柴油機傳動機構(gòu)蓋板零件工藝及鉆鏜夾具設(shè)計[2副夾具]
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柴油機傳動機構(gòu)蓋板
目錄
前言…………………………………………………...............
目錄
摘要……………………………………………………..………
一、機床夾具概述……………………………………………
（一）機床夾具…………………………………………………
（二）機床夾具的功能…………………………………………
（三）機床夾具在機械加工中的作用……………………………
（四）機床夾具的發(fā)展趨勢………………………………………
二、 零件的分析……………………………………………
（一）零件的作用………………………………………………..
（二）零件的工藝分析…………………………………………..
三、確定毛坯圖……………………………………………..
四、工藝規(guī)程設(shè)計 …………………………………………
（一）定位基準的選擇……………………………………………
（二）制訂工藝路線……………………………………………..
（三）選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具……………..............
（四）加工工序設(shè)計……………………………………...............
五、填寫機械加工藝過程卡和機械加工工序卡…………..
六、夾具設(shè)計………………………………………………..
七、參考文獻…………………………………………………
前言
本次設(shè)計是為畢業(yè)答辯而準備的。大學(xué)課程已全部結(jié)束，此次設(shè)計要把大學(xué)期間學(xué)的東西綜合運用，使我們學(xué)的東西融會貫通，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識獨立地分析和解決工藝問題。
本次設(shè)計傳動機蓋板。內(nèi)容涉及到零件分析、確定毛坯、擬訂工藝、工序設(shè)計以及兩套夾具設(shè)計。此次設(shè)計把我們大學(xué)期間學(xué)的大部分內(nèi)容都用上了，還用到了其它有關(guān)手冊和圖表。這次設(shè)計是在學(xué)校的最后一次設(shè)計，它是一次很好的鍛煉機會，為我們未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中有許多不足之處，希望各位老師多加指教。
摘要
在機械工業(yè)中，產(chǎn)品由于在質(zhì)量、效能和可靠性等方面有很高的要求，而且構(gòu)造特點一般表現(xiàn)為形狀復(fù)雜、壁薄、剛度低、技術(shù)要求高等。因此，對它的制造與工藝就顯得非常具有挑戰(zhàn)性和嚴格性。
本次設(shè)計是針對閥導(dǎo)承的制造與工藝, 詳細地介紹了該產(chǎn)品的整個加工方案的擬訂過程，并針對其中鉆孔的工序所需的專用夾具進行了設(shè)計。工藝設(shè)計中依據(jù)現(xiàn)有的條件，仍選用傳統(tǒng)的機械加工方式進行編制，但又根據(jù)零件斜孔特點及其結(jié)構(gòu)性能的要求,部分按照非常規(guī)的加工路線進行加工，更好的確保了產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)性能要求，也體現(xiàn)產(chǎn)品的加工特點。另外，在專用夾具的設(shè)計中，采用了螺栓聯(lián)接式夾具體，與傳統(tǒng)的焊接式相比，雖然成本略有提高，但更利于夾具以后更換、維修，提高了材料的利用率。此外為次道工序所加工的孔設(shè)計的夾具還要考慮到加工的孔是斜孔,夾具還要保證其與水平面的夾角,這也增加了夾具設(shè)計的難度。
關(guān)鍵詞： 工藝 工序 專用夾具
Abstract
In the machinery industry, the products in the quality, performance and reliability requirements are high, and constructed for the general performance characteristics of the shape of complex, thin-walled, low stiffness, high technical requirements. Therefore, the manufacturing and process it becomes very challenging and rigorous nature.
The design is for the valve guide for the manufacturing and technology, detailed description of the product throughout the course of processing programs, and procedures for which required a special fixture designed. Process design based on existing conditions, still choose the traditional approach to the preparation of machining, but in accordance with the characteristics of parts and the structure of their own performance requirements, some of the processing in accordance with the non-conventional processing routes and better ensure that the products quality and technical performance requirements, but also the characteristics of their products. In addition, the dedicated fixture design, the use of the bolt-type connection specific folder, and compared to traditional welded, although slightly higher cost, but it is more beneficial after the replacement of fixtures, maintenance, improve the utilization of the material. In addition to the processing procedure at the hole of the fixture design must take into account the processing of the hole is the slant-hole, jig also its angle with the horizontal plane, which also increased the difficulty of fixture design.
