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功能方法的形式化的夾具設(shè)計(jì)過程
摘要
設(shè)計(jì)工裝夾具是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和他的自身知識達(dá)到一個(gè)好的設(shè)計(jì)。為便于自動(dòng)化的發(fā)展以知識為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序,明確界定的夾具,涉及的知識是一個(gè)事先和根本任務(wù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)過程。此外,一個(gè)基本的和眾所周知的工程原則應(yīng)考慮:功能需求及其相關(guān)的限制應(yīng)該是第一個(gè)輸入的設(shè)計(jì)過程。考慮到這些主要的思想,本文提出了發(fā)展以促進(jìn)自動(dòng)化夾具的設(shè)計(jì),根據(jù)功能的方法。在這方面,該方法已被用來征求摩卡設(shè)備知識和統(tǒng)一建模語言被用來代表夾具設(shè)計(jì)過程。一個(gè)方法的基礎(chǔ)上的函數(shù)的概念和旨在將這些設(shè)計(jì)過程的建議。夾具功能要求被定義和形式化。固定功能元素被用來創(chuàng)造一個(gè)功能設(shè)計(jì)方案,鏈接這些要素的功能要求和典型商業(yè)夾具元件已經(jīng)確定通過表格和規(guī)則映射。最后,一個(gè)原型應(yīng)用基礎(chǔ)知識已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)初始驗(yàn)證的提出的方法。
關(guān)鍵詞:夾具設(shè)計(jì)過程知識建模;夾具,夾具的功能要求
1.簡介
其主要目的是提供一種設(shè)計(jì)理論,用適當(dāng)?shù)目蚣芎头椒ǖ亩x一系列的活動(dòng),符合設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)。一般來說,所有這些確定要求為出發(fā)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過程。在事實(shí)上,工程學(xué)科處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以被定義為一個(gè)科學(xué)與創(chuàng)建產(chǎn)品定義和工程知識設(shè)計(jì)解決方案的基礎(chǔ)上的想法和概念源自要求和限制。在這項(xiàng)研究中,考慮到要求一個(gè)相關(guān)的問題時(shí),以此作為一個(gè)廣義的概念,是使明確的含義,主要條款有:功能要求和約束。一個(gè)功能要求的,因?yàn)樗硎玖瞬煌淖髡?,代表什么產(chǎn)品或必須獨(dú)立于任何可能的方案。和考慮到一些基本原則的廣泛認(rèn)可領(lǐng)域的需求工程,我們可以補(bǔ)充的是獨(dú)特的和明確的聲明在自然語言中的一個(gè)單一功能的書面的方式,它可以排名,跟蹤,測量,驗(yàn)證,并驗(yàn)證。一個(gè)約束可以被定義為一個(gè)限制,一般影響一些這種要求,它限制了各種可能的解決方案同時(shí)滿足需求。所以,一個(gè)約束應(yīng)始終鏈接到一個(gè)要求,其目的是狹義的設(shè)計(jì)結(jié)果可以接受的解決辦法。在公理化設(shè)計(jì)理論,功能要求應(yīng)該被定義的功能域,這對現(xiàn)場的問題是如何定義和功能的產(chǎn)品。該方法用于代表會影響推理過程的設(shè)計(jì),在這個(gè)意義上,之間的映射功能和物理領(lǐng)域,被后來的一個(gè)地方設(shè)計(jì)解決方案的開發(fā)。其設(shè)計(jì)方法提供了一個(gè)根據(jù)“function-behaviour-structure框架,在函數(shù)的定義是利用結(jié)構(gòu)行為”。目的是填補(bǔ)這一缺口,使設(shè)計(jì)師從美聯(lián)儲的物理設(shè)計(jì)解決方案。方法是,產(chǎn)品功能通過它的結(jié)構(gòu),這似乎導(dǎo)致一個(gè)迭代因果關(guān)系的方法,在尋求解決直到選定的結(jié)構(gòu),使預(yù)定的功能。采用的方法在本文的研究是根據(jù)定義的夾具功能部件(FCC),能夠滿足夾具功能,并在柔性扁平電纜和夾具之間的映射,這樣的商業(yè)元素。先進(jìn)的方法來定義要求和功能來建立本體。基本上,模型的重要性,主要是有關(guān)夾具,功能要求,夾具,夾具元件,制造資源,制造過程,和設(shè)計(jì)規(guī)則;居住的可能性,自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程通過發(fā)展知識應(yīng)用程序或系統(tǒng)。本形式化的功能要求的實(shí)現(xiàn)通過應(yīng)用一個(gè)結(jié)構(gòu)化的方式規(guī)范方法論,和UML圖是用來捕獲,代表和正式的知識,是促進(jìn)自動(dòng)化的夾具設(shè)計(jì)過程。IDEF 0方法用來創(chuàng)建一個(gè)活動(dòng)模型夾具設(shè)計(jì)過程,使確定的信息在每一個(gè)不同的任務(wù)包括。它已被用來補(bǔ)充IDEF 0模型的代表之間的互動(dòng)活動(dòng)過程中。
