右转向节零件工艺设计和专用夹具设计及专用刀具设计论文+开题报告.doc

理工科类 本科生毕业设计 论文 开题报告 论文 设计 题目右转向节零件工艺设计和专用夹 具设计及专用刀具设计 作者所在系别机械工程系 作者所在专业机械设计制造及其自动化 作者所在班级 作 者 姓 名 作 者 学 号 指导教师姓名 指导教师职称 完 成 时 间 年3月 毕业设计毕业设计 论文论文 开题报告开题报告 学生姓名 专 业 机械设计制造及 其自动化 班 级 B 指导教师姓名 职 称 工作单 位 课题来源教师自拟课题 课题性 质 应用研 究 课题名称右转向节零件工艺设计和专用夹具设计及专用刀具设计 本设计的科学 依据 科学意义和 应用前景 国 内外研究概况 目前技术现状 水平和发展趋 势等 主要任务为外壳零件的工艺设计和工装设计 该设计任务的意义在于 在特定条件下 以优质 高产 低消耗 工人劳动强度低 对环境的危 害小的工艺手段 实现零件的加工 在现代国民经济中 制造业是工业基础 零件设计工业又是制业造的基础 工业 产品的研发和生产取决于机床夹具制造技术 随着计算机在制造业 中的广泛应用 CAD CAM 技术的迅猛发展 为零件设计提供了强有力的技 术支持 在信息化浪潮中 信息化 集成化成为科技研发必然的选择 虽 然我国制造业起步较晚 但是如今已取得突飞猛进的进步 中 国 正 在 成 为 世 界 的 制 造 大 国 全 球 性 竞 争 和 经 济 发 展 趋 势 将 制 造 业 推 向 了 一 个 新 境 界 不 断 向 制 造 业 提 出 了 新 的 挑 战 目 前 零 件 的 设 计与 研 发正向自动控制方面发展 自 动 控 制 技 术 伴 随 着 工 业 生 产 的 规 模 扩 大 和 对 产 品 质 量的 更 高 追 求 不 断 发 展 特 别 是 软 件 在 自 动 控 制 技 术 方 面 的应 用 和 推 广 使 自 动 控 制 技 术 如 日 中 天 随着科学技术的进步发展 产品更新换代的周期也就越来越短 品种规 格越来越多 多品种小批量呈发展趋势 由于电子计算机技术的迅猛发 展及数控机床和柔性制造系统的应用 为产品小批量多样化的生产自动 化开拓了广阔的前景 设计内容和预 期成果 具体设计内 容和重点解决 的技术问题 预期成果和提 供的形式 工作内容及最终成果 1 编制机械加工工序卡片一套 并按照表格中所涉及的内容详细设 计 成果形式 工序卡片一套 具体内容包括 设备及工装清单一份 工艺流程卡片一张 绘制 每道工序的工序卡片 要求填写内容正确 全面 切削用量 不 少于 10 道工序填写 最后装订成册 2 对所设计的工序内容进行技术经济分析 成果形式 分析报告一份 3 根据工序内容编写夹具设计任务书 并设计 1 套专用夹具 成果形式 夹具装配图 1 张 整套夹具零件图 设计说明书一份 说明书要求 不少于 3000 4000 字 包括 前言 目录 任务书 零件图分析 加工路线分析 工艺分析 加工余量的查表 切削用量 的选择 夹具的定位 夹紧说明分析 定位误差的计算 加紧力分析 夹具精度的分析计算 技术经济性分析 夹具使用说明等 最后写明 参考文献 设计总结 4 根据工序要求 提出任务书 并根据要求设计一专用刀具 成果形式 专用刀具设计图一套 说明书一份 拟采取设计方 法和技术支持 设计方案 技术要求 实 验方法和步骤 可能遇到的问 题和解决办法 等 总体设计要求及技术要点 1 对给定零件进行工艺过程设计 并编制相应的工序卡片 a 绘制零件图 并对零件进行结构及工艺分析 b 拟定加工工艺路线 包括加工方法 定位基准选择及转换 尺寸链计算 机床 刀具和工装的选择等 c 编写详细的机加工艺规程 注明工序与工步及加工简图 检 验方法 技术要求 机床 刀具 量具 切削用量 定位 装夹等 2 专用夹具的设计 技术要点 a 