Key words: Process process dedicated fixture
一．機床夾具
(一).機床夾具
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。
（二）.機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。
（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
（三）.機床夾具在機械加工中的作用
在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面。然而，在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點。夾具設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮加工的技術(shù)要求、生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求，以達到預(yù)期的效果。
1．保證精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對其它生產(chǎn)條件的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用夾具，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個環(huán)節(jié)。
夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對刀具、機床的切削成形運動的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。
2．提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產(chǎn)率。
3．改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便餐、省力、安全。當采用氣壓、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度，保證安全生產(chǎn)。
4．降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。
5．保證工藝紀律 在生產(chǎn)過程中使用夾具，可確保生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝秩序。例如，夾具設(shè)計往往也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。
6．擴大機床工藝范圍 這是在生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復(fù)雜的成形面。
（四）.機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
二.零件的分析
（一）零件的作用
柴油發(fā)動機的優(yōu)點是功率大、經(jīng)濟性能好。柴油發(fā)動機的工作過程與汽油發(fā)動機有許多相同的地方，每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但由于柴油機用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要是，柴油發(fā)動機氣缸中的混合氣是壓燃的，而不是點燃的。柴油發(fā)動機工作時進入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點時，溫度可達500-700℃，壓力可達40—50個大氣壓?；钊咏现裹c時，供油系統(tǒng)的噴油嘴以極高的壓力在極短的時間內(nèi)向氣缸燃燒室噴射燃油，柴油形成細微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，可燃混合氣自行燃燒，猛烈膨脹，產(chǎn)生爆發(fā)力，推動活塞下行做功，此時的溫度可達1900-2000℃，壓力可達60-100個大氣壓，產(chǎn)生的功率很大，所以柴油發(fā)動機廣泛的應(yīng)用于大型柴油設(shè)備上。
柴油機傳動機構(gòu)的蓋板主要起密封作用。
（二）零件的工藝分析
外形尺寸為φ320xφ92x41，材料為灰鑄鐵，主要加工面由互垂直的傳動軸孔組成，其中孔系2、孔系3和兩個傳動軸孔為通孔，這給加工帶來了不便，在選擇刀具上及工件裝夾上需要特殊要求。其它加工部分還包括各端面、輔助孔及各種緊固螺釘孔等。其中M10螺紋的底孔為精加工基準的定位孔，它與夾具支承座上的銷釘配合定位。工件的尺寸公差及主要技術(shù)指標為：工件傳動軸孔尺寸精度≤IT7級；位置度≤0.01mm；同軸度≤0.01mm；表面粗糙度≤Ra0.8。
因工件的5個面 要加工，要求保證3個傳動軸孔的垂直度與同軸度要求。
二． 確定毛坯、畫毛坯-零件合圖
零件的材料為HT250。根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。通過計算，該零件質(zhì)量約為 Kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。又由于傳動機構(gòu)蓋板零件的內(nèi)腔及φ92、φ265孔均需鑄出，故還應(yīng)放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力鑄造后應(yīng)安排人工時效。
參考文獻【1】表2.2-5（P41），確定加工余量等級為灰鑄鐵CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為10級，MA為G級。
鑄件的分型面選擇通過基準孔軸線，且與面平行的面。澆冒口位置分別位于基準孔凸臺的兩側(cè)。
參考文獻【表】2.2-4（P40）用查表法確定各表面的總余量如表所示：
加工表面
基本尺寸（mm）
加工余量等級
加工余量數(shù)值
說明
41左右端面
41
G
2.5x2
雙側(cè)加工
