底板座架加工工藝及鉆φ36孔夾具設計課程設計

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湖南工業(yè)大學 課 程 設 計 資 料 袋 機械工程 學院 2010 ~ 2011 學年第 一 學期 課程名稱 機械制造裝備設計 指導教師 劉金華 職稱 學生姓名 蔡加本 專業(yè)班級 機設07—4班 學號 07405100304 題 目 金屬切削機床夾具設計 成 績 起止日期 2010 年 12月 27 日～ 2010年 12 月 31日 目 錄 清 單 序號 材 料 名 稱 資料數(shù)量 備 注 1 課程設計說明書 1 2 課程設計圖紙 2 機械制造裝備設計課程設計計算說明書 設計題目 金屬切割機床夾具設計 學院 機械工程學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機設074班 設計者 蔡加本 學號 07405100304 指導教師 劉金華 2010年 12月 29 日 目 錄 一、設計任務 ……………………………………………….1 二、分析零件圖紙并確定其生產(chǎn)類型………………………..5 2.1零件的作用………………………………………………..6 2.2零件的工藝分析…………………………………………..7 2.3零件的生產(chǎn)類型…………………………………………..7 三、 總體方案的確定 ……………………...........................7 3.1鉆孔簡單工藝步驟.......................................................7 3.2. 定位方案…………………………............................7 3.3定位元件和定位裝置的設計和選擇...............................8 3.4導向方案 ………………………………………........9 3.5夾緊方案……………………………………….........10 3.6夾具體的設計…………………………………..........10 四、繪制夾具裝配總圖……………………………………..11 五、夾具使用說明…………………………………………….11 六．夾具精度分析………………………………...................11 七、機構特點…………………………………………………...13 八．設計心得...........................................................................13 八．參考文獻………………………………………………...14 湖南工業(yè)大學 課程設計任務書 2010—2011學年第一學期 機械工程 學院（系、部） 機械設計制造及自動化 專業(yè) 機設074 班級 課程名稱： 《機械制造裝備設計》 1-5 設計題目： 底板座架夾具設計 起止日期：自 2010 年 12月 27 日至 2010 年 12 月 31日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務 一、設計任務: 底板座架零件,要求加工φ36H7孔，保證尺寸18.5±0.2,進行夾具設計,生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)。 二、要求： 1、 夾具設計方案應保證相關的技術和精度要求； 2、 加工機床根據(jù)需要自己選擇 3、 如圖形不夠清晰，請查閱《機械制造裝備設計課程設計》（陳立德編，高等教育出版社，ISBN978-7-04-022625-6） 三、設計工作量 1、 設計計算說明書一份, 非標準零件圖1-2張，專用夾具裝配總圖1張，夾具爆炸圖1張（3D圖）；圖紙工作量應大于一張A0圖； 2、 設計說明書及圖紙必須為計算機輸出稿； 上交作業(yè)應包括電子稿以及打印稿，設計說明書文件格式為word2003版本，平面圖紙文件格式為Autocad2010或以下版本文件格式，3D圖可用任何三維造型軟件繪制。 進度安排（僅供參考） 起止日期 工作內(nèi)容 2011.1.10 1、設計準備工作：熟悉設計任務書，明確設計的內(nèi)容與要求；2、熟悉設計指導書、有關資料、圖紙等 3、結(jié)構方案分析； 2011.1.10 機構（夾具）草圖設計； 2011.1.11 機構（夾具）分析計算； 2011.1.12 裝配圖繪制； 2011.1.13 夾具零件圖繪制； 2011.1.14 編寫設計計算說明書； 2011.1.18-19 答辯 主要參考資料 1. 《機械制造裝備設計》 馮辛安等著 機械工業(yè)出版社 2. 《機械制造裝備設計課程設計》 陳立德編 高等教育出版社 3. 《機械制造裝備設計》 陳立德編 高等教育出版社 4. 《金屬切削機床夾具設計手冊》 浦林詳?shù)染? 機械工業(yè)出版社 5. 《金屬切削機床設計》 戴曙著 機械工業(yè)出版社 ? 指導教師（簽字）： 劉金華 2010 年 12月 16日 系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 摘要：本設計對底板座架的各個加工難點、生產(chǎn)類型進行了分析，針對零件的結(jié)構特點進行毛坯設計、對其工藝過程進行了設計。為提高生產(chǎn)效率，設計了各個加工工序的工裝夾具，對十字孔加工的夾具進行了詳細的分析，對其它座架零件的加工有一定的借鑒意義。關鍵詞：底板座架 工藝 工裝夾具 設計 序言 機械制造工藝裝備設計是包括機械制造基礎，互換性基礎、機械設計基礎等其他課程綜合結(jié)合而成，是大學里面的比較重要的一門課程。這次課程設計使我們能綜合運用各科基礎中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構設計能力，為今后和畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有很多不足之處，希望各位老師多加指教。 