根据工艺要求 设计并绘制两道工序的专用夹具装配图 要 求能够实现夹具的功能 并且结构合理 不能存在定位原理 错误 结构工艺性好 工作效率高 制造方便 尽量降低成 本和制造难度 并对夹具精度和技术经济性进行分析 b 设计并绘制两套夹具所有非标零件的零件图 要求结构正确 技术要求标注合理 c 编制设计说明书 3 专用刀具设计 根据工序要求 设计专用刀具 要求材料选择 角度设计合理 工艺性好 4 可能遇到的问题和解决办法 a 理论上设计出的刀具及夹具的参数与现实中不符 解决办法 应以现实为主 不应该追求理论上的数值 要在不 影响零件加工的前提下 准确的选择刀具及夹具 b 设计出的零件理论上可行 但实际加工不出来或无法加工 解决办法 零件的设计是为应用而服务的 设计出的零件不仅 可以使用 而且要考虑其经济性 c 设计中遇到无法理解的问题 解决办法 查阅资料或询问与其内容相关的教师 实现本项目预 期目标和已具 备的条件 包括过去学 习 研究工作 基础 现有主 要仪器设备 设计环境及协 作条件等 工作环境及技术条件 1 借阅关于机械设计方面的基础知识用书和工具 书 网络购买或图书馆借阅 学生参考资料 1 机械原理与机械设计及有关手册 2 Solid works2007 应用基础 3 CAXA 制造工程师基础 4 Machine Design Second Edition 已具备条件 1 机械制造工艺及夹具设计理论的学习及基础课程的学习 2 第六学期的夹具拆装实习和机加工艺生产实习 3 在图书馆查到的相关文献 4 已掌握计算机语言编程 Solidworks 设计软件 各环节拟定阶 段性工作进度 以周为单位 时间进度安排 1 准备各种资料 熟悉零件图 并绘制零件图 1 周 2 完成机械加工过程的设计 2 5 周 3 对所设计的加工工艺进行技术经济分析 并完成分析报告 1 周 4 根据工序内容编写夹具设计任务书 并设计一套专用夹具 2 周 5 拆整套零件图 1 周 6 完成设计说明书一份 1 周 7 专用刀具的设计 并完成设计图纸 时间 约 1 5 周 8 完成设计说明书一份 1 周 9 其它时间 机动处理 比如临时放假 整理打印图纸 打印装订分 析报告 答辩准备等 开开 题题 报报 告告 审审 定定 纪纪 要要 时 间地点主持人 姓 名 职 务 职 称 姓 名职 务 职 称 参 会 教 师 论 证 情 况 摘 要 记录人 指 导 教 师 意 见 指导教师签名 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名 年 月 日 目 录 摘要 1 1 前言 2 2 零件结构与工艺性分析 3 3 零件毛坯的确定 4 4 零件表面加工方法的选择 7 5 机械加工工艺规程 8 6 加工余量的确定 9 7 选择加工设备与工艺设备 11 8 定位方案与工序尺寸的计算 12 9 加工工时的确定 16 10 粗铣内外开档面夹具设计 17 11 镗主销孔夹具设计 19 12 夹具操作说明 20 13 参考文献 20 14 致谢辞 21 15 毕业设计总结 22 汽车转向节加工工艺规程及 粗铣内外开档面夹具 镗主销孔夹具设计 摘要 摘要 通过对汽车转向节及其零件图的研究 本人设计了一套比较系统的工艺规程和 两套专用夹具 坚持保证产品质量 节约成本 讲究经济效益的原则 这是对每一位设计 者提出的基本要求 关键词 关键词 工艺规程 铣削 钻削 夹具 THE PROCESS OR ART OF SHAPING THINGS OUT OF METAL OF SPINDLE AND THE DESIGN OF ROUGH MILL THE SLOT DRILL THE MAIN HOLE OF KEY Author Tutor College of engineering Technology