0098-連接盤的機械加工工藝規(guī)程及鉆削4XΦ10孔工藝裝備設(shè)計
0098-連接盤的機械加工工藝規(guī)程及鉆削4XΦ10孔工藝裝備設(shè)計,連接,機械,加工,工藝,規(guī)程,10,裝備,設(shè)備,設(shè)計
XV
一、設(shè)計題目(學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 繪制零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000～8000字) 1份
四、進度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師：
日 期：
摘 要
在機械制造的機械加工，檢驗，裝配，焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和工件的質(zhì)量。
本次設(shè)計主要是進行連接盤零件的專用夾具的設(shè)計，是對我們以往所學(xué)知識的總結(jié)和對我們所掌握知識的一次擴展。本文主要從工藝規(guī)程的指定與夾具的設(shè)計兩方面出發(fā)。根據(jù)零件本身的特點，生產(chǎn)類型以及零件在具體工作時的作用選擇工藝規(guī)程和夾具。在工藝規(guī)程方面：確定生產(chǎn)類型，綜合考慮其準確度高，生產(chǎn)效率高，消耗經(jīng)濟少等方面，選擇一個最優(yōu)方案；在夾具設(shè)計方面，因為是回轉(zhuǎn)體盤狀零件，加工4XФ10孔，選擇鉆床加工，考慮諸多因素擬訂最優(yōu)方案，最終完成本次設(shè)計。
Abstract
The machine made in the machine processes, examining, assembling, welding with heat handle to wait cold and hot craft process in, use a great deal of tongs, in order to the gearing process object, making it occupy right position to promise the quality of spare parts and work piece.
This design is mainly the design of appropriation tongs which carries on land spare parts, is tally up the knowledge that we learn before and to the once expanding of the knowledge that we control.This text mainly sets out from the design both side of the specifying of craft rules distance and the tongs.According to the characteristics of spare parts, the function produced type and spare parts while concretely working choice the craft rules distance and tongs.In the craft rules distance aspect:Assurance produce a type, comprehensive consider its ccurate degree high, produce an efficiency is high, consume economy little etc. aspect, choose the superior project;Design aspect in the tongs, because of is a soild of revolution, process 4XФ 10 bores, the choice drills a bed to process, considering many factors to draw up the superior project, end completion originally time design.
目 錄
1 零件的分析 5
1.1 零件的作用 6
1.2 零件的工藝分析 6
2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 7
2.1 毛坯的制造形式 7
2.2 基準面的選擇 7
2.2.1 粗基準的選擇 7
2.2.2 精基準的選擇 7
2.3 制訂工藝路線 7
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
2.5 確定切削用量 9
2.5.1 工序38： 9
2.6 時間定額計算 .......................................... 10
3.指定工序的專用機床夾具設(shè)計 11
3.1 問題的指出 11
3.2 夾具設(shè)計 11
3.2.1 定位基準的選擇 11
3.2.2 切削力及夾緊力的計算 11
3.3 定位誤差的分析 13
3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 13
4.方案綜合評價與結(jié)論 14
5. 本次課程設(shè)計體會與展望 14
參考資料 15
1 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是連接盤，連接盤的主要作用是連接管件和傳遞運動。
1.2 零件的工藝分析
連接盤的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級
表面粗糙度Ra/um
形位公差/mm
連接盤頂面
Φ240
IT12
6.3
0.10
A
連接盤底面
Φ530 0-0.070
IT7
1.6
Φ0.08
A
0.10
B
Φ630外圓表面
Φ630
IT12
6.3
Φ440外圓表面
Φ440
IT12
1.6
Φ550外圓表面
Φ550
IT12
6.3
Φ420外圓表面
Φ420+0.086+0.023
IT7
6.3
Φ0.06
A
Φ240外圓表面
Φ240
IT12
6.3
Φ10孔X4
Φ10
IT10
6.3
Φ180內(nèi)孔
Φ180 0+0.04
IT7
1.6
Φ375錐形內(nèi)孔
Φ3750+0.057
IT7
3.2
連接盤厚度
160
IT12
連接盤底面寬度
150+0.043
IT9
1.6
Φ630外圓表面寬度
30
IT12
1.6
Φ440外圓表面寬度
60 0+0.074
IT9
1.6
Φ550外圓表面寬度
15
IT12
6.3
Φ420外圓表面寬度
15
IT12
6.3
Φ240外圓表面寬度
25 0+0.052
IT9
6.3
Φ180孔鍵槽長
550-0.074
IT9
6.3
Φ180孔鍵槽寬
45 0+0.3
IT12
6.3
Φ180孔鍵槽高
11.4
IT12
6.3
2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,且生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)，故采用金屬模機器造型鑄造。
2.2 基準面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。
2.2.1 粗基準的選擇
作為粗基準的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇連接盤右端面和φ240外圓面作為粗基準。采用φ240外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。
2.2.2 精基準的選擇
根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋左端面和φ180孔作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循“基準統(tǒng)一”原則。Φ180孔的軸線是設(shè)計基準，選用其作精基準定位連接盤兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用端蓋左端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”原則，因為該端蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準。
2.3 制訂工藝路線
以下工藝過程詳見械加工工藝過程卡片
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
機械加工及毛坯尺寸的確定：綜合鑄件的材料、加工方式與生產(chǎn)規(guī)模，選定毛坯公差等級為CT9（表2-1），毛坯鑄件的機械加工余量等級為E（表2-5）
項目
機械加工余量/mm
尺寸工差/mm
毛坯尺寸/mm
備注
連接盤軸向長度160
1.1
2.8
163.6
表2-3、2-4
連接盤底面Φ530外圓表面
2.2
3.6
536.2
表2-3、2-4
Φ630外圓表面
2.2
3.6
636.2
表2-3、2-4
Φ550外圓表面
2.2
3.6
556.2
表2-3、2-4
Φ420外圓表面
2.2
3.6
426.2
表2-3、2-4
Φ180內(nèi)孔
1.4
2.8
175.8
表2-3、2-4
Φ375錐形內(nèi)孔孔
1.4
3.2
370.6
表2-3、2-4
Φ630外圓表面寬
0.4
1.8
31.7
表2-3、2-4
Φ550外圓表面寬
0.4
1.8
61.0
表2-3、2-4
Φ240外圓表面
1.4
2.8
244.2
表2-3、2-4
Φ240外圓表面寬
0.4
1.8
24.8
表2-3、2-4
工序尺寸確定：這里只確定鉆、鉸φ10孔的加工余量、工序尺寸和公差，如下圖所示：
由表2-28可查得，粗鉸余量Z粗鉸=0.16mm;鉆孔余量Z鉆=9.8mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，粗鉸：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，粗鉸：0.15mm;鉆：0.058mm。
綜上所述，該鉆孔工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗鉸：φ9.96 0+0.058mm;鉆：φ9.8 0+0.15mm。
2.5 確定切削用量
（1）鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 取ap=9.8mm.
