工程钻机芯管加工工艺设计

本科毕业论文 设计 题目 工程钻机芯管加工工艺设计 作者 学院 机械工程学院 专业 机械设计及其自动化 学号 指导教师 二 一 年 月 日 摘 要 在生产过程中 使生产对象 原材料 毛坯 零件或总成等 的质和量的状 态发生直接变化的过程叫工艺过程 如毛坯制造 机械加工 热处理 装配等都 称之为工艺过程 在制定工艺过程中 要确定各工序的安装工位和该工序需要的 工步 加工该工序的机车及机床的进给量 切削深度 主轴转速和切削速度 该 工序的夹具 刀具及量具 还有走刀次数和走刀长度 最后计算该工序的基本时 间 辅助时间和工作地服务时间 关键词 工艺过程 毛坯 进给量 走刀长度 ABSTRACT Enable producing the target in process of production raw materials the blank state of quality and quantity on part become always take place direct course of change ask craft course if the blank is made machining heat treatment assemble etc and call it the craft course In the course of making the craft is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want the locomotive of processing this process and the entering the giving amount of the lathe cut depth the rotational speed of the main shaft and speed of cutting the jig of this process the cutter and measuring tool a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves calculate basic time of this process auxiliary time and service time of place of working finally KEY WORDS The process worker one orient the scheme 目录 摘要 ABSTRACT 第一章 绪论 1 1 1 选题的意义 3 1 2 夹具的发展方向 3 1 3 本章小结 6 第二章 芯管的加工工艺规程设计 8 2 1 芯管的作用 9 2 1 2 芯管的技术要求 10 2 2 芯管的工艺分析 11 2 3 确定毛坯 绘制毛坯简图 11 2 3 1 选择毛坯 12 2 3 2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 12 2 4 拟定芯管工艺路线 13 2 4 1 定位基准的选择 13 2 4 2 精基准的选择 15 2 4 3 粗基准的选择 16 2 5 各面 孔加工方法的确定 17 2 6 加工阶段的划分 18 2 7 工序的集中于分散 19 2 8 工序顺序的安排 20 2 8 1 机械加工工序 21 2 8 2 热处理工序 22 2 8 3 辅助工序 22 第三章 机床设备及工艺装备的选用 23 3 1 机床设备的选用 23 3 2 工艺装备的选用 23 第四章 切削用量与时间定额的计算 23 第五章 夹具设计 24 5 1 问题的提出 25 5 2 定位方案 26 5 3 夹紧机构 27 5 4 夹具与机床的联接元件 28 5 5 定位误差分析 29 5 6 切削力及夹紧力的计算 30 结论 31 参考文献 32 致谢 33 0 第一章 绪论 1 1 选 题 的 意 义 当人们谈起制造行业中的发展时 很少谈到工件夹具 但是在零件生产的 基本领域 正吹着改革之风 一项优秀的夹具结构设计 往往可以使得生产效率 大幅度提高 并使产品的加工质量得到极大地稳定 尤其是那些外形轮廓结构较 复杂的 不规则的芯管类 杆类工件 几乎各道工序都离不开专门设计的高效率 夹具 目前 中等生产规模的机械加工生产企业 其夹具的设计 制造工作量 占新产品工艺准备工作量的 50 80 生产设计阶段 对夹具的选择和设计工作 的重视程度 丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择 夹具的设计 制造和生产过程中对夹具的正确使用 维护和调整 对产品生产的优劣起着举足 轻重的作用 如今 制造商们需要供应商提供一步到位服务 他们要求世界范围内的当地 供应商能够支持全球化生产 他们坚持与供应商保持并行生产过程开发 他们努 力寻求各种以及所有可以降低其产品生产时间的对策 那些制作夹具的人 必须 采用与制作价值好几百万美元的加工中心的人们所采用的相同的规则 如今他们 正在迎接这种挑战 1 2 夹 具 的 发 展 方 向 夹具是机械加工不可缺少的部件 在机床技术向高速 高效 精密 复合 智能 环保方向发展的带动下 夹具技术正朝着高精 高效 模块 组合 通用 经济方向发展 一 高精度 随着机床加工精度的提高 为了降低定位误差 提高加工精度对夹具的制 