Education Hunan University Changsha 410007 Abstract Abstract Through turning to the research of one and picture of part to the automobile have designed a set of relatively systematic technology rules and two special purpose clamping apparatuses in person Insist on the principle guaranteeing product quality economizing the cost stressing the economic benefits This is basic request put forward toward every designer Keyword Keyword The rules of technology Mill Bore thickly Clamping apparatus 1 1 前 言 本次毕业设计包括编写汽车转向节加工工艺规程和粗铣内外开档面夹具 钻主销孔夹具设计两大部分 是对我大学学习的一次考察 也是自己运用所学 知识进行实践的一次好机会 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的 工艺文件 生产规模的大小 工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和 手段都要通过机械加工工艺规程来体现 夹具是在机床上用以装夹工件的一种 装置 其作用是使工件相对于机床和刀具有个正确的位置 并在加工中保持这 个位置不变 本次设计完全根据 北华航天工业学院毕业设计任务书 所布置的任务而 设计 为适应对零件大批量的生产 特对其工艺规程及机床夹具设计都考虑了 多套方案 通过比较最后确定一个合理的设计方案 主要考虑的问题有 1 定 位干涉与夹紧变形的问题 2 夹紧机构操作方便和安全问题 3 夹具元件多 用通用件和标准件 避免用专用件以降低成本 在设计过程中 我遇到了许多问题 在此要感谢郑广花老师的耐心指导 还有其帮助 我才能顺利完成任务 2 2 零件结构与工艺性分析 零件结构与工艺性分析 该零件为汽车转向节 是连接方向盘转向轴与转向传动轴的零件 它是汽 车转向系的一部分 零件工作时承受的压力和扭矩很大 其结构较复杂 主销 孔轴线与水平面成 81 5 度 锥孔轴线与主销孔轴线空间垂直 锥孔键槽与主销 孔轴线成 40 度 2 12 1 零件主要加工表面如下零件主要加工表面如下 主要尺寸公差等级表面粗糙度 27IT7Ra3 2 40 IT7 IT8 Ra0 8 38 IT6 IT7 Ra0 8 40IT8Ra0 8 36 IT9 IT10 Ra3 2 0 0 12 74 IT10Ra3 2 2 22 2 主要形位公差要求如下 主要形位公差要求如下 的两孔 内开档端面 4 的位置度 平台左端面 锥孔键槽 该零件材料为 40Cr 调质 能满足汽车转向节的强度和韧性要求 零件的工 艺性良好 各项技术要求合理 2 32 3 粗精基准的选择 粗精基准的选择 本零件左端为短轴 右端为叉型 短轴部分作为精基准应先加工 因此 将零件两头平面铣平 打顶尖孔 以顶尖孔中心线为精基准 粗基准的选择 对于加工零件而言 尽可能选择不加工表面作为粗基准 而对于有若干个 不加工表面的零件 应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为 粗基准 精基准的选择 精基准的选择选择应有利于保证加工精度 并使工件装夹方便 在选择时 主要应当注意基准重合 基准统一等问题 