关 键 词：

k016 铣床 杠杆 机械 加工 工艺 规程 方案 夹具 设计

资源描述：

K016-铣床等臂杠杆机械加工工艺规程及钻8孔(方案2)夹具设计,k016,铣床,杠杆,机械,加工,工艺,规程,方案,夹具,设计

内容简介：

第4章 钻8孔夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻上8孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择由零件图可知：在对8孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工进行了钻、扩、铰加工。为了满足连杆的需要，使连杆左右两端底面定位固定，因不同零件存在一定的误差，应使连杆被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合，所以将钻模板固定，又因零件要求为垂直距离，所以设计右端平面固定，左端设置螺旋辅助支撑2进行左右两端垂直距离的调整定位。使其孔轴线与钻模板轴线重合。4.3夹紧机构防止钻孔时零件晃动，应对摇臂杆的两端底面以及前后移动进行定位固定。4.4切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5误差分析与计算制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）内外圆同轴度误差（查表P297）.故，.则.知此方案可行。4.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图4.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表4.4：表4.4 钻套dHD公称尺寸允差81212+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图4.2 固定衬套其结构参数如下表4.5：表4.5 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。4.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、两孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。7总结与展望在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处：特别是对于钻孔夹具，在刀具加工完退出工件孔时，有可能会划伤工件内孔表面，本可以在夹具体内部设置液压升降系统，使工件孔与定位立台可升可降，这样，在刀具退出时，使定位立台连同工件孔一起升起，从而避免划伤。但考虑到成本问题，未采用这种方法。为此，钻孔的专用夹具还有待改进。无论怎样，这次的毕业设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。参考文献1 黄如林，切削加工简明实用手册M，北京：化学工业出版社，2004。2 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。3 李洪，机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社，1990。4 方昆凡，公差与配合手册M，北京：机械工业出版社，1999。5 王光斗，王春福，机床夹具设计手册M，上海科学技术出版社，2000。6 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。7 吴宗泽，机械设计实用手册M，北京：化学工业出版社，2000。8 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。11 杨叔子，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，2004。12 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，2004。13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。14 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。18 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M，中国计量出版社，2000：919。致 谢我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们课程设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成课程设计提供了重要保障。机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 1 页车间工序号工序名称材料牌号第1步毛坯准备HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1铸造毛坯2时效热处理3涂底漆机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 2 页车间工序号工序名称材料牌号金工第2步粗铣精铣40上下端面和宽度为30的平台面HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数XA6132万能立式升降铣床1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/z)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1粗铣40上端面和宽度为30的平台面高速钢圆柱立铣刀50、专用量具95150.25310.66min2精铣40上端面和宽度为30的平台面高速钢圆柱立铣刀50、专用量具166260.03111.31min3粗铣40下端面高速钢圆柱立铣刀50、专用量具95150.25310.29min4精铣40下端面高速钢圆柱立铣刀50、专用量具166260.03110.91min机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 3 页车间工序号工序名称材料牌号金工第3步粗精铣30凸台面HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件111设备名称设备型号设备编号同时加工件数XA6132万能立式升降铣床1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1粗铣30凸台面高速钢圆柱立铣刀50、专用量具95150.25310.66min2精铣30凸台面高速钢圆柱立铣刀50、专用量具166260.03111.14min机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 4 