2,分析機(jī)械加工設(shè)備的要求
在1節(jié),分別被定義:功能要求與約束條件。要求總是存在,在他們的方式表達(dá),以及他們是如何集成在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中,一般來說,需求工程是指本學(xué)科處理捕獲,形式化,
表示,分析,管理和驗(yàn)證需求滿足。然而,所有這些方面的需要集成在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程,
第一個(gè)方面考慮的是如何的要求代表或宣布。因?yàn)樗驯灰郧八?,要求明確的表達(dá)方式
影響他們的解釋和設(shè)計(jì)創(chuàng)作解決方案。在這個(gè)意義上,它已被廣泛接受,認(rèn)為使用
在加工,工作是一個(gè)關(guān)鍵方面,及固定裝置要素是負(fù)責(zé)滿足這一總體目標(biāo)。在他們的設(shè)計(jì)流程,出發(fā)點(diǎn)是定義的加工設(shè)備的功能要求和約束。通常,一個(gè)夾具的解決方案是由一個(gè)或幾個(gè)物理元素,作為一個(gè)整體設(shè)計(jì)的夾具方案必須滿足所有準(zhǔn)則和相關(guān)的政務(wù)司司長。定心,定位,夾緊,并支持,可以被認(rèn)為是功能要求的夾具,夾具必須做什么,獨(dú)立于任何特定的解決方案。條款限制,限制各種可能的解決方案”,有許多因素要考慮,主要處理:形狀和尺寸被加工零件的,公差,操作順序,加工策略,切削力,一些設(shè)置,設(shè)置時(shí)間,體積材料批量大小,生產(chǎn)速度,機(jī)形態(tài),機(jī)器的能力,成本,等結(jié)束時(shí),該解決方案可以通過:準(zhǔn)確性,可靠性,和經(jīng)濟(jì)。
3,該方法的形式化該夾具的設(shè)計(jì)過程
該方法中提出的這項(xiàng)研究的夾具設(shè)計(jì)過程是基于五個(gè)主要的設(shè)計(jì)階段(編號1–5),命名為:功能要求發(fā)展(法國),定義了夾具設(shè)計(jì)功能,功能設(shè)計(jì)的夾具方案,詳細(xì)設(shè)計(jì)夾具方案(日)和夾具的最終解決方案設(shè)計(jì)驗(yàn)證。這些階段的目的是定義一個(gè)過程連續(xù)反饋,使發(fā)展中國家的夾具設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)和并行方式(圖5)。1階段:第一階段,發(fā)展的功能要求(法國),包括捕獲的知識需要進(jìn)行設(shè)計(jì),加工工藝,夾具。它有2個(gè)主要的任務(wù),第一個(gè)填充的摩卡形式,和第二形式的功能要求根據(jù)結(jié)構(gòu)的2節(jié)中定義的。2階段:第一階段,定義固定功能目的是完成了一套高水平的軟件函數(shù)模板,在一個(gè)以知識為基礎(chǔ)應(yīng)用程序允許產(chǎn)生夾具的解決方法符合功能要求定義在前一階段。夾具功能被定義圖形使用一種基于IDEF 0建模。該法允許體現(xiàn)圖形屬性和操作所需的實(shí)施一個(gè)函數(shù)。圖6顯示了一個(gè)例子。建議表示是一個(gè)高級功能的定義;它是獨(dú)立的知識表示將使用執(zhí)行,而不需要從夾具設(shè)計(jì)師深入了解任何軟件建模技術(shù)。定義這些固定功能的第一步是在模型所需的知識工程的應(yīng)用開發(fā)。例如,考慮到影響夾具穩(wěn)定的一個(gè)主要制約因素,夾具功能解決任何要滿足這種約束。要做到這一點(diǎn),這將是要確定一個(gè)夾具功能的穩(wěn)定性圖5。從一個(gè)高層次的角度,零件信息(如:材料力學(xué)性能,形狀,尺寸和公差),加工工藝信息(例如:機(jī)械加工業(yè)務(wù),加工戰(zhàn)略,卷刪除,切削參數(shù),切削工具參數(shù)),和夾具功能元素信息(即:功能,約束,規(guī)則,含有量,點(diǎn)向量和應(yīng)用)。這一信息將有被用來確定一些參數(shù)如切削并允許夾緊力。技術(shù),狀態(tài)的部分表面,功能的技術(shù)元素,和類之間的聯(lián)系零件表面和夾具元件。材料的力學(xué)性質(zhì),形狀和尺寸的一部分被加工,和相關(guān)公差。限制,方向,含有量,接觸參數(shù),和定位點(diǎn)。操作序列,和對于每一個(gè)操作:加工策略,切削參數(shù),切割工具,和刪除。一些設(shè)置,批量,生產(chǎn)速度,以及目標(biāo)成本。4階段:第四階段,詳細(xì)設(shè)計(jì)包括建立詳細(xì)的解決方案。這基本上是幾何(含體積)與夾具元件,這是特別相關(guān)的干涉檢查。不過,在這種情況下空間的可能的解決辦法是減少,最后,第五階段,驗(yàn)證設(shè)計(jì),目的是使最終的評價(jià)和驗(yàn)證的功能符合要求和其相關(guān)的約束。
4。夾具設(shè)計(jì)過程的功能模型
