連接座體的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

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壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 摘 要 車床，是機(jī)械制造行業(yè)中一個(gè)特別重要的組成部分。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我需要設(shè)計(jì)的是一個(gè)連座體，設(shè)計(jì)出加工工藝還有相關(guān)的夾具的設(shè)計(jì)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對我有著很大的影響，讓我在機(jī)械加工工藝方面還有夾具的設(shè)計(jì)方面有很大的提升。 本次論文主要是設(shè)計(jì)鉆床夾具，這個(gè)鉆床是用來鉆直徑為Φ7的孔。第一步，我們分析零件形狀還有工藝，確定毛坯的尺寸和公差，并且將毛坯圖設(shè)計(jì)出來。然后將定位基準(zhǔn)選定、確定一下表面加工的方法，將加工的步驟規(guī)劃出來。然后，要把加工工藝寫出來。從工序中看出選擇什么刀具、夾具和量具。 關(guān)鍵詞：連接座；零件分析；工序設(shè)計(jì)；專用夾具設(shè)計(jì) I 壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 Abstract Lathes, is a particularly important part of the machine manufacturing industry. In this graduation project, I need to design a connecting block, the design of the processing technology and related to the design of the fixture. This graduation project has a great impact on me, so I have a lot of mechanical processing technology and fixture design. This thesis is the design of drilling jig, the drill is used to drill holes with diameter of Φ7. The first step, we analyze the shape of the parts as well as process, to determine the size and tolerance of the blank, and blank design out. The positioning reference is selected, the method of surface processing is determined, and the processing steps are planned. And then, to write out the processing technology. Choose what tools, fixtures and measuring tools to choose from. Key words：Connecting seat; part analysis; working procedure design; special fixture design VII 目 錄 摘要 IV Abstract V 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究意義及國內(nèi)外發(fā)展情況 1 1.3本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 2 1.4論文的組織結(jié)構(gòu) 2 第二章 零件的分析 3 2.1零件的形狀 3 2.2零件的工藝分析 5 第三章 毛坯設(shè)計(jì) 7 3.1毛坯的選擇 7 3.2毛坯尺寸和公差 7 3.2.1確定毛坯尺寸 8 3.2.2確定毛坯尺寸公差 8 3.3設(shè)計(jì)毛坯圖 8 第四章 制定加工工藝路線 9 4.1擬定比較兩種工藝路線 9 4.2擬定工藝過程 11 第五章 工序設(shè)計(jì) 13 5.1機(jī)床的選擇 13 5.2工藝裝備的選擇 13 5.2.1刀具的選擇 13 5.2.2夾具的選擇 13 5.2.3量具的選擇 14 5.3確定機(jī)械加工余量 14 5.3.1確定加工余量的方法 14 5.3.2影響加工余量的因素 14 5.3.3確定加工余量 15 5.4工序尺寸及公差的確定 16 5.5切削用量的選擇 16 第六章 基本時(shí)間的確定 21 6.1時(shí)間定額的定義 21 6.2時(shí)間定額的組成 21 6.3工時(shí)定額的計(jì)算 22 第七章 夾具設(shè)計(jì) 23 7.1 鉆床夾具設(shè)計(jì) 23 7.1.1 定位元件的選擇 24 7.1.2夾緊元件的選擇 26 7.1.3切削力及夾緊力的計(jì)算 28 第八章 結(jié)論 29 8.1總結(jié) 29 8.2體會(huì) 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 IX 第一章 緒論 第一章 緒論 1.1研究背景 21世紀(jì)以來，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)已經(jīng)落伍，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)現(xiàn)代化的加工制造時(shí)代。近幾年的我國經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，機(jī)械已經(jīng)成為了各行各業(yè)的基礎(chǔ)，在國防等方面用處極大。