资源描述
需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202前言毕业设计是培养理工科学生的一个实践性教学环节,也是最后一个教学环节。它是在学完了全部基础课程及专业课程以后,并在一些课程设计的基础上,搜集丰富的资料,进行的一次全面的、系统的基本知识和基本技能的训练。通过设计,主要培养综合运用所学基础知识和基本技能去分析和解决专业范围内的一般工程技术问题的能力,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法,培养我们搜集、查阅、运用资料的能力。通过毕业设计,进一步巩固、扩大和深化所学的基础理论、基本知识和基本技能,提高设计、计算、绘图、编写技术文件以及正确使用技术资料、标准手册等工具书的独立工作能力。通过毕业设计,也能够培养严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风,树立正确的生产观、经济观和全局观,从而进一步强化了向工程技术人员过渡的进程。这次毕业设计的课题就是制造业中的齿轮传动箱体加工工艺及专用夹具设计。在制造业信息化环境中,工艺设计是生产技术准备工作的第一步,工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据,它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响,是生产中的关键工作。工艺知识是制造企业中重要的知识资源之一,是使产品设计变为成品的整个制造过程中的基础资源,它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作用。夹具的快速设计与制造,己经成为产品快速变换和制造系统新建成或重构后运行的瓶颈,严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。目前国内外使用的专用夹具是伴随着大批大量生产的发展而发展出现的,特别是相关机械制造业的发展。专用夹具的使用,一方面缩短了工序时间,降低了加工成本;另一方面,夹具本身的设计制造工时、材料消耗等又增加了工件的成本。因此,在何种生产条件下使用哪种类型的夹具才是经济合理的,也就是夹具的经济性,一直都是夹具结构发展和设计的一个重要话题。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202目 录前言 1一、零件分析 11.1 计算生产纲领确定生产类型 11.2 箱体工艺分析 1二、确定毛坯 22.1 确定毛坯种类 .22.2 确定机械加工余量 .22.2.1 铸件尺寸公差 22.2.2 铸件机械加工余量 22.3 绘制铸件毛坯图（如图 2-2 毛坯-零件综合图） .3三、工艺规程设计 43.1 选择定位基准 .43.2 制定工艺路线 .43.2.1 拟订工艺路线一 43.2.2 拟订工艺路线二 53.2.3 工艺方案的比较与分析 63.3 选择加工设备和工艺设备 .63.4 确定加工余量与工序尺寸表 .73.5 确定加工工序设计及基本工时 .9四、钻床夹具设计 234.1、专用夹具的提出 234.2、定位元件及夹紧元件的选择 234.3、切削力和夹紧力的计算 234.4、定位误差分析 .244.5、钻套的设计 .244.6、夹具设计及操作简要说明 26参考文献 27需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 1 页 共 23 页一、零件分析1.1 计算生产纲领确定生产类型年产量 Q10000（件/年） ，该零件在每台产品中的数量 n=1（件/台） ，废品率 3，备品率 5。由公式 NQn（1）得：N100001（135）=10800查表（机制工艺生产实习及课程设计中表 61 确定的生产类型为大量生产。因此，可以确定为流水线的生产方式，又因为在加工时有很多的地方是相同的，所以可选择相同的加工机床，采取同样的流水线作业，到不同的工序的时候就采用分开的方法，所以可以选择先重合后分开再重合的方式的流水线作业。虽然是大批量生产，从积极性考虑，采用组合机床加工，流水线全部采用半自动化的设备。1.2 箱体工艺分析箱体材料为 HT200，即灰铸铁。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性根，工艺简单，铸造应力小，易加工，需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性，流动性能好、体收缩和线收缩小；综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约 3-4 倍；耐热性较好；可承受较大的弯曲应力；主要用于强度、耐磨性要求较高的重要零件和要求气密性的铸件。生产批量为大批量生产，故毛坯精度应为中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床；按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。该箱体上的主要加工部位为左右端面，轴线与左右端面垂直的一系列孔以及轴线与左右端面平行的 3 个孔。其中，右端面为重要的配合面，平面度要求为 0.05mm 直接影响箱体与其他零件的接触精度与密封性，右端面上的 3-M5 均布孔的孔在位置度要求上为0.2。