因?yàn)樗窃诮榻B中提到,功能設(shè)計(jì)方法,然而,正如所指出的法國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會之間的關(guān)系元素和夾具的商業(yè)組件夾具功能功能代表商業(yè)元素類型選擇,夾具的功能,接觸表面,方法通過在本研究涉及的定義,什么將是第一步,在夾具本體發(fā)展。功能的方法,夾具設(shè)計(jì),基于信息模型定義,有一些特點(diǎn),即:減少一些功能,夾具已經(jīng)執(zhí)行的可能性,正規(guī)化靈敏度,規(guī)范與定量預(yù)選賽,并減少設(shè)計(jì)空間的使用功能性元素。不過,定義之前任何夾具信息模型,是有必要界定的夾具設(shè)計(jì)過程和信息流沿它。以下是活動(dòng)模式在這表示夾具設(shè)計(jì)過程。本
模型的代表利用IDEF 0和統(tǒng)一建模語言,它允許確定知識單元需要在這些過程,以及它們之間的相互作用,一些作者還使用建模技術(shù)代表的過程和一部分的相關(guān)信息的夾具設(shè)計(jì)過程,但沒有采取功能性做法,它輸入起點(diǎn)與知識有關(guān)的單位的一部分幾何,制造工藝,加工
資源,和下面的IDEF 0方法,知識單元構(gòu)成的最終輸出的過程是夾具詳細(xì)設(shè)計(jì),和夾具裝配圖。資源知識單元的電機(jī)單元和模塊化夾具部件。制造工藝,加工操作,切削刀具,切削條件,加工戰(zhàn)略,以及機(jī)床的形態(tài)。輸出是一個(gè)了解之間的對應(yīng)部分技術(shù)特點(diǎn)和加工操作。
該過程重點(diǎn)是定義的技術(shù)特征加工才能完成的部分。它包括輸入的結(jié)果從先前的三活動(dòng)到
它創(chuàng)建的一個(gè)清單,加工的特點(diǎn)與他們的相關(guān)的尺寸和公差。
5,信息模型,實(shí)例,和方法驗(yàn)證
夾具設(shè)計(jì)過程建模,確定的知識單元:要求夾具,夾具函數(shù),定義,加工操作,功能設(shè)計(jì)規(guī)則,詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)則,夾具資源,和夾具驗(yàn)證,是仿照在一個(gè)面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu),對于其中的一些知識單位,專門為一部分定義和加工業(yè)務(wù)這樣的模型,和結(jié)果的原型信息和加工計(jì)劃。因此,本夾具功能要求必須定義這些活動(dòng)的一部分
6,結(jié)論
一個(gè)綜合的方法來設(shè)計(jì)過程加工設(shè)備已通過本研究?;灸繕?biāo)是正式的方法促進(jìn)這種設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化。依賴對調(diào)查結(jié)果和所得出的結(jié)論文獻(xiàn)復(fù)習(xí)和與夾具設(shè)計(jì),一些原則被認(rèn)為是指導(dǎo)研究。以下是這些原則和他們?nèi)绾伪豢紤]到:開始的一步是定義的夾具功能要求。這個(gè)原則導(dǎo)致形式化的要求,根據(jù)一些方法從需求工程,并以功能表達(dá)的夾具設(shè)計(jì)方案,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),這種方法可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案對指定的需求。有需要捕獲和正規(guī)化加工夾具知識。這個(gè)原則導(dǎo)致使用一個(gè)建模的方法,在這種情況下,信息建模方法最后通過,有需要定義和表面加工夾具設(shè)計(jì)過程。這個(gè)原則導(dǎo)致其定義和表面利用IDEF 0和統(tǒng)一建模語言。有需要定義軟件夾具功能,其目的是創(chuàng)造解決方案,落實(shí)夾具功能要求和定義獨(dú)立的執(zhí)行系統(tǒng)。這原則,導(dǎo)致一些研究解決方案已在這一領(lǐng)域,特別是優(yōu)化作品,并得出結(jié)論,只有高水平描述這功能,其中的信息和基本規(guī)則必要的執(zhí)行被指定的,是可能的地址。然而,復(fù)雜程度高的夾具功能,需要進(jìn)一步調(diào)查,以便定義如何分解成低層次同時(shí)保持獨(dú)立的代表詳細(xì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行的研究,可以得出這樣的結(jié)論,形式化的夾具設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)上功能要求允許發(fā)展一個(gè)更完整
方法的問題,夾具設(shè)計(jì)?;镜牟襟E,和基本輸入到任何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)自動(dòng)化的過程,開始與夾具設(shè)計(jì)過程,并繼續(xù)與定義的夾具知識要求:夾具,夾具功能單位,一部分定義,加工操作,功能設(shè)計(jì)規(guī)則,詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)則,夾具,夾具驗(yàn)證。
7,參考文獻(xiàn)
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XX學(xué)校
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
曲柄 扇形撥叉
共
1
頁
第
1
頁
材料牌號
HT200
毛 坯 種 類
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯
可制件數(shù)
每臺件數(shù)
備 注
工
序
號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
01
鑄造
鑄造
02
熱
時(shí)效處理
03
銑
銑Φ52后端面
立式銑床X52K
硬質(zhì)合金端銑刀、游標(biāo)卡尺
04
銑
銑Φ52前端面
立式銑床X52K
硬質(zhì)合金端銑刀、游標(biāo)卡尺
05
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7孔;倒角
立式鉆床Z525
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、倒角鉆、圓柱塞規(guī)
06
銑
銑Φ16孔兩端面
立式銑床X52K
硬質(zhì)合金端銑刀、游標(biāo)卡尺
07
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔;倒角
立式鉆床Z525
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、倒角鉆、圓柱塞規(guī)
08
銑
銑扇形前后兩端面
仿型銑床
硬質(zhì)合金立銑刀、游標(biāo)卡尺
09
銑
銑扇形外圓面
仿型銑床
硬質(zhì)合金立銑刀、游標(biāo)卡尺
10
鉆
鉆、攻M8-6H螺紋孔
立式鉆床Z525
麻花鉆、絲錐、圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)
11
去毛刺
去毛刺
12
終檢
檢驗(yàn)至圖紙要求
13
入庫
包裝、入庫
設(shè)計(jì)(日期)
審核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目:制定曲柄 扇形撥叉的零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆Φ16孔的專用鉆床夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè):
班 級:
學(xué) 號:
姓 名:
指導(dǎo)教師:
20 年 月 日
26
目 錄
序 言 1
1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 2
1.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 2
1.2生產(chǎn)效率分析 2
1.3生產(chǎn)類型 3
2零件的分析 4
2.1零件的作用 4
2.2零件的分析 4
3確定毛坯制造形式 5
4擬定工藝路線 6
4.1基面的選擇 6
4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 6
4.1.2精基準(zhǔn)選擇的原則 6
4.2選擇加工方法 7
4.3劃分加工階段 7
4.4工序的集中與分散 8
4.5確定工序順序 8
5 擬定工藝設(shè)計(jì) 10
5.1確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 10
5.2 選擇機(jī)床及工裝 11
5.3制訂工藝路線 12
5.4 確定切削用量以及時(shí)間定額 12
6鉆床夾具設(shè)計(jì) 21
6.1 問題的提出 21
6.2 定位基準(zhǔn)的選擇 21
6.3 定位誤差分析 21
6.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 22
6.5鉆套設(shè)計(jì) 22
6.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 25
參 考 文 獻(xiàn) 26
序 言
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
扇形撥叉加工工藝規(guī)程及鉆Φ15H7孔的夾具設(shè)計(jì),包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型
1.1生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng):企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計(jì)算。
N=Qn(1+a+)
式中: N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年)
Q——機(jī)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(shí),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(shù)、材料等其它問題所引起的能力損耗。
1)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí):標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間+輔助時(shí)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(dòng)作時(shí)間,其包含直接工
時(shí)與間接工時(shí)。即加工每件(套)產(chǎn)品的所有工位有效作業(yè)時(shí)間的總和。?