造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达 5 m 夹具支承面的垂直度达 到 0 01mm 300mm 平行度高达 0 01mm 500mm 德国 demmeler 戴美乐 公司制 造的 4m 长 2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台 其等高误差为 0 03mm 精密平 口钳的平行度和垂直度在 5 m 以内 夹具重复安装的定位精度高达 5 m 瑞 士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 2 5 m 机床夹具的精度已提高到微米 级 世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业 诚然 为了适应不同行业 的需求和经济性 夹具有不同的型号 以及不同档次的精度标准供选择 二 高效 1 为了提高机床的生产效率 双面 四面和多件装夹的夹具产品越来越多 为了减少工件的安装时间 各种自动定心夹紧 精密平口钳 杠杆夹紧 凸轮夹 紧 气动和液压夹紧等 快速夹紧功能部件不断地推陈出新 新型的电控永磁夹 具 加紧和松开工件只用 1 2 秒 夹具结构简化 为机床进行多工位 多面和 多件加工创造了条件 为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间 瑞典 3R 夹具 仅用 1 分钟 即可完成线切割机床夹具的安装与校正 采用美国 Jergens 杰金 斯 公司的球锁装夹系统 1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上 球 锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具 起到缩短停机时间 提高生产效率的作 用 三 模块 组合夹具元件模块化是实现组合化的基础 利用模块化设计的系列化 标准化夹具元件 快速组装成各种夹具 已成 为夹具技术开发的基点 省工 省时 节材 节能 体现在各种先进夹具系统的 创新之中 模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础 应用 CAD 技术 可建立元件库 典型夹具库 标准和用户使用档案库 进行夹具优化设计 为用 户三维实体组装夹具 模拟仿真刀具的切削过程 既能为用户提供正确 合理的 夹具与元件配套方案 又能积累使用经验 了解市场需求 不断地改进和完善夹 具系统 组合夹具分会与华中科技大学合作 正在着手创建夹具专业技术网站 为夹具行业提供信息交流 夹具产品咨询与开发的公共平台 争取实现夹具设计 与服务的通用化 远程信息化和经营电子商务化 四 通用 经济夹具的通用性直接影响其经济性 采用模块 组合式的夹具系统 一次性投资比较大 只有夹具系统的可重 组性 可重构性及可扩展性功能强 应用范围广 通用性好 夹具利用率高 收 回投资快 才能体现出经济性好 德国 demmeler 戴美乐 公司的孔系列组合焊 接夹具 仅用品种 规格很少的配套元件 即能组装成多种多样的焊接夹具 元 件的功能强 使得夹具的通用性好 元件少而精 配套的费用低 经济实用才有 推广应用的价值 1 3 本 章 小 结 随着科学技术的发展 各种新材料 新工艺和新技术不断涌现 机械制造工 艺正向着高质量 高生产率和低成本方向发展 各种新工艺的出现 已突破传统 的依靠机械能 切削力进行切削加工的范畴 可以加工各种难加工材料 复杂的 型面和某些具有特殊要求的零件 数控机床的问世 提高了更新频率的小批量零 件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度 特别是计算方法和计算机技术的 迅速发展 极大地推动了机械加工工艺的进步 使工艺过程的自动化达到了一个 2 新的阶段 自 20 世纪末期以来 现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发 展 但工具 含夹具 刀具 量具与辅具等 在不断的革新中 其功能仍然十分 显著 机床夹具对零件加工的质量 生产率和产品成本都有着直接的影响 因此 无论在传统制造还是现代制造系统中 夹具都是重要的工艺装备 第二章 芯管的工艺规程设计 2 1 芯 管 的 作 用 该零件为工程钻机芯管 是工程钻机中的零件图 毛坯图分别如附图 1 附 图 2 所示 附图 1 零件图 3 附图 2 毛坯图 2 1 1 芯 管 的 技 术 要 求 芯 管 的 技 术 要 求 见 表 1 1 表 1 1 芯管技术要求 加工表面 偏差 mm 公差及精度 等级 粗糙度 Ra m 形位公差 mm 外圆105 036 12 IT7 1 6 外圆25 IT9 IT11 12 5 的外圆16 IT9 12 5 凹台782 01 IT7 IT8 3 2 总长 285 两端 面 IT10 12 5 宽键槽20052 IT6 IT9 3 2 4 2 2 芯 管 工 艺 分 析 分析可知本零件材料为 45 钢 该零件具有较高的强度 耐磨性 耐热性 减震性 适应于承受较大的应力 要求耐磨的零件 芯管具有几组外圆表面 他 们之间有一定的位置要求 由零件图可知 外圆的中心线是主要的设计基准036 125 05 12 16 和加工基准 该零件的主要加工面可分为两组 1 外圆为中心的加工表面036 125 这一组加工表面包括 