二、分析零件圖紙并確定其生產(chǎn)類型 2.1零件的作用 零件底板座架在機械設備中是不可缺少的其主要作用： (1)構架設備的支撐基礎，并在此基礎上安裝軸類零件及軸上零件 (2)利用他們的工藝結(jié)構起到其他重要零件的定位作用 (3)用以連接機器設備與地面的基礎零件 圖2.1底板座架實體 圖2.2底板座架零件 2.2零件的工藝分析 通過對該零件的重新繪制，知道了該零件的視圖正確、尺寸完整，尺寸、公差及技術要求齊全。但是該零件外圓和幾個孔的尺寸精度要求比較高，加工會有些困難。 該零件是一個不規(guī)則的零件，它的結(jié)構復雜不對稱。以軸的中心線為基準，需加工面的的表面粗糙度都不難獲得。十字孔的的位置度要求雖說并不高，但需要經(jīng)過一番尺寸鏈的計算才能獲得。不好加工的就是上端幾個臺階平面，各平面是以斜面和圓面連接，加工有些費時。 2.3零件的生產(chǎn)類型 根據(jù)設計任務已知底板座架零件,要求加工φ36H7孔，保證尺寸18.5±0.2,進行夾具設計,生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn) 三、總體方案的確定 3.1工件在加工中心上加工36H7單工藝步驟： （1） 先選用34左右的麻花鉆鉆孔 （2）進行初鉸留一定余量 （2） 選用36H7鉸刀進行精鉸到要求尺寸 由于本道工序所加工的孔只有在加工精度上要求比較高，而在位置度上要求并不高，所以所設計的夾具的定位尺寸也不需太高。 3.2 定位方案 根據(jù)圖紙要求可得：選尾端的臺階面為定位基準，采用一個大平面定位可以限制三個自由度（X,Y的轉(zhuǎn)動，Z的移動），一個小平面限制兩個自由度（Y的移動，Z的轉(zhuǎn)動），最后用一個定位銷限制一個自由度（X的移動）的組合定位方案，將工件6個自由度全部限制。裝夾定位如下圖所示： 圖3.1裝夾定位方案 3.3定位元件和定位裝置的設計和選擇 3.3.1 鉤形壓板 材料:45鋼 熱處理35~ 40HRC,按GB/T2196-91查得 3.3.2 壓緊螺釘 材料:45鋼 熱處理30~ 35HRC,按GB/T2160-91查得 3.3.3 螺母 材料: 45鋼 熱處理35~ 40HRC,按GB/T2148-91查得 3.3.4定位銷 材料: 20鋼 滲碳深0.8~1.2mm,55~ 60HRC,按GB/T2202-91查得 3.3.5鉆套鏜套 材料: 20鋼 滲碳深0.8~1.2mm,58~ 64HRC,按GB/T2262-91查得 3.4.導向方案 為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，機床夾具上都應設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具具體連接，且要求鉆套與工件之間要留有排屑空間。如下圖4.1所示： 圖3.2：鉆套 3.5夾緊方案 由于工件為中等批量生產(chǎn)，產(chǎn)量不大，宜用簡單的手動夾緊裝置。采用鉸鏈連接V型塊，另一端采用螺栓連接，通過擰緊螺母使V型快夾緊工件來實現(xiàn)夾緊。有效的提高了工作效率。V型塊夾緊工件主要是為了防止工件在加工過程中受力的作用產(chǎn)生傾覆和振動，手動夾緊是可靠的，可以免去夾緊力的計算。 3.6夾具體的設計 夾本夾具根據(jù)加工的是通孔，因此把底板設計成有一條比加工的孔直徑稍大點的通槽，所以領用這個通槽，采用壓板與螺栓將夾具固定在工作臺的T型槽上。具體須將定位、導向、夾緊裝置連接成一體，并能正確地安裝在機床上。如下圖6.1所示： 圖3.3夾具體 四、繪制夾具裝配總圖 見附圖 五、夾具使用說明 安裝工件時，稍微松開螺母將V型塊的U型口扯出，掀開V型塊，將工件一側(cè)面平放在底板上，靠緊小平面，伸長到定位稍處，再將V型塊夾緊工作，將U型口插入螺栓，用扳手擰緊螺母即可。 六、夾具精度分析 在機床上使用夾具加工一批工件時，影響工件加工精度的誤差因素有: 1) 定位誤差 2) 安裝誤差 3) 夾具誤差 4）加工方法誤差=/3 工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加，因此保證工件加工精度的條件是： = 即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸公差。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時需要留出一定的精度儲備量,因此將上式改寫為： - 或 =-0 >0時,夾具能滿足工件的加工要求. 值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定是否合理。 由以上就可以計算出底板座架36mm孔的加工精度 工件在鉆床上加工36mm孔時，加工精度的計算列于表2.1中。 由表2.1可知，該夾具能滿足工件的各項精度要求，且有一定的精度儲備。 表6.1 加工要求 誤差計算 誤差名稱 mm 0 0 (0.025/3)mm=0.008 +=(0.005)mm =0.0094mm (0.025-0.0094)mm=0.0156mm>0 七、機構特點 本夾具結(jié)構簡單，制作容易，采用一般的夾緊定位方式，操作易懂、方便，有利于節(jié)約加工時間。 八、設計心得 通過金屬切削機床夾具設計，使我能綜合運用夾具課程設計及其他相關專業(yè)課程的知識，學會了用所學理論知識指導設計實踐，培養(yǎng)了我分析和解決工程實際問題的能力，使我掌握機床夾具的一般設計方法和步驟，學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊、和查閱有關技術資料等，強化學生的基礎設計技能，提高了其今后走上工作崗位所需的專業(yè)技能。 九、參考文獻 《機械制造裝備設計》????? 馮辛安等著?? 機械工業(yè)出版社 《機械制造裝備設計課程設計》?陳立德編?? 高等教育出版社 《機械制造裝備設計》??陳立德編?? 高等教育出版社 《金屬切削機床夾具設計手冊》 浦林詳?shù)染? 機械工業(yè)出版社 《金屬切削機床設計》? 戴曙著????