所以，發(fā)展機(jī)械制造業(yè)迫在眉睫。同時(shí)，機(jī)床又是機(jī)械制造的基礎(chǔ)。機(jī)床的性能等方面都有很大的提升空間。同時(shí)，領(lǐng)先的機(jī)床和正確的機(jī)械加工工藝是減少了加工的成本和提升生產(chǎn)的效率的關(guān)鍵部分。所以，我們需要更加仔細(xì)的研究它。我們的專業(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)，這個(gè)專業(yè)學(xué)了許多的東西。畢業(yè)設(shè)計(jì)需要集專業(yè)課、基礎(chǔ)課知識(shí)于一體，是在我們學(xué)完機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，機(jī)械裝配設(shè)計(jì)，CAD，還有力學(xué)原理的基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，對我們的綜合能力的一次考察?；A(chǔ)聯(lián)合實(shí)際，讓我們綜合的設(shè)計(jì)一個(gè)東西，為我們以后步入職場有很大的幫助。 目前，機(jī)械制造技術(shù)的相當(dāng)發(fā)達(dá)，成為了我國經(jīng)濟(jì)與科技實(shí)力的證明，是我國綜合實(shí)力的體現(xiàn)。經(jīng)過我國的持續(xù)發(fā)展，我國的機(jī)械制造的發(fā)達(dá)程度已經(jīng)不再落后太多，在一些特點(diǎn)的方面，我國都已經(jīng)處于了領(lǐng)先地步。 1.2研究意義及國內(nèi)外發(fā)展情況 切削加工以及磨削加工在過去很長的時(shí)間里是主要的機(jī)械加工工藝。但是科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了很多的材料無法用傳統(tǒng)的切削和磨削來加工，因?yàn)橛行┎牧系挠捕葮O高。還有一個(gè)方面，精度的等級(jí)越來越高，很多的零件對加工精度的要求是越來越高，一般的切削磨削不可能達(dá)到那么高的精度。隨著刀具材料的改革，開發(fā)出了更加多的新的刀具的材料，機(jī)床的靜態(tài)還有動(dòng)態(tài)以及高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，使切削和磨削的速度越來越快，減少了加工時(shí)間。自動(dòng)化的發(fā)展是機(jī)械發(fā)展的一個(gè)非常重要的階段，自動(dòng)化代表著生產(chǎn)高效以及機(jī)械水平的提升。數(shù)控加工的發(fā)展，伴隨著計(jì)算機(jī)輔助的功能，尤其是柔性制造系統(tǒng)(FMS)的發(fā)明，極大的提高了生產(chǎn)的效率，同時(shí)還讓生產(chǎn)的成本極大的降低。除此以外，在產(chǎn)品的質(zhì)量上面也是質(zhì)的飛越，很多原來不可能達(dá)到的精度變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。自動(dòng)化是真正意義上的改善了勞動(dòng)條件。日前，人們都在大力的研究開發(fā)CIMS。這種計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)由多級(jí)計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制組成的系統(tǒng)。這是工廠自動(dòng)化發(fā)展的方向。 1.3本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 （1）畫連接座零件圖，直觀圖 （2）設(shè)計(jì)連接座零件工藝規(guī)程 （3）設(shè)計(jì)連接座零件的加工工藝卡 （4）設(shè)計(jì)零件加工過程中需要的專用夾具 1.4論文的組織結(jié)構(gòu) 本論文的組織結(jié)構(gòu)如下： 第一章：零件的分析。 第二章：毛坯設(shè)計(jì)。 第三章：機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)。 第四章：工序設(shè)計(jì)。 第五章：基本時(shí)間的確定。 第六章：夾具設(shè)計(jì)。 3 第二章 零件的分析 第二章 零件的分析 2.1零件的形狀 圖2.1 連接座的三維圖 上圖所示零件圖是我所選的零件。圖中所示的是一個(gè)回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的圖紙，機(jī)構(gòu)并不是很復(fù)雜。下圖是零件具體的尺寸還有公差. 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)學(xué)位論文 第二章 零件的分析 圖2.2 連接座零件圖 2.2零件的工藝分析 零件圖告訴我，這個(gè)零件的材料是灰鑄鐵HT200，具有很好的強(qiáng)度，耐磨性也很不錯(cuò)，這種材料通常在零件需要能夠承受較的大應(yīng)力時(shí)用，還有要求較好的耐磨性的時(shí)候用。 由圖可以看出，需要我們加工兩組加工表面，而且還要注意他們的位置的要求。要求分別序述如下： (1) 加工左端面的表面： 左端的加工表面包含：左端的面，外圓Φ125，內(nèi)孔Φ100，角需要倒，Φ7鉆通孔，鉆孔以及攻絲。左端加工表面粗糙的加工需要達(dá)到6.3的要求，Φ100內(nèi)圓孔粗糙的要求需要達(dá)到2.5的要求。不需要很高的需求，先是粗車后面在半精車就能夠到達(dá)需要的精度。鉆工的精度沒有要求，所以達(dá)到要求只要一步工序，擴(kuò)孔、鉸孔等工序沒有必要。 (2) 加工右端面的表面： 右端面的加工表面包括：右端面；外圓Φ121h7，Ra3.2、Ra6.3的粗糙度；外徑Φ50的小凸臺(tái)的內(nèi)徑為Φ40，要求是達(dá)到3.2的粗糙度，而且須要倒角；Φ32的小凹槽的粗糙要求為Ra25；鉆一個(gè)Φ17.5中間孔，鉆通孔Φ7。這個(gè)工序需求也不高，先是粗車后在半精車就能夠到達(dá)要的精度?？