外圆以及 凹台的车削 铣削加工及端面036 125 2 0178 及孔和倒角 2 以 外圆为加工表面05 12 这一组加工表面包括 外圆的车削加工 键槽宽 20 长 45 的铣05 12 16 削加工等 由以上分析可知 对这两组加工表面而言 先加工第一组 再加工第二组 由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知 上述技术要 求是可以达到的 零件的结构工艺性也是可行的 另外考虑到零件的精度不高可 以在普通机床上加工 2 3 确 定 毛 坯 绘 制 毛 坯 简 图 2 3 1 选 择 毛 坯 根 据 零 件 差 资 料 知 零 件 材 料 确 定 毛 坯 为 锻 打 毛 坯 通 过 计 算 和 查 询资料可知 毛坯重量约为 4 72kg 生产类型为中小批量 可采用金属型锻造 毛坯 2 3 2 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 机 械 加 工 余 量 零件基本尺寸在 70 300 之间 由表 2 1 可知 差得该锻件的尺寸公差等级 CT 为 8 10 级 由表 2 5 可知 加工余量等级 MA 为 G 级 故 CT 10 级 MA 为 G 级 表 2 1 用查表法确定各加工表面的总余量 加 工 表 面 基 本 加 工 余 加 工 余 量 说 明 5 尺 寸 量 等 级 数 值 外圆105 105 H 2 5 双 侧 加 工 取 下 行 值 外圆2 102 H 2 5 双 侧 加 工 取 下 行 值 的外圆16 116 G 2 5 双 侧 加 工 取 下 行 值 凹台7878 H 3 0 双 侧 加 工 取 下 行 值 总长 285 两端面 285 G 2 5 双 侧 加 工 取 下 行 值 宽键槽2020 H 2 0 孔 降 一 级 双 侧 加 工 2 4 拟 定 芯 管 工 艺 路 线 2 4 1 定 位 基 准 的 选 择 定位基准有粗基准和精基准之分 通常先确定精基准 然后再确定粗基准 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一 基面选择得正确与合理 可以使加 工质量得到保证 生产率得以提高 否则 加工工艺过程中会问题百出 更有甚 者 还会造成零件的大批报废 使生产无法正常进行 2 4 2 精 基 准 的 选 择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题 选择加工表面的设计基准为定位基 准 称为基准重合的原则 采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不 重合引起的基准不重合误差 零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证 为 使基准统一 先选择 外圆和 的外圆作为精基准036 125 05 12 2 4 3 粗 基 准 的 选 择 对一般的轴类零件来说 以外圆作为基准是合理的 按照有关零件的粗基准 的选择原则 当零件有不加工表面时 应选择这些不加工的表面作为粗基准 当 零件有很多个不加工表面的时候 则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高 大的不加工表面作为粗基准 从零件的分析得知 芯管以外圆作为粗基准 6 2 5 各 面 孔 加 工 方 法 的 确 定 根据芯管零件图上各加工表面的尺寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 确 定 加 工 件 各 表 面 的 加 工 方 法 如 表 3 1 表 3 1 芯管各表面加工方案 主要加工表面 尺寸精度等级 粗糙度 加工方案 备注 外圆036 125 IT7 1 6 粗车 精车 表 1 8 外圆 IT9 12 5 粗车 表 1 9 外圆05 12 IT9 IT11 12 5 粗车 半精 车 表 1 8 凹台 78 IT7 IT8 3 2 粗铣 精铣 表 1 9 宽 20 长 45 键槽 IT10 25 粗铣 半精 铣 表 1 8 上 4 M6 深 12 螺纹孔 IT6 IT9 3 2 钻 攻 表 1 9 2 6 加 工 阶 段 的 划 分 该芯管的加工质量要求较高 可将加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段 加工过程中 首先加工面 然后加工各孔 最后加工各细节部分 攻丝 拉 槽等 2 7 工 序 的 集 中 与 分 散 该零件选用工序集中原则安排芯管的加工工序 该芯管的生产类型是中 小 批生产 可以采用万能型机床配以专用工 夹具 以提高生产率 而且运用工序 集中原则使工件的装夹次数少 不但可缩短辅助时间 而且由于在一次装夹中加 工了许多表面 有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求 7 2 8 工 序 顺 序 的 安 排 2 8 1 机 械 加 工 工 序 遵循 先基准后其他 原则 先粗后精 原则 先主后次 原则 先 面后孔 原则 制定机械加工工序如下 工序 10 锻打 锻打毛坯料 180 x1540 工序 20 热处理调质处理 工序 30 粗车左端外圆 及端面036 125 05 12 工序 40 调头装夹 粗车右端外圆 及端面36 