減速器箱蓋的銑前端面夾具設計與加工工藝裝備含非標7張CAD圖

減速器箱蓋的銑前端面夾具設計與加工工藝裝備含非標7張CAD圖,減速器,前端,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,非標,cad I 摘要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配 合與測量等多方面的知識。 減速器箱蓋的加工工藝規(guī)程和銑前端面的工藝設計、工序設計以及專用夾具 的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出 毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各 個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然 后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元 件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生 的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：減速器箱蓋;加工工藝;專用夾具;切削用量，夾緊， 定位， 誤差。 II Abstract This design involves the knowledge of machine manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, etc. Processing procedure of reducer cover, process design of milling front face, process design and design of special fixture are three parts. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design. Key words: reducer cover; processing technology; special fixture; cutting parameters, clamping, positioning, error. III 目 錄 前 言 .................................................................1 第 1 章 計算生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)效率分析 .....................................2 1.1 生產(chǎn)綱領 ......................................................2 1.2 生產(chǎn)效率分析 ..................................................2 1.3 確定生產(chǎn)綱領 ..................................................3 第 2 章 零件的分析 ....................................................4 2.1 零件的作用 ....................................................4 2.2 零件的各項技術要求 ............................................4 2.3 結構工藝性分析 ................................................5 第 3 章 工藝規(guī)程設計 ..................................................6 3.1 確定毛坯的制造形式 ............................................6 3.2 基面的選擇 ....................................................6 3.3 選擇加工方法 ..................................................7 3.4 制定工藝路線 ..................................................7 3.5 確定各表面的加工余量 ..........................................9 3.6 確定切削用量及基本工時 .......................................11 第 4 章 夾具設計 ......................................................27 4.1 定位基準的選擇 ...............................................27 4.2 切削力及夾緊力的計算 .........................................27 4.3 定位誤差分析 .................................................28 4.4 夾具設計及操作的簡要說明 .....................................28 4.5 機床夾具的總體形式 ...........................................28 謝 辭 ...............................................................30 參 考 文 獻 ..........................................................31 1 前 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成 機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè) 的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活 離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展 的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家 國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 減速器箱蓋的加工工藝規(guī)程和銑前端面的工藝設計、工序設計以及專用夾具 的設計三部分是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材 料等進行畢業(yè)設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位， 夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的 加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實 踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意 生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本設計選用減速器箱蓋來進行工藝編制與夾具設計，以說明書、繪圖為主， 設計手冊與國家標準為附來進行詳細說明。 