当设计基准与基准不重合时 应当 进行尺寸换算 3 3 毛坯的确定 汽车转向节要求有足够的韧性和强度以保证其工作的稳定 该零件为 40Cr 调质 生产批量大 但壁厚不均匀 所以毛坯不宜铸造 而采用模锻有以下优 点 1 锻件的内部组织结构坚实 可获得较高的强度 2 锻件的废品少 因为锻件没有疏松 表面杂质 内部裂纹的缺陷 3 制得的小公差锻件可以减少机加工工时 4 锻件的表面光洁度高 5 生产率较高 3 13 1 毛坯的计算 毛坯的计算 1 锻件质量 根据计算 m锻件 锻件 4 2kg 2 加工精度 零件除 25 和 40 外圆以外各表面为一般加工精度 F1 3 锻件形状复杂系数 S 根据计算 m外廓包容体 外廓包容体 22 9kg 所以 S 0 183 查表属较复杂级别 S3 4 机械加工余量 根据锻件质量 F1 S3 查表得直径方向为 2 0 2 5mm 水平方向 2 0 2 5mm 即锻件各外径的单边余量为 2 0 2 5mm 各轴向尺寸的单边余量 亦为 2 0 2 5mm 当 Ra 1 6 时 余量要适当增大 毛坯余量如下表 主要尺寸单面加工余量锻件尺寸 0 01 0 027 40 3mm 46 0 008 0 022 25 3mm 31 1 0 28 2mm 32 0 0 12 74 2mm 78 0 2 0 76 2 5mm 73 5 1 0 0 160 2mm 164 102mm14 142 0 42mm144 锻件重 4 2kg 形状复杂系数 S3 材料为 40Cr 含碳量 0 4 含 Cr 量小 于 1 5 查表得锻件材质系数为 M1 采用平直分模线 锻件为普通精度等级 则毛坯公差如下 锻件尺寸上偏差下偏差 46 1 5 0 7 31 1 5 0 7 32 1 5 0 7 78 1 5 0 7 73 5 1 5 0 7 162 1 9 0 9 续表 锻件尺寸上偏差下偏差 14 1 4 0 6 144 1 9 0 9 毛坯同轴度误差允许值 0 8mm 残留飞边为 0 8mm 5 确定圆角半径 由于个部分 H B 皆不同 H B 2 的用下式计算 外圆角 r 0 05H 0 5 内圆角 R 2 5r 0 5 H B 2 的用下式计算 外圆角 r 0 06H 0 5 内圆角 R 3 0r 0 5 H B 2 的尺寸皆用最大 H 来计算 r 0 05 45 0 5 2 75 圆整后取 r 3 R 2 5 3 0 5 8 H B 2 的尺寸为 25 处 r 0 05 52 0 5 3 1 圆整后取 r 3 5 6 确定拔模角 本锻件上 下模膛深度相等 起模角根据 L B 45 40 1 125 H B 50 40 1 25 查表外起模角取 7 内起模角 9 7 确定分模位置 根据零件图 要采用径向分模 即换向节左端圆拄部分的径向 这样可以 冲出内开档 使材料利用率得到提高 8 确定毛坯处理方式 为消除残留的锻造应力 改善锻件的切削加工性能 并为调质处理作组织 上的准备 毛坯锻造后安排正火处理 4 4 零件表面加工方法的确定 本零件需加工的表面有外圆 包括 40 段 28 段 25 段 22 螺纹处 止口 平台 主销孔 堵片孔 锥孔 平台四孔 锥孔键槽 开口销孔等 材料为 40Cr 参考有关手册及有关资料 其加工方法选择如下 1 40 段和 25 段公差等级分别为 IT7 IT8 IT6 IT7 表面粗糙度 为 Ra0 8 需进行粗车 精车 磨削 2 28 段和 22 螺纹处公差等级未注 表面粗糙度为 Ra12 5 采用粗 车即可 3 止口 74h11 处公差等级 IT10 表面粗糙度为 Ra1 6 侧面 Ra3 2 需 进行粗车 精车 4 平台厚度要求 10 未注公差等级 表面粗糙度为 Ra6 3 采用粗铣即 可 平台左端面的公差 在精车止口时得到保证 5 主销孔 30 处 公差等级 