活塞夾具設(shè)計(jì)專用夾具設(shè)計(jì)

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江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)題目： 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 12機(jī)械二 學(xué) 號(hào)： 12026228 姓 名： 黃震 指導(dǎo)老師： 張海霞 起訖日期 2015年2月1日～2015年5月20日 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本篇設(shè)計(jì)是基于活塞零件的加工工藝規(guī)程和關(guān)于孔的專用夾具設(shè)計(jì)。活塞零件的主要加工表面是外圓表面及孔。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度與保證孔系的加工精度相比，保證平面的加工精度比較容易。主要加工工序是先以支承孔徑定位加工出頂平面，在工序中除個(gè)別工序外均采用頂平面和工藝孔定位加工其他孔金與平面?？讖郊庸みx用專用鉆夾具，夾緊方式選用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量和流水線加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 本文的研究重點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)活塞的工藝性和力學(xué)性能分析，對(duì)加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計(jì)高效、省力的夾具，通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，最終加工出合格的活塞零件。 關(guān)鍵詞：活塞類零件；工藝；夾具； 0 江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 1 1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 1.1 零件的分析 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工藝分析 1 1.2 活塞加工的加工順序和加工方案的選擇 2 1.2.1 孔和平面的加工順序 2 1.2.2加工方案選擇 2 1.3 活塞加工定位基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 3 1.4 活塞加工主要工序安排 3 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 6 1.7確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 7 1.8 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 20 2 活塞鉆孔夾具設(shè)計(jì) 22 2.1設(shè)計(jì)要求 22 2.2夾具設(shè)計(jì) 22 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 22 2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 22 2.3定位誤差的分析 24 2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 25 結(jié) 論 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 1 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本文首先對(duì)活塞的零件進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)活塞進(jìn)行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時(shí)的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，與指導(dǎo)老協(xié)商后，覺(jué)得用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過(guò)查閱相關(guān)資料和書(shū)籍，了解和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了活塞的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想“簡(jiǎn)便、高效、經(jīng)濟(jì)”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是活塞?；钊饕瞧饌鲃?dòng)連接作用，保證各軸正常運(yùn)行。因此活塞零件加工質(zhì)量的好壞，不但影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作的精度、使用的性能和壽命。 圖1 活塞 1.1.2 零件的工藝分析 由活塞零件圖可知?；钊且粋€(gè)軸類零件，它的外表面上進(jìn)行加工。此外各表面列螺紋孔。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以φ30、φ20為主要加工表面。這一組加工表面包括：φ20外圓面的加工；，其中表面粗糙度要求為。 （2）以外圓面為主要加工面。這一組加工表面包括外螺紋，加工粗糙度為。 （4）其他各個(gè)孔的加工，φ4孔，φ8孔 1.2 活塞加工的加工順序和加工方案的選擇 由以上分析可知。該活塞零件的主要加工表面是。因此，對(duì)于活塞來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔，處理好孔和平面。 1.2.1 孔和平面的加工順序 活塞類零件的加工應(yīng)：即先加工活塞上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平，然后再加工孔系，活塞的加工這個(gè)原則。 1.2.2加工方案選擇 活塞孔系加工方案，。除了從，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。依據(jù)零件圖我們確定活塞的加工工藝及加工路線，我們應(yīng)該在鏜磨床上進(jìn)行加工比較合適。 1.3 活塞加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ： （1）； （2）。 ，。即以活塞的的支承孔基準(zhǔn)。也就是以前后近的孔作為主要基準(zhǔn)四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承個(gè)自由度。由于是以孔作為基準(zhǔn)面。 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證活塞孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證活塞零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 從活塞零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。 至于前后端面，雖然它是活塞的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c活塞的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.4 活塞加工主要工序安排 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵則。先粗加面，再粗加工孔。螺紋底孔在多軸組出，因切削大，也應(yīng)該在粗成。對(duì)于活塞，需要精加面。按上述原則亦應(yīng)工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精孔系，然后以支承孔用可脹面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)差要求。各螺紋絲，由于切小，可以安排在粗、精行。 加工工后，將工件清凈。清洗后用壓凈。保證零件于。 根據(jù)以定如下： 工藝路線一： 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 50 車M18X2-6g螺紋 60 掉頭后車達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫(kù) 工藝路線二： 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40 車M18X2-6g螺紋 50 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 60 掉度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫(kù)。 工藝路線三： 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40車M18X2-6g螺紋 50 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 60 掉度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ4、φ8孔 90 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 工藝路線四： 10 型材開(kāi)料毛坯 20 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 30 車右端面及外圓φ30mm 40車M18X2-6g螺紋 50 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 60 掉度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ4、φ8孔 90 鉆φ8孔，鉆鉸φ15.7孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 通慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題， 綜合選擇方案一： 10 型材開(kāi)料毛坯 20 車右端面及外圓φ30mm 30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 40 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 50 車M18X2-6g螺紋 60 掉頭車左端面（長(zhǎng)度達(dá)160mm） 70 精車外圓φ20mm及倒角 80 鉆φ8孔，鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔 90 鉆φ4、φ8孔 100 去毛刺 110 清洗 120 檢驗(yàn) 130 油封、入庫(kù) 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (1)毛坯種類的選擇 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用45鋼作為毛坯的制作形式，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5，“活塞”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。 （1）結(jié)合面的加工余量。 本工序需要分粗銑、精銑兩個(gè)工序完成，各工步余量如下： 粗銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其余量值規(guī)定為。 （2）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其余量值規(guī)定為。 差等級(jí)選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 由圖樣分析，該圖樣需要車削外圓，在這里我們?cè)谲囕喞獣r(shí)選用外圓車刀。而鉆削加工時(shí)我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0--150mm為75-100mm的測(cè)量游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺等。 1.7確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序10無(wú)切削加工，無(wú)需計(jì)算 工序20. 車右端面及外圓φ30mm 1） 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按CA6140車床說(shuō)明書(shū)選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書(shū)，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算：=8.88m/min； 根據(jù)一下公式，可得： = 工序30 粗車外圓φ20mm、φ18mm及臺(tái)階 本工序?yàn)檐嚒?0k6外圓及端面的工序，我們選擇機(jī)床：普通車床 CA6140，功率P=13kw； 刀具：選用高速鋼外圓車刀， 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=16 1)車削進(jìn)寬度的選擇 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》3.1—27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進(jìn)給量 經(jīng)過(guò)查表可知：0.23 3)選擇車削的速度 經(jīng)查表可知 所以： 4)計(jì)算切削時(shí)間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， 5)計(jì)算車削力 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有 ： 式中： 所以， 6)校核機(jī)床功率 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28有 所以，機(jī)床的功率足夠； 工序40 粗車外圓φ22mm、φ26mm及臺(tái)階 本工序?yàn)榇周囃鈭Aφ22mm、φ26mm及臺(tái)階的工序，所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于C6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書(shū)選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= ⑥.計(jì)算基本工時(shí) （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+= == 工序60 掉頭車左端面（長(zhǎng)度達(dá)160mm） 該工序與工序20的計(jì)算方法完全一樣，在此不一一計(jì)算。 工序70 精車外圓φ20mm及倒角 已知加工材料為45，有外皮，機(jī)床為CA6140型普通車床，工件裝卡在專用車床夾具中。 1）確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.75mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按CA6140車床說(shuō)明書(shū)選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CK6140車床說(shuō)明書(shū)，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算： =8.88m/min； 根據(jù)一下公式，可得： = 工序50 車M18X2-6g螺紋 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.5～1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知： =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書(shū)選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為： == （3-14） 工序3：鉆φ8孔，鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔。 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序140：鉆φ4、φ8孔 機(jī)床：臺(tái)式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。 實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取。 加工基本時(shí)間： 160 去毛刺 無(wú)切削計(jì)算 170 清洗 無(wú)切削計(jì)算 180 檢驗(yàn) 無(wú)切削計(jì)算 190 油封、入庫(kù) 無(wú)切削計(jì)算 工序90、終檢 無(wú)切削計(jì)算 工序80 鉆φ8孔，鉆擴(kuò)鉸φ15.7孔 鉆φ8孔 工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ8mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 鉆Φ15.7孔 工件材料為45#鋼?？椎闹睆綖?5.7mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ1mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 工序90 鉆φ4、φ8孔 鉆φ4孔 工件材料為45#鋼。孔的直徑為4mm，表面粗糙度6.3。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ4mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 鉆φ8孔 工件材料為45#鋼。孔的直徑為8mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為Z3050，加工工序?yàn)殂@，加工刀具為：鉆孔——Φ8mm。 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 1.8 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬(wàn)件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于1.14min。 參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí)） 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為： 其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） —輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 —布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 工序：粗、精銑結(jié)合面 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.43，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48， 單間時(shí)間定額： 因此應(yīng)布置兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺(tái)機(jī)床時(shí)， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序：粗銑平面 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48， 單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序：銑端面 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48， 單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。 24 2 活塞鉆孔夾具設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一活塞鉆小孔φ4孔。 本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。 2.2夾具設(shè)計(jì) 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。 由零件圖可知：進(jìn)行加工前，外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選外圓面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的螺旋壓塊來(lái)夾緊。 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 所以 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由于兩種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標(biāo)準(zhǔn)。 刀具的幾何參數(shù)： 由參考《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（3.1） 式中 式（3.2） 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3） 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（3.4） 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（3.5） 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式（3.6） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)《簡(jiǎn)明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表，可得： 所以，由式（3.5）有： 2.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 鉆的夾具，裝卸工件時(shí)，通過(guò)松開(kāi)壓板的螺母，將壓板旋轉(zhuǎn)一定的角度打開(kāi)，從而將工件取出來(lái)，當(dāng)要裝進(jìn)工件時(shí)，將工件放在V型塊上面，然后將壓板壓緊工件，再把螺母鎖定，這樣就限制住了工件的自由度，能夠進(jìn)行鉆孔加工了。 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是活塞加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討，組合夾具，1982. 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