左端面上距离右端面 115.5 的圆环面相对于 120 的孔的轴线的12.0 03.需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 2 页 共 23 页垂直度要求为 0.02mm。左端面上 3-5 的均布孔的位置度要求为 0.02。轴线与左右端面垂直的一系列孔同轴度要求为 0.025，精度求较高，部分孔径的尺寸如 35 孔和 52 孔在尺寸精度上需要保证。03.03.轴线与左右端面平行的 3 个孔的尺寸分别为42 、62 、88 ，都需要进行半精镗或精镗加工。这三个孔的同03.03.5.0轴度要求为 0.02。另外箱体的多个加工面的粗糙度都有一定要求，加工工艺需要满足其要求。二、确定毛坯2.1 确定毛坯种类根据零件材料 HT200 确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为 10800 件/年，可知，该生产类型为大批量生产。毛坯制造的方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。2.2 确定机械加工余量2.2.1 铸件尺寸公差铸件尺寸公差分为 16 级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由于实用机械加工工艺手册查得铸件尺寸公差等级为 CT10 级，选取铸件错箱值为 1.0mm。2.2.2 铸件机械加工余量对于成批和大量生产的铸件加工余量由实用机械加工工艺手册查得，选取 MA 为 G 级，各加工表面总余量如表 2-1 所示。表 2-1 各加工表面总余量及毛坯尺寸加工表面 基本尺寸/mm 加工余量等级 加工余量数值/mm 毛坯尺寸/mm60 右端面凸台 2.5 G 3.5 6120 左端面 119.5 G 4 123.5120 径向面 120 G 3 126孔 88 88 H 3 82孔 62 62 H 3 56孔 42 42 H 3 36需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 3 页 共 23 页右端孔 3503.35 H 5 25右端孔 30 30 H 2.5 30左端孔 35 35 H 2.5 30左端孔 5203.46 H 3 462.3 绘制铸件毛坯图（如图 2-2 毛坯-零件综合图）图 2-2 毛坯-零件综合图需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 4 页 共 23 页三、工艺规程设计3.1 选择定位基准箱体的右端面既是装配基准，又是设计基准，用它作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则。另外，箱体的左端面和右端面都是重要平面，采取互为基准的原则加工两端面能更好的保证其位置度要求。因而以箱体的左端面为粗基准，先加工右端面，再以右端面为精基准加工左端面。3.2 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。3.2.1 拟订工艺路线一工序 1 粗铣右端面 N 面，以箱体的左端面作为粗基准。工序 2 以箱体右端面为精基准，粗铣箱体的左端面。 工序 3 钻毛坯 25 孔到 28。工序 4 粗镗孔 1（35 ）到 34.5，并镗出倒角 145，粗镗孔03.2（35）到 34.5，粗镗孔 3(46)到 46， 工序 5 粗车 120 外圆面到 122。粗车距离右端面 115.5 的圆环面03. 12.0到距离右端面 117；粗车 3- 5.5 孔的左端面。工序 6 精铣箱体右端面。工序 7 精铣箱体左端面。工序 8 粗镗孔 4(52 )到 51.5，并镗出倒角 245。03.工序 9 半精镗孔 2（35 ）到 35；精镗孔 1（35 ）到 35 。精镗03.03.孔 4(52 )到 52 。03.03.工序 10 精车 120 外圆面到 120 。精车距离右端面 115.5 的圆03.03.12.0环面到 115.512.工序 11 钻、铰 3-5.5 的孔工序 12 粗镗孔 5（42 ）到 41.5，并镗出两个 145的倒角；粗镗03.孔 6（62 ）到 61.5 ，并镗出 245倒角；粗镗孔 7（88.0需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 5 页 共 23 页）87.5，留有精镗加工余量。5.03工序 13 精镗孔 5（42 ） 、孔 6（62 ）和孔 7（88 ）分别到03.03.5.0342 、62 、88 。精镗孔 7（88 ）在孔 6（6203.05.03.0）一侧的端面。.0工序 14 钻 3-M5 螺纹底孔，攻螺纹 3-M5。工序 15 钻 4-M6 螺纹底孔，攻螺纹 4-M6。工序 16 钻、扩 4-9 通孔并钻、锪 414 的阶梯孔。工序 17 检验、入库3.2.2 拟订工艺路线二工序 1 粗铣右端面 N 面，以箱体的左端面作为粗基准。工序 2 以箱体右端面为精基准，粗铣箱体的左端面。工序 3 粗镗孔 5（42 ）到 41.5，并镗出两个 145的倒角；粗镗孔03.6（62 ）到 61.5，并镗出 245倒角；粗镗孔 7（88 ）03. 5.0387.5，留有精镗加工余量。工序 4 钻毛坯 25 孔到 28。工序 5 粗镗孔 1（35 ）到 34.5，并镗出倒角 145，粗镗孔03.2（35）到 34.5，粗镗孔 3(46)到 46，粗镗孔 4(52 )到03.51.5，并镗出倒角 245。