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双边余量2Z=1.8mm
由《切削工艺手册》表2.10查的扩孔钻扩孔时进给量f=0.7~0.8mm/r,并由《加工工艺手册》表4.2-16取=0.72mm/r ,扩孔钻扩孔时 =(),根据《切削工艺手册》表2.15查得=14m/min,故
=7~4.7m/min,则=89~60r/min,
按机床选取=68r/min,则=5.29m/min., 基本工时t==1.1min。 (3)铰φ25H8mm孔
刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=25mm
由《切削工艺手册》表2.24查得f=1.0~1.5mm/r, 并由《加工工艺手册》表4.2-16选取=1.22mm/r,取切削深度=0.15~0.25mm,=4~8m/min , 则=51~102r/min, 按机床选取=68r/min,则=5.34m/min., 基本工时t==0.65min。 ,铰φ10H7孔
机床:Z535立式钻床 (1)钻φ10mm孔
刀具:高速钢锥柄麻花钻,D=9.8mm
由《切削工艺手册》表2.7查得=0.17mm/r,由表2.15取=23m/min,则=747.4r/min 按机床选取=960r/min,则=29.54m/min., 基本工时t==0.31min。 (2)粗铰φ9.96mm孔
刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=9.96mm
由《切削工艺手册》表2.24查得=0.17mm/r,根据表2.15取=6m/min,则=191.85r/min 按机床选取=195r/min,则=6.1m/min., 基本工时t==0.19min。 (3)精铰φ10H7孔
刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=10mm
由《切削工艺手册》表2.24查得=0.8mm/r,根据表2.15取=6m/min,则=191.85r/min, 按机床选取=195r/min,则=6.1m/min., 基本工时t==0.31min。 机床:X51立式铣床
刀具:高速钢端铣刀,D=30mm ,Z=6 根据《加工工艺手册》表2.4-73,取=0.15mm/Z,根据《切削工艺手册》表3.9,取=20m/min, 则=212.3r/min,
按机床选取=220r/min,则=20.72m/min.,=198mm/min, 取=150mm/min,
基本工时t==0.33min。 ,铰φ14H7mm孔
机床:Z535立式钻床 (1)钻孔φ13mm
刀具:高速钢锥柄麻花钻,D=13mm
由《切削工艺手册》表2.7查得=0.36mm/r,由表2.15取=14m/min, 则=343r/min,
按机床选取=272r/min,则=11.10m/min.,
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基本工时t==0.36min。 (2)粗铰φ13.95mm孔
刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=13.95mm 由《切削工艺手册》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r, 并由《加工工艺手册》表4.2-16取=0.81mm/r,=4~8m/min , 则=91~182r/min,
按机床选取=140r/min,则=6.13m/min., 基本工时t==0.31min。 (3)精铣φ14H7mm孔
刀具:高速钢锥柄机用铰刀 由《切削工艺手册》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r, 并由《加工工艺手册》表4.2-16取=0.62mm/r,=4~8m/min , 则=91~182r/min,
按机床选取=140r/min,则=6.15m/min., 基本工时t==0.40min。 ,攻M10mm螺纹孔
机床:Z525立式钻床 (1)钻φ8.5mm孔
刀具:高速钢锥柄麻花钻,D=8.5mm
由《切削工艺手册》表2.7查得=0.28mm/r,由表2.15取=16m/min, 则=600r/min,
按机床选取=545r/min,则=14.55m/min., 基本工时t==0.10min。 (2)攻螺纹M10mm
刀具:高速钢锥柄机用丝锥 等于工件螺纹螺距p,即=1.25mm/r,由《切削工艺手册》取=7.5 m/min,则=298r/min, 按机床选取=272r/min,则=6.8m/min., 基本工时t==0.05min。 ,铰φ5mm圆锥孔
机床:Z525立式钻床 (1)钻φ4.8mm圆锥孔
刀具:高速钢麻花钻,D=5mm
由《切削工艺手册》表2.7查得=0.10mm/r,由表2.15取=20m/min,则 则=1326r/min,
按机床选取=1360r/min,则=20.5m/min., 基本工时t==0.096min。 (2)铰φ5mm孔
