活動塊零件的機械加工工藝及鉆孔夾具設計【鉆φ20孔】【說明書+CAD】

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(3)左端面與右端面的公平度公差0.12mm 由以上分析可知,對于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表成,然后借助于專用夾具加工另一組表面,并且保證它們之間的位置精度要求. 二、工藝規(guī)程設計 (一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，零件為活動塊, 屬于大批量生產(chǎn)，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取工件左端面作為粗基準。因為這個零件是長方體類的零件,可以用通用夾具來定位（如臺虎鉗），實現(xiàn)了完全定位，然后進行銑削。 （2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 (三） 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序一銑左端面,右端面,銑前后端面,銑前后面的槽,銑下半圓 工序二 插的孔 工序三 鉆的孔 工序四 鏜的孔 工序五 銑15的槽 工序六 鉆M6的孔 工序七 鏜的孔 工序八 鉆的孔 工序九 車M6的螺紋. 工序十 檢查 上面工序加工效率較高，但同時鉆三個孔，對設備有一定要求。且看另一個方案。 2.工藝路線方案二 工序一 銑左端面,右端面,銑前后端面,銑前后面的槽,銑下半圓銑15的槽 工序二 銑15的槽 工序三 鉆20的孔鏜的孔 工序四 鏜的孔 工序五 鉆M6的孔 工序六 車M6的螺紋 工序七 鉆的孔 工序八 鉸的孔插30 22的孔 工序九 插30 22的孔 工序十 檢查 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。 綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 3.工藝路線方案三 工序一 以右端面為精基準，銑左端面。以后端面粗基準,銑前端面，以前端面為精基準，銑后端面，分別以前后端面為精基準銑前后端面的槽及下半圓 工序二 以左端面為精基準，插30 22的孔 工序三 以30 22為精基準，鉆的孔 工序四 以左端面為精基準，鉆的孔。 工序五 以左端面為精基準，鉆M6的孔。 工序六 以左端面為精基準，車M6的螺紋.. 工序七 以30 22為精基準，鉸的孔. 工序八 以左端面為精基準，鏜的孔 工序九 以30 22為精基準，銑15的槽 工序十 檢查 雖然工序仍然是十步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工φ20孔是精度要求所致。 以上工藝過程詳見工藝卡。 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 “活動塊”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 銑左端面,右端面,銑前后端面,銑前后面的槽,銑下半圓。 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造 加工要求：銑左端面,右端面,銑前后端面,銑前后面的槽,銑下半圓。 機床：X6140臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG8。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選進給量f=0.2mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 工序三 以左端面為精基準，鉆、鉸φ30孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT9。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=28mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查《切》 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～０.８mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 （4）校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。 ３.計算工時 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆： 鉸孔： 工序四 鉆的孔 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查《切》 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 （4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。 ３.計算工時 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。 工序五 鉆M6的孔。 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查《切》 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 （4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。 ３.計算工時 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。 工序六 車M6的螺紋 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查《切》 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命． 　（3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 （4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。 ３.計算工時 螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。 工序七 鉸的孔. 查《工藝手冊》表2.2～2.5，取φ30已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為26mm。 工序八 鏜的孔、以底平面為精基準. 1、 加工要求：精鏜20mm孔，以底面為定位基準，根據(jù)《機械制造技術基礎》表5.8內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度可得到：粗鏜時其加工經(jīng)濟精度可達到IT6~IT7,表面粗糙度Ra為3.2—1.6。