工序 6 粗车 120 外圆面到 122。粗车距离右端面 115.5 的圆环面到03. 12.0距离右端面 117；粗车 3- 5.5 孔的左端面。工序 7 精铣箱体右端面。工序 8 精铣箱体左端面。工序 9 精镗孔 5（42 ） 、孔 6（62 ）和孔 7（88 ）分别到03.03.5.0342 、62 、88 。精镗孔 7（88 ）在孔03.05.03.06（62 ）一侧的端面。.0工序 10 半精镗孔 2（35）到 35；精镗孔 1（35 ）到 35 。精03.03.需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 6 页 共 23 页镗孔 4(52 )到 52 。03.03.工序 11 半精镗孔 1（35 ）的左端面；半精镗孔 4(52 )的有端面；.0 03.半精镗孔 3(46)的右端面。工序 12 精车 120 外圆面到 120 。精车距离右端面 115.5 的圆03.03. 12.0环面到 115.5 。12.0工序 13 钻、铰 3-5.5 的孔工序 14 钻 3-M5 螺纹底孔，攻螺纹 3-M5。工序 15 钻 4-M6 螺纹底孔，攻螺纹 4-M6。工序 16 钻、扩 4-9 通孔并钻、锪 414 的阶梯孔。工序 17 检验、入库3.2.3 工艺方案的比较与分析工艺方一和工艺方案二的主要不同点在于：1、方案一是先加工与作为精基准面的箱体右端面向垂直的阶梯孔，之后粗镗孔 5（42 ） 、孔 6（62 ）和孔 7（88 ） ，再接着是阶梯孔和孔03.03.5.035、6、7 的精加工。而方案二是先粗镗孔 5（42 ） 、孔 6（62 ）和孔.003.7（88 ） ，之后加工与作为精基准面的箱体右端面向垂直的阶梯孔，再接着5.03是阶梯孔和孔 5、6、7 的精加工。比较可见，方案一是较为可取的选择。主要是因为：（1）阶梯孔的轴线与箱体底面位置尺寸是一般尺寸，没有尺寸公差的要求，容易保证。而孔 5、6、7 的轴线与阶梯孔轴线位置要求为 39 ，在未先16.0加工阶梯孔的前提下先加工孔 5、6、7 显然该精度难以保证。 （2）先加工的阶梯孔便于加工孔 5、6、7 时的装夹。2、工艺方案一将作为精基准面的右端面的精加工安排在粗精镗 52 孔03.之前，更好得保证该孔的右端面与精基准面的位置尺寸（由尺寸链计算得到 92） 。虽然方案二对该孔的粗镗加工可以预留出较多余量，保证精镗加工时的07.尺寸，但总体而言其过程较为繁琐，需要对粗镗余量有较多的计算的验证。同理方案一中对孔 5（42 ） 、孔 6（62 ）和孔 7（88 ）的孔的粗精03.03.5.03加工都安排在轴线与左右端面垂直的阶梯孔的精加工之后，以保证这三个孔的轴线与阶梯孔轴线的距离尺寸 39 。1.0综上，选用方案一作为最终的加工方案。3.3 选择加工设备和工艺设备需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 7 页 共 23 页由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅一少量专用机床的流水线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。（1）粗铣左右端面 考虑到工件的定位夹紧方案，采用立铣，选择 X53K立式铣床。选择直径 D 为 50 的 C 类可转位面铣刀、专用夹具和游标卡尺。(2)精铣左右端面 由于定位基准的转换，宜采用卧铣，选择 X6130 铣床，选择与粗铣相同型号的 C 类可转位面铣刀。采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。（3）钻毛坯孔 25 选用摇臂钻床 Z304016，选用锥柄麻花钻，锥柄机用铰刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。（4）粗镗各个孔及孔的内端面 选用卧式镗床 T68 型号，选择功率为1.5kw 的 1TA20M 镗削头。选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。（5）精镗各个孔及孔的内端面 选用卧式镗床 T68 型号，选择功率为1.5kw 的 1TA20M 镗削头。选择精镗刀、专用夹具及游标卡尺。 （6）粗车左端 125 外圆面、圆环面 选用 C620-1 卧式车床。选择刀具：刀片材料为 YT15，刀杆尺寸为 16mm25mm, =90， =15，rko=12， =0.5mm(查切削用量简明手册 表 1-3)。采用专用夹具及游标oRr卡尺。（7）精车左端 125 外圆面、圆环面 选用 C620-1 卧式车床。选择与粗车相同型号的刀具，采用专用夹具及游标卡尺。（8）钻、扩、攻螺纹各个孔 （钻、扩、攻螺纹 3M5 和 4-M6，钻、扩 3-5.5 和 4-9） 选用摇臂钻床 Z3025，选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角；3M5 和 4-M6 螺纹底孔用锥柄阶梯麻花钻，攻螺纹采用机用丝锥及丝锥夹头。采用专用夹具、游标卡尺以及塞规。其中 3M5 和 4-M6 用螺纹塞规检验。