5 工序 50 调头装夹 精车左端外圆 至尺寸0 12 05 工序 60 调头装夹 精车右端外圆 至尺寸36 5 工序 70 粗铣 半精铣左端 凹台至尺寸2 0178 工序 80 调头装夹 粗铣 半精铣 凹台至尺寸 工序 90 车左端倒角 4X 30 工序 100 车右端倒角 4X 工序 110 铣键槽宽 20 长 45 键槽 工序 120 钻攻左端面上 4 M6 深 12 螺纹孔 工序 130 去毛刺倒棱角 工序 140 检验 150 仓库 入库 2 8 2 热 处 理 工 序 加 工 之 前 进 行 热 处 理 2 8 3 辅 助 工 序 在半精加工后 安排去毛刺和中间检验工序 精加工后 安排去毛刺 清洗 和终检工序 综上所述 该芯管工序的安排顺序为 热处理 时效处理 主要表面粗 加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 主要 表面精加工 8 2 9 确 定 加 工 路 线 在综合考虑上述工序安排的原则基础上 由表 3 2 列出芯管的工艺路线 产品 型号 零件 图号 GX20 05 40湖南涉外 经济学院 机械加工工艺过 程卡片 产品名称 开源钻探 零件名称 芯管 共 页 第 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 锻打料 毛坯外 形尺寸 122x2 90 每毛坯件 数 每 台 件 数 备 注 工 时 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 准 终 单 件 10 锻打 锻打毛坯料 180 x1540 锻造 压力机 20 热 处 理 调质处理 HB240 285 热处 理 热处理 炉 布氏硬度计 30 车 粗车左端外圆 036 125 及端面0 12 金 工 CA6140 游标卡尺 外圆车刀 40 车 调头装夹 粗车右端外圆 036 125 及端面16 金 工 CA6140 游标卡尺 外圆车刀 50 车 调头装夹 精车左端外圆 036 125 至尺寸05 12 金 工 CA6140 游标卡尺 外圆车刀 60 车 调头装夹 精车右端外圆 至尺寸 036 125 金 工 CA6140 游标卡尺 外圆车刀 70 铣 粗铣 半精铣左端 凹台至尺寸 078 金工 X5032 游标卡尺 铣刀 80 铣 调头装夹 粗铣 半精铣 凹台至尺 2 1 寸 金 工 X5032 游标卡尺 铣刀 9 90 车 车左端倒角 4X 30金工 CA6140 游标卡尺 外圆车刀 100 车 车右端倒角 4X 金工 CA6140 游标卡尺 外圆车刀 110 铣 铣键槽宽 20 长 45 键槽 金工 X5032 芯管铣槽夹具 20 键槽铣刀 120 钻 钻攻左端面上 4 M6 深 12 螺纹孔 金工 Z502 5 钻头 M6 丝攻 130 钳 去毛刺倒棱角 装配 钳工台 平板锉 140 检 检验 质检 塞规 卡尺 百分表 内 径千分尺 游标卡尺等 150 仓库 入库 仓库 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 标 记 处 数 更改 文件 号 签 字 日 期 标 记 处 数 更改 文件 号 签 字 日 期 第三章 机床设备及工艺装备的选用 3 1 机 床 设 备 的 选 用 在 大 批 生 产 条 件 下 可 以 选 用 高 效 的 专 用 设 备 和 组 合 机 床 也 可 选 用 通用设备 所选用的通用设备应提出机床型号 所选用的组合机床应提出机床特 征 如 四面组合机床 主要以由表 3 2 给出 3 2 工 艺 装 备 的 选 用 工艺装配主要包括刀具 夹具和量具 在工艺卡片中应简要写出它们的名称 如 钻头 百分表 车床夹具 等 刀具 量具以在 3 2 给出 该零件的生产类型为大批生产 所选用的夹具均为专 用夹具 10 第4章 切削用量 时间定额的计算 4 1 粗 车 左 端 外 圆 及 端 面036 125 05 12 本工序为车左端外圆 及端面的工序 我们选择机 30160 床 普通车床 CA6140 功率 P 13kw 刀具 选用高速钢外圆车刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3 1 39 刀具数据如下 d 16 20z 25wd 1 车削进宽度的选择 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 3 1 27 可知 1 2 这里取 1 5ea 2 选择进给量 经过查表可知 0 23 f 0 5pa 3 选择车削的速度 经查表可知 0 6 3 minvs 所以 10619 in 4vnrd 4 计算切削时间 查 机械制造工艺 金属切削机床设计指导 表 1 4 15 可知 122 0 51926037580zmfppLTanlDlL 所以 190 65minzmTf 5 计算车削力 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 有 11 0 83 650 839 1zzefpFCadaz 式中 01 526zefad 5pza 所以 0 83 650 8391zzefpFCadz 0 83 252N 6 校核机床功率 查 切削用量简明手册 表 3 28 有 93 6 81310FvPkw 所以 机床的功率足够 4 2 调头装夹 