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸5mm，加工方案為 鉆孔。 （5）拉鍵槽。 （六）各工序機床、刀具、量具、卡具的選擇 (1)車床 機床：臥式車床CA6140 刀具：90直頭外圓車刀（主偏角

7、90副偏角10）、90片頭端面車刀、車槽刀 量具：游標卡尺0~150（精度0.02） 夾具：三爪卡盤 專用夾具 (2)鉆床 機床：Z550立式鉆床 刀具：直柄短麻花鉆 量具：游標卡尺0~150（精度0.02） 夾具：專用夾具 (3)磨床 機床：MM135外圓磨床 刀具：φ400磨輪 量具：游標卡尺0~150（精度0.02） 夾具：錐堵、卡箍、撥盤 (4)拉床 機床：L6110A臥式內拉床 刀具：成型拉刀 量具：游標卡尺0~150（精度0.02） 夾具：專用夾具 （七）工序切削用量和時間定額計算 （一）粗車φ50外圓 （1）加工條件 工件材料：HT

8、15-33 機 床：臥式車床CA6140 夾 具：三爪卡盤 量 具：游標卡尺0~150（精度0.02） 加工要求：IT12 ，Ra12.5 刀 具：90直頭外圓車刀（主偏角90副偏角10） （2）計算切削用量 加工余量mm 查表14-6（手冊）取mm/r 切削速度公式及參數查表14-1（手冊）得： = 其中=223，t=60min =113.08m/min 主軸轉速 由機床轉速表 取=710 實際 （3）時間定額的計算 =10mm =5mm =4mm （二）粗車φ32外圓 由于被吃刀量、進給量與切削φ50外圓相同，所以

9、主軸轉速、切削力、機床功率均與切削φ50外圓相同，僅時間定額不同。計算如下: =37mm =5mm =4mm （三）精車φ50外圓 （1）加工條件 工件材料：HT 15-33 機 床：臥式車床CA6140 夾 具：三爪卡盤 量 具：游標卡尺0~150（精度0.02） 加工要求：IT12 ，Ra12.5 刀 具：90直頭外圓車刀（主偏角90副偏角10） （2）計算切削用量 加工余量mm 查表14-6（手冊）取mm/r 切削速度公式及參數查表14-1（手冊）得： = 其中=257，t=60min =176.24m/min

10、 主軸轉速 由機床轉速表 取=1120 實際 （3）時間定額的計算 =10mm =5mm =4mm （四）精車φ32外圓 由于被吃刀量、進給量與切削φ50外圓相同，所以主軸轉速、切削力、機床功率均與切削φ50外圓相同，僅時間定額不同。計算如下: =37mm =5mm =4mm （五）磨削φ50外圓 （1）加工條件 工件材料：HT 15-33 機 床：MM135外圓磨床 夾 具：錐堵、卡箍、撥盤 量 具：游標卡尺0~150（精度0.02） 加工要求：IT7-8 ，Ra0.8-0.4 刀 具：φ40015磨輪

11、 (2）計算切削用量 砂輪轉速 工件轉速 軸向進給量=（0.7-0.8）=0.715=10.5mm （六）磨削φ32外圓 （1）加工條件 工件材料：HT 15-33 機 床：MM135外圓磨床 夾 具：錐堵、卡箍、撥盤 量 具：游標卡尺0~150（精度0.02） 加工要求：IT7-8 ，Ra0.8-0.4 刀 具：φ40015磨輪 (2）計算切削用量 砂輪轉速 工件轉速 軸向進給量=（0.7-0.8）=0.715=10.5mm （七）擴φ18孔 (1）加工條件 工件材料：YT15-33 機 床：CA6140 夾 具

12、：專用夾具1 量 具：游標卡尺量程0-150mm，精度0.02mm。 加工要求：φ18孔，Ra1.6 刀 具：φ17.75直柄擴孔鉆（硬質合金材料YG8）P981表6-102、φ18直柄機用鉸刀（硬質合金材料YG8）P998表6-118 (2）計算切削用量 切削深度47mm，鉆削加工余量mm 由 表 4-83 取mm/r 由 表 4-84 查得切削速度=80m/min 機床主軸轉速 由機床轉速表并考慮機床,取=900 得實際 (3）時間定額的計算 由 表 5-41 計算 切入行程=mm 切出行程計算mm，切削長度=47mm 基本時間 輔助