機械工業(yè)出版社 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 底板座架 零件名稱 底板座架 共4 頁 第1 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 1 粗銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 228.5*129.8*121.6 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X52K 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 4.42 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗銑Φmm孔的兩端面 硬質(zhì)合金端銑刀、雙面游標卡尺 950 96 0.7 1 3 1.02 2 粗銑Φmm孔的階梯面 硬質(zhì)合金端銑刀、雙面游標卡尺 950 96 0.7 1 10 3.4 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 校對（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 底板座架 零件名稱 底板座架 共4 頁 第2 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 2 粗銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 228.5*129.8*121.6 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 C620-1 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 7 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗車Φmm外圓柱面的端面 硬質(zhì)合金車刀、雙面游標卡尺 230 96 0.65 1 4 0.99 2 粗車Φmm外圓柱面 硬質(zhì)合金車刀、雙面游標卡尺 185 96 0.75 1 2 3.36 3 半精車Φmm外圓柱面 硬質(zhì)合金車刀、雙面游標卡尺 230 96 0.65 1 1 2.1 4 車退刀槽3*1 硬質(zhì)合金車斷刀、雙面游標卡尺 185 96 0.75 1 1 0.5 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 校對（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 底板座架 零件名稱 底板座架 共4 頁 第3 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 3 粗銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 228.5*129.8*121.6 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z535 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 2.4 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 擴mm孔 直柄麻花鉆、雙面游標卡尺 100 11 1.3 124 1 1 2 絞mm孔 錐柄機用鉸刀、雙面游標卡尺 100 11.3 1.3 124 1 1 3 锪絞mm孔 直柄平底锪鉆、雙面游標卡尺 275 27 0.2 1.5 1 0.4 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 校對（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 底板座架 零件名稱 底板座架 共5 頁 第4 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 4 鉆、絞孔 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 228.5*129.8*121.6 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z535 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 1.6 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 鉆Ф18孔 直柄麻花鉆、雙面游標卡尺 275 15.54 0.8 150 1 0.8 2 絞Φ22H7mm孔 錐柄機用鉸刀、雙面游標卡尺 140 9.67 1.3 95 1 0.56 3 鉆Ф13孔 直柄麻花鉆、雙面游標卡尺 400 16.33 0.64 75 1 0.23 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 校對（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 底板座架 零件名稱 底板座架 共5 頁 第5 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 5 鉆锪攻 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 228.5*129.8*121.6 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z535 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 1 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 鉆M10－6H螺紋通孔 直柄麻花鉆、雙面游標卡尺 530 14.98 0.5 25 1 0.11 2 锪M10－6H螺紋通孔 