應(yīng)急控制手柄軸的加工工藝規(guī)程及鉆Φ4孔夾具設(shè)計(jì)含非標(biāo)6張CAD圖
應(yīng)急控制手柄軸的加工工藝規(guī)程及鉆Φ4孔夾具設(shè)計(jì)含非標(biāo)6張CAD圖,應(yīng)急,控制,手柄,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì),非標(biāo),CAD
摘要
應(yīng)急控制手柄軸是設(shè)備上非常重要的零件之一。該零件為實(shí)現(xiàn)應(yīng)急控制以及設(shè)備的正常工作提供保障。應(yīng)急控制手柄軸是比較典型的軸類零件,軸類零件應(yīng)用非常廣泛,從而對(duì)應(yīng)急控制手柄軸進(jìn)行研究非常有必要。
這次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程及鉆Φ4孔專用夾具設(shè)計(jì)。在一開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,主要研究應(yīng)急控制手柄軸的作用,材料的選擇,加工工藝路線的制定還有零件在加工的時(shí)候其切削用量的選擇等等。
依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定設(shè)計(jì)鉆Φ4孔專用夾具。依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了定位方案和夾緊方案并選擇了相應(yīng)的定位和夾緊元件。對(duì)夾具體進(jìn)行設(shè)計(jì),畫出裝配圖以及所有非標(biāo)零件圖等。
關(guān)鍵詞:應(yīng)急控制;手柄軸;加工工藝;鉆Φ4孔;專用夾具
目 錄
摘要 I
序言 1
第一節(jié) 零件的分析 2
一 零件的功用分析 2
二 零件的工藝分析 3
第二節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 6
一 確定生產(chǎn)類型 6
二 選擇毛坯 6
三 定位基準(zhǔn)的選擇 7
四 選擇加工方法,制定工藝路線 8
五 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9
六 確定切削用量和時(shí)間定額 10
第三節(jié) 夾具設(shè)計(jì)部分 18
一 定位方案的設(shè)計(jì) 18
二 夾緊方案的設(shè)計(jì) 19
三 設(shè)計(jì)夾具體 19
四 鉆套的選擇 21
五 鉆削力和夾緊力的計(jì)算 22
六 夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說(shuō)明 23
總結(jié) 25
參考文獻(xiàn) 26
II
序言
本次設(shè)計(jì)的應(yīng)急控制手柄軸主要研究機(jī)械加工工藝過(guò)程及專用夾具設(shè)計(jì),下面將對(duì)這2點(diǎn)進(jìn)行講述:
1、工藝過(guò)程的概述
進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候,將需要生產(chǎn)的零部件形狀,大小,所處地點(diǎn)等都改變了,這樣原材料就加工成為我們需要的半成品或者是成品,這么一個(gè)流程就是工藝過(guò)程。比方說(shuō)生產(chǎn)毛坯,進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn),熱處理等這些都是工藝過(guò)程。在工藝過(guò)程里面,如果說(shuō)只需要進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn),零部件的外形,大小,產(chǎn)品表面質(zhì)量都符合質(zhì)量要求,這個(gè)流程就是我們說(shuō)的機(jī)械工藝過(guò)程。
2、機(jī)床夾具的概述
機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置。指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,操作迅速、方便、省力,可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率,但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí),夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸,用于確定工件在夾具中的正確位置,從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。機(jī)床夾具的組成如下:
(1)定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸,用于確定工件在夾具中的正確位置,從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。
(2)夾緊裝置 用于夾緊工件,在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。
(3)對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件,稱為對(duì)刀元件,如對(duì)刀塊。
(4)連接元件 使夾具與機(jī)床連接的元件,保證機(jī)床與夾具間的相互位置關(guān)系。
(5)夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對(duì)定,使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。
(6)其它元件及裝置
有些夾具根據(jù)工件的加工要求,要有分度機(jī)構(gòu),銑床夾具還要有定位鍵等。
第一節(jié) 零件的分析
一 零件的功用分析
本次設(shè)計(jì)以應(yīng)急控制手柄軸為研究對(duì)象,該零件是設(shè)備上非常重要的零件之一。該零件為實(shí)現(xiàn)應(yīng)急控制以及設(shè)備的正常工作提供保障。應(yīng)急控制手柄軸是比較典型的軸類零件,軸類零件應(yīng)用非常廣泛,從而對(duì)應(yīng)急控制手柄軸進(jìn)行研究非常有必要。該零件的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖1.1。
圖1.1 應(yīng)急控制手柄軸
該零件是牌號(hào)為鈦合金,該材料的概述如下:
鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān),最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過(guò)0.1%,但其強(qiáng)度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/cm3,熔點(diǎn)為1725℃,導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K),抗拉強(qiáng)度σb=539MPa,伸長(zhǎng)率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