具體余量如下： 20-19.5=0.5mm 2Z=1mm 單邊余量Z=0.5mm 由以上精度查《公差配合實用手冊》表2—3可以知道其孔加工的上下偏差為： 19.5mm+1mm=20mm 2、選用機床：查《機械工藝師手冊》表10—2臥式鏜床型號及技術參數(shù)選用TX618臥式銑鏜床 p輸=5.5kw 3、選用刀具：因為主軸Ⅰ上有階梯孔，查《機械工藝師手冊》選用900單刃鏜刀即可，這種鏜刀適合鏜階梯孔還能鏜削圓柱端面。 4、選擇切削用量 ①決定切削深度 由切削余量可知道 ap=0.5mm （單邊） 查《機械工藝師手冊》表29—14可知道精鏜時ap=0.3--0.8mm，所以采用一次切削。 ②決定切削進給量 查《機械工藝師手冊》表30—26 工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 af=1mm 因為粗鏜所以采用較大進給量 ③、決定切削速度 查《機械工藝師手冊》表30-26工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 v=40m/min因為粗鏜所以采用較小速度 計算主軸轉(zhuǎn)速 159r/min 按機床說明書見《機械加工工藝師》手冊表11—3可知道機床分18級8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為173r/min 所以實際速度為： 計算各孔加工工時 =0.242min 工序九 銑15的槽 工序十 檢查 其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片 三、 卡具設計 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設計第五道工序——鉆20孔的夾具。本夾具將用于搖臂鉆床Z3025，刀具D=19mm的麻花鉆，使用高速剛刀具。 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需設計作用夾具。 （一） 問題的提出 在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，因為20的孔要精加工,所以對鉆孔的公差較低，定位要求較低，而且表面粗糙度要求也不高。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上，以提高生產(chǎn)率、降低勞動強度方面著重考慮。 （二） 夾具設計 1． 定位基準的選擇 由零件圖可知，該工序加工簡單，一次鉆削即可完成加工，而且也沒其它的要求。出于定位簡單和快速的考慮，選擇工件底平面基準，（自由度限制數(shù)：3），再配合機座上的短定位銷（自由度限制數(shù)：2）,共限制個自由度,由于垂直方向上不需要限制，所以可以不用考慮該方向上的定位。而且鉆孔的力與夾緊力的方向一致，所以需要的夾緊力不太大，使用螺旋壓緊壓板進行卡緊。這樣一來夾具的結構也簡單，所夾持部位也不會變形，工人安裝也比較方便快捷。 2. 定位誤差分析 本工序采用基面定位和壓板壓緊會產(chǎn)生一定的定位誤差，但是由于加工是自由公差，故能滿足定位要求。 3. 夾具設計及操作的簡要說明 夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機構。 （三）夾具零件 1.夾緊螺母 采用M9的螺母與雙頭螺柱來控制壓板來施加加緊力. 2.墊片 與夾緊螺母配合來防松 3.壓板 來傳遞夾緊螺母對工件的夾緊力 4.加強肋 由于壓板比較長,用加強肋來提高壓板的剛度. 5.銷釘 壓板和擺動壓板用銷釘來連接 6.擺動壓板 為了減小夾緊力與定位元件對工件的誤差采用擺動壓板 7.快換鉆套 采用快換鉆頭為了防止鉆頭把鉆模板磨損 8.鉆模板 對鉆頭導向. 9.螺釘 用來固定快換鉆套與鉆模板 10.定位銷 來限制工件X方向與Y方向上的自由度 11.彈簧 來自動彈起壓板. 12.雙頭螺柱 與夾緊螺母來控制壓板. 13.騎縫螺釘 來夾緊雙頭螺柱 14.機座 對壓板導向 15.固定螺釘 來固定機座 16.底版 與鉆床連接,同時來限制工件的XY方向的轉(zhuǎn)動與Z方向的移動. 四、設計體會 課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.此次課程設計是在學完《機械制造技術基礎》和《機械裝備》等課程后的一次對專業(yè)知識的綜合性的實際運用；更是在學完大學四年來所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。 此次課程設計涉及到的知識面很廣，涉及到了《材料力學》、《機械工程材料》、《機械制造技術基礎》、《機械制造裝備設計》、《公差配合與技術測量》、《機械設計》、《工程材料與熱處理》等課程的相關知識，同時還聯(lián)系到了生產(chǎn)實習中的一些經(jīng)驗，應用到的知識廣、全面。 隨著社會的快速發(fā)展，制造業(yè)的不斷更新，制造能力和質(zhì)量的飛速發(fā)展與更加高精、高速、高能。而對與一個走機械制造專業(yè)方向的人來說，社會對他們的要求已愈來愈高，搞工藝不但要會搞工藝，更要能搞設計、搞開發(fā)、搞創(chuàng)新，懂得材料、設備、控制……所以，搞自己的專業(yè)，要在自己專業(yè)的道路上搞出成就，就應該時時充實自己，更新自己，增加自己的專業(yè)知識及其它綜合能力；更新自己的思維方式和思想觀念。更加明確自己的人生觀，價值觀，世界觀。力爭將自己培養(yǎng)成有志向、有道德、懂科學、愛國家，能適應不同社會環(huán)境的優(yōu)秀社會主義青年。 回顧起此次課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整三星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫。 這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，最后在姜明老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在姜明老師的身上我學得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！ 五、參考文獻 序號 書名 出版社 主編 1. 《機械制造技術基礎》 武漢理工大學出版社 曾志辛 呂明 2. 《金屬切學機床夾具設計手冊》 機械工業(yè)出版社 上海柴油機工藝設備研究所 3. 《機床夾具設計手冊》 上?？茖W技術出版社 東北重型機械學院洛陽分院 4. 《機械制造工藝及專用夾具設計指導》冶余工業(yè)出版社 孫麗媛 雒運強 張嘉鈺 5. 《機械制造工藝設計手冊》 哈爾濱工業(yè)出版社 王紹俊 6. 《機械設計課程設計手冊》 高等教育出版社 吳宗澤 羅圣國 7. 《鉗工工藝與技能訓練》 高等教育出版社 徐冬元 8. 《機械制造工技術基礎》 西南交通大學出版社 張捷 李先民 趙虎 9. 《機床夾具設計》 哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學出版社 10. 《材料力學》 高等教育出版社 劉碧文 11. 《機械制造裝備》 機械工業(yè)出版社 黃鶴汀 王芙蓉 劉建明 12. 《機械設計》 高等教育出版社 邱宣懷 13. 《機械制造工藝設計簡明手冊》 機械工業(yè)出版社 李益民 14. 《切削用量簡明手冊手冊》 機械工業(yè)出版社 艾興 肖詩剛 15