2 第 1 章 計算生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)效率分析 1.1 生產(chǎn)綱領 生產(chǎn)綱領：企業(yè)在計劃期內應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是 包括備品和廢品在內的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領按下式計算。 N=Qn(1+a+ ) 式中： N零件的生產(chǎn)綱領（件/年） Q機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年） n每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺） a備品百分率 廢品百分率 1.2 生產(chǎn)效率分析 操 作 者 按 規(guī) 定 的 作 業(yè) 方 法 工 作 時 ， 他 的 能 力 或 努 力 程 度 叫 效 率 。 主 要 用 來 考 核 純 生 產(chǎn) 能 力 ， 不 包 括 由 技 術 、 材 料 等 其 它 問 題 所 引 起 的 能 力 損 耗 。 1）標 準 工 時 ： 標 準 工 時 =標準作業(yè)時間 +輔助時間 指 在 正 常 情 況 下 ， 從 零 件 到 成 品 直 接 影 響 成 品 完 成 的 有 效 動 作 時 間 ， 其 包 含 直 接 工 時 與 間 接 工 時 。 即 加 工 每 件 （ 套 ） 產(chǎn) 品 的 所 有 工 位 有 效 作 業(yè) 時 間 的 總 和 。 a標準工時：標準工時=生產(chǎn)一個良品的作業(yè)時間。 b標準工時=正常工時+ 寬放時間=正常工時（1+寬放率） c工廠使用的寬放率一般在 10%20% ，對一些特殊的工種，如體力消耗較大 的工種，寬放率可適當放寬一些 d正常工時是人工操作單元工時+機器自動作業(yè)工時的總和。 2） 制 定 方 法 ： 對 現(xiàn) 有 各 個 工 位 （ 熟 練 工 人 ） 所 有 的 有 效 工 作 時 間 進 行 測 定 ， 把 所 有 組 成 產(chǎn) 品 的 加 工 工 位 的 工 時 ， 考 慮 車 間 生 產(chǎn) 的 均 衡 程 度 、 環(huán) 境 對 工 人 的 影 響 、以 及 工 人 的 疲 勞 生 產(chǎn) 信 息 等 因 素 后 ， 計 算 得 到 標 準 工 時 。 3 生產(chǎn)率（產(chǎn)出數(shù)量標準工時）（日工作小時直接人工數(shù)）100% 1.3 確定生產(chǎn)綱領 生產(chǎn)綱領的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了 各工序所蒂專業(yè)化和自動化的程度,以及所選用的工藝方法和工藝裝備, 因為大型 減速器的社會需求量小，所以本箱體生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。 4 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目給的是減速器箱蓋；箱蓋位于主減速器整機的上部，箱蓋零件是主減速 器的基礎零件。箱蓋和其它零部件起組合連接， 使箱蓋稱為一個合理的整體，同 時保持正確的相對位置，這樣減速器才能正常的工作。由此可見，箱蓋能達到什 么樣的加工精度，這將和其他零部件的安裝的精度緊密相關，與箱蓋的使用壽命 也是緊密相關的。所以箱蓋的加工一般都具有較高的技術要求。減速器的功能不 同和箱蓋的作用不同，那么箱蓋的結構也就不同的，所以箱蓋的結構具有多樣性， 但它們有共同特點:結構較形狀復雜箱壁薄但是不均勻，內部呈腔型 :有許多加工精 度要求較高的平面與孔系等”。箱蓋是減速器的主要支承件，是附件，傳動齒輪 和及潤滑油的主要承載體與貯藏體。箱蓋的結構受力和生產(chǎn)精度的高低都直接影 響整機的正常運行狀況，所以箱蓋在簽機起基礎性的作用。 變速器的輸出是一一個繞縱軸轉動的力矩，而車輪必須繞車輛的橫軸轉動， 這就需要有一個裝置來改變動力的傳輸方向。之所以叫主減速器，就是因為不管 變速器在什么檔位上，這個裝置的傳動比都是總傳動比的一個因子。它的作用是 用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要。其中減速箱是減速器的重要組成部 件，它是傳動零件的基座，起著支持和固定軸系零件，保證齒輪的運轉精度、為 齒輪運轉過程中儲存、提供潤滑和冷卻用油、防止灰塵進入等重要作用 2.2 零件的各項技術要求 序號 加工表面 粗糙度 形狀、位置 1 底面 1.25 平面度公差 0.03 2 后端面 10 3 前端面 10 4 上端斜面 20 5 1028 沉孔 20 6 1014 孔 20 5 7 2M12 螺紋 20 8 150 孔 2.5 與 90 孔平面度公差 0.073 9 90 孔 2.5 與 150 孔平面度公差 0.073 10 寬 5 槽 5 11 210 錐孔 2.5 2.3 結構工藝性分析 零件的結構的工藝性是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可 行性與經(jīng)濟性。零件結構工藝性審查如下所述： 1、車床小刀架作出工藝凸臺，以便加工下部燕尾槽導軌面時裝夾方便。 2、錐形零件應作出裝夾工藝面以便裝夾。 3、避免設置傾斜的加工面，以便減少裝夾次數(shù)。 4、改為通孔或擴大中間孔可減少裝夾次數(shù)，保證孔的同軸度。 5、被加工表面設置在同一平面，可一次走刀加工，縮短調整時間。 6、錐度相同只需作一次調整。 7、軸上的沉割槽、鍵槽或過渡圓角應盡量一致，以減少刀具種類。 8、底部為圓形弧，只能單件垂直進刀加工，改為平面可多件連續(xù)加工。 9、需多刀加工的零件，各段長度應相近 的整數(shù)倍，車刀按間距 設置，刀架l l 移動 即可。l 6 第 3 章 工藝規(guī)程設計 3.1 確定毛坯的制造形式 箱體毛坯制造方法有兩種，一種是采用鑄造，另一種是采用焊接，對金屬切 削機床來說，由于其結構形狀復雜，而鑄鐵具有容易成型，可加工性好，吸振性 好，成本低等優(yōu)點，所以一般采用鑄鐵。箱體零件材料選用最多的是各種牌號的 灰鑄鐵:如 HT150、HT200、HT250、等，而最常用的為 H150 這是因為灰鑄鐵不 僅成本低，而且具有較高的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。 對于毛坯鑄造方法的確定雖然砂型鑄造的表面較粗糙，但是箱益的工作面經(jīng) 鑄造后還要經(jīng)過精加工的，所以這個問題可以避免: 另方面，砂型鑄造的成本要低 的多，所以從經(jīng)濟性考慮選砂型鑄造也是合理的。 3.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可 以保證質量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會 造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 一： 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工 表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 對零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準，而對有若干不加工表面的工 件，則應該以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為基準。