1、強(qiáng)度高
鈦合金的密度一般在4.51g/cm3左右,僅為鋼的60%,一些高強(qiáng)度鈦合金超過(guò)了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料,可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
2、熱強(qiáng)度高
使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度,可在450~500℃的溫度下長(zhǎng)期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度,而鋁合金在150℃時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃,鋁合金則在200℃以下。
3、抗蝕性好
鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作,其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼;對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng);對(duì)堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。
4、低溫性能好
鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學(xué)性能。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。
5、化學(xué)活性大
鈦的化學(xué)活性大,與大氣中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時(shí),會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC;溫度較高時(shí),與N作用也會(huì)形成TiN硬質(zhì)表層;在600℃以上時(shí),鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會(huì)形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達(dá)0.1~0.15 mm,硬化程度為20%~30%。鈦的化學(xué)親和性也大,易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。
二 零件的工藝分析
在制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí),首先要對(duì)照產(chǎn)品裝配圖分析零件圖,熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件,明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關(guān)零件的位置關(guān)系;了解并研究各項(xiàng)技術(shù)條件制定的依據(jù),找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵,以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右员WC。然后著重對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求的分析。
零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面:
1、零件表面的組成和基本類型
盡管組成零件的結(jié)構(gòu)多種多樣,但從形體上加以分析,都是由一些基本表面和特形表面組成的。基本表面有內(nèi)外圓柱表面、圓錐表面和平面等;特形表面主要有螺旋面、漸開(kāi)線齒形表面、圓弧面等。在零件結(jié)構(gòu)分析時(shí),根據(jù)機(jī)械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),就可選擇與其相適應(yīng)的加工方法和加工路線,例如外圓表面通常由車削或磨削加工;內(nèi)孔表面則通過(guò)鉆、擴(kuò)、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。
機(jī)械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。在機(jī)械制造中,通常按零件結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程的相似性,將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。
2、主要表面與次要表面區(qū)分
根據(jù)零件各加工表面要求的不同,可以將零件的加工表面劃分為主要加工表面和次要加工表面;這樣,就能在工藝路線擬定時(shí),做到主次分開(kāi)以保證主要表面的加工精度。
3、零件的結(jié)構(gòu)工藝性
所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下,制造該零件的可行性和經(jīng)濟(jì)性。功能相同的零件,其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好,是指在現(xiàn)有工藝條件下,既能方便制造又有較低的制造成本。
零件圖樣上的技術(shù)要求,既要滿足設(shè)計(jì)要求,又要便于加工,而且齊全和合理。其技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面:
1、加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量;
2、各加工表面之間的相互位置精度;
3、工件的熱處理和其它要求,如動(dòng)平衡、鍍鉻處理、去磁等。
零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度的要求,對(duì)確定機(jī)械加工工藝方案和生產(chǎn)成本影響很大。因此,必須認(rèn)真審查,以避免過(guò)高的要求使加工工藝復(fù)雜化和增加不必要的費(fèi)用。
在認(rèn)真分析了零件的技術(shù)要求后,結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)零件的加工工藝過(guò)程便有一個(gè)初步的輪廓。加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和有無(wú)熱處理要求,決定了該表面的最終加工方法,進(jìn)而得出中間工序和粗加工工序所采用的加工方法。如,軸類零件上IT7級(jí)精度、表面粗糙度Ra1.6um的軸頸表面,若不淬火,可用粗車、半精車、精車最終完成;若淬火,則最終加工方法選磨削,磨削前可采用粗車、半精車等加工方法加工。表面間的相互位置精度,基本上決定了各表面的加工順序。