2) 進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.1mm/r。
3）切削速度的計算 由表5-22，按鑄鐵硬度為HBS200~241計算，切削速度v選取為10m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=318.47 r/min ,參照Z3040型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=320r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=10.05m/min。
（2） 粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 取ap=0.98mm。
2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r。
3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=63.69 r/min ,參照Z3040型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=80r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=2.5 m/min。
2.6時間定額的計算
1．基本時間tj的計算
（1） 鉆孔工步
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中
l=30mm;l2=1mm;l1=D/2*cotkr+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm;f=0.1mm/r;n=320mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=68s。
（2） 粗鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=30mm; f=0.1mm/r; n=80r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=340s。
2．輔助時間ta的計算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：
鉆孔工步的輔助時間為：ta=0.15x68s=10s;
粗鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x340s=51s;
3. 其他時間的計算
除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結(jié)時間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：
鉆孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(68s+10s)=4.68s;
粗鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(340s+51s)=23.46s;
4．單件時間tdj的計算
這里的各工序的單件時間分別為：
鉆孔工步tdj鉆=68s+10s+4.68s=82.68s;
粗鉸工步tdj粗鉸=340s+51s+23.46s=414.46s;
因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸 =82.68s+414.46s=497.14s。
3指定工序的專用機床夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。最后決定設(shè)計ф10鉆孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3040搖臂鉆床。刀具為麻花鉆、鉸。
3.1 問題的指出
本夾具主要用來鉆Φ10孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。
3.2 夾具設(shè)計
3.2.1 定位基準的選擇
由零件圖可知，4個Φ10孔中在Φ630外圓端面上均勻、對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計基準為連接盤的軸向內(nèi)孔中心軸線，由于難以使工藝基準與設(shè)計基準統(tǒng)一，只能以Φ180內(nèi)孔面作為定位基準。
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對Φ10孔進行加工。同時，準備采用螺旋壓板夾緊機構(gòu)夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：Φ10的麻花鉆，Φ10的錐度鉸刀。
①鉆孔切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式：
式中 P───鉆削力
t───鉆削深度, 30mm
S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.1mm
D───麻花鉆直徑, Φ10mm
HB───布氏硬度，224HBS
所以
=1440.6（N）
②鉸孔時的切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式：
式中 P───切削力
t───鉆削深度,30mm
S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.5mm
D───鉸孔鉆直徑, Φ10mm
HB───布氏硬度，224HBS
所以
= 1651.1（N）
夾緊力的計算
鉆孔夾緊力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，查得工件以一個面和一個孔定位時所需夾緊力計算公式：
式中 φ───螺紋摩擦角
───平頭螺桿端的直徑
───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16
───螺桿直徑
───螺紋升角
Q ───手柄作用力
L ───手柄長度
則所需夾緊力
=834.2N
根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
3.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為定位銷軸，而該定位元件的尺寸公差為0.04---（-0.083-0.043),而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過φ180孔和底面為定位基準。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。該設(shè)計用可換定位銷軸，以鉆模板引導(dǎo)刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。
4.方案綜合評價與結(jié)論
本夾具加工過程穩(wěn)定,經(jīng)濟方面也大大減少了開支,生產(chǎn)效率也提高了很多，因此本方案適合大批量生產(chǎn)。
5. 本次課程設(shè)計體會與展望
本次課程設(shè)計是我們在結(jié)束所有專業(yè)課程以后的一次綜合性設(shè)計，它不僅測試了我們所學(xué)的知識是否扎實，而且還為我們接下來的畢業(yè)設(shè)計做好了鋪墊。
通過這次課程設(shè)計，我所學(xué)的知識得到了鞏固，充分發(fā)揮了我們個人的潛力。在這次設(shè)計過程中，雖然遇到過很多的困難，但是我們經(jīng)過小組討論以及老師的細心教導(dǎo)，使我們一次次地突破困難，最終圓滿的完成了設(shè)計。
對于接下來的畢業(yè)設(shè)計，因為有了這次積累的經(jīng)驗，我相信我一定可以圓滿地完成。
參考資料
1. 《機床夾具設(shè)計手冊》王光斗、王春福主編 上海科技出版社
2.《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 機械工業(yè)出版社
3.《機床專用夾具設(shè)計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社
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