爪?7.5和孔Φ40或者內(nèi)圓可以在車床上做鏜工。 其具體過程如下表： 表2.1 加工流程 13 第三章 毛坯設(shè)計(jì) 第三章 毛坯設(shè)計(jì) 3.1毛坯的選擇 毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素： (1) 毛坯的類別由零件材料的工藝屬性和力學(xué)機(jī)能所決定。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 (3) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 (4) 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 (5) 充分利用新工藝、新材料 零件的現(xiàn)實(shí)作用的關(guān)鍵因素是選擇毛坯種類。制造毛坯的方法主要有：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。零件可以由不同的材料，相應(yīng)的選擇不同的鑄件和型料。從節(jié)約經(jīng)濟(jì)的角度，如果用型材中的棒料，會(huì)造成太大的加工余量，造成了材料的荒廢，同時(shí)肯定會(huì)造成刀具和能源的損耗。 該零件材料為灰鑄鐵，由于耐磨性要求要高點(diǎn)，所以用鑄鐵鑄造。根據(jù)設(shè)計(jì)需要Q=15000件/年，n=1件/臺(tái)；聯(lián)合實(shí)際生產(chǎn)的情況，α取10%和 β取1%放進(jìn)下面的公式得到如下： N=Qn(1+α+β)=16650件/年（α為備品率，β為廢品率） 3.2毛坯尺寸和公差 （1） 求最大輪廓尺寸 最大的輪廓尺寸可以從圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算出來，Ф142mm的最大直徑，69mm的高。 （2）選擇鑄件公差等級(jí) 查看手冊可得，該材料是灰鑄鐵，所以在8~11公差級(jí)中選擇，這里取11級(jí)。 （3）求鑄件尺寸公差 公差帶應(yīng)對稱分布相對于基本的尺寸。 （4）機(jī)械加工余量等級(jí) 查看手冊可得，因?yàn)椴牧蠟榛诣T鐵HT200所以加工等級(jí)為E-G余量級(jí)，這里選擇F級(jí)。 3.2.1確定毛坯尺寸 查閱資料以后，我們得知，加工的表面粗糙度大于等于1.6的面可以用加工的余量。因?yàn)镽a﹤1.6 ，所以需要要適量的加大余量。尺寸見下表3.1。 由這個(gè)零件，加工表面粗糙度大于等于1.6 ，所以在表面的毛坯的尺寸需要將 第三章 毛坯設(shè)計(jì) 兩個(gè)量相加。（因?yàn)橹灰旨庸ひ恍┍砻?，所以可以取查得?shù)中比較小的值）生產(chǎn)的方式為大批，所以制造毛坯的方式為兩箱沙型。還需要消除殘余應(yīng)力，所以需要時(shí)效處理在鑄造后。 3.2.2確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸的公差是查閱了相關(guān)的表格所得知的，按照鑄件的質(zhì)量、鑄件的材質(zhì)的系數(shù)、復(fù)雜系數(shù)查得，尺寸所允許的偏差如下：毛坯尺寸允許公差/mm 表3.1 尺寸公差 鑄件尺寸 偏差 參考資料 142 ±1.3 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 83 ±1.3 3.3設(shè)計(jì)毛坯圖 (1)確定拔模斜度 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊查出拔模斜度為5度。 (2)確定分型面 由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯(cuò)移所以選前后對稱的中截面為分型面。 (3)毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時(shí)效處理。 圖3.1毛坯圖 第四章 制定加工工藝路線 第四章 制定加工工藝路線 4.1擬定比較兩種工藝路線 （1）工藝路線一： 工序一： 1. 粗車右端面 2. 車外圓Φ121 3. 車右臺(tái)階面 4. 車外圓Φ130 5. 車端面 6. 粗鏜Φ40 工序二： 1. 粗車大端面 2. 粗鏜Φ100H7 3. 車臺(tái)階面 4. 車外圓Φ125 工序三： 1. 半精鏜Φ40 2. 半精車外圓Φ121 3. 半精車右臺(tái)階面 4. 半精車外圓Φ130 5. 半精車端面 6. 半精車右端面 工序四： 1. 半精車大端面 2. 半精車Φ100H7 3. 半精車右臺(tái)階面 4. 半精車外圓Φ125 工序五： 1. 精車右端面 第四章 制定加工工藝路線 2. 精車外圓Φ121 3. 精鏜Φ40 4. 精車外圓Φ130 5. 精車端面 6. 精車右臺(tái)階面 工序六 1. 精車大端面 2. 精車Φ100H7 3. 精車右臺(tái)階面 4. 精車外圓Φ125 工序七 精銑B面 工序八 粗銑Φ100面 工序九 精銑Φ100面 工序十 1. 鉆孔到Φ10 2. 擴(kuò)鉆到Φ16 3. 擴(kuò)孔到Φ17.4 工序十一 精鏜孔至17.5 工序十二 在6個(gè)工位上鉆孔Φ7 工序十三 1. 在4個(gè)工位上鉆孔Φ4.5 2. 攻螺紋4－M5 （2）工藝路線二： 工序一 1. 粗車右端面至78 2. 粗車外圓Φ125×5 3. 鉆通孔Φ16 4. 粗鏜內(nèi)孔Φ34×29 5. 粗車小凸臺(tái)端面至20 工序二 1. 粗車右端面至71 2. 粗車外圓Φ128×9 3. 粗車內(nèi)孔Φ98×6.8 工序三 1. 半精車端面到70 2. 半精車外圓Φ121.4×5 3. 法精鏜內(nèi)孔Φ39.6×27 4. 半精鏜內(nèi)孔Φ32×28 5. 半精鏜內(nèi)孔到Φ17.5 6. 半精車小凸臺(tái)端面到16 工序四 1. 半精車右端面到69 2. 半精車外圓Φ125.4長9 3. 半精鏜內(nèi)孔Φ199.6長7 工序五 1. 鉆通孔3×Φ7 2. 工序六 3. 