二、精 基準選擇的原則 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準 確、可靠、方便。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固 可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證減速器 箱蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從減速器箱蓋零件圖分析 可知，該工作前期用底面、后端面和左端面定位，后期用該工作的底平面與小孔 7 作精基準使用。 3.3 選擇加工方法 序號 加工表面 粗糙度 形位 加工方法 1 底面 1.25 平面度公差 0.03 粗銑、半精銑、精銑 2 后端面 10 粗銑 3 前端面 10 粗銑 4 上端斜面 20 粗銑 5 1028 沉孔 20 锪 6 1014 孔 20 鉆 7 2M12 螺紋 20 鉆、攻 8 150 孔 2.5 與 90 孔平面度公差 0.073 粗鏜、精鏜 9 90 孔 2.5 與 150 孔平面度公差 0.073 粗鏜、精鏜 10 寬 5 槽 5 粗鏜 11 210 錐孔 2.5 鉆、鉸 3.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通 用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應考 慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所 能達到的經(jīng)濟精度，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。查機械制造工藝及設備設計指導手冊346 頁表 15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工藝路線方案一： 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效處理 工序 03：粗銑底面 8 工序 04：銑后端面 工序 05：銑前端面 工序 06：銑上端斜面 工序 07：半精銑、精銑底面 工序 08：锪 1028 沉孔；鉆 614 孔深 61mm; 鉆 414 深 11mm 孔；鉆、 攻 2M12 螺紋 工序 09：鉆、攻 6M6 螺紋 工序 10：與減速器箱體合體，粗鏜、精鏜 150 孔；鏜寬 5 槽 工序 11：與減速器箱體合體，粗鏜、精鏜 90 孔；鏜寬 5 槽 工序 12：鉆、鉸 210 錐孔（配作） 工序 13：鉗工去毛刺 工序 14：檢驗至圖紙要求并入庫 工藝路線方案二： 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效處理 工序 03：粗銑底面 工序 04：銑后端面 工序 05：銑前端面 工序 06：銑上端斜面 工序 07：半精銑底面 工序 08：精銑底面 工序 08：锪 1028 沉孔 工序 09：鉆 614 孔深 61mm; 工序 10：鉆 414 深 11mm 孔； 工序 11：鉆 2M12 螺紋底孔 10.2 工序 12：鉆 6M6 螺紋底孔 5.1 工序 13：鉆 29.8 錐孔 工序 14：與減速器箱體合體，粗鏜 150 孔；鏜寬 5 槽 工序 15：與減速器箱體合體，粗鏜 90 孔；鏜寬 5 槽 9 工序 16：精銑底面 工序 17：與減速器箱體合體精鏜 150 孔 工序 18：與減速器箱體合體精鏜 90 孔 工序 19：攻 2M12 螺紋 工序 20：攻 6M6 螺紋 工序 21：鉸 29.8 錐孔至 10（配作） 工序 22：鉗工去毛刺 工序 23：檢驗至圖紙要求并入庫 工藝路線方案的比較與分析： 確定工藝路線以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備 等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：工序集中與工 序分散各有特點，由于生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模不大，所以決定選擇方 案一。 3.5 確定各表面的加工余量 工件毛坯為鑄件，查相關資料知，采用金屬模機械砂型鑄造，鑄造精度等級 IT8，加工余量等級 MA-G。 1、底面的加工余量 由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查機械制造工藝設計 簡明手冊表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=3.0mm，再由零件圖知，底面表面 粗糙度 Ra1.25，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8 知，三步銑削 （即粗銑、半精銑、精銑）即可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量 Z=2.5mm 半精銑 單邊余量 Z=0.4mm 精銑 單邊余量 Z=0.1mm 2、后端面的加工余量 由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查機械制造工藝設 計簡明手冊表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=4.5mm，再由零件圖知，表面粗 糙度 Ra10，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8 知，一步銑削（即 10 粗銑）即可滿足其精度要求。 3、前端面的加工余量 由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查機械制造工藝設 計簡明手冊表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=4.5mm，再由零件圖知，表面粗 糙度 Ra10，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8 知，一步銑削（即 粗銑）即可滿足其精度要求。 4、上端斜面的加工余量 由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查機械制造工藝設 計簡明手冊表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=3.0mm，再由零件圖知，表面粗 糙度 Ra10，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8 知，一步銑削（即 粗銑）即可滿足其精度要求。 5、1028 沉孔、1014 孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，孔的表面粗糙度 Ra20，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 2.3-9 知，首先锪 1028 沉 孔，然后再鉆 1014 孔即可滿足其精度要求。 6、2M12 螺紋的加工余量 因螺紋的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，螺紋的表面粗糙度 Ra20，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 2.3-9 知，首先鉆 2M12 螺紋 底孔 10.2，然后再攻 2M12 螺紋即可滿足其精度要求。 