粗车右端外圆 及端面036 125 1 确定背吃刀量 由于粗加工单边余量为 1 3mm 可在一次走刀内完成 pa 故 m75 0 2 确定进给量 根据查 切削用量简明手册 得 刀杆尺寸为f 以及工件直径为 时mHB2516 ap3 m40 2 rmf 5 0 2 按 CK6140 车床说明书选择 rf 3 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求 故需进行校验 12 根据 CK6140 车床说明书 其进给机构允许的进给力 NF350max 当钢的强度 MPab810 6 mp4 rf 75 0 4k 预计 时 进给力为 min 5vc NFf182 切削时 的修正系数为 故实际进给力为fF voFfk sk 1 krFf f2 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力 故选 的进给量可用 rf 5 0 3 确定切削速度 cv 当用 硬质合金车刀加工 钢料 1YTMPab70 63 mp3 切削速度rmf 4 min 109t 4 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查 切削用量简明手册 得 车刀后刀面最大磨损量取为 1 4mm 因为 车刀的材料为硬质合金 所以车刀的寿命 T 60min 5 确定车削速度 和每分钟进给量cvfv 根据 切削用量简明手册 表 1 27 与 1 28 中公式计算 8 88m min 10ndvc 根据一下公式 可得 10375 机 动Tmin 23 019 5 20 nfL 4 3 精车左端外圆 至尺寸6 05 1 1 确定背吃刀量 由于粗加工单边余量为 1 3mm 可在一次走刀内完成 pa 故 m75 0 2 确定进给量 根据查 切削用量简明手册 得 刀杆尺寸为f 以及工件直径为 时mHB2516 ap3 m40 2 rmf 5 0 2 按 CA6140 车床说明书选择 13 rmf 3 0 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求 故需进行校验 根据 CK6140 车床说明书 其进给机构允许的进给力 NF350max 当钢的强度 MPab810 6 p4 rf 75 0 4k 预计 时 进给力为 min 5vc NFf182 切削时 的修正系数为 故实际进给力为fF voFfk sk 1 krFf f2 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力 故选 的进给量可用 rf 5 0 3 确定切削速度 cv 当用 硬质合金车刀加工 钢料 1YTMPab70 63 mp3 切削速度rmf 4 min 109t 4 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查 切削用量简明手册 得 车刀后刀面最大磨损量取为 1 4mm 因为 车刀的材料为硬质合金 所以车刀的寿命 T 60min 5 确定车削速度 和每分钟进给量cvfv 根据 切削用量简明手册 表 1 27 与 1 28 中公式计算 8 88m min 10ndvc 根据一下公式 可得 10375 机 动Tmin 23 019 5 20 nfL 4 4 精车右端外圆 至尺寸6 车床 选用 CA6140 型车床 刀具 硬质合车刀 量具 游标卡尺 1 走刀次数 ap 4 2 进给量 rmf 3 0 3 车刀后刀面最大磨损限度取为 硬质合金端车刀寿命m5 1 in50T 4 确定切削速度 14 min faTkCVyxpm 根据表 1 27 其中 18 vk24vC15 0 vx3 vy 所以 3 0 min 67 49 876 53 045 26CV 确定主轴转速 md8 in 681 29140 671910 rvn 取标准转速 in 0r 则实际切削速度 23V 4 5 粗铣 半精铣左端 凹台至尺寸 0178 本工序为 粗铣 半精铣 凹台的工序 我们选择机床 铣床 2 0178 X5032 功率 P 11kw 刀具 选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3 1 39 刀具数据如下 d 20 20z 25wd 1 铣削进宽度的选择 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 3 1 27 可知 1 2 这里取 1 5ea 2 铣削每齿进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 28 3 29 可知 0 25 fa0 5pa 3 铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 30 可知0 6 3 minvs 所以 10619 in 4vnrd 4 计算切削时间 查 机械制造工艺 金属切削机床设计指导 表 1 4 15 可知 机床功率 足够 4 5 调头装夹 粗铣 半精铣 凹台至尺寸2 0178 15 车床 选用 CA6140 型车床 刀具 硬质合车刀 量具 游标卡尺 1 走刀次数 map 4 2 进给量 rf 3 0 3 车刀后刀面最大磨损限度取为 硬质合金端车刀寿命m5 1 in50T 4 确定切削速度 min fakCVyxpm 