3.4 确定加工余量与工序尺寸表加工表面 基本尺寸/mm 公差/粗糙度 单边余量/mm工序尺寸 毛坯尺寸/mm2.5 粗铣3.560 右端面 2.5 Ra3.21 精铣2.562.5 粗铣28.5120 左端面 27 Ra3.21.5 精铣27312 钻4右端面 3-M5 M5 Ra6.30.25 铰、攻螺纹M50需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 8 页 共 23 页1.5 钻283.25 粗镗34.535 孔03.35 H8/Ra1.60.25 精镗35251.5 粗镗33左端 35 35 Ra3.21 半精镗35301.5 粗车122120 外圆面03.120（径向） h8/Ra1.61 精车1201252.5 粗车117120 圆环面03.115.5 h8/Ra1.61.5 精车115.5119.52.75 粗镗51.552 孔03.52 H8/Ra1.60.25 精镗52461.5 钻2830 孔 30 Ra3.21 半精镗30252.65 钻5.33-5.5 5.5 Ra6.30.1 铰5.502.75 粗镗41.542 孔 03.42 H8/Ra1.60.25 精镗42362.75 粗镗61.562 孔03.62 H8/Ra1.60.25 精镗62562 粗镗8488 孔 5.0388 Ra3.21 半精镗888288 孔内端面5.0315 Ra3.2 1 半精镗15 142 粗车121120 外圆面.120 h8/Ra1.60.5 精车120125需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 9 页 共 23 页3.5 确定加工工序设计及基本工时工序 1：粗铣右端面查看实用机械加工工艺手册，取每齿进给量 f =0.2mm/z。粗铣走刀一Z次，a =2.5mm。取粗铣的主轴转速为 200r/min,选取刀具的的直径 D 为P50mm,故相应的切削速度为：Vc= = =31.4m/min10Dn0254.3校核机床功率参考有关资料得：铣削时的切削功率 pmezpnkafPc74.095.67取 Z=10 个齿，n=200/60=33.33r/s， =60mm， =2.5mm， =0.2mm/z， =1eapzfpmk将他们带入式中得：=2.33kw13.062.05.19.67749 Pc又由实用机械加工工艺手册查到 X53K 立式铣床的机床功率为 10kw，若取效率为 0.85，则 2.33/0.85=2.7410。故机床能满足加工要求。 计算基本工时：T=L/FN=60/0.2200=0.471min工序 2：粗铣左端面 查看实用机械加工工艺手册，取每齿进给量 =0.2mm/z。粗铣走刀一次，zfa =2.5mm。取粗铣的主轴转速为 200r/min,选取刀具的的直径 D 为 50mm,故P相应的切削速度为：2.55 钻5.14-M6 孔 M6 Ra6.30.45 攻螺纹M604 钻84-9 通孔 9 Ra6.30.5 扩、铰90需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 10 页 共 23 页Vc= = =31.4m/min10Dn0254.3校核机床功率参考有关资料得：铣削时的切削功率 pmezpnkafPc74.095.67取 Z=10 个齿，n=200/60=33.33r/s， =120mm， =2.5mm， =0.2mm/z， =1eapzfpmk将他们带入式中得：=4.65kw13.012.05.219.67749 Pc又由实用机械加工工艺手册查到 X53K 立式铣床的机床功率为 10kw，若取效率为 0.85，则 4.65/0.85=5.47kw10kw。故机床能满足加工要求。计算切削工时：T=L/FN=120/0.2200=0.942min工序 3：钻 25 毛坯孔参考切削用量简明手册，取钻孔的进给量为 =0.5mm/r,Vc=19m/min。zf由此计算出转速为 n= = =201.69r/min。dv10284.319按机床实际转速取 n=200r/min。则实际切削速度为：Vc= = =18.21m/min。10Dn0.验证扭矩及功率：=9.8142.7280.5 1=6977.03Nff KfdF8.7.428.19 8.0=9.810.02128 0.5 1=99.5N.MmM.0 2.P= Vc=639.518.21/60=2.11kwfF由实用机械加工工艺手册查得 Z3040 的主轴最大扭矩为 400N.M，主电动机功率为 3kw,故能满足加工要求。计算基本工时：T= = =0.185minnfl205.18工序 4：粗镗孔 1（35 ）到 34.5，并镗出倒角 145，粗镗孔03.需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 11 页 共 23 页2（35）到 33，粗镗孔 3(46)到 46。(1)粗镗孔 1（35 ）到 34.5： 03.粗镗余量为 =（34.5-28.5）/2=3.25,取 Vc=0.4m/s=24m/min, 粗Z=0.2mm/rzf由此计算出转速为 n= = =221.54r/min。dv105.34.2按机床实际转速取 n=220r/min。则实际切削速度为：Vc= = =23.82m/min。10Dn0验证功率： FcnYxPFcc KVfaCcFcc8.9Pc= Vc10 3取 =180， =1， =0.75， =0， =1FcFcXcyFcnc则 =1452.3N1397.02.75180.975Pc= Vc10 =0.58kwc3取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 0.58/0.85=0.68KW。