22左右端面
22
G
2x2
雙側(cè)加工
外圓面
Φ280
G
5x2
雙側(cè)加工
孔φ92H7
Φ92
H
3x2
孔降一級，雙側(cè)加工
Φ145外圓面
Φ145
G
4x2
雙側(cè)加工
查表2.2-1（P38）
鑄件主要尺寸的公差：
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
41
2.5x2
46
2.8
22
2x2
26
2.2
Φ280
5x2
Φ290
4.4
Φ92
3x2
Φ86
3.6
Φ145
4x2
153
4
三． 制訂工藝路線。
（1） 定位基準的選擇
1. 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇傳動機構(gòu)蓋板零件的毛坯外圓面即φ320與傳動機構(gòu)蓋板端面作粗基準：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入傳動機構(gòu)蓋板內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪，軸套等）與傳動機構(gòu)蓋板內(nèi)壁應(yīng)有足夠的間隙，此外還應(yīng)能夠保證定位準確夾緊可靠。
2. 精基準的選擇：傳動機構(gòu)蓋板的中心孔φ92和端面既是裝配基準又是設(shè)計基準，用他們作精基準，能使加工遵循基準重合的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了基準統(tǒng)一的原則 。
3. （二）制訂工藝路線
工藝路線：
鑄件按Q/AT201技術(shù)條件驗收
10
車
粗車端面，鏜孔
20
車
粗車φ280
30
車
精車φ280
40
車
精車凸臺平面
45
車
φ92孔口倒角2C1
50
車
車平面
60
鉗
鉆周向油孔及螺孔
70
鉗
鉆端面各孔及螺紋底孔，锪孔
80
鏜
鏜孔
90
銑
銑平面
90
銑
銑平面
檢驗 上油 入庫
（3） 選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具
由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主、輔以少量專用機床和組合機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主。輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。
10. 粗車端面，鏜孔。
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥式車床CA6140參考文獻[1]表4.2-7（P143）。45°車刀、鏜刀、游標卡尺0-125/0.02、內(nèi)徑百分表50-100/0.01、外徑千分尺75-100/0.00
20. 粗車φ280。
參考文獻[1]表4.2-7（P143）選臥式車床C6136、游標卡尺0-125/0.02、游標卡尺0-300/0.02、45°車刀、90°車刀、傳機蓋板車夾具
30. 精車φ280。
參考文獻[1]表4.2-7（P143）選臥式車床C6136、游標卡尺0-125/0.02、游標卡尺0-300/0.02、45°車刀、90°車刀、傳機蓋板車夾具
40. 精車凸臺平面。
由于定位基準的轉(zhuǎn)變，參考文獻[1]表4.2-38（P161）選轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180，車夾具45°車刀、游標卡尺0-125/0.02
45. φ92孔口倒角2C1。
由于定位基準的轉(zhuǎn)變，宜采用臥銑參考文獻[1]表4.2-38（P161）選轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180，車夾具45°車刀、游標卡尺0-125/0.02
50．車平面。
參考文獻[1]表4.2-7（P143）選轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180、游標卡尺0-125/0.02、游標卡尺0-300/0.02、45°車刀、90°車刀、傳機蓋板車夾具
60. 鉆周向油孔及螺孔。
搖臂鉆Z3035B、傳機蓋板鉆夾具、錐柄鉆頭、φ12.4、φ14.5、平锪鉆φ30、機用絲錐M16x1.5、游標卡尺0-125/0.02
70. 鉆端面各孔及螺紋底孔，锪孔。
搖臂鉆Z3035B、傳機蓋板鉆夾具、錐直柄鉆頭φ5φ8.5φ9.6錐柄鉆頭φ11.4φ12.5φ14.5φ25φ30鉸刀φ9.8游標卡尺0-125/0.02
80. 鏜孔。
座標鏜T4163A、鏜夾具、锪刀傳機蓋板位置度量具、內(nèi)徑百分表18-35/0.01、游標卡尺0-125/0.02、外徑千分尺25-50/0.001
90. 銑平面。
立式銑床X53K、直柄立銑刀φ45、深度游標卡尺0-150/0.02
100. 锪平面，倒角，攻螺紋。
搖臂鉆Z3035B、平锪刀φ23、锪鉆φ25x90°、機用絲錐M10，M6、螺紋塞規(guī)M10,M6、M14x1.5、M16x1.5
（四）加工工序設(shè)計
工序10。
一、 選擇刀具
1. 選擇直頭焊接式外圓車刀。
2. 根據(jù)文獻（5）表28得C61401的中心高為200mm，故選刀桿尺寸為BxH=16x25mm，刀片厚度為4.5mm 。
3. 根據(jù)表2，粗車鑄件毛坯，可選擇YG6硬質(zhì)合金刀。
4. 車刀幾何形狀（表3）選擇卷屑槽帶倒棱前刀面，=60°，=10°，
=6°, =12°, =0°=1.0 mm , ,,卷屑槽尺寸為Rn=5mm,Wn=5mm,dn=0.7mm( 卷屑槽尺寸根據(jù)以后選擇的進給量確定)。
二、選擇切削用量
1.確定切削深度ap
查文獻（1）表2.3-5P63平面加工余量得總加工余量為4mm，端面加工余量為1.2所以粗車端面的余量為4-1.2=2.8mm
2.確定進給量
根據(jù)表4，在粗車鑄件刀桿為16x25mm,ap3,工件直徑為φ262 為100~400mm時，f=0.8-1.4mm/r。按C6140機床說明書選擇確定進給量尚需滿足刀片強度和機床僅給機構(gòu)的強度的要求故需校驗。