刀具:高速钢锥柄机用机用铰刀,D=5mm
由《切削工艺手册》表2.24查得=0.6mm/r,根据表2.15取=6m/min,则=382.17r/min, 按机床选取=392r/min,则=6.15m/min., 基本工时t==0.055min。 机床:X63卧式铣床
刀具:高速钢圆柱形铣刀,D=13mm,Z=6 (1)第一次走刀
根据《加工工艺手册》表2.4-73,取=0.2mm/Z,根据《切削工艺手册》表3.9, 铣削速度=15m/min。则=367.5r/min。
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按机床选取=375r/min,则=15.31m/min.,=56.25mm/min, 基本工时t==0.94min (1)第二次走刀
切削用量与第一次走刀完全相同,=0.2mm/Z,=15.31m/min,=56.25mm/min 基本工时t==0.94min。
机床:Z525立式钻床 (1)钻φ4.8mm孔
刀具:高速钢锥柄麻花钻,D=4.8mm
由《切削工艺手册》表2.7查得=0.10mm/r,由表2.15取=20m/min,则 则=1326r/min,
按机床选取=1360r/min,则=20.5m/min., 基本工时t==0.075min。 (2)铰φ5.2mm孔
刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=5.5mm
由《切削工艺手册》表2.24查得=0.6mm/r,根据表2.15取=6m/min,则=347.4r/min, 按机床选取=392r/min,则=6.76m/min., 基本工时t==0.043min。 4夹具设计
由于生产类型为成批,大批生产,要考虑生产效率,降低劳动强度,保证加工质量,故需设计专用夹具。
4.1定位方案的确定
本次设计选择设计工序Ⅶ钻,攻M10mm螺纹孔的夹具,该工序要求M10mm螺纹孔轴线与φ25H8mm和φ10H7mm两孔中心线成,同时螺纹孔轴线距φ45mm圆柱小端面11mm,因而工序基准为φ45mm小端面,同时为了便于立式钻床加工,零件应斜角定位,因而也应以φ25H8mm和φ10H7mm两孔为定位基准,保证角度。夹具设计应首先满足这些要求,并保证较高的生产效率,还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性,加工过程中夹具的操作应方便,定位夹紧稳定可靠,夹具体应具有较好的刚性。 图1 攻M10mm螺纹孔工序简图
如图1所示,为了加工M10螺纹孔,应限制的自由度有,,,,为使定位可靠,加工稳定,我所设计的定位方案如附图A1图纸——手柄座夹具体装配图所示,总共限制了工件的全部6个自由度,属于完全定位。
在该定位方案中,φ45mm圆柱小端面被夹具体上的三个支撑钉顶住,限制,,三个移动自由度。φ25H8mm孔内插入短销,限制了,,φ10H7mm孔中插入削边销,限制了,这样6个自由度全部被限制。定位面板如附图A3图纸——手柄座夹具体零件图所示。
定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对于夹具设计中采用的定位方案,只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的1/3,或满足++≤T,即可认为定位方案符合加工要求。
对于本次设计的夹具,需要保证的尺寸要求:保证螺纹孔轴线距φ45mm圆柱小端面11mm,保证螺纹孔轴线与φ25H8mm和φ10H7mm两孔的中心线成。
对于11mm的要求,由于定位基准也是φ45mm圆柱小端面,故基准不重和误差为0,且由于φ45mm圆柱小端面经过半精铣,表面粗糙度达到Ra3.2mm,故可认为φ45mm圆柱小端面的平面度误差为0,即不存在基准位置度误差,综上所述,只要三个支撑钉的标准尺寸得到保证,是不存在定位误差的。
对于工序要求,定位基准与工序基准同为两孔中心线,故基准不重合误差为0。基准位置误
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差则取决于两孔直径尺寸公差以及圆度误差,由于两孔的表面精度都达到Ra1.6mm,都经过精铰,故基准位置误差也可以忽略,只要两销的标准尺寸以及相对位置关系得到保证,定位误差也是很小的。
综上所述,该定位方案是符合加工要求的。 ,尺寸和安装方式
查《机械制造技术基础课程设计指导教程》,确定支撑钉为A8×4mmJB/T8029.2-1999标准,其相关尺寸见下图2: 图2 支撑钉尺寸
它和定位面板上的φ6mm支撑钉孔呈H7/r6过盈配合。
本设计方案选用固定式定位销,查《课程设计指导教程》,确定削边销为B10×22JB/8014.2-1999标准,其相关尺寸见下图3: 图3 削边销尺寸
它和定位面板上的φ10mm销孔呈H7/r6mm过盈配合。 本设计方案选用固定式定位销,由于加工的M10mm螺纹孔恰好在定位基准φ25H8mm孔内表面上,若采用标准件,势必影响M10mm螺纹孔的加工,因此可专门设计一个短销,其尺寸如图4所示: 图4 短销尺寸 图中,在标准销元件上加上了直径为21mm的轴颈,在轴颈上正对M10mm轴线处开φ12mm 的贯孔,这样当钻头钻M10mm孔至终点时不会损伤销,销也不会影响钻孔。销与φ25H8mm孔内表面仅有长度为6mm的面接触,且为间隙配合,既保证了短销定位,又方便了装夹工件。