本次研究的軸其組成表面及加工要求如下:
(1)組成表面:零件兩端面;各外圓及端面;M6螺紋孔;Φ4孔;Φ2.5孔等。
(2)加工要求:零件上圓柱孔的表面粗糙度公差為Ra1.6um,其余表面及端面,其表面粗糙度公差為Ra3.2um。
第二節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定
一 確定生產(chǎn)類型
生產(chǎn)類型是按工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)過(guò)程的連續(xù)程度或生產(chǎn)產(chǎn)品的重復(fù)程度劃分的類型。按工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)過(guò)程的連續(xù)程度不同,可以分為連續(xù)生產(chǎn)和間斷生產(chǎn)。連續(xù)生產(chǎn)的工藝技術(shù)過(guò)程連續(xù)程度高,不允許有任何間斷出現(xiàn),一般沒(méi)有在產(chǎn)品、半成品和其它中間產(chǎn)品,如發(fā)電、化工、冶煉生產(chǎn)等。間斷生產(chǎn)的工藝技術(shù)過(guò)程可以分階段間斷進(jìn)行,產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程既可以由一個(gè)企業(yè)單獨(dú)完成,也可以由若干個(gè)企業(yè)分工協(xié)作完成,生產(chǎn)過(guò)程中一般都需要有一定的在制品和半成品儲(chǔ)備,如機(jī)械、電器產(chǎn)品的生產(chǎn)等。
通過(guò)對(duì)任務(wù)書的分析,確定生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。
二 選擇毛坯
毛坯的種類很多,同一種毛坯又有多種制造方法,機(jī)械制造中常用的毛坯有以下幾種:
1、鑄件
形狀復(fù)雜的零件毛坯,宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造,它又分為木模手工造型和金屬模機(jī)器造型。木模手工造型鑄件精度低,加工表面余量大,生產(chǎn)率低,適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機(jī)器造型生產(chǎn)率高,鑄件精度高,但設(shè)備費(fèi)用高,鑄件的重量也受到限制,適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次,少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造。
2、鍛件
機(jī)械強(qiáng)度要求高的鋼制件,一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打、機(jī)械錘鍛或壓力機(jī)壓鍛等方法獲得。這種鍛件的精度低,生產(chǎn)率不高,加工余量較大,而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單;適用于單件和小批生產(chǎn),以及制造大型鍛件。
模鍛件的精度和表面質(zhì)量都比自由鍛件好,而且鍛件的形狀也可較為復(fù)雜,因而能減少機(jī)械加工余量。模鍛的生產(chǎn)率比自由鍛高得多,但需要特殊的設(shè)備和鍛模,故適用于批量較大的中小型鍛件。
3、型材
型材按截面形狀可分為:圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低,但價(jià)格便宜,用于一般零件的毛坯;冷拉的型材尺寸較小、精度高,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料,但價(jià)格較高,多用于批量較大的生產(chǎn),適用于自動(dòng)機(jī)床加工。
4、焊接件
焊接件是用焊接方法而獲得的結(jié)合件,焊接件的優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單、周期短、節(jié)省材料,缺點(diǎn)是抗振性差,變形大,需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。
除此之外,還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。
通過(guò)對(duì)零件圖的分析,決定選擇Φ25.4X140棒料為毛坯。通過(guò)上面對(duì)毛坯制造方式的選擇,結(jié)合零件圖的加工要求和現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。毛坯圖如圖2.1所示。
圖2.1 應(yīng)急控制手柄軸毛坯圖
三 定位基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用廣泛的一個(gè)概念,機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸的標(biāo)注,制造時(shí)工件的定位,校驗(yàn)時(shí)尺寸的測(cè)量,一直到裝配時(shí)零部件的的裝配位置確定等,都要用到基準(zhǔn)的概念?;鶞?zhǔn)就是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn),線或面。
1、粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí),主要要求保證各加工面有足夠的余量,使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求,并特別注意要盡快獲得精基面。
結(jié)合零件圖,選擇Φ20外圓及端面作為粗基準(zhǔn)。
2、精基準(zhǔn)的選擇
應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面,這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制訂工作,減少夾具設(shè)計(jì)、制造工作量和成本,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期;由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換,便于保證各加工表面的相互位置精度。某些要求加工余量小而均勻的精加工工序,選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn),稱為自為基準(zhǔn)原則。所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠,夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。