鉆通孔6×Φ7 4. 鉆孔4×Φ4.134深12 5. 攻螺紋4-M5深10 （3）工藝路線比較： 上面的兩種加工路線， 對比之下，第一條做得非常精致，先是粗車，后面精車，做的非常的仔細(xì)。道道工序都計(jì)劃的精細(xì)，但是步驟繁瑣；相比第一道，第二道工序比較的簡單容易，在精度上能夠符合需要，因?yàn)閷α慵募庸ぞ刃枨蟛皇呛芨?，所以半精車就可以到達(dá)目需要的精度。 4.2擬定工藝過程 工藝過程如下表： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡要說明 01 沙型鑄造 02 人工處理 消除內(nèi)應(yīng)力 03 涂漆 防止生銹 04 粗車右端面至78 粗車外圓Φ125×5 鉆通孔Φ16 粗鏜內(nèi)孔Φ34×29 粗車小凸臺(tái)端面至20 05 粗車右端面至71 粗車外圓Φ128×9 粗車內(nèi)孔Φ98×6.8 06 半精車端面保70 半精車外圓Φ121.4×5 07 半精車右端面到69 半精車外圓Φ125.4長9 半精鏜內(nèi)孔Φ199.6長7 08 鉆通孔3×Φ7 鉆通孔6×Φ7 鉆孔4×Φ4.134深12 攻螺紋4-M5深10 09 去毛刺 鉗工 10 檢驗(yàn)，入庫 表4.1 第五章 工序設(shè)計(jì) 第五章 工序設(shè)計(jì) 5.1機(jī)床的選擇 在本次設(shè)計(jì)中，加工設(shè)備應(yīng)該是用專用機(jī)床，少部分的地方用通用機(jī)床輔助，因?yàn)橐笫谴笈纳a(chǎn)。使用的夾具也是用專用的夾具，當(dāng)然工件的裝卸和傳送等的傳遞工作是人工完成。 我們選擇普通的機(jī)床，普通機(jī)床足夠達(dá)到我們的精度要求。因此我們選用最常用的機(jī)床：車床用CA6140,鉆床用Z5125A。機(jī)床選擇應(yīng)注意： (1)機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)； (2)需要看工件的各方面形狀還有尺寸，從而決定機(jī)床的規(guī)格； (3)零件的生產(chǎn)的類型需要和機(jī)床的效率相匹配。 5.2工藝裝備的選擇 5.2.1刀具的選擇 優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。有些情況還需要用到高效率的特種刀具，還有復(fù)合刀具以及多個(gè)刀刃的刀具。由零件的加工要求來決定刀具的精度和類型。 在選用銑刀，鉆頭，擴(kuò)孔鉆、鉸刀、锪鉆等刀具的時(shí)候，我們需要選擇非常硬的合金材料的刀具, 具體見工序卡。 5.2.2夾具的選擇 在專用夾具選擇方面，我們需要遵循一個(gè)原則，小批量的生產(chǎn)應(yīng)該選擇通用型的夾具搭配組合型的夾具。在生產(chǎn)量非常大的時(shí)候，為了快的加工速度，我們要選擇專用的夾具。 每道工序有著不同的要求，所以在選擇的時(shí)候要視情況而定，是選擇設(shè)計(jì)的專用型夾具還是選擇通用型三爪自定心盤夾具。在本套工序中，除了鉆3×Φ7的通孔外，其余都可以用通用夾具，或者直接鏜孔。專用夾具設(shè)計(jì)見第七章。 5.2.3量具的選擇 在小批量的單個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)的時(shí)候我們一般采用的通用型量具，然后在大規(guī)模的生產(chǎn)的時(shí)候需要使用有高效率的專業(yè)型量具和測量儀用來檢測。在精度方面，兩者的精度必須適合。 根據(jù)零件的特點(diǎn)，選用內(nèi)徑千分尺、外徑千分尺、游標(biāo)卡尺、角度尺、塞規(guī)、螺紋塞規(guī)等。 5.3確定機(jī)械加工余量 5.3.1確定加工余量的方法 (1)查表法 這個(gè)方法是在生產(chǎn)實(shí)際中還有相關(guān)的資料中所了解到的關(guān)于余量加工的數(shù)據(jù)資料，用這些數(shù)據(jù)來確定所需加工的余量。我們應(yīng)用這個(gè)方法最多了。 (2)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 本法是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。通常，因?yàn)槭墙?jīng)驗(yàn)估計(jì)，所以余量有的時(shí)候會(huì)偏小，所以在使用這個(gè)方法的時(shí)候，余量都要適當(dāng)?shù)娜〈笮?。此法常用于單件小批生產(chǎn)中。 (3)分析計(jì)算法 以上面的余量公式結(jié)合參考資料上的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)資料，通過對加工的過程中各個(gè)項(xiàng)進(jìn)行綜合的分析，計(jì)算出來的加工余量方法是分析計(jì)算法，這個(gè)方法很科學(xué)，而且很準(zhǔn)確合理。但是我們充分的真實(shí)的資料作為分析依據(jù)。 5.3.2影響加工余量的因素 (1)上工序表面粗糙度H1a和缺陷層H2a。 在這個(gè)工序中，上面工序留下來的粗糙度為H1a的表面需要切掉。并將留在表面的H2a切掉。 (2)上工序的尺寸公差Ta 在加工的過程中，在表面上面有著很多的差異，像平面度等的誤差，但是這樣的誤差總共不會(huì)過上面的尺寸的公差Ta。因此我們在計(jì)算的時(shí)候，需要將Ta加入這個(gè)工序的余量加工。 （3)上工序的形位誤差ρa(bǔ) ρa(bǔ)表示行位誤差，這個(gè)行位誤差不是Ta控制的。所以，ρa(bǔ)也是需要加進(jìn)去計(jì)算的。 (4)本工序加工時(shí)的裝夾誤差εb 有兩種誤差會(huì)在裝夾中出現(xiàn)，一種是定位還有一個(gè)是夾緊，這兩個(gè)誤差讓工件在位置上面有變化，因此裝夾的時(shí)候的誤差對加工余量的影響也要研究。 5.3.3確定加工余量 所說的加工的余量是在加工的時(shí)候，需要切掉的金屬層的厚度。包含兩種，一種是每道工序留下的，還有一種是總共的。總的余量是說產(chǎn)品從一開始到最終所需要切掉的總共的金屬厚度，這個(gè)過程是指的是加工的全過程。