页车间工序号工序名称材料牌号金工第4步钻、扩、粗铰、精铰25H9mm孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z550型1夹具编号夹具名称切削液钻床夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1钻25H9mm孔立式钻床Z550型、卡规、专用量具250180.423.010.64min2扩25H9mm孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具473.661.21.8011.06min3粗铰25H9mm孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具473.8061.00.1411.48min4精铰25H9mm孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具634.950.80.0611.33min机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 5 页车间工序号工序名称材料牌号金工第5步钻、粗铰、精铰28（H7）mm孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z518型1夹具编号夹具名称切削液翻转式钻床夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1钻28（H7）孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具1000220.37.8010.54min2粗铰28（H7）孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具450110.30.1610.2min3精铰28（H7）孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具72018.10.30.0415.7s机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 6 页车间工序号工序名称材料牌号金工第6步钻、粗铰、精铰10（H7）mm孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z518型1夹具编号夹具名称切削液钻床夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1钻10（H7）mm孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具1000300.39.8010.64min2粗铰10（H7）mm孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具45014.070.30.1611.48min3精铰10（H7）mm孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具72022.60.30.0411.33min机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 7 页车间工序号工序名称材料牌号钳工第7步表面去毛刺HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1表面去毛刺机械加工工序卡片产品型号零件图号共 8 页产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第 8 页车间工序号工序名称材料牌号检验第8步检验入库HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1检验入库机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号产品名称零(部)件名称杠杆共2页第1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件一毛坯准备毛坯1铸造毛坯铸造2时效热处理热3涂底漆油漆二铣粗铣精铣40上下端面和宽度为30的平台面金工XA6132高速钢圆柱立铣刀501粗铣精铣40上端面和宽度为30的平台面金工专用夹具1.972粗铣精铣40下端面金工专用量具和游标卡尺1.20三铣粗精铣30凸台面金工XA6132高速钢圆柱立铣刀501.80四钻钻、扩、粗铰、精铰25H9mm孔金工Z550专用钻夹具1钻25H9mm孔金工莫氏锥柄麻花钻D=23mm0.642扩25H9mm孔金工锥柄扩孔钻D=24.7mm1.06描 图3粗铰25H9mm孔金工锥柄机用铰刀D=24.94mm1.484精铰25H9mm孔金工锥柄机用铰刀D=25mm1.33描 校五钻钻、粗铰、精铰28（H7）mm孔金工Z518专用钻夹具1钻28（H7）mm孔金工莫氏锥柄麻花钻D=7.8mm0.15底图号2粗铰28（H7）mm孔金工锥柄机用铰刀D=7.96mm1.003精铰28（H7）mm孔金工锥柄机用铰刀D=8mm0.28装订号六钻钻、粗铰、精铰10（H7）mm孔金工专用钻夹具设计(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机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号产品名称零(部)件名称杠杆共2页第2页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1钻10（H7）mm孔金工莫氏锥柄麻花钻D=9.8mm0.642粗铰10（H7）mm孔金工锥柄机用铰刀D=9.96mm1.483精铰10（H7）mm孔金工锥柄机用铰刀D=10mm1.33七钳表面去毛刺钳工八检检验入库检验游标卡尺0200专用的量检具描 图描 校底图号装订号设计(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目 录第一章 零件的分析 2第二章 确定毛坯、画毛坯零件图 2第三章 工艺规程设计 3第四章 夹具设计 6 第五章 参考文献 7第六章 结束语 8一、 零件的分析（一） 零件的作用 连杆是柴油机的重要零件之一。连杆体与连杆盖通过螺栓连接成为一个整体，其大头孔与曲轴相连，小头孔通过活塞销与活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力传给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。（二） 零件的工艺分析由图可知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐的零件。该零件上的主要加工面N面、R面、Q面、P面、25的孔、2-8的孔和10的孔。所要加工的面的粗糙度是6.3和3.2 ，而孔的要求比较高粗糙度要求为1.6和3.2。8和25的中心距840.2,25的孔的轴线是要做为基准，故其精度要求较高。参考文献（1）中有关面和孔加工的经济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。