实用机械加工工艺手册查得 T68 卧式镗床的主电机最大功率为 5.5kw，故适用。计算基本工时：T= = =0.31minnfl20.513(2)粗镗孔 2（35）到 33 毛坯孔尺寸为 30粗镗余量为 =（33-30）/2=1.5,取 Vc=0.4m/s=24m/min, =0.2mm/r粗Z zf由此计算出转速为 n= = =231.61r/min。dv1034.2按机床实际转速取 n=220r/min。则实际切削速度为：Vc= = =22.80m/min。10Dn0234.验证功率： FcnYxPFcc KVfaCcFcc81.9需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 12 页 共 23 页Pc= Vc10cF3取 =180， =1， =0.75， =0， =1FcCFcXcynFcK则 =792.1518.2.0518.9075Pc= Vc10 =0.316kwc3取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 0.316/0.85=0.372KW。实用机械加工工艺手册查得 T68 卧式镗床的主电机最大功率为 5.5kw，故适用。计算基本工时：T= = =0.341minnfl20.15工序 5 粗车 120 外圆面到 122。粗车 3- 5.5 孔的左端面。03.粗车 120 外圆面、圆环面时，因余量为 2mm，故 =2mm。. pa根据切削用量简明手册表 1.4 查取: 进给量 f 范围取 0.91.3mm/r,这边我们选取进给量 f=0.2mm/r查切削用量简明手册表 1.23 得：切削力 950fFN而切削时 的修正系数为 ，fF1.,.,1.f f fvoFBYkrFKK根据 c620-1 车床说明书，可选择 n=200r/min则 3.42075.4/min.26/10cdnV s则 ，故机床效率足够。331054.7.().9()cfcPFkw计算基本工时：由 基本时间 i 可得：其中 ,根据切削用量简明手册表 1.26 查取得：,4Llylm车削时的入切量及超切量 ，则 L=4+3.5=7.5mm3.5y需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 13 页 共 23 页则 7.510.3min1.92jt s工序 6：精铣右端面精铣余量 =1mm,取精铣转速为 400r/min,精铣每转进给量为 0.5mm/r,铣精Z刀直径为 50。则 Vc= = =62.8m/min10Dn045.3计算基本工时：T= = =0.942minnfl405.6工序 7：精铣左端面精铣余量 =1.5mm,取精铣转速为 400r/min,精铣每转进给量为 0.5mm/r,精Z铣刀直径为 50。则 Vc= = =62.8m/min10Dn045.3计算基本工时：T= = =1.884minnfl405.12工序 8：粗镗孔 2（52 ）到 51.5 ，并镗出倒角 245。03.毛坯孔尺寸为 46粗镗余量为 =（51.5-46）/2=2.75,取 Vc=0.4m/s=24m/min, 粗Z=0.2mm/rzf由此计算出转速为 n= = =148r/min。dv105.14.32按机床实际转速取 n=150r/min。则实际切削速度为：Vc= = =24.26m/min。10Dn0验证功率： FcnYxPFcc KVfaCcFcc8.9Pc= Vc10 3取 =180， =1， =0.75， =0， =1FcCFcXcyFcnc需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 14 页 共 23 页则 =1452.2718.2.075218.9075cFPc= Vc10 =0.581kw3取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 0.581/0.85=0.684KW。实用机械加工工艺手册查得 T68 卧式镗床的主电机最大功率为 5.5kw，故适用。计算基本工时：T= = =0.567minnfl1502.7工序 9：半精镗、精镗阶梯孔（1）半精镗 30 孔半精镗余量为 =（30-28）/2=1,取 Vc=0.8m/s=48m/min, =0.15mm/r半 精Z zf由此计算出转速为 n= = =509.55r/min。dv10304.8按机床实际转速取 n=500r/min。则实际切削速度为：Vc= = =47.1m/min。10Dn0534.计算基本工时：T= = =0.07minnfl501.（2）半精镗 35 孔半精镗余量为 =（35-33）/2=1,取 Vc=0.8m/s=48m/min, =0.15mm/r半 精Z zf由此计算出转速为 n= = =436.67r/min。dv10354.8按机床实际转速取 n=440r/min。则实际切削速度为：Vc= = =48.36m/min。10Dn0435.计算基本工时：T= = =0.227minnfl4015.（3）精镗 35 孔03.