7、 150 孔的加工余量 由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查機械制造工藝設 計簡明手冊表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=2.0mm，再由零件圖知 150 孔表 面粗糙度 Ra2.5，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8 知，兩步鏜 削（即粗鏜、精鏜）即可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量 Z=1.5mm 精鏜 單邊余量 Z=0.5mm 8、 90 孔的加工余量 由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查機械制造工藝設 計簡明手冊表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=1.5mm，再由零件圖知 90 孔表 面粗糙度 Ra2.5，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8 知，兩步鏜 11 削（即粗鏜、精鏜）即可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量 Z=1.0mm 精鏜 單邊余量 Z=0.5mm 9、寬 5 槽的加工余量 因槽的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，槽的表面粗糙度 Ra20，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 2.3-9 知，一步鏜削（即粗鏜） 即可滿足其精度要求。 10、210 錐孔的加工余量 因錐孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，210 錐孔的表面 粗糙度 Ra2.5，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊 表 2.3-9 知，首先鉆 29.8 錐孔，然后再鉸 29.8 錐孔至 10 即可滿足其精度要求。 3.6 確定切削用量及基本工時 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效處理 工序 03：粗銑底面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.2d630min/94v5z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra5，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 map5. 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X7132 型數(shù)控銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin/4563901rdvns 按機床標準選取 475wmi/r 12 min/94107563dnvw 當 475r/min 時wn rznfwm /4752. 按機床標準選取 rf/475 3）計算工時 切削工時： ， ，l91l.2ml3 則機動工時為 in1.0in2.0475921 fnltwm 工序 04：銑后端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.4d630min/94v5z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra10，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 map5.4 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X62 型臥式銑床說明書，其功率為為 6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin/4563901rdvns 按機床標準選取 475wmi/rin/94107vw 當 475r/min 時wn 13 rmznfwm /4752.0 按機床標準選取 rf/475 3）計算工時 切削工時： ， ，l10l2.l3 則機動工時為 min485.17in2.047521 fnltwm 工序 05：銑前端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.4d630min/94v5z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra10，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 map5.4 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X62 型臥式銑床說明書，其功率為為 6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin/4563901rdvns 按機床標準選取 475wmi/rin/94107vw 當 475r/min 時wn rmznfwm /4752. 按機床標準選取 rf/475 3）計算工時 14 切削工時： ， ，ml410l25.ml3 則機動工時為 in485.17in2.047521 fnltwm 工序 06：銑上端斜面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.3d630min/94v5z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra20，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 map5. 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin/4563901rdvns 按機床標準選取 475wmi/rin/94107vw 當 475r/min 時wn rmznfwm /4752. 按機床標準選取 rf/475 3）計算工時 切削工時： ， ，l201l0.32l3 則機動工時為 15 min43.6i2.0475321 fnltwm 工序 07：半精銑、精銑底面 工步一：半精銑底面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map4.0d630min/120v5z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra2.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 map4.0 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X7132 型數(shù)控銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/16.0fzmin/6073120rdvns 按機床標準選取 600wmi/r in/7.1801vw 當 600r/min 時wn rmznfwm /48065. 