根据表 1 27 其中 18 vk24vC15 0 vx3 vy 所以 3 0 min 67 49 876 53 045 26CV 确定主轴转速 md8 in 681 29140 671910 rvn 取标准转速 in 0r 则实际切削速度 23V 4 6 粗铣 半精铣左端 凹台至尺寸 0178 本工序为 粗铣 半精铣 凹台的工序 我们选择机床 铣床 2 0178 X5032 功率 P 11kw 刀具 选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3 1 39 刀具数据如下 d 20 20z 25wd 1 铣削进宽度的选择 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 3 1 27 可知 1 2 这里取 1 5ea 2 铣削每齿进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 28 3 29 可知 0 25 fa0 5pa 3 铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 30 可知0 6 3 minvs 16 所以 1036190 min 4vnrd 4 计算切削时间 查 机械制造工艺 金属切削机床设计指导 表 1 4 15 可知 122 0 51926037580zmfppLTanlDlL 所以 190 65minzmTf 5 计算铣削力 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 有 0 83 650 839 1zzefpFCadaz 式中 01 526zefad 5pza 所以 0 83 650 8391zzefpFCadz 0 83 252N 6 校核机床功率 查 切削用量简明手册 表 3 28 有 93 6 81310FvPkw 17 所以 机床的功率足够 4 7 车左端倒角 4X 30 本工序为车端面倒角的工序 根据工况 我们选择 CA6140 型车床 刀具 硬质合金刀 量具 游标卡尺 1 走刀次数 map5 2 2 进给量 rf 4 0 3 车刀后刀面最大磨损限度取为 硬质合金车刀寿命 m4 1min60 T 4 确定切削速度 in mfaTkCVvyxpv 根据表 1 27 其中修正系数 18 vk0C15 vx3 0vy 所以 2 0m min 6 789 276 3 26 535 041 68 确定主轴转速 md9 i 0 1 7 10 rvn 按照 CA6140 数控车床的转速 选择 min 5r 则实际切削速度 i 10dnV 2 基本时间的确定 根据 切削用量简明手册 可知 有一下公式 fmvLt 公式中 l 13mm 根据 切削用量简明手册 表 3 26 铣刀入切量l 及超切量 则 L 25mm my12in 0235167 mt 4 8 车右端倒角 4X 30 18 本工序为车端面倒角的工序 根据工况 我们选择 CA6140 型车床 刀具 硬质合金刀 量具 游标卡尺 1 走刀次数 map5 2 2 进给量 rf 4 0 3 车刀后刀面最大磨损限度取为 硬质合金车刀寿命 m4 1min60 T 4 确定切削速度 in mfaTkCVvyxpv 根据表 1 27 其中修正系数 18 vk0C15 vx3 0vy 所以 2 0m min 6 789 276 3 26 535 041 68 确定主轴转速 md9 i 0 1 7 10 rvn 按照 CA6140 数控车床的转速 选择 min 5r 则实际切削速度 i 10dnV 2 基本时间的确定 根据 切削用量简明手册 可知 有一下公式 fmvLt 公式中 l 13mm 根据 切削用量简明手册 表 3 26 铣刀入切量l 及超切量 则 L 25mm my12in 0235167 mt 4 9 铣键槽宽 20 长 45 键槽 本工序为粗铣键槽的工序我们选择机床 普通铣床 CA6140 功率 P 13kw 19 刀具 选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3 1 39 刀具数据如下 d 16 20z 25wd 1 铣削进宽度的选择 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 3 1 27 可知 1 2 这里取 1 5ea 2 铣削每齿进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 28 3 29 可知 0 25 fa0 5pa 3 铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 30 可知0 6 3 minvs 所以 10619 in 4vnrd 4 计算切削时间 查 机械制造工艺 金属切削机床设计指导 表 1 4 15 可知 122 0 51926037580zmfppLTanlDlL 所以 190 65minzmTf 5 计算铣削力 根据实际工况 我们通过 机械制造工艺设计简明手册 有 0 83 650 839 1zzefpFCadaz 式中 01 526zefad 20 20 5pza 所以 0 83 650 8391zzefpFCadz 0 83 252N 6 校核机床功率 查 切削用量简明手册 表 3 28 有 93 6 