所以，零件圖和毛坯的尺寸是不一樣的。從兩個(gè)余量的定義可以看出，一個(gè)表面的總共的加工余量是這個(gè)表面的每個(gè)工序余量相加。即 式中：——加工總余量； ——第i道工序的工序余量 n——該表面的加工工序數(shù)。 最大，最小還有公稱余量組成了加工余量。公稱余量就是指如果兩個(gè)工序相連，他們的工序的尺寸為基本的尺寸所得到的余量。工序的尺寸公差影響這個(gè)最大，最小的余量。在加工外表面時(shí)， Zbmin=amin-bmin Zbmax=amax-bmax Tzb=Zbmax-Zbmin= Ta =Tb 式中： Zbmin，Zbmax ——分別為最小、最大工序余量； amin，amax——分別為上工序的最小、最大工序尺寸； bmin，bmax——分別為本工序的最小、最大上序尺寸； Tzb——余量公差(工序余量變化范圍)； Ta， Tb——分別為上工序與本工序的工序尺寸的公差 在加工內(nèi)表面時(shí)， Zbmin=bmin-amax Zbmax=bmax-amin Tzb=Zbmax-Zbmin=Ta=Tb 按照鑄件的質(zhì)量、在表面零件粗糙度還有形狀的復(fù)雜程度，所以我們鑄件的表面單邊余量就取7mm。 5.4工序尺寸及公差的確定 由于工序尺寸是零件在加工時(shí)各工序應(yīng)保證的加工尺寸，因此，正確地確定工序尺寸及其公差．是工序設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。 工序尺寸的計(jì)算要根據(jù)零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸、巳確定的各工序的加工余量及定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換關(guān)系來進(jìn)行。工序尺寸公差則按各工序加工方法的經(jīng)濟(jì)精度選定。工序尺寸及偏差標(biāo)注在各工序的工序簡圖上，作為加工和檢驗(yàn)的依據(jù)。 對于各工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)的表面的多次加工，其工序尺寸的計(jì)算比較簡單，此時(shí)只要根據(jù)零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸、各工序的加工余量、各工序所能達(dá)到的精度，由最后一道工序開始依次向前推算，直至毛坯為止，即可確定各工序尺寸及公差。工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，或在加工過程中工序基準(zhǔn)多次轉(zhuǎn)換時(shí)，或工序尺寸尚需從待加工的表面標(biāo)注時(shí)，工序尺寸及公差的計(jì)算比較復(fù)雜，需用工藝尺寸鏈來進(jìn)行分析計(jì)算。 5.5切削用量的選擇 在加工的時(shí)候，質(zhì)量和效率都會(huì)受到這個(gè)帶來的很大的影響。 在車削的過程中，切削速率是指工件在加工表面最大直徑的地方的線速率，用v(米/分)作為單位。其計(jì)算公式： v=πdn/1000(m/min) 式中：d——工件待加工表面的直徑（mm） n——車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min） 進(jìn)給量是指每次工件旋轉(zhuǎn)了一周了，然后車刀需要位移的距離。但是為毫米/每轉(zhuǎn)。切削深度就是說加工的時(shí)候去掉的那層金屬的厚度，用毫米作為單位。 由于加工的質(zhì)量要得到保證和生產(chǎn)率需要提高，所以在零件的加工過程中應(yīng)該分階段進(jìn)行，一般的粗車到精車的過程可以加工中等的精度要求的零件。 我們用粗車來使毛坯快速的去除絕大多數(shù)的加工的余量，讓工件可以盡快的變成相似的形狀和尺寸。粗車的目的是我了提高生產(chǎn)的效率，切削的深度需要加大，這樣可以更加的提高的生產(chǎn)效率，然后進(jìn)給量也要加大，但是在切削速度的選擇上面，我們要選擇中等的或者偏下的速度。ap（切削深度）=0.8～1.5mm，f（進(jìn)給量）=0.2～0.3mm/r，v（切削速度）取30～50m/min(切鋼)。 鑄件和鍛件的毛坯表面是有硬皮的，所以在粗車的過程中，我們需要保護(hù)好刀具頭，在第一次切的時(shí)候，要注意深度大于硬皮的厚度才行，顯示車端面或者是倒角。有些工件夾持長度比較的短的時(shí)候或者是工件的平面是不平整的，我們選擇的切削量不能夠太大。 在粗車的時(shí)候，留出0.5～1毫米，為了后面的精車需要做為余量。在這之后，精度變成IT14-IT11,Ra是12.5～6.3μm。 我們在加工過程中需要精車，是為了讓零件的尺寸的精度還有表面的粗糙度滿足要求，生產(chǎn)的效率應(yīng)該越快越好。一般情況下，精車達(dá)到IT8～I(xiàn)T7的精度，對于表面的粗糙度能夠達(dá)到3.2～0.8μm，因此我們主要提高加工的質(zhì)量。切削的時(shí)候，我們應(yīng)該選擇ap=0.1～0.3mm，還有f為0.05～0.2mm/r，速度方面應(yīng)該取大一點(diǎn)。 精車還有一方面的要求就是滿足加工的表面粗糙度。降低Ra的數(shù)值方法主要有以下幾點(diǎn)。 （1）合理選用切削用量。切削的深度ap還有f（進(jìn)給量）應(yīng)該用小點(diǎn)的值，這樣可以盡量將殘留的面積縮小，Ra的數(shù)值也將變小。 （2）需要合理的將副偏角Kr變小，還有一種在刀頭上弄一個(gè)小的圓弧狀，將殘留的面積變小，這樣會(huì)將Ra變小。 （3）需要合理的將前角γ0變大，用更加鋒利的刀刃。 （4）合理的使用切削液，也有助于減少加工表面粗糙度Ra值。低速精車使用乳化液或機(jī)油； 確定切削用量： 1. 車右端面 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.8mm/r 根據(jù)參考文獻(xiàn)（15）可得切削速度v=53m/min,所以 N=1000v/πd=1000*53/π*110=153r/min 可取n=160r/min故實(shí)際速度為 V=πnd/1000=π*110*160/1000=54r/min 2.