校核機床進給機構(gòu)強度：根據(jù)C6140機床說明書其進給允許的走刀力.根據(jù)表17，當鑄鐵的強度HB=170-212;ap4時f>0.75mm/r, =45°,V=1.1m/s(預(yù)計)時，走刀力為Fx0=950N.切削時Fx的修正系數(shù)為=1，=1，=1.11（見表22-3），故實際走刀力為Fxc=950x1.11=1054.5N。由于切削的走刀力小于機床近給機構(gòu)允許的走刀力，故所選f=1.2mm/r的進給量可用。
三、選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表10，車刀后刀面最大磨損量取1mm,車刀耐用度T=3600s
四、確定確定切削速度V
根據(jù)表21
式中K v=KmvKtvKxrvKsvKTVKkv所以，
查表21-6,Ktv=1,Kxv=0.88(表21-7)，Ksv=0.8(表21-5)KTV=1(表11)Kkv=1(表21-9)Kmv=0.8 Kv-1x0.88x1x1x0.8=0.56
N=1000v/πD=1000x53/3.14x262=1.1r/s=64.4r/min
按C6140機床說明書，選擇n=76r/min
五、校驗機床功率
Pm=Fzvx10=2716.6x10x0.9=2.4KW
根據(jù)C6140機床說明書，允許功率為7KW>2.4KW，故選擇之切削用量可在C6140機床上進行。
六、計算基本工時
Tm=L/nf式中L=L+Y+△，l=210mm,根據(jù)表20，車削時的入切削量及超且量Y+△=4.3mm,則L=210+4.3=214.3mm，故tm=214.3/1.1x1.2=162s
工序20、30
粗車外圓：
一、選刀具
車刀形狀;刀桿尺寸及刀片厚度與粗車相同，車刀牌號為YG6，車刀幾何形狀為表3，=45°，=5°r0= 120°=8 =3°=1 ，卷屑槽尺寸為Rn=4mm,Wn=3.5mm,dn=0.4mm
二、選擇切削用量
1.單邊余量Z=4，切削深度ap=2.7
2.根據(jù)文獻5表4選f=0.8mm/r
3.計算切削速度
==67.2m/min
按機床選n=76r/min所以實際轉(zhuǎn)速為V=πDn/1000=3.14x187.4x76/1000=44.7m/min=0.745m/s
4.校驗機床功率
查表13，ap4mm，f>0.6mm/r時，V0.916m/s Fz=1420N,切削力Fz修正系數(shù)為KkF=0.94,Kr0FZ=1(表22-3)，F(xiàn)z=1420x0.94=1334.8N故Pmc=FzVx10=1334.8x0.745x10=0.99kw<7kw(額定)
根據(jù)C620-1機床說明書，故選擇之切削用量可在C6136機床上進行。
5.計算基本工時
T=l1+l2+l/nf ,l=7,l1=ap/tgKr=2.7/=2.7,l2=0,t=7+2.7/76x0.8=0.2min=12s
精車外圓：
一、選刀具
車刀形狀;刀桿尺寸及刀片厚度與粗車相同，車刀牌號為YG6，車刀幾何形狀為表3，=45°，=5°r0= 120°=8 =3°=1 ，卷屑槽尺寸為Rn=4mm,Wn=3.5mm,dn=0.4mm
二、選擇切削用量
1.決定切削深度ap ap=1.3
2.決定進給量f
精車價格進給兩主要受價格光潔度的限制，根據(jù)表6當=1 V>1.33（預(yù)計）時，f=0.4-0.55mm/r
按C6136機床，選f=0.4mm/r,由于精加工，切削力小，故不需校核
3.選車道磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表10，選車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=3600S
4.決定切削速度V
根據(jù)表12 ap1.8mm，f0.42mm/r時，V=2.13m/s切削速度修正系數(shù)均為1，故V=2.13m/s=127.8m/min
N=100v/πD=1000x2.13/3.14x182=3.7r/s=222r/min
根據(jù)C6136說明書，選擇n=230r/min
則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14x182x230/1000=131.4m/min=2.2m/s
只校核粗加工所以本工序不需校核。
5.計算基本工時
根據(jù)T=l+l1+l2/nf，l=7mm,l1=1.3,l2=0
T=7+1.3/230x0.4=0.1min=6s
粗車端面：
選擇切削用量
1.決定切削深度ap ap=3
2.決定進給量f
根據(jù)表4,f=0.6~1.2mm/r，取f=0.8mm/r
校核機床進給機構(gòu)強度，根據(jù)C6136機床說明書其機構(gòu)允許的走刀力Fmax=3530N根據(jù)表17，當鑄鐵的強度HB=170-212;ap4時f>0.75mm/r, =45°,V=1.1m/s(預(yù)計)時，走刀力為Fx0=800N.切削時Fx的修正系數(shù)為=1，=1，=1.11（見表22-3），故實際走刀力為Fxc=800x1.11=888N<3530N。由于切削的走刀力小于機床近給機構(gòu)允許的走刀力，故所選f=0.8mm/r的進給量可用。
3.選車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表10，選車刀后刀面最大磨損量為1mm，耐用度T=3600S
4.決定切削速度V
==42.7m/min=0.7m/s
N=1000v/πD=1000x42.7/3.14x182=1.2r/s=75r/min
根據(jù)C6136說明書，選擇n=76r/min=1.3r/s
則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14x76x182/1000=43m/min=0.7m/s
5.校核
查表13，ap4mm，f>0.6mm/r時，V0.916m/s Fz=1000N,切削力Fz修正系數(shù)為KkF=0.94,Kr0FZ=1(表22-3)，F(xiàn)z=1000x0.94=940N故Pmc=FzVx10=940x0.7x10=0.66kw<7kw(額定)
根據(jù)C6136機床說明書，故選擇之切削用量可在C6136機床上進行。