結(jié)合零件圖,選擇兩端Φ19.05外圓及端面作為粗基準(zhǔn)。
四 選擇加工方法,制定工藝路線
軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機(jī)械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面最經(jīng)濟(jì)有效的加工方法,但就其經(jīng)濟(jì)精度來(lái)說(shuō),一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法;磨削加工是外圓表面主要精加工方法,特別適用于各種高硬度和淬火后零件精加工;光整加工是精加工后進(jìn)行的超精密加工方法(如滾壓、拋光、研磨等),適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。由于各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本各不相同,因此必須根據(jù)具體情況,選用合理的加工方法,從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。
表2.1 加工工藝路線方案1
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
備料
Φ25.4X140;
2
熱處理
退火;
3
鉆中心孔
兩端面鉆中心孔;
4
粗車
粗車兩端面;
5
粗車
粗車各外圓及端面;
6
半精車
半精車兩端面;
7
半精車
半精車各外圓及端面;
8
精車
精車兩端面;
9
精車
精車各外圓及端面;
10
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ15孔;
11
鉆
鉆、攻M6螺紋孔;
12
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ4孔;
13
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ2.5孔;
14
終檢
終檢
表2.2 加工工藝路線方案2
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鍛造
Φ25.4X140;
2
熱處理
退火;
3
車
車兩端面;
4
車
車各外圓及端面;
5
鉆
鉆Φ15孔;
6
鉆
鉆M6螺紋孔;
7
鉆
鉆Φ4孔;
8
鉆
鉆Φ2.5孔;
9
終檢
終檢
方案1的制造方式為棒料,直接對(duì)其進(jìn)行下料即可,而后先對(duì)零件的2個(gè)端面進(jìn)行粗車,對(duì)零件兩端鉆中心孔,為下面的半精車和精車奠定基礎(chǔ)。中心孔的鉆削為零件使用頂尖裝夾提供保證。接下來(lái)對(duì)零件上孔進(jìn)行鉆孔等方式,保障零件的尺寸要求以及形位公差的要求等。
方案2的制造方式采用鍛造,而后對(duì)零件進(jìn)行加工前的熱處理,接下來(lái)對(duì)零件的端面以及外圓端面進(jìn)行相應(yīng)的車加工。然后完成零件孔的鉆削加工,本方案加工工藝路線比較編輯。
通過(guò)上面對(duì)2種加工工藝路線的分析,其中方案2采用鍛造的方式獲得毛坯不經(jīng)濟(jì),因?yàn)橹苯佑邢鄬?duì)于的棒料。方案2在對(duì)零件上外圓、端面進(jìn)行加工時(shí),未對(duì)其粗精加工分開(kāi)。方案2顯然是不合適,因此,加工本零件選擇方案1。
表2.3 加工工藝裝備對(duì)照表
工序
號(hào)
工序
名稱
工序
內(nèi)容
加工
設(shè)備
裝夾
裝置
切削
刀具
檢測(cè)
工具
1
備料
Φ25.4X140;
2
熱處理
退火;
3
鉆中心孔
兩端面鉆中心孔;
CA6140
三爪卡盤
頂尖
麻花鉆
合金車刀
游標(biāo)
卡尺
4
粗車
粗車兩端面;
5
粗車
粗車各外圓及端面;
6
半精車
半精車兩端面;
7
半精車
半精車各外圓及端面;
8
精車
精車兩端面;
9
精車
精車各外圓及端面;
10
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ15孔;
Z525
專用夾具
合金鉆頭
卡尺
量規(guī)
11
鉆
鉆、攻M6螺紋孔;
12
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ4孔;
13
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ2.5孔;
14
終檢
終檢
五 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
表2.4 加工余量對(duì)照表
工序
號(hào)
工序
名稱
工序
內(nèi)容
加工余量
(mm)
1
備料
Φ25.4X140;
2
熱處理
退火;
3
鉆中心孔
兩端面鉆中心孔;
2.5(單邊)
4
粗車
粗車兩端面;
3.5
5
粗車
粗車各外圓及端面;
2.18(單邊)
6
半精車
半精車兩端面;
0.85
7
半精車
半精車各外圓及端面;
0.85(單邊)
8
精車
精車兩端面;
0.15
9
精車
精車各外圓及端面;
0.15(單邊)
10
鉆
鉆Φ15孔的底孔;
2.5(單邊)
擴(kuò)Φ15孔;
4.9(單邊)
鉸Φ15孔;
0.1(單邊)
11
鉆
鉆M6螺紋孔的底孔;
2.5(單邊)
攻M6螺紋孔;
0.5(單邊)
12
鉆
鉆Φ4孔的底孔;
1.5(單邊)
擴(kuò)Φ4孔;
0.4(單邊)
鉸Φ4孔;
0.1(單邊)
13
鉆
鉆Φ2.5孔的底孔;
1(單邊)
擴(kuò)Φ2.5孔;
0.15(單邊)
鉸Φ2.5孔;
0.1(單邊)
14
終檢
終檢
六 確定切削用量和時(shí)間定額
工序1:備料Φ25.4X140;
工序2:熱處理退火;
工序3:兩端面鉆中心孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量2.5mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=8m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=500r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序4:粗車兩端面;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量3.5mm;
5、進(jìn)給量0.2。
6、初步取機(jī)床切削速度=20m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=330r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序5:粗車各外圓及端面;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量2.18mm;
5、進(jìn)給量0.2。