粗車小凸臺(tái) 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.50mm/r 根據(jù)參考文獻(xiàn)（15）可得切削速度v=68m/min,所以 N=1000v/πd=1000*68/π*110=445r/min 可取n=450r/min故實(shí)際速度為 V=πnd/1000=π*110*450/1000=70r/min 3.鉆通孔 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.60mm/r 根據(jù)參考文獻(xiàn)（15）可得切削速度v=18m/min,所以 N=1000v/πd=400r/min 可取n=400r/min故實(shí)際速度為 V=πnd/1000=18r/min 4. 粗鏜內(nèi)孔 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.197mm/r 根據(jù)參考文獻(xiàn)（15）可得切削速度v=57m/min,所以 N=1000v/πd=498r/min 可取n=500r/min故實(shí)際速度為 V=πnd/1000=60r/min 5.半精車左端面端面及外圓 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.3mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取n=250r/min,其切削速度為100r/min 6. 半精車左端內(nèi)孔 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.3mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取n=200r/min,其切削速度為60r/min 7.半精車右端面及外圓 進(jìn)給量f（mm/r）:查閱參考文獻(xiàn)（10）可得f=0.3mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取n=250r/min,其切削速度為100r/min 表5.1 工步號(hào) 工步內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 切削深度（m/min） 進(jìn)給量(mm/r) 進(jìn)給深度(mm) 1 粗車右端面至78 660 120 0.45 0.9 2 粗車外圓Φ125x5 660 143 0.45 0.9 3 鉆通孔Φ16 1000 45 0.48 3.5 4 粗鏜內(nèi)孔Φ34x29 510 55 0.3 0.9 5 粗車小凸臺(tái)斷面至20 660 120 0.45 0.9 6 粗車右端面至71 660 120 0.45 0.9 7 粗車外圓Φ128x9 660 143 0.45 0.9 8 粗車內(nèi)孔Φ98x6.8 510 55 0.3 7.3 9 半精車端面保70 660 120 0.45 0.9 10 半精車外圓Φ121.4×5 660 143 0.45 0.9 11 法精鏜內(nèi)孔Φ39.6×27 510 55 0.3 0.9 12 半精鏜內(nèi)孔Φ32×28 510 51 0.3 0.9 13 半精鏜內(nèi)孔保Φ17.5 510 26 0.3 0.9 14 半精車小凸臺(tái)端面保16 660 120 0.45 0.9 15 半精車右端面至69 660 120 0.45 0.9 16 半精車外圓Φ125.4長9 660 143 0.45 0.9 17 半精鏜內(nèi)孔Φ99.6長7 510 55 0.3 0.9 18 鉆通孔3×Φ7 1000 45 0.48 3.5 19 鉆通孔6xΦ7 1000 17.1 0.22 2.5 20 鉆孔4xΦ4.134深12 960 20.2 0.1 3.35 21 攻螺紋4-M5深10 195 4.9 1.25 22 去毛刺 32 第六章 基本時(shí)間確定 第六章 基本時(shí)間的確定 6.1時(shí)間定額的定義 這個(gè)名詞的意思就是指一個(gè)產(chǎn)品或者是一道工序在指定的條件下所需要的時(shí)間。 適合的時(shí)間的定額可以提高生產(chǎn)的效率，工人提升了生產(chǎn)的技術(shù)。生產(chǎn)的計(jì)劃和計(jì)算成本需要就是根據(jù)時(shí)間定額來的。假如一個(gè)新廠，需要算出人數(shù)還有各種安排都需要以時(shí)間定額為主要依據(jù)，這是一個(gè)很重要的方面。 6.2時(shí)間定額的組成 (1)基本時(shí)間Tj 對材料的表面形狀還有大小，以及一些基本的操作加工所需要的時(shí)間叫做基本時(shí)間。 (2)輔助時(shí)間Tf 每道工序種，有很多時(shí)間是用來輔助完成加工的，比如裝卸工件等等，我們將這些時(shí)間稱為是輔助時(shí)間。 (3)工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間Tfw 工作提點(diǎn)服務(wù)時(shí)間就是為了讓操作順利進(jìn)行，有工人在現(xiàn)場進(jìn)行照看，比如調(diào)整下刀具，擦機(jī)油等所需要花的時(shí)間一般是操作時(shí)間的a％(2％—7％)，這里操作時(shí)間由基本的時(shí)間還有輔助時(shí)間相加。 (4)休息與自然需要時(shí)間Tx 人不能夠持續(xù)工作，總是會(huì)要休息來讓精力更加的充沛，所以工人休息的時(shí)間叫做休息與自然需要時(shí)間。 它也按操作時(shí)間的β％(2％)來計(jì)算。 所有上述時(shí)間的總和稱為單件時(shí)間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=（Tj+Tf）（1+） (5)準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間Tzz 當(dāng)我們需要作出一批零件的時(shí)候，我們會(huì)計(jì)算一個(gè)時(shí)間是準(zhǔn)備開始和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。