6.計算基本工時
Tm=L/nf式中L=L+Y+△，l=210mm,根據(jù)表20，車削時的入切削量及超且量Y+△=3.8mm,則L=210+3.8=213.8mm， 故tm=213.8/0.8x1.3=206s
工序40
一、選擇切削用量
1.決定切削深度ap ap=2.5
2.決定進給量f
根據(jù)表4,f=0.6~1.2mm/r，取f=0.8mm/r
校核機床進給機構(gòu)強度，根據(jù)轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180機床說明書其機構(gòu)允許的走刀力Fmax=3530N根據(jù)表17，當鑄鐵的強度HB=170-212;ap4時f>0.75mm/r, =45°,V=1.1m/s(預(yù)計)時，走刀力為Fx0=950N.切削時Fx的修正系數(shù)為=1，=1，=1.11（見表22-3），故實際走刀力為Fxc=950x1.11=1054.5N<3530N。由于切削的走刀力小于機床近給機構(gòu)允許的走刀力，故所選f=0.8mm/r的進給量可用。
3.選車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表10，選車刀后刀面最大磨損量為1mm，耐用度T=3600S
4.決定切削速度V
==35.6m/min=0.6m/s
N=1000v/πD=1000x35.6/3.14x110=1.7r/s=103r/min
根據(jù)轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180說明書，選擇n=90r/min=1.5r/s
則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14x1.5x110/1000=0.5m/s =30m/min
5.校核
查表13，ap4mm，f>0.6mm/r時，V0.916m/s Fz=1420N,切削力Fz修正系數(shù)為KkF=0.94,Kr0FZ=1(表22-3)，F(xiàn)z=1420x0.94=1334.8N故Pmc=FzVx10=1334.8x0.5x10=0.7kw<7kw(額定)
根據(jù)轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180機床說明書，故選擇之切削用量可在轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180機床上進行。
6.計算基本工時
Tm=L/nf式中L=L+Y+△，l=177mm,根據(jù)表20，車削時的入切削量及超且量Y+△=3.8mm,則L=177+3.8=180.8mm， 故tm=180.8/0.8x1.5=151s
工序45
一、粗鏜φ92孔
1.確定粗鏜孔的切削用量，所選刀具為YG6硬質(zhì)合金鏜刀Kr=45°，直徑為20mm的圓形鏜刀，其耐用度T=60min
2.切削深度ap ap=3.65mm
3.進給量
參考文獻4表10-10P745得f=0.5-0.7mm/r按轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180機床進給量選擇f=0.5mm/r
4.切削速度
==36.8m/min=0.6m/s
N=1000v/πD=1000x36.8/3.14x110=107r/min
根據(jù)轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180說明書，選擇n=90r/min=1.5r/s
則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14x1.5x110/1000=0.5m/s =30m/min
5.計算工時
選鏜刀主偏角Xr=45°，則L1=ap/tgKr+2~5 l=78 l1=3.5 l2=3，l3=0,F=0.5mm/r,n=1.5r/s Tj=l+l1+l2+l3/fn=78+3+3.5/0.5x1.5=113s
二、精鏜φ92孔
1.切削深度ap ap=0.35mm
2.進給量
參考文獻4表10-10P74選擇f=0.12mm/r
3.切削速度
==107m/min=1.8m/s
N=1000v/πD=1000x107/3.14x110=310r/min
根據(jù)轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180說明書，選擇n=305r/min=5r/s
則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14x305x110/1000=1.8m/s =105m/min
5.計算工時
選鏜刀主偏角Xr=45°，則L1=ap/tgKr+2~5 l=78 l1=3.5 l2=3，l3=0,F=0.12mm/r,n=5r/s Tj=l+l1+l2+l3/fn=78+3+3.5/0.12x5=141s
工序50
選擇切削用量
1.決定切削深度ap ap=1
2.決定進給量f
精車價格進給兩主要受價格光潔度的限制，根據(jù)表6時，f=0.6~1.2mm/r
按轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180機床，選f=0.6mm/r,由于精加工，切削力小，故不需校核
3.選車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表10，選車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=3600S
4.決定切削速度V
根據(jù)表12 ap1.8mm，f0.42mm/r時，V=1.9m/s切削速度修正系數(shù)均為1，故V=1.9m/s=114m/min
N=100v/πD=1000x1.9/3.14x110=5.5r/s=330r/min
根據(jù)轉(zhuǎn)塔式六角車床C3180說明書，選擇n=370r/min=6.2r/s
則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14x110x370/1000=127.8m/min=2.1m/s