二、 确定毛坯、画毛坯零件图 根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的生产纲领为10000件/年。通过计算，该零件的质量约为7kg 。查参考文献（2）表8.2可知，其生产类型为大批生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。由于所有的孔径都小于30mm,故在铸造时这些孔都不用铸造出来。此外，为消除参与应力，铸造后应安排人工时效。 铸件的分型面为B中心线（在毛坯图上表示出）浇口为于零件的侧面。 查参考文献（1），用查表法确定个表面的总余量如下表所示：各加工表面总余量加工表面基本尺寸(mm)加工余量数量(mm)说 明N面R面Q面P面545415153333顶面底面顶面底面查参考文献（2）表2.3-9可得铸件的主要尺寸的公差，如下表所示：主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸N面轮廓尺寸R面轮廓尺寸Q面轮廓尺寸P面轮廓尺寸54541515-6-654601521三、 工艺规程设计 （一）、定位基准的选择 连杆的N面既是装配基准又是设计基准，用它作为基准，符合“基准重合”原则，其余各加工工序也能选用其定位，符合“基准统一”原则。此外，N面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠。 粗基准的选择：考虑到下面几点：1.在保证各加工面有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；2.保证定位准确、夹紧可靠。我所加工的的孔的夹紧方案有两种：方案一：以面定位，限制三个自由度；在的圆柱外圆中间以形块定位，限制两个自由度；在视图的最左边用压板加紧，限制一个自由度。方案二：以面定位，限制了三个自由度；在的圆柱外圆中间以形块定位，限制两个自由度；在视图的最左边用一个活动行块夹紧，限制两个自由度，其中一个自由度重复限制。（二）、制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：面和面：粗铣精铣；面和面：粗铣精铣；的孔：钻扩铰；和的孔：钻扩铰。根据先面后孔、先主后次和先粗后精的原则，先加工面、面、面和面，后加工和及的孔，并在加工过程中把粗加工放在前面，把精加工放在后面。拟订的加工工艺路线如下：工序号 工序内容10. 铸造20. 时效30. 涂漆40. 粗精铣底面50. 粗精铣顶面N60. 钻扩铰25H9孔，孔口倒角1X4570. 粗精铣面80. 粗精铣P面90. 钻扩铰2-8H7（+0.015）和10H7（+0.015）0 0 100. 检验(三)、选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。粗精铣面。采用立铣，选用X62W。选择直齿三面刃铣刀，游标卡尺。粗精铣面。采用立铣，选用X62W。选择直齿三面刃铣刀，游标卡尺。钻的孔。采用立式钻床，选用3。选择锥柄扩孔钻，三爪内千分尺。扩的孔。选择24锥柄扩孔钻，三爪内千分尺。铰的孔。选择锥柄机用铰刀，三爪内千分尺。 (四)、加工工序设计工序6钻扩铰孔的工序各工步的余量和工序尺寸及公差列于下表：各工步余量和工序尺寸及公差加工表面加工方法余量工序尺寸及公差钻孔扩孔. 铰孔.的孔需要做为其他尺寸的基准，故其精度需要得到保证。用钻模来保证，由于是大批量生产，参考文献（），选用可换钻模。参考文献（）表10-66，并参考Z5025钻床说明书，取钻25孔的进给量s=0.21mm/r。 参考文献（1）表10-93，用插入法求得钻孔的切削速度v=106.1mm/s=6.366m/min,由此算出转速为 n=1000v/d=1000X43.6/3.14X25=553.6r/min 实际转矩取n=550r/min v=nd/1000=550X3.14X25/1000=43.175m/s查文献（1）表10-78 Ff=9.81X42.7d0Xf0.8KF=9.81X42.7X25X0.210.8X1=3005N M=9.81X0.02d02f0.8KM=9.81X0.021X625Xf0.8X1=36.9N 它们均小于最大进给力900N，最大扭距2500N.M 扩25的孔，参考文献（1）表10-97，取s=0.75mm/r,查表10-98，用插补法求得速度v为56.85 n=1000v/d=1000X56.85/3.14X25=724r/min 实际取n=720r/min v= nd/1000=56.52m/min 铰25的孔，参考文献（1），s=1.9,v=7.55m/s n=1000v/d=1000X7.55/3.14X25=96 实际取n=100r/min v= nd/1000=3.14X25X100/1000=7.85m/min(五)、 时间定额计算 计算工序30的时间定额。1. 机动时间参考文献（1），表11-6，得出钻孔公式为：tj=l+l1+l2/sn 查表11-6，l1=7.4mm,l2=2,l=54,s=0.21,n=550 tj=l+l1+l2/sn=7.4+2+54/0.21X550=0.55扩25孔： T0= l+l1+l2/sn查表11-8，l1=2，l2=0.61X2=1.22,l=54 T0= l+l1+l2/sn=2+1.22+54/0.21X720=0.11min铰25孔 Te=l+l1+l2/sn查表11-10，l1=1.1+1=2.1, l2=28,l=54 Te=l+l1+l2/sn=54+2.1+28/1.9X100=0.44 To=0.55+0.11+0.44=1.1min2. 辅助时间。参考文献（3）表5.2-44确定如下表所示：辅助时间 (min)操作内容 每次需用时间 钻25孔 扩25孔 铰25孔主轴变速 0.025 0.025 0.025变换进给量 0.02 0.02移动摇臂 0.02 0.06 0.02 0.02升降钻杆 0.03 0.06 0.03 0.03装卸套筒刀具 0.04 0.04 0.04 0.04测量时间 0.04 0.04 0.04 0.04开停车 0.02主轴运转 0.02清除铣屑 0.03 各工步的辅助时间为：钻25孔0.22min 、扩25孔0.155min、铰25孔0.155min. 装卸时间参考文献（3）取1.5mm。 所以辅助时间Ta为： Ta=0.22+0.155+0.155+0.02+0.02+0.03+1.5=2.1min3. 作业时间 TB=Tb+Ta=1.1+2.1=3.3min4. 布置工作地点时间Ts。查参考文献（3）取=3%,则： Ts=TB=3.3X3%=0.099min5休息与生理需要时间Tr。查参考资料（3），取=3%。则： Tr=TB=3.3X3%=0.099min6. 准备与终结时间Te。查参考文献（3）表2.5-44，取各部分时间为：中等件 33min升降摇臂 1min深度定位 0.3min使用回转夹具 10min试铰刀 7min由题目已知生产批量为10000件，则： Te/n=(33+1+0.3+10+7)/10000=0.005min7. 单件时间Tp Tp=Tb+Ta+Ts+Tr=1.1+2.1+0.099+0.099=3.4min8. 单件计算时间Tc Tc=Tp+Te/n=3.4+0.005=3.405min(六)、 填写机械加工工艺过程卡和机械