開頭總是會(huì)有點(diǎn)困難，所以在前期準(zhǔn)備工作肯定需要做好。然后在后期結(jié)束的時(shí)候，要有一個(gè)好的結(jié)尾。比如歸還加工工藝裝備還有成品的檢測等等。但是對于一批零件，這個(gè)時(shí)間只需要一次。當(dāng)批量數(shù)越大，那么到每一個(gè)工件上的時(shí)間自然就會(huì)變小。因此成批生產(chǎn)時(shí)的單件時(shí)間定額為 Td=（Tj+Tf）（1+）+ 6.3工時(shí)定額的計(jì)算 工時(shí)定額是指完成零件加工的就一個(gè)工序的時(shí)間定額 其中：是指單件時(shí)間定額 是指基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間），通過計(jì)算求得 是指輔助時(shí)間，一般取（15~20）%；與和稱為作業(yè)時(shí)間 是指布置工作時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間的（2~7）%估算 是指休息及生理需要時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間（2~4）%估算 是準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，大量生產(chǎn)時(shí)，準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間忽略不計(jì) N是指一批零件的個(gè)數(shù) 表6.1 工步號(hào) 工步內(nèi)容 工時(shí)定額 1 粗車右端面至78 11 2 粗車外圓Φ125x5 10 3 鉆通孔Φ16 12 4 粗鏜內(nèi)孔Φ34x29 19 5 粗車小凸臺(tái)斷面至20 11 6 粗車右端面至71 15 7 粗車外圓Φ128x9 9 8 粗車內(nèi)孔Φ98x6.8 39 9 半精車端面保70 21 10 半精車外圓Φ121.4×5 19 11 法精鏜內(nèi)孔Φ39.6×27 36 12 半精鏜內(nèi)孔Φ32×28 30 13 半精鏜內(nèi)孔保Φ17.5 10 14 半精車小凸臺(tái)端面保16 7 15 半精車右端面至69 6 16 半精車外圓Φ125.4長9 9 17 半精鏜內(nèi)孔Φ99.6長7 36 18 鉆通孔3×Φ7 72 19 鉆通孔6xΦ7 72 20 鉆孔4xΦ4.134深12 116 21 攻螺紋4-M5深10 30 22 去毛刺 10 第七章 夾具設(shè)計(jì) 第七章 夾具設(shè)計(jì) 7.1 鉆床夾具設(shè)計(jì) 我們設(shè)計(jì)的課題是連接座的鉆床的夾具。這個(gè)夾具是專用夾具的設(shè)計(jì)。專用夾具是為了讓加工的效率更加的高，讓工人加工的更加方便快捷。在質(zhì)量方面，能夠變的更加好。老師給我的任務(wù)是設(shè)計(jì)鉆3×φ7的孔。所以我們設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到孔的直徑等問題。這個(gè)夾具使用的是立式的鉆床Z525，所使用的刀具是麻花鉆。 設(shè)計(jì)出的專用的夾具有能夠提高生產(chǎn)的高，能夠讓定位更加的精確，還有工人在使用的時(shí)候更加的便捷，在裝夾的速度上面有很大的提升。但是同時(shí)也有不少的缺點(diǎn)，比如設(shè)計(jì)制造的周期可能會(huì)長點(diǎn)，還有在成本上面會(huì)更加的大，專用的夾具可能只適應(yīng)這一種零件，所以在加工其他零件的時(shí)候就不可以用，適用性能較差等等。 在設(shè)計(jì)鉆這個(gè)3×φ7的孔的專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)樾枰@3個(gè)孔，我們采用的是一個(gè)圓盤，用軸承讓圓盤可以旋轉(zhuǎn)，然后來實(shí)現(xiàn)在一個(gè)工件加工的時(shí)候能夠通過旋轉(zhuǎn)方便的鉆出三個(gè)孔。 圖7.1 軸承 圖7.2 銷軸 7.1.1 定位元件 7.1.1.1定位分析 我們這次設(shè)計(jì)中需要選用內(nèi)表面和端面做定位的基準(zhǔn)，因?yàn)槲覀円M力的減少誤差。從上面的零件圖可以看出，我們要用一個(gè)平面又或中間的圓孔用來定位就行。 7.1.1.2定位原理 在零件加工時(shí)，對定位提出了很多的要求，而且必須要滿足。想讓刀具與機(jī)床的相對位置正確，我們必須用夾具來實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。要求如下： 1.刀具想對于機(jī)床占有正確的加工位置。 2.夾具在機(jī)床上有正確的位置。 3.刀具相對于夾具有正確的位置。 工件在夾具中的定位，應(yīng)該要有一個(gè)非常準(zhǔn)確的位置。因此得設(shè)計(jì)定位來限制他的活動(dòng)。他在沒有被定位的前面，他可以看做成是一個(gè)自由活動(dòng)的鋼體。該運(yùn)動(dòng)的所有坐標(biāo)顯示在直角坐標(biāo)系中全部都是有六個(gè)自由度的,X、Y和Z是他們的直角坐標(biāo)。他不被限制自由度，他的位置就是不明確的。這樣的工件沒有辦法加工。因此,如果要讓工件有個(gè)正確的位置，然后就要對表面精度的自由度有限制才行。 工件都會(huì)有六個(gè)自由度，如果都有的話，那么這個(gè)工件位置就是非常確定的。換言之,一個(gè)工件最多久只有六個(gè)自由度的。所以在加工過程中，我們就需要用定位元件來限制工件的自由度。 7.1.1.3定位元件的分析： 定位板是我們用來限制自由度的。這個(gè)零件相對的有點(diǎn)特殊，所以要加上定位板。