a\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí):標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=生產(chǎn)一個(gè)良品的作業(yè)時(shí)間。
b\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=正常工時(shí)+寬放時(shí)間=正常工時(shí)×(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(dāng)放寬一些
d\正常工時(shí)是人工操作單元工時(shí)+機(jī)器自動(dòng)作業(yè)工時(shí)的總和。
2)制定方法:對現(xiàn)有各個(gè)工位(熟練工人)所有的有效工作時(shí)間進(jìn)行測定,把所有組成產(chǎn)品的加工工位的工時(shí),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(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)。
生產(chǎn)率=(產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時(shí))÷(日工作小時(shí)×直接人工數(shù))×100%?
1.3生產(chǎn)類型
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小,可分為三種不同的生產(chǎn)類型:
1.單件生產(chǎn):少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品,且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制,專用設(shè)備和修配件的制造等。
2.成批生產(chǎn):產(chǎn)品數(shù)量較大,一年中分批地制造相同的產(chǎn)品,生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn),大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。
3.大量生產(chǎn):當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大,而在大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。
生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量(生產(chǎn)綱領(lǐng))及其自身特點(diǎn),具體情況見表1-1。
表1-1: 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系
生產(chǎn)類型
重型
(零件質(zhì)量大于2000kg)
中型
(零件質(zhì)量為100-2000kg)
輕型
(零件質(zhì)量小于100kg)
單件生產(chǎn)
小于等于5
小于等于20
小于等于100
小批生產(chǎn)
5-100
20-200
100-500
中批生產(chǎn)
100-300
200-500
500-5000
大批生產(chǎn)
300-1000
500-5000
5000-50000
大量生產(chǎn)
大于1000
大于5000
大于50000
依設(shè)計(jì)題目知:Q=3000臺/年,n=2件/臺;結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=3000×2×(1+10%)×(1+1%)=6666件/年
零件是輕型零件,根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2零件的分析
2.1零件的作用
撥叉主要是用在操縱機(jī)構(gòu)中,比如改變車床滑移齒輪的位置,實(shí)現(xiàn)變速;或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開的機(jī)構(gòu)中,從而控制橫向或縱向進(jìn)給。
撥叉是汽車變速箱上的部件,與變速手柄相連,位于手柄下端,撥動(dòng)中間變速輪,使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。
如果是機(jī)床上的撥叉是用于變速的,主要用在操縱機(jī)構(gòu)中。就是把 2個(gè)咬合的齒輪撥開來再把其中一個(gè)可以在軸上滑動(dòng)的齒輪撥到另外一個(gè)齒輪上以獲得另一個(gè)速度。即改變車床滑移齒輪的位置,實(shí)現(xiàn)變速。
2.2零件的分析
序號
加工表面
尺寸精度
粗糙度
形狀、位置
1
Φ52后端面
—
6.3
—
2
Φ52前端面
—
6.3
—
3
Φ34前端面
—
6.3
—
4
Φ34后端面
—
6.3
平行于基準(zhǔn)A 0.02
5
Φ25H7孔
0.021
3.2
—
6
Φ16H7孔
0.018
3.2
—
7
銑扇形后端面
—
6.3
—
8
銑扇形前端面
—
6.3
—
9
銑扇形外圓面
—
12.5
—
10
M8-6H螺紋孔
0.008
3.2
—
3確定毛坯制造形式
零件材料為HT200??紤]到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級,已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)中批生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過程工序劃分階段;工序適當(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。
鑄件有多種分類方法:按其所用金屬材料的不同,分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等;按鑄型成型方法的不同,可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多,約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件,多是壓鑄件。
4擬定工藝路線
4.1基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理,可以保證質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。否則,就會使加工工藝過程問題百出,嚴(yán)重的還會造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇原則
1)如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求,應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面,則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2)如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻,應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3)如需保證各加工表面都有足夠的加工余量,應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4)選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷,以便定位可靠。
5)粗基準(zhǔn)一般只能使用一次,特別是主要定位基準(zhǔn),以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由以上及零件知,選用工件中心線作為定位粗基準(zhǔn)。
4.1.2精基準(zhǔn)選擇的原則
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”,以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí),應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”,以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí),應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn),即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度,可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠,可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