81310FvPkw 所以 机床的功率足够 4 10 钻攻左端面上 4 M6 深 12 螺纹孔 由于工件的材料位 45 钢我们选择机床 选用摇臂钻床 Z502 P 1 5kw 钻头的选择 选用 5 麻花钻 M6 丝攻材料为高速钢 10 30 1 钻削进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 42 有 0 9 fmr 2 钻削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 42 有 0 35 21 invs 所以 304 mi nrd 3 计算切削深度 pa 21p 4 钻削扭矩的计算 21 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有 0MCmdxfy 310myxCdfk 式中 25 63190 8mXy 所以 103myxCdfk 9 825 6534N 5 计算轴向力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有 轴向力 fFXYCdK 式中 58610 F 所以 0 858623591N 因零件材料为 HB 150 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有 0 60 6419mFHBK 所以 实际的切削扭矩和轴向力分别为 34 5032 591MNm 6 计算切削功率 因为 304 in5 rrs 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36 有35 1212 460nmPM kw 所以 机床功率足够 22 第五章 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 根 据 老 师 给 定 的 题 目 设 计 工 序 110 铣 键 槽 宽 20 长 45 铣 槽 夹 具 本 专 用 夹 具 将 用 于 X5032 立 式 铣 床 的 加 工 刀 具 为 键 槽 铣 刀 等 制 造 夹 具 体 毛 坯 的 材 料 为 Q235A 通 过 机 加 工 得 到 5 1 问 题 的 提 出 本 夹 具 主 要 用 来 工 序 110 铣 键 槽 宽 20 长 45 铣 槽 夹 具 由 于 工 序 较 多 工 艺 要 求 相 对 较 高 加 工 相 对 复 杂 本 夹 具 的 设 计 工 程 中 应 主 要 考 虑 如 何 定 位 使 用 六 点 定 位 原 理 限 制 六 个 自 由 度 同 时 由 于 加 工 过 程 中 受 力 较 大 受 力 方 向 较 多 还 应 考 虑 如 何 才 能 实 现 很 好 的 夹 紧 以 便 进 行 相 应 的 机 械 加 工 其 次 还 应 考 虑 如 何 提 高 劳 动 生 产 率 降 低 劳 动 强 度 本 专 用 夹 具 将 用 于 X5032 立 式 铣 床 的 加 工 5 2 定 位 方 案 工 件 以 外 圆 及 端 面 为 定 位 基 准 采 用 V 型 块 与 平 面 组 合 定036 125 位 方 案 其 中 平 面 限 制 工 件 三 个 自 由 度 V 型 块 限 制 两 个 自 由 度 定 位 后 只 有 Z 轴 的 转 动 无 法 限 制 但 是 由 于 本 工 件 夹 紧 部 分 为 圆 柱 形 因 此 无 需 对 该 自 由 度 进 行 限 制 综 上 该 定 位 方 案 可 行 5 3 夹 紧 机 构 采 用 螺 旋 推 动 V 型 块 夹 紧 机 构 通 过 拧 紧 右 端 C 型 固 定 手 柄 压 紧 螺 钉 推 动 活 动 V 型 块 压 紧 工 件 实 现 夹 紧 同 时 辅 助 以 快 速 压 板 进 行 辅 助 夹 紧 5 4 夹 具 与 机 床 联 接 元 件 采 用 两 个 标 准 定 为 键 固 定 在 夹 具 体 底 面 同 一 条 直 线 位 置 的 键 槽 中 用 于 确 定 机 床 夹 具 相 对 于 机 床 进 给 方 向 的 正 确 位 置 要 保 证 定 位 键 的 宽 度 与 机 床 工 作 台 T 型 槽 相 匹 配 的 要 求 定 位 键 可 以 承 受 一 定 的 铣 削 扭 矩 减 轻 夹 紧 螺 栓 夹 具 体 与 机 床 的 负 荷 加 强 夹 具 加 工 过 程 的 稳 定 性 23 5 5 定 位 误 差 分 析 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 确 定 夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 三 个 支 承 钉 和 一 个 V 形 块 定 为 基 准 与 工 序 基 准 相 重 合 所 以 基 准 不 重 合 误 差 b 0 由 于 存 在 间 隙 定 位 基 准 会 发 生 相 对 位 置 的 变 化 即 存 在 基 准 位 移 误 差 由 表 2 3 锻 件 尺 寸 公 差 基 准 位 移 误 差 为 所 以 定 位 误mj 4 12 8 差 mbjd4 1 5 6 切 削 力 及 夹 紧 力 的 计 算 各 工 序 中 钻 孔 过 程 受 力 最 大 所 以 只 计 算 该 工 序 切 削 力 即 可 钻 孔 切 削 力 查 机 床 夹 具 设 计 