他可以限制住X,Y的方向上的工件旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的方向，這樣設(shè)計(jì)才可以限制住。 我們這個(gè)零件，在定位方面，這個(gè)步驟沒有給出具體的要求，所以要求不高，算是自由公差。結(jié)合生產(chǎn)規(guī)模不是很大的情況。我們要簡單的考慮。 此次設(shè)計(jì)的專用夾具主要是鉆3×φ7孔，工藝上的需求低，所以，加快加工速率和降低勞動(dòng)的成本是主要考慮問題。 在選擇鉆頭的材料的時(shí)候，要考慮到一個(gè)速度的問題，生產(chǎn)的速度需要得到保證，所以我們用高速鋼來鉆3個(gè)孔。 圖7.3 定位板 圖7.4 7.1.2夾緊元件的選擇 這個(gè)夾具里，不能夠讓工件在加工的時(shí)候出現(xiàn)震顫和旋轉(zhuǎn)的情況，所以要用壓板來壓緊。 圖7.5 夾緊元件 7.1.3切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為7 則軸向力：見參考文獻(xiàn)[15]表28.4 F=Cdfk· 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k= F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1； 則 F=KF=1.5×1.1×1.1×1.1×2123=4329N 氣缸選用。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。 N=4416N N>F 鉆削時(shí) T=17.34 N·m 切向方向所受力: F=T/L=267N 取f=0.1 F=4416×0.1=441.6(N) F> F 所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。 第八章 結(jié)論 第八章 結(jié)論 8.1總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多。設(shè)計(jì)的是連接座零件機(jī)械加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。這個(gè)零件是普通的一般的零件。我覺得并不復(fù)雜。我用了五步完成了設(shè)計(jì)，第一步是分析所選零件，第二步是設(shè)計(jì)毛坯，第三步是在工藝方面的設(shè)計(jì)過程。第四步是我們需要在時(shí)間方面的計(jì)算。第五步就是夾具部分的設(shè)計(jì)。通過本次的設(shè)計(jì)，讓我在機(jī)械加工方面還有設(shè)計(jì)方面了解了很多。 8.2體會(huì) 在這次的設(shè)計(jì)里面，我學(xué)到了非常多的東西，讓我大學(xué)四年學(xué)到東西都溫習(xí)了一遍。從零件的分析到最后用CAD制圖都讓我有深刻的體會(huì)，剛剛開始我一點(diǎn)都沒有頭緒。在老師的指導(dǎo)下，我開始有了思緒，在毛坯設(shè)計(jì)工藝方面的選擇用到了大學(xué)里好幾門功課的知識(shí)，我覺得我的設(shè)計(jì)里面包含了我大學(xué)大多數(shù)的知識(shí)。謝謝老師對我的指導(dǎo)幫助。我覺得在大學(xué)的畢業(yè)階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我能夠在以后的工作中有很大的幫助。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 紀(jì)名剛,濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 第七版. 北京:高等教育出版社,2003. 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[17] Satyanarayana S,Melkote S N.Finite element modeling of fixture-workpiece contacts:single contact modeling and experimental verifi-cation[M]. International Journal of Machine Tools&Manufacture . 2004. 致謝 致 謝 完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)以后，我的心情即喜悅，但是同時(shí)有點(diǎn)悲傷。因?yàn)橥瓿蛇@個(gè)畢設(shè)，我花了很多的心思，完成以后我懸著的心就掉了下來?？墒亲詈笠环葑鳂I(yè)我完成了，意味著我的大學(xué)學(xué)習(xí)生涯可能就此告一段落了?；叵肫甬?dāng)初步入校園，在校園里面問學(xué)長宿舍在哪里，那會(huì)兒的我對校園里的一切都是好奇的。想到現(xiàn)在學(xué)校的校園每個(gè)角落我都很熟悉，已經(jīng)變成了我的另外一個(gè)家?？墒俏壹磳㈦x開了。校園的花花草草樹樹木木都是那么讓我著迷。校園環(huán)境優(yōu)美，校園老師知識(shí)淵博，校園同學(xué)樂于助人。在這樣一個(gè)優(yōu)秀的環(huán)境里，讓我在這四年成長了很多。 在這段時(shí)間里，前前后后持續(xù)了大半學(xué)期，從選題開始到現(xiàn)在完成定稿，老師給了我很大的幫助。老師耐心的解答我的問題，給我專業(yè)的分析和建議，在這個(gè)短短的幾個(gè)月，我將所有的專業(yè)的知識(shí)都鞏固了一遍，讓我對機(jī)械這個(gè)領(lǐng)域有更加深刻的了解。老師認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，讓我學(xué)到了很多做人方面的道理。為我樹立了一個(gè)做學(xué)問的人的榜樣。 最后我要感謝學(xué)校，愿學(xué)校的明天更加輝煌。謝謝勤勤懇懇的老師，愿老師能夠工作順利。還要感謝我的同學(xué)，希望他們前程似錦。我愿帶著學(xué)校，老師對我的期望步入社會(huì)，認(rèn)真務(wù)實(shí)，走上人生巔峰。