4.2選擇加工方法
序號
加工表面
尺寸
粗糙度
形位
加工方法
1
Φ52后端面
52
6.3
—
粗銑
2
Φ52前端面
52
6.3
—
粗銑
3
Φ34前端面
34
6.3
—
粗銑
4
Φ34后端面
34
6.3
平行于基準(zhǔn)A 0.02
粗銑
5
Φ25H7孔
30
3.2
—
鉆、擴(kuò)、鉸
6
Φ16H7孔
30
3.2
—
鉆、擴(kuò)、鉸
7
銑扇形后端面
122
6.3
—
粗銑
8
銑扇形前端面
122
6.3
—
粗銑
9
銑扇形外圓面
122
12.5
—
粗銑
10
M8-6H螺紋孔
13.5
3.2
—
鉆、攻
4.3劃分加工階段
按加工的精度高低,加工階段一般可分為三個(gè)階段:
一、粗加工階段
主要加工方法有:粗車、粗銑、粗刨、粗鏜和鉆孔。
二、半精加工階段
主要加工方法有:半精車精車、半精銑精銑、半精刨精刨、半精鏜精鏜和擴(kuò)孔鉸孔。
三、半精加工階段
主要加工方法是各種類型的磨削,也有寬刃精刨、浮動(dòng)鏜和刮削
在不同的加工階段不僅所選擇的機(jī)床、切削用量不同,而且所使用的夾具、刀具、檢具的精度也是不同的。從粗加工到精加工,機(jī)床、夾具、刀具、檢具的精度由低到高,切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高進(jìn)行變化。
因此,在不同的加工階段應(yīng)選擇合適的加工設(shè)備。
4.4工序的集中與分散
一、工序集中
按工序集中原則組織工藝過程,就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些,將許多工序組成一個(gè)集中工序。最大限度的工序集中,就是在一道工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。
二、工序分散
按工序分散原則組織工藝過程,就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個(gè)工序只包括一個(gè)簡單工步
4.5確定工序順序
一、機(jī)械加工工序的安排原則:
1) 先粗后精:粗加工在前,精加工在后,粗精分開。
2) 基準(zhǔn)先行:先把基準(zhǔn)面加工出來,再以基準(zhǔn)面定位來加工其表面,以保證加工質(zhì)量。
3) 先主后次:主要表面是指裝配表面、工作表面,次要表面是指鍵槽、聯(lián)接用的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工結(jié)束后,最終精加工之前進(jìn)行。
4) 先面后孔:平面輪廓尺寸較大,平面定位安裝穩(wěn)定,通常均以平面定位來加工孔。
先面后孔的另一含義:在從面上加工孔之前、先加工這個(gè)面,然后再從加工好的面上鉆孔。
二、熱處理工序的安排
1) 退火
應(yīng)用:高碳鋼采用退火,以降低硬度;放在粗加工前,毛坯制造出來以后。
2) 正火
應(yīng)用:低碳鋼、中碳鋼采用正火,以提高硬度。放在粗加工前,毛坯制造出來以后。
3) 調(diào)質(zhì)處理
應(yīng)用:安排在粗加工后,半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。
4) 時(shí)效處理
應(yīng)用:一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。
5) 淬火
應(yīng)用:一般安排在磨削前。
6) 滲碳處理
可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。
鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等,一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行。
3、 檢驗(yàn)工序的安排
為保證零件制造質(zhì)量,防止產(chǎn)生廢品,需在下列場合安排檢驗(yàn)工序:
1)粗加工全部結(jié)束之后;
2)送往外車間加工的前后;
3)工時(shí)較長和重要工序的前后;
4)最終加工之后。
4、 其它工序的安排
1)切削加工之后,應(yīng)安排去毛刺工序。
2)零件在進(jìn)入裝配之前,一般都應(yīng)安排清洗工序。
3)在用磁力夾緊工件的工序之后,要安排去磁工序。
4)在鑄件成型后要涂防銹溱。
5 擬定工藝設(shè)計(jì)
5.1確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差
1. Φ52后端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級,表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,一步銑削(即粗銑)方可滿足其精度要求。
2. Φ52前端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級,表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,一步銑削(即粗銑)方可滿足其精度要求。
3. Φ34前端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級,表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,一步銑削(即粗銑)方可滿足其精度要求。
4. Φ34后端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級,表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,一步銑削(即粗銑)方可滿足其精度要求。
5. Φ25H7孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT7級,表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,三步鉆削(鉆、擴(kuò)、鉸)即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=11.5mm
擴(kuò) 單邊余量Z=0.9mm
鉸 單邊余量Z=0.1mm
6. Φ16H7孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT7級,表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,三步鉆削(鉆、擴(kuò)、鉸)即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=7.5mm
擴(kuò) 單邊余量Z=0.4mm
鉸 單邊余量Z=0.1mm
7.扇形前后兩端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級,表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,一步銑削(即粗銑)方可滿足其精度要求。
8.扇形外圓面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級,表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,一步銑削(即粗銑)方可滿足其精度要求。
9.M8-6H螺紋孔加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4,因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT6級,表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8,鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
5.2 選擇機(jī)床及工裝
1、 Φ52后端面,加工設(shè)備選擇:X52K立式銑床;刀具選擇:硬質(zhì)合金端面銑刀;量具選擇:游標(biāo)卡尺。