按機床標準選取 rf/475 3）計算工時 切削工時： ， ，l91l.02l3 則機動工時為 min984.i16.049521 fnltwm 工步二：精銑底面 16 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map.0d630min/150v5z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra1.25，要求不高，故可在一次走刀內銑 完， 則 map1.0 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X7132 型數(shù)控銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/12.0fzmin/7586310rdvns 按機床標準選取 750wmi/r in/4.1801vw 當 750r/min 時wn rmznfwm /45072. 按機床標準選取 rf/475 3）計算工時 切削工時： ， ，l91l1.02l3 則機動工時為 min64.10in2.075921 fnltwm 工序 08：锪 1028 沉孔；鉆 614 孔深 61mm; 鉆 414 深 11mm 孔；鉆、 攻 2M12 螺紋 工步一：锪 1028 沉孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) ZK5150 數(shù)控鉆床說明書，主軸f 17 進給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/81.0 rmf/28.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻 表 4.2-12，取min/136097rn in/54r 故實際切削速度為 in/481052ndvw 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=10ml1lml2 則機動工時為 in15.i08.5421 ifnltwm 工步二：鉆 614 孔深 61mm 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) ZK5150 數(shù)控鉆床說明書，主軸f 進給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/81.0 rmf/28.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻 表 4.2-12，取min/136097rn in/54r 故實際切削速度為 in/24105ndvw 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=6ml6l.7ml 則機動工時為 in753.2i68.054121 ifnltwm 工步三：鉆 414 深 11mm 孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) ZK5150 數(shù)控鉆床說明書，主軸f 進給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/81.0 rmf/28.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻 表 4.2-12，取min/136097rn in/54r 故實際切削速度為 in/24105ndvw 18 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=4ml1l0.71ml2 則機動工時為 in5.i428.521 ifnltwm 工步四：鉆 2M12 螺紋底 10.2 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) ZK5150 數(shù)控鉆床說明書，主軸f 進給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/81.0 rmf/28.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻 表 4.2-12，取min/136097rn in/54r 故實際切削速度為 in/5.17042.1ndvw 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=2ml2l.51ml2 則機動工時為 in51.0i8.0421 ifnltwm 工步五：攻 2M12 螺紋 選擇 M12mm 高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距 ，即 f=0.9mm/rf pmin/15v 398r/minmin/12501rDv 按機床選取 n=392r/min 切削工時： ， ，l21l9.2l3 則機動工時為 min091.i29.03121 ifnlltwm 工序 09：鉆、攻 6M6 螺紋 工步一：鉆 6M6 螺紋螺紋底 5.1 19 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) ZK5150 數(shù)控鉆床說明書，主軸f 進給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/81.0 rmf/28.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻 表 4.2-12，取min/136097rn in/54r 故實際切削速度為 in/8.1054.ndvw 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=6ml15l.2ml2 則機動工時為 in769.0i8.0421 ifnltwm 工步二：攻 6M6 螺紋 選擇 M6mm 高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距 ，即 f=0.45mm/rf p7.5/mincV機 398r/minmin/65.710rDv 按機床選取 n=392r/min 切削工時： ， ，l51l4.2l3 則機動工時為 min628.0i45.0392121 ifnlltwm 工序 10：與減速器箱體合體，粗鏜、精鏜 150 孔；鏜寬 5 槽 工步一：粗鏜 146 孔至 149 所選刀具為 YT5 硬質合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pam5.124619 2）確定進給量 f 20 根據(jù)表 1.5 ，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長度為* pa 34mm 時， =0.150.30mm/rf 按 T68 機床的進給量（表 4.2-21），選擇 =0.27mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計算公式確定* vyxpmkfaTvC 式中 =800，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvv468.05.89.0vk 則 187.2m/minmin/468.027...1502.v =400r/minr93nD 按 T68 機床上的轉速，選擇 in/40r 4）基本時間 選鏜刀的主偏角 =45，則rx =1.5mm， =55mm， =4mm， =0， =0.27mm/r, ，1ll2l3lf min/40r212.in4027.51Tj 工步二：精鏜 149 孔至 150 所選刀具為 YT5 硬質合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pamp5.0214950 2）確定進給量 f 根據(jù)表 1.5 ，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長度為* pa 21 34mm 時， =0.150.30mm/rf 按 T68 機床的進給量（表 4.2-21），選擇 =0.19mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計算公式確定* vyxpmkfaTvvC 式中 =900，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvv468.05.89.0vk 則 234m/minmin/468.019.23.2.5.0.v =497r/mini/r41nD 按 T68 機床上的轉速，選擇 in/50r 4）基本時間 選鏜刀的主偏角 =45，則rx =0.5mm， =55mm， =4mm， =0， =0.19mm/r, ，1ll2l3lf min/50r223.1in5019.4Tj 工步三：鏜寬 5 槽 所選刀具為 YT5 硬質合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pam0.32156 2）確定進給量 f 根據(jù)表 1.5 ，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長度為* pa 34mm 時， 22 =0.150.30mm/rf 按 T68 機床的進給量（表 4.2-21），選擇 =0.27mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計算公式確定* vyxpmkfaTvC 式中 =800，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvv468.05.89.0vk 則 187.2m/minmin/468.027...1502.v =382r/minr3nD 按 T68 機床上的轉速，選擇 in/40r 4）基本時間 選鏜刀的主偏角 =45，則 =3.0mm， =5mm， =4mm， =0， =0.27mm/r,rx1ll2l3lf ，min/0r2min.0i4027.53Tj 工序 11：與減速器箱體合體，粗鏜、精鏜 90 孔；鏜寬 5 槽 工步一：粗鏜 87 孔至 89 所選刀具為 YT5 硬質合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pam0.12879 2）確定進給量 f 根據(jù)表 1.5 ，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長度為* pa 34mm 時， 23 =0.150.30mm/rf 按 T68 機床的進給量（表 4.2-21），選擇 =0.27mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計算公式確定* vyxpmkfaTvC 式中 =500，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvv468.05.89.0vk 則 117m/minmin/468.027...1502.v =419r/mini/r93nD 按 T68 機床上的轉速，選擇 in/40r 4）基本時間 選鏜刀的主偏角 =45，則rx =1.0mm， =55mm， =4mm， =0， =0.27mm/r, ，1ll2l3lf min/40r423.in4027.51Tj 工步二：半精鏜 89 孔至 90 所選刀具為 YT5 硬質合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pamp5.0289 2）確定進給量 f 根據(jù)表 1.5 ，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長度為* pa 34mm 時， =0.150.30mm/rf 24 按 T68 機床的進給量（表 4.2-21），選擇 =0.19mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計算公式確定* vyxpmkfaTvvC 式中 =550，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvv468.05.89.0vk 則 143m/minmin/468.019.23.52..0.v =506r/mini/r41nD 按 T68 機床上的轉速，選擇 in/50r 4）基本時間 選鏜刀的主偏角 =45，則rx =0.5mm， =55mm， =4mm， =0， =0.19mm/r, ，1ll2l3lf min/50r46.24in5019.Tj 工步三：鏜寬 5 槽 所選刀具為 YT5 硬質合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pam0.3296 2）確定進給量 f 根據(jù)表 1.5 ，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長度為* pa 34mm 時， =0.150.30mm/rf 按 T68 機床的進給量（表 4.2-21），選擇 25 =0.27mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計算公式確定* vyxpmkfaTvC 式中 =500，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvv468.05.89.0vk 則 117m/minmin/468.027...1502.v =388r/mini/r93nD 按 T68 機床上的轉速，選擇 in/40r 4）基本時間 選鏜刀的主偏角 =45，則 =3.0mm， =5mm， =4mm， =0， =0.27mm/r,rx1ll2l3lf ，min/0rmin45.0i4027.53Tj 工序 12：鉆、鉸 210 錐孔（配作） 工步一：鉆 29.8 錐孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) Z3025 搖臂鉆床說明書，主軸進f 給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/6.105 rmf/25.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-12，取min/250rn in/r 故實際切削速度為 in/4.1508.91ndvw 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=2ml2l.4ml2 則機動工時為 26 min30.i25.094121 ifnltwm 工步二：鉸 29.8 錐孔至 10 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻 表 2-7 根據(jù) Z3025 搖臂鉆床說明書，主軸進f 給量 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-13，取rmf/6.105 rmf/12.0 主軸速度：主軸轉速 ，根據(jù)參考文獻表 4.2-12，取min/250rn in/rn 故實際切削速度為 in/4.3101ndvw 切削工時： ， ， ，走刀次數(shù) i=2ml2l.ml2 則機動工時為 in35.0i12.021 ifnltwm 工序 13：鉗工去毛刺 工序 14：檢驗至圖紙要求并入庫 27 第 4 章 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計銑前端面的銑床夾具。 