精镗余量为 =（35-34.5）/2=0.25,取 Vc=1.2m/s=72m/min, 精Z=0.12mm/rzf需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 15 页 共 23 页由此计算出转速为 n= = =655.14r/min。dv10354.72按机床实际转速取 n=630r/min。则实际切削速度为：Vc= = =71.335m/min。10Dn06354.计算基本工时：T= = =0.173minnfl63015.（4）精镗 52 孔03.精镗余量为 =（52-51.5）/2=0.25,取 Vc=1.2m/s=72m/min, 精Z=0.12mm/rzf由此计算出转速为 n= = =440.96r/min。dv10524.37按机床实际转速取 n=440r/min。则实际切削速度为：Vc= = =71.84m/min。10Dn06524.3计算基本工时：T= = =0.322minnfl415.7工序 10 精车 120 外圆面到 120 。精车距离右端面 115.503.03.的圆环面到 115.512.012.0因余量为 0.5mm，故 =0.5mm。pa根据切削用量简明手册表 1.4 查取: 进给量 f 范围取 0.91.3mm/r,这边我们选取进给量 f=0.75mm/r根据 c620-1 车床说明书，可选择 n=400r/min则 3.142015.8/min2.51/0cdnV s计算基本工时：由 基本时间 i 可得：其中 ,根据切削用量简明手册表,4Llylm需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 16 页 共 23 页1.26 查取得：车削时的入切量及超切量 ，则 L=4+3.5=7.5mm3.5ym则 7.510.2in1.4jt s工序 11：钻、铰 3-5.5 的孔由实用机械加工工艺手册查得：第一次钻孔直径为 5.3，铰孔余量 =（5.5-5.3 ）/2=0.1mm。铰Z取钻孔进给量 =0.25mm/r ,Vc=17m/minzf由此计算出转速为 n= = =1021.51r/min。dv103.5417按机床实际转速取 n=1000r/min。则实际切削速度为：Vc= = =16.34m/min。10Dn03.54铰孔：取 =0.3mm/r ,Vc=14m/minzf由此计算出转速为 n= = =810.65r/min。dv15.4310按机床实际转速取 n=810r/min。则实际切削速度为：Vc= = =13.98m/min。10Dn085.43计算基本工时：T=t1+t2= + = + =0.2434min1nfl215.8103.工序 12：粗镗孔 5（42 ）到 41.5，并镗出两个 145的倒角；03.粗镗孔 6（62 ）到 61.5，并镗出 245倒角；粗镗孔 7（8803.）87.5，留有精镗加工余量。5.03（1） 、粗镗孔 5（42 ）到 41.503.毛坯尺寸为 36因余量为 2.75mm，故 =2.75mm。pa根据相关资料查取: v=0.4m/s=24m/min进给量 f=0.2mm/r r/min102418.35vnd需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 17 页 共 23 页查有关资料得： 9.81FcFcxyncpCafvK30cP取 0,.75,1FcFcFccCxyn则 0.09.812.39452.3()N345()cPkw取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 ，cm0.7.65.8cp故机床效率足够。计算基本工时由 基本时间 i 可得： 160.4min26.7.28jt s（2） 、粗镗孔 6（62 ）到 61.503.毛坯尺寸为 56因余量为 2.75mm，故 =2.75mm。pa根据相关资料查取: v=0.4m/s=24m/min进给量 f=0.2mm/r 10241.3/min3.6.5vnrd取 n=120r/min,则 203./in0.39/10cnV ms查有关资料得： 9.81FcFcxyncpCafvK30cP取 0,.75,1FcFcFccCxyn则 0.09.812.39452.3()N需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 18 页 共 23 页31452.0.9.57()cPkw取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 ，故机0.658cmpk床效率足够。计算基本工时：由 基本时间 i 可得： 160.7min4.2jt s(3)、粗镗孔 7（88 ）87.55.03毛坯尺寸为 82因余量为 2mm，故 =2mm。pa根据相关资料查取: v=0.4m/s=24m/min进给量 f=0.2mm/r 102491/min0/i3.8vnrrd查有关资料得： .FcFcxyncpCafvK310cP取 180,.75,1FcFcFccCxyn则 0.09.246.2()N336.ccPVkw取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 ，故机05.8cmpP床效率足够。计算基本工时：由 基本时间 i 可得：150.83min5.29jt s需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 19 页 共 23 页工序 13 精镗孔 5（42 ） 、孔 6（62 ）分别到 42 、62 和03.03.03.03.