2、 Φ52前端面、Φ34前端面;加工設(shè)備選擇:X52K立式銑床;刀具選擇:硬質(zhì)合金端面銑刀;量具選擇:游標(biāo)卡尺。
3、 Φ34后端面;加工設(shè)備選擇:加工設(shè)備選擇:X52K立式銑床;刀具選擇:硬質(zhì)合金端面銑刀;量具選擇:游標(biāo)卡尺。
4、 Φ25H7孔、倒角;加工設(shè)備選擇:Z525立式鉆床;刀具選擇:硬質(zhì)合金麻花鉆、倒角鉆;量具選擇:圓柱塞規(guī)。
5、 Φ16H7孔、倒角;加工設(shè)備選擇:Z525立式鉆床;刀具選擇:硬質(zhì)合金麻花鉆、倒角鉆;量具選擇:圓柱塞規(guī)。
6、 扇形前后兩端面;加工設(shè)備選擇:X62臥式銑床;刀具選擇:硬質(zhì)合金立銑刀;量具選擇:游標(biāo)卡尺。
7、 扇形外圓面;加工設(shè)備選擇:X62臥式銑床;刀具選擇:硬質(zhì)合金立銑刀;量具選擇:游標(biāo)卡尺。
8、 M8-6H螺紋孔;,加工設(shè)備選擇:Z525立式鉆床;刀具選擇:硬質(zhì)合金麻花鉆、硬質(zhì)合金絲錐;量具選擇:圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)。
5.3制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具,并盡量使工件集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案
工序01:鑄造
工序02:時(shí)效處理
工序03:銑Φ52后端面
工序04:銑Φ52前端面
工序05:鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7孔;倒角
工序06:銑Φ16孔兩端面
工序07:鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔;倒角
工序08:銑扇形前后兩端面
工序09:銑扇形外圓面
工序10:鉆、攻M8-6H螺紋孔
工序11:去毛刺
工序12:檢驗(yàn)至圖紙要求
工序13:入庫
5.4 確定切削用量以及時(shí)間定額
工序01:鑄造
工序02:時(shí)效處理
工序03:銑Φ52后端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3,要求不高,故可在一次走刀內(nèi)銑完, 則
2)決定每次進(jìn)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
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取=475
當(dāng)=475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序04:銑Φ52前端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,故可在一次走刀內(nèi)銑完, 則
2)決定每次進(jìn)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
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取=475
當(dāng)=475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序05:鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7孔;倒角
工步一:鉆Φ23孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
554r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二:擴(kuò)Φ23孔至Φ24.8
選用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
642r/min
按機(jī)床選取n=680r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三:鉸Φ24.8孔至Φ25H7
選用高速鋼錐柄鉸刀(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
955r/min
按機(jī)床選取n=960r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四:倒角
工序06:銑Φ16孔兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀,刀片采用YG8,
,
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,故可在一次走刀內(nèi)銑完, 則
2)決定每次進(jìn)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
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取=600
當(dāng)=600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序07:鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔;倒角
工步一:鉆Φ15孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
531r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時(shí): ,,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二:擴(kuò)Φ15孔至Φ15.8
選用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
706r/min
按機(jī)床選取n=680r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三:鉸Φ15.8孔至Φ16H7
選用高速鋼錐柄鉸刀(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
995r/min
按機(jī)床選取n=960r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四:倒角
工序08:銑扇形前后兩端面
工步一:銑扇形前后兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3,要求不高,故可在一次走刀內(nèi)銑完, 則
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)仿型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取=475
當(dāng)=475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序09:銑扇形外圓面
工步一:銑扇形外圓面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀內(nèi)銑完, 則
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)仿型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序10:鉆、攻M8-6H螺紋孔
工步一:鉆M8-6H螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
562r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二:攻M8-6H螺紋孔
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即f=0.6mm/r
299r/min
按機(jī)床選取n=272r/min
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序11:去毛刺
工序12:檢驗(yàn)至圖紙要求
工序13:入庫
6鉆床夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,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。