只校核粗加工所以本工序不需校核。
5.計算基本工時
根據(jù)Tm=L/nf式中L=L+Y+△，根據(jù)表20，車削時的入切削量及超且量Y+△=1.6mm,l=177mm,n=6.2,f=0.6則L=177+1.6=178.6mm，故tm=178.6/6.2x0.6=48s
工序60
查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.33m/s=19.8m/min
N=1000v/πD=1000x19.8/3.14x12.4=700r/min
查文獻1表4.2-12得實際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實際切削速度為
V=πDn/1000=3.14x710x12.4/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81x42.7xd0xfKm=9.81x42.7x12.4x0.75x1=2827N
M=9.81x0.021x=9.81x0.021x12.4x0.75=12.52N.m
他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機床的剛度足夠。
1. 基本時間
Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=710 f=0.7 l=20 l2=1~4 l2=2 d=12.4 l1=12.4/2xtg118/2+1.5=4.2
Tj=20+4.2+2/0.7x710=0.053 Tj總=0.057x2=0.113x8=0.904 K=17.4%
2.輔助時間：
操作內(nèi)容
每次時間
次數(shù)
時間
主軸變速
0.025
1
0.025
變速進給量
0.025
8
0.2
升降鉆桿
0.015
8
0.12
裝卸套筒刀具
0.06
2
0.12
卡尺測量
0.1
1
0.1
塞規(guī)測量
0.25
1
0.25
開停車
0.015
2
0.03
主軸運轉(zhuǎn)
0.02
2
0.04
清屑
0.04
1
0.04
Tf=0.895
3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.113+0.895=1
4.布置工作地時間Tfw
查文獻1表6.3-36得K=15.9% Tfw=TBxK=1x15.9%=0.159
5.休息與生理時間Tx
Tx=TBxK=0.159
6.準備與終結(jié)時間
取部分時間為
中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=1+0.159x2=1.318
8.單件計算時間Tc
Tc=Td+Te/n=1.318+0.013=1.331
工序70
鉆孔14.5：
查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.36m/s=21.6m/min
N=1000v/πD=1000x21.6/3.14x14.5=404.6r/min
查文獻1表4.2-12得實際轉(zhuǎn)速為450 r/min則實際切削速度為
V=πDn/1000=3.14x450x14.5/1000=24m/min
校核：
Ff=9.81x42.7xd0xfKm=9.81x42.7x14.5x0.75x1=5340N
M=9.81x0.021x=9.81x0.021x14.5x17x0.75=44.7N.m
他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機床的剛度足夠。
1. 基本時間
Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=450 f=0.7 l=14+2=16 l2=1~4 l2=2 d=14.5 l1=14.5/2xtg118/2+1.5=2
Tj=16+2+2/0.7x450=0.06 輔助時間
估算為Tf=0.825
3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.06+0.825=0.885
4.布置工作地時間Tfw
查文獻1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TBxK=0.885x17.4%=0.15
5.休息與生理時間Tx
Tx=TBxK=0.15
6.準備與終結(jié)時間
取部分時間為
中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=0.885+0.15x2=1.185
8.單件計算時間Tc
Tc=Td+Te/n=1.185+0.013=1.198
鉆孔8.5：
查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min
N=1000v/πD=1000x19.8/3.14x8.5=700r/min
查文獻1表4.2-12得實際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實際切削速度為
V=πDn/1000=3.14x710x8.5/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81x42.7xd0xfKm=9.81x42.7x8.5x0.75x1=2827N
M=9.81x0.021x=9.81x0.021x81x0.75=12.52N.m
他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機床的剛度足夠。
1.基本時間
Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=1120 f=0.7 l=12 l2=1~4 l2=2 d=5 l1=5/2xtg118/2+1.5=3
Tj=12+3+2/0.7x1120=0.022 攻絲0.022
Tj總=0.022x2=0.044 K=17.4%
2.輔助時間
操作內(nèi)容
每次時間
次數(shù)
時間
主軸變速
0.025
1
0.025
變速進給量
0.025
6
0.15
移動搖臂
0.015
6
0.09
升降鉆桿