IT7 表面粗糙度为 Ra1 6 需进行钻 粗 镗 精镗 6 堵片孔 32H11 处 公差等级 IT11 表面粗糙度为 Ra1 6 需进行钻 粗镗 精镗 7 锥孔侧面处 公差等级 IT10 IT11 表面粗糙度为 Ra6 3 只 0 0 15 36 需进行粗铣 8 锥孔处 其锥度 1 8 小端 24H8 公差等级 IT8 表面粗糙度为 Ra0 8 需进行钻 粗铰 精铰 9 锥孔键槽处表面粗糙度为 Ra0 8 需进行插削 10 两侧面处 未注公差等级 表面粗糙度为 Ra6 3 采用粗铣即 1 0 0 160 可 11 内开档 公差等级 IT11 IT12 表面粗糙度为 Ra3 2 需进行粗 0 2 0 76 铣 精铣 12 平台四孔 13 处 公差等级 IT9 IT10 表面粗糙度为 Ra6 3 采用 钻 扩两道工序 13 油孔的加工 油孔的公差要求和位置度要求不高 只要保证油路畅通 因此先铣平油孔侧面 再钻孔 攻丝即可 14 左端螺纹 开口销孔和螺纹一侧的铣平 螺纹表面粗糙度为 Ra3 2 开口销孔 5 表面粗糙度为 Ra12 5 平 面到下母线 20C12 公差等级 IT12 表面粗糙度为 Ra12 5 其加工方 法为螺纹攻丝后 钻开口销孔并倒角 再铣平面即可 5 机械加工工艺规程 模锻 正火处理 1 铣两端面打中心孔 2 粗车大轴段 小轴段和螺纹轴段 3 粗车锥轴段 4 粗车止口 5 精车止口 6 精车大轴段 小轴段和螺纹轴段并倒角 7 尺寸偏差经济度测量 8 铣工艺槽 9 粗铣内开档和两侧面 10 铣平台面 11 铣锥孔侧面 12 钻主销孔 13 钻锥孔 14 磁力探伤并退磁处理 15 调质 16 钻 扩四孔 17 四孔倒角 18 铣油孔侧面 19 粗镗主销孔及堵片孔 20 精镗主销孔及堵片孔 21 尺寸偏差经济度测量 22 主销孔及堵片孔倒角 23 粗铰锥孔 24 插键槽 25 精铰锥孔 26 精铣内开档 27 尺寸偏差经济度测量 28 钻油孔 29 油孔攻丝 30 磨外圆 31 尺寸偏差经济度测量 32 螺纹轴段攻丝 33 铣螺纹缺口面 34 钻开口销孔 35 开口销倒角 36 滚压 R5 37 螺纹套丝 38 去毛刺 39 检测 40 清洗 41 涂色 入 6 加工余量的确定 根据零件图尺寸 查 金属机械加工工艺人员手册 确定各工序的加工余 量和公差等级如下 零件尺寸工序名称双边余量公差等级公 差工序尺寸 粗车 3mmIT120 3 0 0 3 75 0 0 12 74 精车 1mmIT100 12 0 0 12 74 粗车 4mmIT110 16 0 0 16 42 精车 1 5mmIT80 039 0 0 039 40 5 0 01 0 02 40 磨削 0 5mmIT70 025 0 01 0 02 40 粗车 4mmIT110 13 0 0 13 27 精车 1 5mmIT80 033 0 0 033 25 5 0 008 0 022 25 磨削 0 5mmIT70 021 0 008 0 022 25 钻 27 5mmIT120 21 0 21 0 27 5 粗镗 2mmIT110 13 0 13 0 29 5 0 021 0 30 精镗 0 5mmIT70 021 0 021 0 30 钻 27 5mmIT120 25 0 25 0 27 5 粗镗 3 5mmIT110 16 0 16 0 31 0 16 0 32 精镗 1mmIT70 025 0 16 0 32 M22 1 5 螺纹 粗车 1 6mmIT120 21 0 0 21 25 粗车 2 3mmIT110 13 0 0 13 22 续表 零件尺寸工序名称双边余量公差等级公 差工序尺寸 钻 22 5mmIT120 21 0 21 0 22 5 粗铰 1mmIT80 033 0 033 0 23 5 0 033 0 