4.1 定位基準的選擇 選擇已加工好的底面和后端面及左端在來定位，所以相應的夾具上的定位元 件應是支承板和支承釘。因此進行定位元件的設計主要是對支承板和支承釘，夾 緊則是用螺母、螺桿、圓墊圈、墊塊、U 形壓板等組成的夾緊機構來完成。 1、底面與支承板相配合，限制三個自由度，即 X 軸轉動、Y 軸轉動和 Z 軸移 動。 2、后端面與支承板相配合，限制兩個自由度，即 X 軸移動和 Y 軸移動。 3、左端面與支承釘相配合，限制一個自由度，即 Z 軸轉動。 工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設計合理。 4.2 切削力及夾緊力的計算 本夾具是銑前端面，只有銑削一道工步，故按銑時計算切削力。 查簡明機床夾具設計手冊表 3-3 得切削力計算公式：zBdfazp .0174.019F 由銑前端面的工時計算知， ， =0.2mm， ， ，5.4pazfm10B63d ，min/45 由簡明機床夾具設計手冊表 3-3 知 75.Kp 即 zBdfazp .0174.019F10632.5..- 28 =5363N 所需夾緊力，查表 5 得， ，安全系數(shù) K=）（ 21/FWk6543210K 式中 為各種因素的安全系數(shù)，查表得：0 K= 2.153，當計算 K<2.5 時，取 K=2.50.13.1.. 孔軸部分由 M16 螺母鎖緊，查表得夾緊力為 23340N N18234)6./(5.24/FWk ）（ 4.3 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后， 各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序 基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基 準與限位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，以底面定位銑前端面，底面與支承板接觸好， =0。Y8.10cos.sBi 0 、 0 時，造成定位誤差的原因是相互獨立的因素時( 、 、Y dD 等 )，應將兩項誤差相加，即i 8.10.YBD 4.4 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具 結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇 用螺母、螺桿、圓墊圈、墊塊、U 形壓板等組成的夾緊機構進行夾緊工件。本 工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 29 4.5 機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應根據(jù)工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等 因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3）導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用 氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機 床上。 6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設置的元件或裝置。 一：確定夾具體： 夾具體是夾具的基礎件，夾具上的各種裝置和無件通過夾具體連接成一個整 體。故夾具體的形狀與尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接。 對夾具體的要求： 1、有足夠的強度與剛度，在加工過程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下， 應不會產(chǎn)生不允許的變形和振動。 2、尺寸穩(wěn)定，為保證夾具加工后尺寸穩(wěn)定，對鑄造夾具體要進行時效處理； 對焊接夾具體要進行退火處理，以削除內應力。 3、對構工藝性好，在保證強度和剛度的前提下，夾具體應力求結構簡單，便 于制造、裝配和檢驗；體積小、重量輕以便于操作。對于移動或翻轉夾具，其重 量一般不宜超過 10kg， 二：確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將導向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設計時主要考慮聯(lián)接體的剛性， 合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置 通過定向鍵來定位。 30 謝 辭 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。 但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由 于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地 幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了 畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感 謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的 一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地 感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導 和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思 想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學 嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工 作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 31 參 考 文 獻 1 李 洪機械加工工藝手冊M 北京出版社，19961 2 陳宏鈞實用金屬切削手冊M 機械工業(yè)出版社，20051 3 上海市金屬切削技術協(xié)會金屬切削手冊M上?？茖W技術出版社，2002 4 楊叔子機械加工工藝師手冊M機械工業(yè)出版社，2000 5 徐鴻本機床夾具設計手冊M 遼寧科學技術出版社，200310 6 都克勤機床夾具結構圖冊M 貴州人民出版社，19834 7 胡建新機床夾具M 中國勞動社會保障出版社，20015 8 馮 道機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊M 安徽文化音像出版社， 2003 9 王先逵機械制造工藝學M機械工業(yè)出版社