6、初步取機(jī)床切削速度=20m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=330r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序6:半精車兩端面;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.85mm;
5、進(jìn)給量0.25。
6、初步取機(jī)床切削速度=25m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=400r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序7:半精車各外圓及端面;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.85mm;
5、進(jìn)給量0.25。
6、初步取機(jī)床切削速度=25m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=400r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序8:精車兩端面;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.15mm;
5、進(jìn)給量0.3。
6、初步取機(jī)床切削速度=30m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=500r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序9:精車各外圓及端面;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臥式車床,型號(hào)CA6140;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.15mm;
5、進(jìn)給量0.3。
6、初步取機(jī)床切削速度=30m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖,取n=500r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序10:鉆、擴(kuò)、鉸Φ15孔;
工步1:鉆Φ15孔的底孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量2.5mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=8m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=525r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步2:擴(kuò)Φ15孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量4.9mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=15m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=331r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步3:鉸Φ15孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.1mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=20m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=465r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序11:鉆、攻M6螺紋孔;
工步1:鉆M6螺紋孔的底孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量2.5mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=8m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=525r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步2:攻M6螺紋孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.5mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=10m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=525r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序12:鉆、擴(kuò)、鉸Φ4孔;
工步1:鉆Φ4孔的底孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量1.5mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=8m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=735r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步2:擴(kuò)Φ4孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.4mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=8m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=735r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步3:鉸Φ4孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.1mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=10m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=735r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序13:鉆、擴(kuò)、鉸Φ2.5孔;
工步1:鉆Φ2.5孔的底孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量1mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=5m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=735r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步2:擴(kuò)Φ2.5孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.4mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=6m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=735r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工步3:鉸Φ2.5孔;