13、時間0.065=0.013min 作業(yè)時間 （八）粗鉸φ18孔： (1）計算切削用量 加工余量 mm 進給速度由 表4-90 取f=1.0mm/r 切削速度由 表4-90 取=60m/min 機床主軸轉速 由機床轉速表并考慮機床，取n=1120r/min 實際切削速度 (2）時間定額的計算 由 表5-41 查得 切入行程=mm 切出行程=3mm，切削長度=47mm 基本時間 輔助時間0.05=0.01min 作業(yè)時間 （九）精鉸φ16孔： (1）計算切削用量 加工余量 mm 進給速度由 表4-90 取f=0.8mm/r 切削速度由 表4-90 取=7

14、0m/min 機床主軸轉速 由機床轉速表并考慮機床想能，取n=1400r/min 實際切削速度 (2）時間定額的計算 由 表5-41 查得 切入行程=mm 切出行程=3mm 切削長度=47mm 基本時間 輔助時間0.05=0.01min 作業(yè)時間 （十）鉆φ5孔： (1）加工條件 工件材料：YT15-33 機 床：Z550立式鉆床 夾 具：專用夾具 量 具：游標卡尺量程0-150mm，精度0.02mm。 加工要求：φ5孔，Ra6.3。 刀 具：φ5直柄短麻花鉆。 (2）計算切削用量 進給速度由表取f=0.13mm/r 切削

15、速度由表取=20m/min 機床主軸轉速 由機床轉速表并考慮機床，取n=1400r/min 實際切削速度 (3）時間定額的計算 由 表查得 切入行程=mm 切出行程=3mm 切削長度=5mm 基本時間 輔助時間0.055=0.011min 作業(yè)時間 （十一）鉆φ8孔： (1）加工條件 工件材料：YT15-33 機 床：Z550立式鉆床 夾 具：專用夾具 量 具：游標卡尺量程0-150mm，精度0.02mm。 加工要求：φ8孔，Ra6.3。 刀 具：φ8直柄短麻花鉆。 (2）計算切削用量 進給速度由表取f=0.2mm/r 切

16、削速度由表取=24m/min 機床主軸轉速 由機床轉速表并考慮機床，取n=996r/min 實際切削速度 (3）時間定額的計算 由 表查得 切入行程=mm 切出行程=3mm 切削長度=4mm 基本時間 輔助時間0.055=0.01min 作業(yè)時間 （十二）拉鍵槽： (1）加工條件 工件材料：YT15-33 機 床：L6110A臥式內拉床 夾 具：專用夾具 量 具：游標卡尺量程0-150mm，精度0.02mm。 加工要求：拉鍵槽，Ra6.3。 刀 具：成型拉刀。 (2）計算切削用量 查表進給速度取f=0.09mm/r 切削速

17、度由表取=3m/min (3）時間定額的計算 基本時間 輔助時間0.02=0.004min 作業(yè)時間 （八）工藝規(guī)程的編制 按照工序設計所得的計算結果填寫機械加工工藝過程綜合卡片，繪制工序簡圖。 （九）鉆床夾具的設計 鉆床夾具的用途是來完成工序Ⅳ，夾具設計主要參考了《金屬切削機床夾具設計手冊》[6]中的設計示例P409-418。夾具中的定位銷、壓板、壓緊螺柱、壓緊螺母、錐、球面墊圈、彈簧、螺釘等均按照標準件表選取的。夾具應用在Z550立式鉆床機床上，與機床的連接部分按機床主軸的聯系尺寸設計。夾具的具體結構見夾具工程圖。 （十）參考資料 1、 機械制造技術基礎課程設計指導教程/鄒青主編--- 北京：機械工業(yè)出版社 2004 2、 實用機械加工工藝手冊/陳宏鈞主編---北京:機械工業(yè)出版社,2003,第2版 3、 實用機械加工手冊/馬賢智主編---沈陽:遼寧科學技術出版社,2002,第1版 4、 機械加工工藝設計實用手冊/張耀宸主編---北京:航空工業(yè)出版社,1993,第1版 5、 機械制造工藝學與機床夾具設計/秦寶榮主編---中國建材工業(yè)出版社，1998 6、 機械制造工藝學課程設計指導書/趙家齊主編---機械工業(yè)出版社，1994 7、 機械加工工藝手冊第一卷/孟少農主編---機械工業(yè)出版社，1991，第一版