直柄平底锪鉆、雙面游標卡尺 1100 34.54 0.11 25 1 0.02 3 攻M10－6H螺紋孔 M10絲錐、雙面游標卡尺 400 12.56 1 1 1 0.68 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 校對（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 零件號 材 料 HT200 編 制 機械加工工藝過程綜合卡 零件名稱 底板座架 毛坯質(zhì)量 指導 生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 審核 工序 安裝 工步 工 序 說 明 工序 簡圖 機床 夾具 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 背吃刀量/mm 進給量/mm?r-1 主軸轉(zhuǎn)速 /r?min-1 切削速度/ m?s-1 工時定額/min 基本時間 輔助時間 單件時間 1 1 1 粗銑Φmm孔的兩端面 詳 細 圖 見 工 序 卡 立式銑床X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金端銑刀 游標卡尺 3 219 1 0.7 950 96 1.02 2 粗銑Φmm孔的階梯面 立式銑床X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金端銑刀 游標卡尺 10 730 1 0.7 950 96 3.4 2 1 粗車Φmm外圓柱面的端面 臥式車床C620-1 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 游標卡尺 4 201.6 1 0.65 230 96 0.99 2 粗車Φmm外圓柱面 臥式車床C620-1 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 游標卡尺 2 311 1 0.75 185 96 3.36 3 半精車Φmm外圓柱面 臥式車床C620-1 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 游標卡尺 1 155.5 1 0.65 230 96 2.1 4 車退刀槽3*1 臥式車床C620-1 專用夾具 硬質(zhì)合金車斷刀 游標卡尺 1 1 3 0.65 230 96 0.5 3 1 擴mm孔 立式鉆床Z535 專用夾具 直柄麻花鉆 游標卡尺 1 124 2.15 1.3 100 11 1 2 絞mm孔 立式鉆床Z535 專用夾具 錐柄機用鉸刀 游標卡尺 1 124 0.5 1.3 100 11.3 1 3 锪絞mm孔 立式鉆床Z535 專用夾具 直柄平底锪鉆 游標卡尺 1 1.5 0.75 0.2 275 27 0.4 4 1 鉆Ф18孔 立式鉆床Z535 專用夾具 直柄麻花鉆 游標卡尺 1 150 9 0.8 275 15.54 0.8 2 絞Φ22H7mm孔 立式鉆床Z535 專用夾具 錐柄機用鉸刀 游標卡尺 1 95 0.5 1.3 140 9.67 0.56 3 鉆Ф13孔 立式鉆床Z535 專用夾具 直柄麻花鉆 游標卡尺 1 75 6.5 0.64 400 16.33 0.23 5 1 鉆M10－6H螺紋通孔 立式鉆床Z535 專用夾具 直柄麻花鉆 游標卡尺 1 25 5 0.5 530 14.98 0.11 2 锪M10－6H螺紋通孔 立式鉆床Z535 專用夾具 直柄平底锪鉆 游標卡尺 1 25 0.5 0.11 1100 34.54 0.02 3 攻M10－6H螺紋孔 立式鉆床Z535 專用夾具 M10絲錐 游標卡尺 1 1 1 1 400 12.56 0.68 目錄 序言…………………………………………………………………………1 一、零件的分析及生產(chǎn)類型的確定……………………………………………1 1、 零件的作用……………………………………………………….……1 2、 零件的工藝分析……………………………………………………….3 3、 零件的生產(chǎn)類型…………………………………………….………….3 二、零件毛坯的設計…………………………………………………….……….4 1、選擇毛坯……………………………………………………….……….4 2、毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定………………………………..4 3、確定毛坯尺寸………………………………………………………….. 4、設計毛坯圖…………………………………………………………….. 三、零件的加工工藝設計………………………………………………………. 1、定位基準的選擇……………………………………………..………… 2、零件表面加工方法的選擇…………………………………………….. 3、擬訂工藝路線………………………………………………………….. 4、工藝方案的分析……………………………………………… … 四、工序設計……………………………………………………………………. 1、選擇加工設備與工藝裝備……………………………………………. 2、確定工序尺寸…………………………………………………………9 五、設計小結(jié)…………………………………………………………………….11 六、參考文獻……………………………………………………………………..12 序言 綜合模塊（機械加工工藝規(guī)程）課程設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構設計能力，為今后的課程設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 這次課程設計中，我所選的零件是“底板座架”，完成該零件的機械加工工藝規(guī)程的編制及工藝裝備的設計，底板座架在機器設備中是不可缺少的零件，它們的作用是：1.建立設備基礎。用以架構設備的支撐基礎，并在此基礎上安裝軸類零件及軸上零件。2.利用它們的工藝結(jié)構起到其他重要零件的定位作用。3.用以連接機器設備與地面的基礎零件。