1、加工機(jī)床及型號(hào):臺(tái)式鉆床,型號(hào)Z525;
2、加工刀具:合金鉆頭;
3、檢查量具:游標(biāo)卡尺;
4、背吃刀量0.1mm;
5、進(jìn)給量0.1。
6、初步取機(jī)床切削速度=6m/min。
7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計(jì)算實(shí)際切削速度
,查Z525轉(zhuǎn)速圖,取n=735r/min;
計(jì)算實(shí)際切削速度
工序14:終檢。
第三節(jié) 夾具設(shè)計(jì)部分
本專用夾具是為鉆Φ4孔而設(shè)計(jì)的鉆床專用夾具,在對(duì)該工序進(jìn)行加工之前,已完成零件左端面,Φ19.05外圓的加工。本夾具將采用其作為主要定位面,下圖3.1為工序簡(jiǎn)圖具體如下:
圖3.1 工序簡(jiǎn)圖
一 定位方案的設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)上圖3.1工序簡(jiǎn)圖的分析,本定位方案設(shè)計(jì)如下:
(1)設(shè)計(jì)V型定位塊利用90°V型面對(duì)2處Ф19.05外圓定位,限制4自由度;
(2)設(shè)計(jì)定位鉆模座利用凸臺(tái)端面對(duì)零件軸向進(jìn)行定位,限制1自由度;
通過(guò)分析,本次鉆孔只需在Ф19.05外圓上即可,旋轉(zhuǎn)自由度不需要限制。因此,完成零件定位。下圖3.2和圖3.3分別為V型定位塊和定位鉆模座零件圖。
圖3.2 V型定位塊零件圖
圖3.3 定位鉆模座零件圖
二 夾緊方案的設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)上圖3.1工序簡(jiǎn)圖的分析,本夾緊方案設(shè)計(jì)如下:利用雙頭螺栓,六角螺母、墊圈、移動(dòng)壓板及彈簧等對(duì)工件Φ19.05外圓進(jìn)行夾緊。
三 設(shè)計(jì)夾具體
夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上,要安裝組成該夾具所需要的各種元件,機(jī)構(gòu)和裝置等。在設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)該滿足下面的一些基本要求。夾具體的剛度和強(qiáng)度要滿足相應(yīng)的要求;夾具體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,具有良好的工藝性;尺寸要穩(wěn)定;便于排屑。
1、夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)
在選擇夾具體的毛坯機(jī)構(gòu)時(shí),應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。
2、夾具體外形尺寸的確定
夾具制造屬于單件生產(chǎn),為縮短設(shè)計(jì)和制造周期,減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用,所以在夾具體設(shè)計(jì)時(shí),需要計(jì)算的地方都不是特別復(fù)雜。我們通常的做法是參照相同或類似的其它夾具結(jié)構(gòu),并根據(jù)相關(guān)的夾具體設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)夾具體總體裝配圖的時(shí)候,根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有工件、對(duì)刀和定位元件、預(yù)緊和裝夾裝置、以及其他的一些機(jī)構(gòu)和裝置之間的裝配關(guān)系,夾具體的外形結(jié)構(gòu)和外形尺寸我們就可以大概的確定下來(lái)了。
3、夾具體的排屑結(jié)構(gòu)
為了便于排除切屑,不使其聚積在定位工件工作表面上而影響工件正確定位,一般在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)采用必要措施。
4、夾具設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)
在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中,要保證整個(gè)夾具工作的精度,需要滿足下面兩方面要求。第一要確定相關(guān)的尺寸精度,第二要保證夾具的各個(gè)元件和相關(guān)元件間的位置。我們通常用符號(hào)來(lái)表示,也可以使用文字來(lái)表示,并統(tǒng)稱為夾具的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)。大致可以概括為以下幾方面內(nèi)容:
(1)各個(gè)定位元件之間的相互位置是有要求的,各個(gè)定位元件與夾具體底面之間也是有相互的位置要求的。
(2)對(duì)刀元件與各個(gè)連接元件之間也要有相互的位置要求。
(3)各個(gè)定位元件與各個(gè)定位元件的連接元件之間要有相應(yīng)的位置要求。
(4)各個(gè)定位元件與其他元件之間(如引導(dǎo)元件)也要有相應(yīng)的位置要求。
通過(guò)上面的分析,本次設(shè)計(jì)的夾具體其材料選擇HT200,制造方式選擇砂型鑄造,結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3.4。
圖3.4 夾具體零件圖
四 鉆套的選擇
鉆套主要是用來(lái)確定鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具的軸線位置,鉆套的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)使用特點(diǎn),鉆套具有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種型式。而且采用“過(guò)盈配合”把鉆套鑲?cè)脬@模板上。鉆套的意義在于他可以定位和引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工,從而提高加工的精度。本鉆套選用快換鉆套JB/T 8045.3-1999,在工件的一次裝夾中,若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)加工工步,需要不同孔徑的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具,此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套(如圖3.5)。更換鉆套時(shí),只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置,即可向上快速取出鉆套。