24 锥孔 精铰 0 5mmIT60 013 0 033 0 24 粗铣 4mmIT110 19 0 19 0 75 0 2 0 76 精铣 1mmIT80 046 0 2 0 76 7 选择加工设备和工艺设备 7 17 1 选择机床选择机床 工序中的车削有粗车和精车 各工序的工步数不多 且零件外廓尺寸不 大 精度要求不是很高 故可选用 CA6140 型卧式机床 工序中的钻 扩 铰 所需加工的尺寸有 30 主销孔 13 的平台四孔 锥孔 1 8 10 油孔 根据以上尺寸 选用 Z535 型立式钻床 5 开口 销孔用 Z4006 型台式钻床加工 工序中的镗孔加工 由于镗孔尺寸不大 但工件不是回转体 故不宜在 车床上加工 采用 TS4132 型卧式镗床 工序中的粗铣 精铣采用卧式铣床 考虑到本零件成批生产 所选机床 使用范围较广为宜 故选常用的 X62 型就能满足要求 铣平台时根据定位的 需要采用 X51 型力式铣床 工序中有 2 个尺寸要模削 2 个皆为外圆 故采用 M120 型外圆磨床 工序中插键槽 由于加工尺寸不大 故选用 B5020 加工 油孔 10 攻丝选用 Z4006 型机床加工 7 27 2 选择量具选择量具 本零件属成批生产 一般均采用通用量具 选择量具的方法有两种 一 是按量具的不确定度选择 二是按量具的测量方法极限度误差选择 加工外圆时 磨外圆 40 上偏差 0 01 下偏差 0 027 25 上偏差 0 008 下偏差 0 022 现按量具的测量方法极限度误差选择 根据公差 T 0 016 和 T 0 014 查得计量器具不确定度允许值 U1 0 0009 故选用分度值为 0 0005 的比较仪 同理 用以上方法的出其他工序的量具在工艺卡片上写明 7 37 3 选择刀具选择刀具 1 车床上的加工工序一般采用硬质合金车刀 40Cr 属于合金结构钢 加工钢料宜用 YT 类硬质合金 粗加工用 YT5 精加工用 YT30 2 粗铣选用错齿三面刃铣刀 GB1128 85 铣削长度为 86mm 故铣 刀直径应为 200mm d 200mm D 40mm L 20mm Z 26 精铣选用直齿三面刃铣刀 其余参数与错齿三面刃铣刀相同 3 钻中心孔用锥柄麻花钻 GB1438 85 d 27 5mm 工作部分 l 291mm 钻油孔用锥柄麻花钻 GB1438 85 d 10mm 工作部分 l 168mm 钻开口销孔用锥柄麻花钻 GB1438 85 d 5mm 工作部分 l 133mm 8 定位方案与工序尺寸的计算 本零件结构较复杂 工序多 在此重点分析 精铣内开档 的定位方案和 定位误差 内开档尺寸 公差等级 IT11 表面粗糙度 Ra3 2 0 2 0 76 位置公差要求 与主销孔轴线垂直度公差不大于 0 05mm 本工序采用 X62 型铣床加工 刀具采用两把直齿三面刃铣刀 精铣内开档定位图 8 18 1 定位方案及分析 定位方案及分析 1 B2 面 采用短 V 型块 限制 y 向平动 z 向平动 A2 平面定位 限制 x 向平动 y 向转动 z 向转动 工艺槽 限制 x 向转动 2 B2 面 采用短 V 型块 限制 z 向平动 z 向转动 主销孔 限制 x 向平动 x 向转动 y 向平动 y 向转动 要使零件合乎技术要求 本工序有以下不等式 T D W p 其中 T 工序误差 D 定位误差 W 与加工过程有关的误差 P 夹具的制造误差和机床上的安装误差 一般情况下 D 1 3T D Z B E 基准制造误差 Z 基准不重合误差 方案一分析 a 尺寸误差 基准不重合误差 B 0 36 sin8 5 0 05321 Z 0 故 D Z B 1 3T 0 0233 不合格 b 垂直度误差分析 基准不重合误差 B1 tg15 0 0436 B2 0 01 B3 0 036 T 型槽 Z 0 