该销与定位面板上的销孔呈H7/r6过盈配合。 4.2夹紧方案的确定 夹紧力方向原则:
(1)夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置; (2)夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小; (3)夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。 夹紧作用点原则:
(1)夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内,以免工件产生位移和偏转;
(2)夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上,以使夹紧变形尽可能少,有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现;
(3)夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面,以保证夹紧力的稳定性和可靠性,减少工件的夹紧力,防止加工过程中可能产生振动。
根据以上要求,考虑加工零件的特点及定位方式,确定夹紧方式。
本设计方案选用的是螺旋夹紧机构,夹紧方向水平向右,通过螺杆的转动,带动套在螺杆头部的压块轴向向右移动,进而作用在工件φ45mm圆柱大端面上,实现夹紧,具体夹紧装置的布置见A1图纸。这种夹紧方式和夹紧装置简单实用,且对于大批量生产能较快装夹工件,劳动强度较小,成本低,简单可靠。
另外,考虑到工件沿φ25H8mm孔中心线轴向装卸,因此为便于装卸工件,螺杆的轴向行程至少要大于1.5倍的工件宽度(43mm),且螺杆机构应与工件φ25H8mm孔同轴,保证夹紧力作用均匀可靠。
刀具为高速钢锥柄麻花钻,直径D=8.5mm,每齿进给量f=0.28mm/r,查《加工工艺手册》表1.6-8,钻孔的轴向力计算公式:
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=,
查表确定,=420,=1.0,=0.8,=0.94,代入公式得: =420×××0.94=1426N
钻孔和攻螺纹孔的夹紧力相同。本方案采用的螺旋夹紧机构,螺杆端面为圆周接触,由《加工工艺手册》表6.3-6,夹紧力计算公式: W=
查表确定,Q=65, L=125, =14.701, α= =
f=0.1, β= ,R=60,代入公式得: W= = =290N 安装工件时,应先将螺杆转动退出足够的行程空间以便于工件安装,然后使工件的φ25H8mm孔穿过短销,使工件底部的φ10H7mm孔穿过削边销,将φ45mm圆柱小端面紧靠在定位板上的3个定位支撑钉上,这样工件以φ45mm圆柱小端面为定位基准,且成角度倾斜安装,便于立式钻床加工。定位调节好后,转动螺杆,使压块靠紧φ45mm大端面并夹紧工件。加工完成后松开工件,只需反向转动螺杆,退出一定空间,即可取下工件。
夹具在使用中,应注意检查钻套的磨损情况,如果磨损后不能精确保证加工精度,则需要更换钻套。本夹具定位面板是受力部件,夹紧时检查其是否发生受力变形,如有变形,应及时设法修正,才能保证加工精度。为使其变形减小,需要严格控制螺杆的夹紧力。 5.小结
本次课程设计是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性复习,是一次对我们所学的专业基础知识的掌握情况的重要考察和检验,更是培养我们理论联系实际,分析并解决问题能力的重要内容和阶段。
这次课程设计,自我感觉尚有很多不足和错误,首先,在设计夹具装配件时过于匆忙,没有给指导老师检查就自作主张的往A1图纸上画,直接导致所设计出来的手柄在左手边,不符合工人正常劳作习惯;其次是课程设计前准备工作没做好,在图书馆很多资料和文献都没能借到(早已借空了),在借阅同学的相关资料时没有时间认真琢磨和分析相关信息和数据;最后就是课程设计说明书的编写过于匆忙,时间很紧,很多文字和标准,公式,数据,计算上的错误没有时间一一改正(确实,在打这篇文稿,发现了很多错误和缺憾)。 关于本次课程设计,个人觉得收获很多,首先是加深了我对工件从最初的毛坯生产到最终的成品之间的整个工艺流程的理解和认识,其次锻炼了我应用掌握的理论只是去分析,解决实际问题的能力,最后也是最重要的就是培养了我以工程性的思维和眼光去分析,思索,解决实际生产问题的能力。 6参考文献
1 熊良山等.机械制造技术基础.华中科技大学出版社.2006.1 2 邓文英等.金属工艺学.高等教育出版社.2008.4 3 付风岚等.公差与检测技术.科学出版社.2006.9
4 王先逵等.机械加工工艺手册.机械工业出版社.2007.9 5 陈宏钧.金属切削速算手册.机械工业出版社.2007.9
6 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.机械工业出版社.2006.7