因此在加工時，零件的配合部分需進行精加工，保證其配合準確，提高車床的綜合性能，又因為被加工零件的結(jié)構比較復雜，加工難度大，需進行專用夾具的設計與裝配。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。 一、 零件的分析及生產(chǎn)類型的確定 1、 零件的作用 “底板座架”如圖1所示。它位于車床機構中，主要起支撐、固定作用，保證車床穩(wěn)定安全的運行。 圖1：底板座架零件圖 3、零件的生產(chǎn)類型 依設計題目知：Qn=8000件/年； 結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率可以取為=5%,=0.5%。由此可得，該零件的生產(chǎn)綱領 底板座架的質(zhì)量為1.1kg,查表可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)。 二、 零件毛坯的設計 1、 選擇毛坯 根據(jù)生產(chǎn)綱領可知，底板座架屬中大批量生產(chǎn)，零件形狀為非全圓柱體，可選零件材料為HT200，毛坯制造選用鑄造毛坯，這樣毛坯與成品相似，加工方便，省工省料。為了提高生產(chǎn)率，鑄造方法選用砂型鑄造，且為機器造型。 2、 毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 （1）、求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖輪廓尺寸，可知，底板座架最大輪廓尺寸為225mm。 （2）、選取公差等級CT 鑄造方法按機器造型、鑄件材料按HT200，查表得，公差等級CT范圍是8~12級，取為10級。 （3）、求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，查表得，公差帶相對與基本尺寸對稱分布。 （4）、求機械加工余量等級 鑄造方法按機器造型、鑄件材料按HT200，查表得，機械加工余量等級范圍是E~G級，取為F級。、 （5）、求RAM（要求的機械加工余量） 對所有的加工表面取同一個數(shù)值，由最大輪廓尺寸225mm、機械加工余量等級為F級，得RAM數(shù)值為1.5mm。 3、 確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的表面，余量要適當增大。 分析零件，各加工表面均為Ra1.6m，因此這些表面的毛坯尺寸只需要將零件的尺寸加上余量值即可。 圖2：根據(jù)零件尺寸計算的毛坯尺寸 綜合上述，確定毛坯加工部分的尺寸，見表1所示。 4、 設計毛坯圖 由鑄件結(jié)構分析，選擇左端面作為砂模鑄造機器造型的分型面。 （4）、確定毛坯的熱處理方式 灰鑄鐵底板座架毛坯鑄造后應安排人工時效，溫度，進行消除殘余應力，從而改善加工性。 綜合上述，所設計的毛坯圖如圖3所示。 圖3：底板座架毛坯圖 三、 零件的加工工藝設計 1、 定位基準的選擇 本零件是不規(guī)則多孔零件體，其左端面是設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為了避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選左端面為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。 2、 零件表面加工方法的選擇 本零件有平面、內(nèi)孔、外圓柱面、螺紋等加工，材料為HT15-33。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關資料，其加工方法選擇如下： （1） 、左端面 左端面為精基準加工其它表面，表面粗糙度為Ra1.6，加工方法為先車后磨。 （2）、36mm內(nèi)孔 未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra6.3，由于毛坯上已經(jīng)鑄造出孔留出加工余量，所以選擇先擴孔再鉸孔即可達到要求。 （3）、鉆Φ18、Φ13孔 未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra6.3，選擇先擴孔再鉸孔即可達到要求。 （4）、45外圓柱面 公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra1.6，加工方法可采用粗車——精車——精磨。 3、 擬訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使其零件的幾何形狀，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)綱領中已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，除此之外，應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 濾油器體加工包括各圓柱面、孔及端面的加工。按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行。 工藝路線方案 工序ⅰ 粗銑Φmm孔的兩端面 工序ⅱ 粗銑Φ孔的階梯面 工序ⅲ 粗車Φmm外圓柱面的端面 工序ⅳ 粗車Φmm外圓柱面 工序ⅴ 半精車Φmm外圓柱面 工序ⅵ 車退刀槽3*1 工序ⅶ 擴mm孔 工序ⅷ 絞mm孔 工序ⅸ 锪絞mm孔 工序ⅹ 鉆Ф18孔 工序ⅹⅰ 絞Φ22H7mm孔 工序ⅹⅱ 鉆Ф13孔 工序ⅹⅲ 鉆M10－6H螺紋通孔 工序ⅹⅳ 锪M10－6H螺紋通孔 工序ⅹⅴ 攻M10－6H螺紋孔 4、工藝方案的分析 上述工藝方案的特點在于：工藝安排合理，能滿足用通用機床加工并達到精度的要求，除了選擇萬能性通用機床加工外，還要設計一些專用夾具，提高加工要求和質(zhì)量。因此選用這個方案較合理， 四、 工序設計 1、 選擇加工設備與工藝裝備 （1）、選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 ① 工序ⅰ、ⅱ、ⅲ 屬于備坯階段，不屬于切削加工，由專門的 車間負責。 ② 工序ⅸ 粗車左端面，選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根據(jù)工廠內(nèi)的現(xiàn)有設備一般最常用CA6140型臥式車床加工。 ③ 工序ⅴ 先锪30內(nèi)孔面，再擴38內(nèi)孔，精度要求不高，選用立式鉆床進行加工。 ④ 工序ⅵ 粗車48外圓柱面，在切退刀槽。加工中需要換刀具，刀架最好是換位的，所以選擇CA6140最經(jīng)濟。 ⑤ 工序ⅶ 鉸38內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角，選鉆床進行加工。 ⑥ 工序ⅷ 精車48外圓，選用CA6140進行加工。 ⑦ 工序ⅸ 鉆3-9通孔，由于是通孔，刀具進給深度可以不嚴格控制，在其位置鉆通孔即可。選用立式加工中心，只要在專用夾具上設計好對刀塊，然后執(zhí)行程序就可以加工出3個9通孔了。 ⑧ 工序x 磨左端面，表面粗糙度Ra1.6mm，沒有要求與中心線的垂直度，所以選用普通的端面磨床即可加工達到要求。 ⑨ 工序ⅹⅰ、ⅹⅱ 加工進（出）油口孔，選用搖臂鉆床進行加工。 ⑩ 工序ⅹⅳ 精磨48外圓，公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra1.6mm，精度要求比較高，所以這里選用外圓磨床進行加工。 （2）、選擇夾具 工序ⅳ 選用三爪自定心卡盤。 工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ 都選用專用夾具。 （3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 ①在車床上加工的工序 一般選用硬質(zhì)合金車刀。切刀槽宜選用高速鋼。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應選用可轉(zhuǎn)位車刀架。 ②在鉆床上機加工的工序 麻花鉆，锪頭鉆，倒孔鉆等。 （3） 選擇量具 ① 加工部分的量具 工序ⅳ 卡尺； 工序ⅴ 卡尺； 工序ⅵ 卡尺； 工序ⅶ 卡尺； 工序ⅷ 卡尺； 工序ⅸ 卡尺； 工序ⅹ 卡尺； ； 工序ⅹⅰ 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序ⅹⅱ 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序ⅹⅳ 千分尺。 “后鋼板彈簧吊耳”零件材料為Q235，硬度HBS為149～187，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： (1) 銑Φ36孔兩端面和階梯面 考慮其加工表面粗糙度要求為，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-5，取2Z=5已能滿足要求 (2) 加工孔 其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 擴孔： 2Z=1.8 鉸孔： 2Z=0.2 (3) 銑孔的內(nèi)側(cè)面 考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求。 (4) 銑孔的外側(cè)面 考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求。 (5) 加工孔 其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 擴孔： 2Z=1.8 鉸孔： 2Z=0.2 (6) 加工孔 其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴，兩步，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 擴孔： 2Z=1.8 (7) 銑寬度為4的開口槽 考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3—48，取2Z=2已能滿足要求。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序1：粗、精銑兩外圓端面 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)，細齒數(shù) （1）、粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-13，取 銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-23，取， 機床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2-1） 取=30, =63代入公式（2-1）得： 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-4，取 實際銑削速度： 工作臺每分進給量： 式（2-2） 取=，，=代入公式（2-2）得： 取 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（2-3） 取，，, 代入公式（2-3）得： 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 （2）、精銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-13，取 銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-23，取， 取=30, =63代入公式（2-1）得： 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-4，取 實際銑削速度： 取=，，=代入公式（2-2）得： 工作臺每分進給量： 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取，，代入公式（2-3）得： 