定位基准无径向位移 D Z B1 B2 B3 0 05004 0 05 不合格 方案二分析 a 尺寸误差 基准不重合误差 B 0 Z 0 042 sin8 5 0 0062 故 D Z B 0 0062 1 3T 0 0233 合格 b 直度误差分析 基准不重合误差 B1 tg15 0 0436 B2 0 01 Z 0 D Z B 0 01436 0 05 合格 C 铣削深度靠刀具进给保证 8 28 2 工序尺寸的计算 工序尺寸的计算 1 长度为 142 0 4 的工序尺 寸 a 零件小头端铣去 4mm b 止口端面粗车 1 5mm c 止口端面精车 0 5mm N 144 4 1 5 0 5 142mm 取 IT14 级公差 0 8 得工序尺寸 142 0 4 2 长度为 40 ES 1 EI 0 的工序尺寸 a 止口端面粗车 3 5m b 止口端面精车 0 5mm N 36 3 5 0 5 40mm 取 IT15 级公差为 1 得工序尺寸 40 1 3 40 ES 0 01 EI 0 02 的工序尺寸 a 粗车 2mm b 精车 1 5mm c 磨削 0 5mm N 44 2 1 5 0 5 40 取 IT7 级公差为 0 03 得工序尺寸 40 4 内开档 76 ES 0 2 EI 0 的工序尺寸 a 粗铣 4mm b 精铣 1mm N 81 4 1 76 取 IT8 级公差为 0 2 得工序尺寸 76 9 加工工时的确定 加工的工时确定主要考虑切削深度 速度和走刀长度 本零件工序数较多 在此不一一给出计算 确定粗车外圆 42 ES 0 EI 0 16 的加工工时 基本时间 Tji L i f n l1 l2 l3 L i f n L3 为试切长度 该工件为大批生产 无试切长度 L 40mm l1 ap tgkr 2 3 Kr 45 所以 l1 4mm l2 0 F 0 65mm r n 4r s 故 Tji 17s 辅助时间 辅助时间包括装卸工件 开动和停机 改变切削用量 测量工件以及进刀 和退刀动作 本零件大批生产 无改变切削用量时间 根据工件是在三爪卡盘上装夹 手动加工 工件重 5kg 左右 查得 T 装 0 11min 6 6s T 卸 0 08min 4 8s 根据工件测量用的是游标卡尺 测量直径在 30 50 间 查得 T 测 0 08 0 09min 4 8 5 6s 取 5s 所以 T 辅 T 装 T 卸 T 测 16 4s 加上开机 进退刀等时间后 T 辅取 22s 其余布置工作场地时间和休息 生理需要时间 T T 21 8 Tji T 辅 8 5s 所以 T 总 Tji T 辅 T 47 5s 其余加工工时在工艺卡片上写明 10 粗铣内外开档面夹具设计 10 110 1 切削力的确定切削力的确定 由工艺规程可知 工件在卧式铣床 X61 上铣削 采用错齿三面刃铣刀 材 料为 W18Cr4v 查 机床夹具设计手册 P 2335t0 90SE0 8D 1 1n 0 1E 其中 P 铣切力 N t 铣削深度 mm SE 每刀进给量 mm D 铣刀直径 N 铣刀每分钟转速 E 铣刀齿数 查 金属机械加工工艺人员手册 得 D 200mm Z 26 t 2mm V 265m min 所以 n 1000V D 1000 265 200 422r min SE 0 18 所以 P 2335 30 90 0 180 8 200 1 1 422 0 1 26 66 56N 四把铣刀的 P 66 56 4 266 24N 10 210 2 夹紧力的计算夹紧力的计算 由于工件的夹紧机构是采用两个螺栓通过压板压块构成的复合夹紧机构对 工件夹紧 查表得 W0 WK L 1 0 MQ W0 r tg 1 rztg 2 Wk r tg 1 rztg 2 L 1 0 其中 L 作用力臂 r 