0.015
6
0.09
裝卸套筒刀具
0.06
2
0.12
卡尺測量
0.1
1
0.1
塞規(guī)測量
0.25
1
0.25
開停車
0.015
2
0.03
主軸運轉(zhuǎn)
0.02
2
0.04
清屑
0.04
1
0.04
Tf=0.825
3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.044+0.825=0.869
4.布置工作地時間Tfw
查文獻1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TBxK=0.869x17.4%=0.14
5.休息與生理時間Tx
Tx=TBxK=0.14
6.準備與終結(jié)時間
取部分時間為
中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=0.869+0.14x2=1.149
8.單件計算時間Tc
Tc=Td+Te/n=1.149+0.013=1.162
工序80。
一、鏜孔φ30H7
1.查文獻1表2.3-10得粗鏜后的孔直徑為φ30，故孔的精鏜余量為Z精=0.35，因為Z總=4，所以Z粗=4-0.35=3.65
粗鏜及精鏜工序的余量和工序尺寸及公差列表如下：
加工表面
加工方法
余量
精度等級
工序尺寸及公差
φ30
粗鏜
3.65
H10
φ30H7
2.切削速度
查文獻2表2.4-180取V=0.4m/s=24m/min
3.進給量
取進給量為f=0.2mm/f,n=1000vx24/3.14x109.3=70r/min,取n=80r/min=1.3r/s
4.校核
查文獻1表2.4-21得Fz=9.81x60
Pm=Fzvx10
取,則Fz=9.81x60=773.4N
Pm=773.4x0.4x10=0.31KW
取機床功率為0.85，則1.5x0.85=1.27KW>0.31KW，故機床功率足夠。
5.工時
L=290/2=145 l2=3 l3=3 n=80r/min=1.3r/s
T=l+l2+l3/nf=145+3+3/1.3x0.4=290s
二、鏜孔φ35H7
因余量為0.35mm故ap=0.35mm查文獻2表2.4-180取v=1.2m/s=72m/min,取f=0.12mm/r
N=1000v/πD=1000x72/3.14x110=208.5r/min取n=200r/min=3.3r/s
工時：
n=1.3r/s f=0.12mm/r
t=145+3+3/3.3x0.12=381s
工序90
查文獻[1]表2.3-21 P74平面加工余量得總加工余量為5mm，Z精為1.5mm。①設(shè)計尺寸（即一面零件尺寸加上另一面余量）X1=41則粗銑底面的工序尺寸為43mm。查文獻[3]表2-2得粗加工公差等級IT11-114.取IT=11，其公差T=0.29.所以X2=43±0.145
設(shè)計尺寸X1=209mm，參考文獻[1]表4.2-38（P162）。X53主電機功率為7.5KW。參考文獻[4] 表10-123（P859）取粗銑的每齒進給量fz=0.2mm/z。粗銑走刀一次。取精銑每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r,精銑走刀一次ap=1.5mm, 粗銑ap=3.5mm.
參考文獻[1] 表4.2-39,取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,又銑刀直徑為φ45故相應(yīng)的切削速度為：
取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，又銑刀的直徑為φ45，故相應(yīng)的切削速度為：
校核機床功率（一般只校核粗加工工序）：
切削功率Pm=167.9×10-5ap0.9fz0.74aeznkpm
取Z=8 N=150/60=2.5r/s ae=43mm ap=3.5mm fz=0.2mm/z Kpm=1
Pm=167.9x10
又由文獻1表4.2-38得機床功率為7.5KW，若取效率為0.85則7.5x0.85=6.375<6.4KW
故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速118r/min.則n=118/60=2m/s
V粗=πDn/1000=3.14x200x118/1000=74.1m/min
Pm=167.9x10<6.375KW故機床功率足夠。
工時:
1.基本時間
Tj=l1+l2+l l1=0.5(d-)+1~3 l2=1~3 f=0.5mm/r d=φ200 ae=140 l=222.5 fmz=0.5x60=30mm/min l1=0.5(200-)+2=30.6 Tj=222.5+30.6+2/30=8.5
2.輔助時間：
操作內(nèi)容
每次時間
次數(shù)
時間
裝夾工件
0.05
1
0.05
主軸停、開
0.01
4
0.04
打開或關(guān)閉切削液
0.02
4
0.06
縱向快速移動工作臺
靠近
0.03
2
0.06
離開
0.02
2
0.04
橫向快速移動工作臺
靠近
0.04
2
0.08
離開
0.03
2
0.06
升降工作臺
0.02
2
0.04
轉(zhuǎn)動夾具
0.03
1
0.03
轉(zhuǎn)動工件
0.1
1
0.1
測量
0.18
1
0.18
卸工件
0.03
1
0.03
清屑
0.03
1
0.03
Tf=0.8
3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=9.28+0.8=10.08
4.布置工作地時間Tfw
查文獻1表6.3-36得K=15.9% Tfw=TBxK=10.08x15.9%=1.6
5.休息與生理時間Tx
Tx=TBxK=1.6
6.準備與終結(jié)時間
取部分時間為
中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=10.08+1.6x2=13.28
8.單件計算時間Tc
Tc=Td+Te/n=13.28+0.013=13.293
工序100
鉆6-M6-6H：查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min
N=1000v/πD=1000x19.8/3.14x4.5=700r/min