半精镗孔 7（88 ）到 88 。半精镗孔 7（88 ）在孔5.305.30 5.306（62 ）一侧的端面。03.（1） 、精镗孔 5（42 ）.0因余量为 0.25mm，故 =0.25mm。pa根据相关资料查取: v=1.2m/s=72m/min进给量 f=0.12mm/r 107254.9/min546/i3.vnrrd计算基本工时：由 基本时间 i 可得： 160.24in1.7.5jt s（2） 、精镗孔 6（62 ）03因余量为 0.25mm，故 = 0.25mm。pa根据相关资料查取: v=1.2m/s=72m/min进给量 f=0.12mm/r 1072369./min370/i.4vnrrd计算基本工时：由 基本时间 i 可得： 160.3in21.6.27jt s（3） 、半精镗孔 88503.因余量为 1mm，故 =1mm。pa根据相关资料查取: v=0.8m/s=48m/min进给量 f=0.16mm/r 1048173./min3.vnrd取 n=170r/min,则需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 20 页 共 23 页3.148704/min0.78/0cdnV s计算基本工时：由 基本时间 i 可得： 150.in3.1.67jt s（4） 、半精镗 88 孔内端面03.因余量为 1mm，故 =1mm。pa根据相关资料查取: v=0.8m/s=48m/min进给量 f=0.16mm/r 1048173./min3.vnrd取 n=170r/min,则.04/i0.78/10cV s计算基本工时：由 基本时间 i 可得： 10.37min26jt s工序 14：钻右端面 3-M5 螺纹底孔，攻螺纹 3-M5（1）钻右端面 3-M5 螺纹底孔：参考切削用量简明手册，取钻孔的进给量为=0.3mm/r,Vc=22m/min。zf由此计算出转速为 n= = =1751.59r/min。dv104.32按机床实际转速取 n=1750r/min。则实际切削速度为：Vc= = =21.98m/min。10Dn075.验证扭矩及功率：=9.8142.740.3 1=639.5Nff KfdF8.7.428.9 8.0=9.810.0214 0.3 1=1.258N.MmM.012.P= Vc=639.521.98/60=234.27wfF需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 21 页 共 23 页由实用机械加工工艺手册查得 Z3025 的主轴最大扭矩为 200N.M，主电动机功率为 1.3kw,故能满足加工要求。（2）攻螺纹 3-M5取进给量 =0.3mm/r ,Vc=0.2m/s=12m/minzf由此计算出转速为 n= = =764.33r/min。dv1054.312按机床实际转速取 n=760r/min。则实际切削速度为：Vc= = =11.932m/min。10Dn076.计算基本工时：T= = =0.21minnfl376.1工序 15：钻 4-M6 螺纹底孔，攻螺纹 4-M6（1）钻 4-M6 螺纹底孔钻孔进给量 =0.3mm/r ,Vc=22m/minzf由此计算出转速为 n= = =1373.79r/min。dv101.5432按机床实际转速取 n=1400r/min。则实际切削速度为：Vc= = =22.42m/min。10Dn0.（2）攻螺纹 4-M6取进给量 =0.3mm/r ,Vc=0.2m/s=12m/minzf由此计算出转速为 n= = =636.94r/min。dv 614.32按机床实际转速取 n=630r/min。则实际切削速度为：Vc= = =11.87m/min。0Dn0.计算基本工时：T=t1+t2= + = + =0.31min14nfl2143.630.工序 16 钻、扩 4-9 通孔，锪 414 阶梯孔（1） 、钻 4-9 通孔钻孔进给量 =0.3mm/r ,Vc=22m/minzf需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 22 页 共 23 页由此计算出转速为 。102875./min3.4vnrd按机床实际转速取 n=850r/min。则实际切削速度为： .1021.35/in0cVr计算工时：T= = =0.38minnfl853.096（2） 、扩 4-9 通孔参考相关资料，并参考机床实际进给量，取 =0.2mm/r,又参考资料可知zf道，扩孔切削速度为钻孔是的 0.33-0.5 倍，故取扩孔似的切削速度为：。12/min1/i由此计算出转速为01350./min350/i.4vrrd则实际切削速度为： /icVr计算基本工时：T= = =1.37minnfl3502.96（3） 、锪 414 阶梯孔查得进给量 =0.5mm/r ,Vc=24m/minzf由此计算出转速为 1024509./min3.1vnrd按机床实际转速取 n=500r/min。则实际切削速度为：2.6/incVr计算基本工时：T= = =0.64minnfl50.28需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 23 页 共 23 页四、钻床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计钻、攻 3-M5 螺纹专用夹具。