圖3.5 快換鉆套
五 鉆削力和夾緊力的計(jì)算
1、鉆削力的計(jì)算
計(jì)算公式:
其中:
P—鉆削力;
D─鉆頭直徑,Φ20mm;
S—進(jìn)給量,0.1mm;
HB─布氏硬度,取230HBS。
2、計(jì)算夾緊力
。
—基本安全系數(shù),取1.5;
—加工性質(zhì)系數(shù),取1.1;
—刀具鈍化系數(shù),取1.1;
—繼續(xù)切削系數(shù),取1.1;
—夾緊力穩(wěn)定系數(shù),取1.3;
—手動(dòng)夾緊位置系數(shù),取1.0。
=2.6
。
—定位面摩擦系數(shù),;
—夾緊面摩擦系數(shù),。
取螺栓預(yù)緊力。
選M6雙頭螺栓,材料為45#鋼。
則,小于45#鋼許用應(yīng)力
故M6雙頭螺栓,合適。
六 夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說(shuō)明
本夾具是為鉆Φ4孔而設(shè)計(jì),應(yīng)急控制手柄軸采用2處Φ19.05外圓及零件左端面定位。工件的夾緊利用雙頭螺栓,六角螺母、墊圈、V型壓板及彈簧等對(duì)工件Φ19.05外圓進(jìn)行夾緊。下圖3.6為夾具裝配圖。
圖3.6 夾具裝配圖
總結(jié)
本次設(shè)計(jì)共分為3部分,具體總結(jié)如下:
1、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程進(jìn)行概述,對(duì)其主要內(nèi)容做到了了解和掌握,為后面設(shè)計(jì)工藝做好鋪墊。掌握鉆床及其加工范圍,為后面設(shè)計(jì)專用夾具做好鋪墊。
2、設(shè)計(jì)零件加工工藝規(guī)程主要包括零件的作用 、零件組成表面、加工要求及形位公差分析、零件材料選擇和分析、零件生產(chǎn)類型、加工基準(zhǔn)、加工工藝路線、切削用量及工時(shí)等,這部分內(nèi)容設(shè)計(jì)比較麻煩也是耗時(shí)較長(zhǎng)的。
3、設(shè)計(jì)專用夾具主要包括確定定位方案、確定定位元件、確定夾緊方案、確定夾緊元件、設(shè)計(jì)夾具體、計(jì)算鉆削力、夾緊力等。
因我能夠有限設(shè)計(jì)水平也有限,請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正,我將在今后的學(xué)習(xí)和工作中改進(jìn)。在這里尤其要感謝我的指導(dǎo)老師,在遇到困難的時(shí)候,老師就算是再忙,都會(huì)抽出時(shí)間來(lái)給我指導(dǎo),告訴我應(yīng)該怎么去解決遇到的問(wèn)題,怎么去查找專業(yè)資料,一時(shí)找不到書寫方向也不要著急,告訴我接下來(lái)應(yīng)該向什么方向去進(jìn)行研究,所以,如果沒(méi)有老師的幫助,相信我的設(shè)計(jì)是沒(méi)有這么順利完成的,在這里再次對(duì)我的論文指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。
參考文獻(xiàn)
[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1980
[2] 張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M],機(jī)械工業(yè)出版社,1995
[3] 李慶壽.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M],機(jī)械工業(yè)出版社,1991
[4] 李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M],北京出版社,1996
[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì),金屬切削手冊(cè)[M],上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2005
[6] 黃如林,劉新佳,汪群.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)[M],化學(xué)工業(yè)出版社,2005
[7] 余光國(guó),馬俊,張興發(fā).機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1995
[8] 周永強(qiáng),高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2008
[9] 劉文劍,曹天河.夾具工程師手冊(cè)[M].哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987
[10] 王光斗.王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社,2012
[11] 薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
[12] 李慶壽.機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M].銀州:寧夏人民出版社,1991
[13] 廖念釗.莫雨松,互換性與技術(shù)測(cè)量[M].中國(guó)計(jì)量出版社,2540:9-19
[14] 濮良貴.紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版,北京:高等教育出版社,2006.
[15] 樂(lè)兌謙.金屬切削刀具.機(jī)械工業(yè)出版社.2520CrMiTi:4-17
[16] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002
[17] 艾興,肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006
[18] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001
[19] 賈沛泰.國(guó)內(nèi)外常用金屬材料手冊(cè)[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.1999
[20] 龔定安,蔡建國(guó).機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1999.
[21] 孫志禮,冷興聚.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].東北大學(xué)出版社.2000.9
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