查文獻1表4.2-12得實際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實際切削速度為
V=πDn/1000=3.14x710x4.5/1000=20m/min
校核：
Ff=9.81x42.7xd0xfKm=9.81x42.7x4.5x0.75x1=2827N
M=9.81x0.021x=9.81x0.021x4.5x4.5x0.75=12.52N.m
他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機床的剛度足夠。
2-M10-6H的內(nèi)容與工序70同，時間為
1.基本時間
Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=710 f=0.7 l=22 l2=1~4 l2=2 d=8.5 l1=8.5/2xtg118/2+1.5=4.2
Tj=22+4.2+2/0.7x710=0.057 攻絲0.057
Tf=1.265
3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.114+1.265=1.379
4.布置工作地時間Tfw
查文獻1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TBxK=1.379x17.4%=0.24
5.休息與生理時間Tx
Tx=TBxK=0.24
6.準備與終結(jié)時間
取部分時間為
中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min
7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=1.379+0.24x2=1.872
8.單件計算時間Tc
Tc=Td+Te/n=1.859+0.013=1.872
五、填寫機械加工藝過程卡和機械加工工序卡
六、夾具設(shè)計
本次設(shè)計的鉆夾具為鉆蓋上螺紋底孔。該夾具適用于Z3025搖臂鉆床。
本次設(shè)計的鏜夾具為鉆蓋上鏜3xφ30孔。該夾具適用于T4163A座標鏜床。
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
一．鉆夾具定位，夾緊方案：
采用一面兩銷定位，采用鉤形壓板夾緊，上面小鉆模采用螺旋壓緊，采用帶肩螺母和開口墊圈的組合，小鉆模不可拆卸螺母，螺母松動后，只要取出開口墊圈，小鉆模即可取出，設(shè)計精巧。
本夾具體采用回轉(zhuǎn)式，操作輕松，靈活，不會有打嗝現(xiàn)象，左右支架裝配校正符合零件要求后，分別用定位銷定位，本夾具一次裝夾，多工序操作，省時，省力，提高功效。
二．鏜夾具定位，夾緊及設(shè)計方案：
采用一面量銷定位，采用鉤形壓板夾緊。此鏜模是在回轉(zhuǎn)鉆周邊孔加工后進行使用的，此鏜模座標鏜床上使用，主要用于加工3xφ30孔，由于3xφ30孔在搖臂鉆上加工不能達到尺寸公差及形位公差要求，所以設(shè)計此鏜模，在座標鏜上加工，保證零件精度符合圖紙要求。此鏜模采用定位鍵與機床定位槽定位方式，以減少鏜模直線與機床X方向的校正問題，便于找正，采用鉤形壓板用用方便，壓緊可靠操作方便，鏜模壓緊采用T型槽壓緊，壓緊牢靠，不會偏移，保證鏜模的位置準確。
畢業(yè)設(shè)計體會
時間飛逝，在不知不覺中，三年的大學(xué)生活已經(jīng)接近尾聲。回想過去三年我們學(xué)的什么，我反問自己，也許我們得到比失去的多，也許失去的比得到的多，不過這都不重要。也許這次畢業(yè)設(shè)計才是證明我們的最好的材料。
本次畢業(yè)設(shè)計的課題是我以前所做題目中最難的一個，也是最為復(fù)雜的一個，它綜合考察了我這三年所學(xué)的知識。記得大一時學(xué)習(xí)金屬工藝學(xué)，時常聽同學(xué)說學(xué)這個真沒什么意思，一點用處都沒有，那時自己也對這門課也不怎么趕興趣，所以也沒怎么花時間去學(xué)習(xí)，可是到接觸到專業(yè)課時我才發(fā)現(xiàn)它的重要性，又一次感覺到書到用時方恨少。
本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是畫零件圖、毛坯圖、工藝與工序的安排和夾具的設(shè)計。通過這些內(nèi)容讓我更好的復(fù)習(xí)了幾乎三年中所學(xué)的東西，從大一的金屬工藝學(xué)和工程力學(xué)到大二的機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、夾具的設(shè)計以及現(xiàn)在所學(xué)的數(shù)控都是為現(xiàn)在服務(wù)的，更是為我們以后踏上工作崗位服務(wù)的。這次設(shè)計不光考察了我們所學(xué)的專業(yè)知識，同時也在考驗著我們的毅力和自制能力，記得剛拿到課題那時，我?guī)缀跏敲牧?，一方面要趕設(shè)計的進度同時也的準備自學(xué)考試的復(fù)習(xí)，差不多每天晚上都要忙到夜深，有時甚至要通宵畫圖。現(xiàn)在想想，感覺還是挺高興的，同時更能體會到老師的良苦用心，一方面為了我們能放心的去找工作，另一方面給我們心理和身體減輕壓力和痛苦，因為冬天讓我們感覺太冷，幾乎沒心情去做畢業(yè)設(shè)計。
讓我更難忘的是關(guān)于工藝和工序的安排，它讓我進一步了解到理論知識和社會實際工作中的差別。記得第一次把工藝過程拿給老師看的時候，我信心十足，可等到老師看過之后我才知道它的太多的不足，當時我也清醒的認識到自己確實沒有好好的理解書上的內(nèi)容。在老師的幫助下，我又一次踏進了南通柴油機床廠進行了學(xué)習(xí)，那天我看到了我所做課題零件的加工，當時我有太多的竟然，竟然采用這種加工方法，竟然采用這種夾具方案，竟然……..這是我無論如何都想不到的，他的那種加工效率要比我設(shè)計的這種方案最少要快十倍，當時真是欣喜若狂，通過這次的學(xué)習(xí)，讓我打開了自己的視野。
畢業(yè)設(shè)計快結(jié)束了，在此我向大學(xué)三年為我們辛勤奉獻的老師
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