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径 mm 1 螺杆端部与工件间的摩擦角 rz 螺纹中径之半 mm 螺纹升角 查 机床夹具手册 WK W K 其中 WK 实际所需夹紧力 N W 一定条件下由静力平衡计算出的理论夹紧力 N K 安全系数 且 K K1 K2 K3 K4 K5 K6 K0 查表得 K1 1 2 K2 1 6 K3 1 0 K4 1 3 K5 K6 1 0 K0 1 5 所以 K K1 K2 K3 K4 K5 K6 K0 3 75 WK W K 123 2 3 75 462 N W0 462 0 5 1 0 9 256 7 N MQ 256 7 9 33 tg0 15 5 513 tg 2 29 9 50 315 N mm 10 310 3 夹具设计方案的确定夹具设计方案的确定 根据汽车转向节工件的特点和零件图纸的要求 对工件内开档的粗铣可用 立铣和卧铣两种方式 a 把工件内开档水平放置采用立铣 把工件放在 V 型块上 74 的轴端面靠在 V 型块端面上定位 上面用 螺旋及压板压块构成的夹紧机构夹紧 右端由防转销与防转槽配合 共限 制 6 个自由度 b 该方案将工件内开档竖直放置 采用卧式铣床 把工件放在 V 型块上 74 的轴端面靠在 V 型块端面上定位 上面用 螺旋及压板压块构成的夹紧机构夹紧 右端由防转销与防转槽配合 共限 制 6 个自由度 比较两种方案 可以看出方案二的工件装卸方便 因为立式铣床有一定 高度 工人操作不便 再者 方案 a 的切削力方向是水平的 这对夹具和机床 的要求就很高 而方案 b 的切削力主要由 74 的端面承受 受力位置很好 不 会出现材料刚度问题使得工件产生加工精度问题 综上所叙 选择方案 b 夹具图见图纸 机床型号和有关参数见工艺卡 11 镗主销孔夹具设计 11 111 1 夹具设计方案确定夹具设计方案确定 根据汽车转向节工件的特点和零件图纸的要求 对工件主销孔的钻削可用 立式和卧式两种方式 方案一 采用卧式钻床 工件竖直放置 主轴孔心线水平 利用 40 轴断和 74 轴端面以及一个 防转销进行定位 总共限制六个自由度 利用钩型压板夹紧 方案二 采用立式钻床 工件以主销孔轴心线的垂直线水平放置 工件夹在分度盘上 利用 40 轴 断和 74 轴端面以及一个防转销进行定位 总共限制六个自由度 采用螺母和 压板压块组成的复合夹紧机构夹紧 分析 方案一由于两孔间距离比较大 又由钻削的切削量大 孔深 容易 发热 对于刀具的磨损很大 并且发热影响工件的加工精度 方案二的分度盘 就避免了这一点 故综上所述 选择方案二 11 211 2 镗削切削力的确定镗削切削力的确定 由于工件为 40Cr 100 公斤力 毫米 2 所以采用高速工具钢 W18Cr4V 高速钻头 查 机床夹具设计手册 表 1 2 7 可得 切削力 PX 667DS0 7KP 切削扭矩 M 0 34D2S0 8KP 其中 KP b 736 0 75 D 钻头直径 mm S 每转进给量 mm KP 修正系数 b 工件材料的抗拉强度 MPa PX 667DS0 7KP 667 2 75 0 180 7 1 4 7704 N M 0 34D2S0 8KP 0 34 2 752 0 180 8 1 4 91 3 N m 12 夹具操作说明 粗铣内外开档面与钻主销孔两套夹具结构简单 操作方便 可靠的保证了加 工质量 提高了劳动效率 12 112 1 粗铣内外开档面夹具操作方法粗铣内外开档面夹具操作方法 把工件放到 V 型块上 74 的端面靠在 V 型块的端面上定位 再把压板翻 过来使压板上的 V 型浮动环节压在 40 轴外圆面上 将防转销插入与工件的防 转槽配合 再用手柄螺母把压板压紧 即可开始加工 12 212 2 镗主销孔夹具操作方法镗主销孔夹具操作方法 将工件