機動時間：以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 工序2：鉆，擴，鉸孔，倒角 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）、鉆孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-10，取 由于本零件在加工孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-13，取 取切削速度 取=24, =35代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式 (2-4) 取，，, ,代入公式（2-4）得： （2）、擴孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-30， 參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取 切削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取 取=19, =36.8代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3取 實際切削速度： 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-42 被切削層長度： 刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： （3）鉸孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-35，取 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-36，取 取切削速度 取=9.1, =37代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： （4）倒角。采用锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：，手動進給。 工序3：粗銑孔的內(nèi)側(cè)面 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-29，取 銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-29，取， 取=24, =50代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-4，取 實際銑削速度： 取=，，=代入公式（2-2）得： 工作臺每分進給量： 取 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取，，,代入公式（2-3）得： 機動時間： 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 工序4：粗銑孔的外側(cè)面 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-29，取 銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-29，取， 取=24, =50代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-4，取 實際銑削速度： 取=，，=代入公式（2-2）得： 工作臺每分進給量： 取 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取，，,代入公式（2-3）得： 機動時間： 以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 工序5：鉆，擴，鉸孔 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）、鉆孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-10，取 由于本零件在加工孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-13，取 取切削速度 取=24, =28代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 （2）、擴孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-30， 參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取 切削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取 取=19.8, =29.8代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3取 實際切削速度： 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-42 被切削層長度： 刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 （3）鉸孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-35，取 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-36，取 取切削速度 取=9.9, =30代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： 以上為鉸一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 4）倒角。