4.1、专用夹具的提出本夹具主要用于钻、攻 3-M5 螺纹，粗糙度为 Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑生产效率。4.2、定位元件及夹紧元件的选择 本工序选用的定位基准工件 120 端面和 35 孔及底面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是定位销和支承钉。因此进行定位元件的设计主要是对定位销和支承钉，在工件右端面用移动压板进行夹紧。选择工件 120 端面和 35 孔及底面定位，对应的定位元件为定位销和支承钉。1、120 端面与定位销相配合限制三个自由度，即 X 轴转动、Y 轴转动和Z 轴移动。2、35 孔与定位销相配合限制两个自由度，即 X 轴移动和 Y 轴转动。3、底面与支承钉相配合限制一个自由度，即 Z 轴移动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位4.3、切削力和夹紧力的计算查表 4 得切削力计算公式： ppf Kfa7.031F式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(p=736MPa, 即 = =1547N1p pf Kfa7.013F117.03.所需夹紧力，查表 5 得， ，安全系数 K=Wk 654320K式中 为各种因素的安全系数，查表得：60KK= =1.872，当计算 K2.5 时，取 K=2.50.13.121孔轴部分由 M10 螺母锁紧，查表得夹紧力为 12360N= =30900NWKk5.60需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 24 页 共 23 页由上计算得 ，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。kWfF4.4、定位误差分析1、基准位移误差 Y由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用 表示。Y工件以 120 端面和 35 孔及底面来定位，钻 3-M5 孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算)(21minaxminaxYdD式中 基准位移误差，mm孔的最大直径，mmmaxD轴的最小直径，mmind=0.025mmm34.975-02.1)(21minaxY ）（2、基准不重合误差 B加工尺寸 h 的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用 表示。基准不重合误差为 =BBd21式中 基准不重合误差，mmB工件的最大外圆面积直径公差，mmd=B m0125021需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 25 页 共 23 页4.5、钻套的设计钻 3-M5 螺纹，粗糙度 Ra6.3,需钻、攻螺纹，因为钻过孔之后，还要攻丝，所以选用快换钻套。钻 M5 螺纹孔底孔 4.25，需 4.25 快换钻套（其结构如下图所示） 。查机床夹具标准件可知 4.25 相配的快换钻套的具体结构如下：具体的尺寸如下：需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 26 页 共 23 页因为快换钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把它压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和 4.25 快换钻套相配的螺钉的尺寸为 M5，查机床夹具标准件可知， M5 快换钻套压紧螺钉的具体结构如下具体的尺寸如下：需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 27 页 共 23 页4.6、夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择由螺母、螺杆、弹簧、圆垫圈、调节支承、带肩螺母和移动压板组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。参考文献1 张纪真主编 机械制造工艺标准应用手册， 机械工业出版社2 刘守勇主编 机械制造工艺与机床夹具， 机械工业出版社3 王先逵主编 机械制造工艺学（第二版） ，北京， 机械工业出版社，2007.54 张耀宸主编 机械加工工艺设计手册， 航空工业出版社5 马鹏飞主编 . 机械工程材料与加工工艺，北京， 化学工业出版社，2008.16 陈宏钧主编 . 实用机械加工工艺手册，北京， 机械工业出版社，2003.17 张力真主编 . 金属工艺学实习教材， 高等教育出版社8 孙桓等主编 . 机械原理. 北京，高等教育出版社，2006.5需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202第 28 页 共 23 页9 于万成主编 . 金属加工工艺及工装设计 ，2006.310徐耀信主编 . 机械加工工艺及现代制造技术 ，2005.211张清宇主编 . 中文 AutoCAD 2004 操作教程 ， 2005.3
展开阅读全文