由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計(jì)07工序:鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔;倒角的夾具。
6.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔;倒角,表面粗糙度Ra3.2,精度要求相對比較高,故設(shè)計(jì)夾具時(shí),即要考慮如何提高生產(chǎn)效率,也要保證工件表面的質(zhì)量。
6.2 定位基準(zhǔn)的選擇
選擇已加工好的Φ52前端面、Φ25H7孔和扇形側(cè)面來定位,對應(yīng)的夾具上定位元件應(yīng)分別是心軸、浮頂銷和A型固定式定位銷,定位分析如下:
1、 曲柄Φ52前端面和Φ34前端面作為第一定位基準(zhǔn),與心軸Φ50端面和浮頂銷相配合,限制三個(gè)自由度,即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
2、 曲柄Φ25H7孔作為第二定位基準(zhǔn),與心軸Φ25f6外圓相配合,限制兩個(gè)自由度,即X軸移動(dòng)和Y軸移動(dòng)。
3、 曲柄扇形側(cè)面作為第三定位基準(zhǔn),與A型固定式定位銷相配合,限制一個(gè)自由度,即Z軸轉(zhuǎn)動(dòng), 工件六個(gè)自由度被完全限制,屬于完全定位,故設(shè)計(jì)合理。
6.3 定位誤差分析
1、 基準(zhǔn)位移誤差
由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量,稱為基準(zhǔn)位移誤差,用表示。
工件以Φ25H7孔在軸上定位鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔,如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致,做無間隙配合,即孔的中心線與軸的中心線位置重合,則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上,軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差,于是工件套在軸上必然會有間隙,孔的中心線與軸的中心線位置不重合,導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差,其變動(dòng)量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算
式中 ——基準(zhǔn)位移誤差,mm
——孔的最大直徑,mm
——軸的最小直徑,mm
=0.027mm
2、 基準(zhǔn)不重合誤差
加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上,但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量,稱為基準(zhǔn)不重合誤差,用表示。基準(zhǔn)不重合誤差為=
式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差,mm
——工件的最大外圓面積直徑公差,mm
=
6.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析
查表4得切削力計(jì)算公式:
式中,f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力,查表5得,,安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù),查表得:
K==1.872,當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí),取K=2.5
孔軸部分由M8螺母鎖緊,查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計(jì)算得》,因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
6.5鉆套設(shè)計(jì)
Ф16H7孔加工需鉆、擴(kuò)、鉸,因?yàn)殂@孔后還要擴(kuò)孔和鉸孔,故選用快換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖示)。根據(jù)工藝要求:。即用Φ15的麻花鉆鉆孔。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ15相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
因?yàn)殂@套和夾具體是間隙配合,加工的時(shí)間鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上,以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn),有上圖可知和鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸8,查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知,M8鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
6.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇由螺母、圓墊圈、心軸和快換墊圈等組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂@削余量小,鉆削力小,所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
參 考 文 獻(xiàn)
1.鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 2004,8
2.趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1984,2
3.孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京:冶金工業(yè)出版社 2002,12
4.李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,12
5.鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京: 高等教育出版社 2000
6.黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶: 重慶大學(xué)出版社 2002,7
7.丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京: 高等教育出版社 1997
8.儲凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶: 重慶大學(xué)出版社 1997,12
9.廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京: 中國計(jì)量出版社 2000,1
10.樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1992,12
11.李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1983,4
12.陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1986,4
13.機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊 貴州:貴州人民出版社 1983,7
14.龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西:陜西科技出版社,1981,7
15.李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江: 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
16.周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京: 中國建材工業(yè)出版社 2002,12