采用锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：，手動進給。 工序6：鉆，擴孔 機床：專用組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、 （1）、鉆孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-10，取 由于本零件在加工孔時屬于底剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-13，取 取切削速度 取=24, =9代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： 以上為鉆一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 （2）、擴孔 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-30， 參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取 切削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取 取=25, =10.5代入公式（2-1）得 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3取 實際切削速度： 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-42 被切削層長度： 刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 取，，, ,代入公式（2-4）得： 機動時間： 以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 工序7：粗銑寬度為4的開口槽 機床：專用組合銑床 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-13，取 銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-23，取， 取=30, =63代入公式（2-1）得： 機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-5，取 實際銑削速度： 取=，，=代入公式（2-2）得： 工作臺每分進給量： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取，，, 代入公式（2-3）得： 機動時間： 2.7時間定額計算及生產(chǎn)安排 參照《機械加工工藝手冊》表2.5-2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時） 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 式 (2-5) 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間） —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序1：粗、精銑兩外圓端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-48， 取，，k=0.13代入公式（2-5）得 單間時間定額： 工序2：鉆，擴，鉸孔，倒角 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-43， 取，，k=0.1214代入公式（2-5）得 單間時間定額： 工序3：銑孔的內(nèi)側(cè)面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-48， 取，，k=0.13代入公式（2-5）得 單間時間定額： 工序4：銑孔的外側(cè)面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-43， 取，，k=0.1214代入公式（2-5）得 單間時間定額： 工序5：鉆，擴，鉸孔，倒角 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-48， 取，，k=0.1214代入公式（2-5）得 單間時間定額： 工序6：鉆，擴孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-43，k=12.14 取，，k=0.1214代入公式（2-5）得 單間時間定額： 工序7：銑寬度為4的開口槽 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-48， 取，，k=0.13代入公式（2-5）得 單間時間定額： 2、 確定工序尺寸 根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量。 五、 設計小結(jié) 這是我大學期間，在學完全部課程和生產(chǎn)實習之后的又一次實踐性學習。經(jīng)過了3個星期努力，我終于完成了任務。 在這次課程設計中，使我懂得了運用學過的知識，把理論融入到實踐中。以前在課本中不明白的很多問題，也得到了徹底的解決。 這次課程設計主要是根據(jù)要求設計工藝和某道工序的專用夾具。設計工藝與設計夾具，我都是第一次實踐，經(jīng)過老師的指導，我都順利完成了。 在課程設計中，我懂得了解決問題并不是只有一種方法的道理，要實事求是，要以花錢少辦好事為原則，這樣才能成為一名優(yōu)秀的設計人員。 在此，感謝學校和各位老師給了我這個難得的學習機會，我將會更努力地完成我的學業(yè)，為校爭光！ 六、 參考文獻 〈〈機械制造技術基礎課程設計指南〉〉 主編：宗凱 化學工業(yè)出版社 〈〈機械制造工藝學〉〉 主編：陳明 機械工業(yè)出版社 〈〈機械制造技術基礎課程設計指導教程〉〉 主編：鄒青 機械工業(yè)出版社 〈〈機械設計課程設計手冊〉〉 主編：吳宗澤、羅圣國 高等教育出版社 28