手 册 P70 表 3 6 得 钻 削 力 计 算 公 式 HBSDP6 09 670 式 中 P 钻 削 力 t 钻 削 深 度 45mm S 每 转 进 给 量 0 5mm D 麻 花 钻 直 径 30mm HB 布 氏 硬 度 140HBS 所 以 P6 09 6 7 968 N 钻 孔 的 扭 矩 DM6 094 0201 式 中 S 每 转 进 给 量 0 5mm D 麻 花 钻 直 径 30mm HB 布 氏 硬 度 140HBS6 9 2014 0 014 3 254 0 0 1840 N M 根 据 手 册 查 得 该 夹 紧 力 满 足 要 求 故 此 夹 具 可 以 安 全 工 作 24 结 论 25 很快结束了繁忙的毕业设计阶段 期间 在老师的的辛勤指导下 取得了一定的成绩 毕业设计是 机械制造基础 课程的一个重要环节 本次设计通过理论与实践的结合 加深 了我们对理论知识的理解 强化了生产实习中的感性认识 这次毕业设计主要经历了两个阶段 第一阶段是机械加工工艺规程设计 第二阶段是专用夹 具设计 第一阶段我运用了基准选择 机床选用等方面的知识 夹具设计的阶段运用了工件 定位 夹紧机构及零件结构设计等方面的知识 回顾起此次芯管的毕业设计 至今我仍感慨颇多 的确 从理论到实践 在整整两星期 的日子里 可以说得是苦多于甜 但是可以学到很多很多的的东西 同时不仅可以巩固了以 前所学过的知识 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识 通过这次课程设计使我懂 得了理论与实际相结合是很重要的 只有理论知识是远远不够的 只有把所学的理论知识与 实践相结合起来 从理论中得出结论 才能真正为社会服务 从而提高自己的实际动手能力 和独立思考的能力 在设计的过程中遇到问题 可以说得是困难重重 这毕竟第一次做的 难免会遇到过各种各样的问题 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处 对以前所学过 的知识理解得不够深刻 掌握得不够牢固等 我觉得这次设计最重要的是让我懂得了团队精神的重要性 在本次设计过程中 如果我 们没有一个很好的团队互助 许多问题仍然将是问题 但是 很 遗憾 我们进行了很好的 合作 很多自己想了很久没有结果的问题 在大家的帮助下很快就可以解决掉 我深刻的感 觉到团队合作的重要性 另外 还要特别感谢我们的指导老师和授课老师 在这次设计过程中如果没有他们的细 心的帮助 辛勤的指导 孜孜不倦的教诲 可以说我们不可能这么顺利的完成本次设计 参考文献 26 1 孟 少 农 主 编 机 械 加 工 工 艺 手 册 机 械 工 业 出 版 社 1991 2 李 益 民 主 编 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 机 械 工 业 出 版 社 1993 3 崇 凯 主 编 机 械 制 造 技 术 基 础 化 学 工 业 出 版 社 1993 4 王 绍 俊 主 编 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 机 械 工 业 出 版 社 1987 5 黄 如 林 主 编 切 削 加 工 简 明 实 用 手 册 化 学 工 业 出 版 社 2004 6 薛 源 顺 主 编 机 床 夹 具 设 计 机 械 工 业 出 版 社 1995 7 崇 凯 主 编 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 南 化 学 工 业 出 版 社 2006 12 8 陈 于 萍 高 晓 康 主 编 互 换 性 与 测 量 技 术 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2005 9 司 乃 钧 许 德 珠 主 编 热 加 工 工 艺 基 础 高 等 教 育 出 版 社 1991 10 张 龙 勋 主 编 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 指 导 及 习 题 机 械 工 业 出 版 社 1999 11 11 艾 兴 肖 诗 纲 主 编 切 削 用 量 简 明 手 册 机 械 工 业 出 版 社 2002 致 谢 27 时间过得真快 转眼就要到了毕业的时候了 心里感概很多 在论文完成之际 我要 向我的导师表示由衷的感谢 感谢您这三年对我们的谆谆教导 您不仅在学习学业上给我以 精心的指导 同时还在思想给我以无微不至的关怀支持和理解 给予我人生的启迪 使我在 顺利地完成专科阶段的学业同时 也学到了很多有用的做人的道理 明确了人生目标 知道 自己想要什么 知道以后的人生目标是什么 通过这几年的学习 让我知道了我们亲爱的导 师严谨求实的治学态度 锐意创新的学术作风 认真加负责 公而忘私的敬业精神 豁达开 朗的宽广胸怀 平易近人 经过近半年努力的设计与计算 通过查找了各类的夹具 编程手 册论文终于可以完成了 我感到很开心 也很激动 因为这是我知识的积累 虽然它不是最 完美的 也不是最好的 但是在我心里 它是我最珍惜的 因为我自己已经尽力的做了 它 是我用心 用汗水成就的 也是我在大学三年来对所学知识的应用和体现 三年的学习和生 活 不仅丰富了我的知识 而且锻炼了我的个人能力 更重要的是从周围的老师和同学们身 上潜移默化的学到了许多有用的知识