工艺类-CA10B前刹车调整臂外壳加工工艺设计及专用夹具设计.rar.doc

安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 I 工序卡片 工序一 以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔前后端面 工序二 以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔左右 两端面 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 卧式车床 CW6163A 60 孔及端面加工车 床夹具 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 卧式车床 CW6163A 60 孔及端面加工车 床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔前后 端面 硬质合金钢端面 车刀 11 3mm0 15mm r35m min1 14min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 1 页 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 II 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔左右两端 面 硬质合金钢端面车 刀 11 3mm0 15r min35m min1 6min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 2 页 工序三 精车 12 孔前后端面 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 卧式车床 CW6163A 60 孔及端面加工车 床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1精车 12 孔前后端面硬质合金钢端面车 刀 11 3mm0 15mm r35m min0 68min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 3 页 工序四 以 12 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 12 孔 孔的精度达 IT7 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 III 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸件 设备夹具辅助工具 名称型号 钻床 Z5125A 13 8 和 16 沉孔 加工钻床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do 10mm 扩孔至 do 11 8mm 铰孔至 do 11 94mm 精铰孔至 12H7 高速钢麻花钻钻 头 高速钢扩孔钻 高速钢铰刀 高速钢铰刀 1 1 1 1 0 5mm r 0 75mm r 1 5mm r 1 5mm r 11m min 25m min 11m min 11m min 0 17 min 0 09min 0 1min 0 1min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 4 页 工序五 以 12 孔上端面为精基准 钻 5 个 4 3 孔 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW 设备夹具辅助工具 名称型号 钻床 Z5125A 60 孔及端面加工车 床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 IV 1钻孔至 d 4 3mm高速钢麻花钻钻 头 10 13mm r30m min1 3 min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 5 页 工序六 以 12 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 60 孔 孔的精度达 IT7 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸件 设备夹具辅助工具 名称型号 钻床 Z535 60 孔及端面加工车 床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do 50mm 扩孔至 do 58mm 铰孔至 do 59 94mm 精铰孔至 60H7 高速钢麻花钻钻 头 高速钢扩孔钻 高速钢铰刀 高速钢铰刀 1 1 1 1 0 7mm r 0 95mm r 1 6mm r 1 6mm r 10m min 18m min 7m min 7m min 0 8 min 0 3min 0 35min 0 35min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 6 页 工序七 粗车 半精车槽 26H11 的端面 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称切槽 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 V 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 卧式车床 CW6163A 60 孔及端面加工车 床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 粗车 26H11 槽 半精车 26H11 槽 QA2022L 03 QA2022L 03 1 1 1 3mm 1 3mm 0 15mm r 0 15mm r 34m min 34m min 8 38s 8 08s 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 7 页 工序八 车螺纹孔顶面 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称车端面 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 卧式车床 CW6163A 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 VI 1车螺纹孔顶面硬质合金钢端面车 刀 11 3mm0 15r min34m min2 32s 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 8 页 工序九 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 钻 扩 铰 精铰 13 8 孔 使孔的精度达到 IT7 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 钻床 Z535 13 8 和 16 沉孔 加工钻床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do 12mm 扩孔至 do 13 6mm 铰孔至 do 13 74mm 精铰孔至 13 8H7 高速钢麻花钻钻 头 高速钢扩孔钻 高速钢铰刀 高速钢铰刀 1 1 1 1 0 5mm r 0 75mm r 2mm r 2mm r 10m min 11m min 9m min 9m min 1 2 min 0 4min 0 3min 0 3min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 9 页 工序十 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 钻 扩 铰 精铰 16 孔 使孔的精度达到 IT7 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 VII 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 钻床 Z535 13 8 和 16 沉孔 加工钻床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 1 2 3 4 粗钻孔至 do 14mm 扩孔至 do 15 6mm 铰孔至 do 15 94mm 精铰孔至 16H7 高速钢麻花钻钻 头 高速钢扩孔钻 高速钢铰刀 高速钢铰刀 1 1 1 1 0 5mm r 0 75mm r 2mm r 2mm r 10m min 22m min 8m min 8m min 0 9 min 0 3min 0 2min 0 2min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 10 页 工序十一 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 钻 扩 铰 精铰 13 孔 使孔的精度达到 IT7 安徽农业 大 学机 械 加 工 工 序 卡工序名称加工孔 零件 名称 前刹车调整臂 外壳 零件 重量 2 5kg 材 料毛坯 牌号硬度形式重量 KT350150HBW铸造 设备夹具辅助工具 名称型号 钻床 Z535 13 8 和 16 沉孔 加工钻床夹具 工步安 装 及 工 步 说 明刀具走刀次数切削深度进给量切削速度基本工时 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 VIII 1 2 3 4 粗钻孔至 do 12mm 扩孔至 do 12 6mm 铰孔至 do 12 94mm 精铰孔至 13H7 高速钢麻花钻钻 头 高速钢扩孔钻 高速钢铰刀 高速钢铰刀 1 1 1 1 0 5mm r 0 75mm r 2mm r 2mm r 10m min 22m min 8m min 8m min 0 9 min 0 3min 0 2min 0 2min 设 计 者孔琳琳指导教师郑 培 文共 11 页第 11 页 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 IX 目录目录 摘要摘要 I BSTRACT II 目录目录 III 第一章第一章 绪论绪论 1 第二章第二章 概述概述 2 2 1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 2 2 2 现代夹具的发展发向 3 2 3 机床夹具及其功用 4 2 4 机床夹具在机械加工中的作用 5 2 5 机床夹具组成和分类 6 2 6 机床夹具的分类 7 2 7 机床夹具设计特点 9 2 8 机床夹具的设计要求 10 第三章第三章 零件的分析零件的分析 11 3 1 零件的工艺分析 11 第四章第四章 工艺规程设计工艺规程设计 14 4 1 确定毛坯的制造形式 14 4 2 基面的选择 14 4 3 制定工艺路线 14 4 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 16 4 5 确立切削用量及基本工时 18 第五章第五章 夹具设计夹具设计 34 5 1 铣侧面夹具设计 34 5 2 定位基准的选择 34 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 X 5 3 切削力和夹紧力计算 35 5 4 定位误差分析 36 5 5 夹具设计及操作的简要说明 37 参考文献参考文献 38 致谢致谢 39 附件附件 1 40 附件附件 2 50 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 0 第一章第一章 绪论绪论 毕业设计在我们大学的全部基础课 技术基础课之后进行的 这是我们在进行毕业设 计对所学各课程的深入综合性的总复习 也是一次理论联系实际的训练 因此 它在 我们的大学生活中占有重要的地位 另外在做完这次毕业设计之后 我得到一次在毕 业工作前的综合性训练 我在想我能在下面几方面得到锻炼 1 运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识 正确地解决一个零件在加工中的定位 夹紧以及工艺路线安排 工艺尺寸确定等问题 保证零件的加工质量 2 提高结构设计能力 通过设计夹具的训练 获得根据被加工零件的加工要求 设计出高效 省力 经济合理而能保证加工质量的夹具的能力 3 学会使用手册以及图表资料 掌握与本设计有关的各种资料的名称 出处 能够做到熟练的运用 就我个人而言 我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应 性训练 从中锻炼自己发现问题 分析问题和解决问题的能力 为今后参加祖国的 四 化 建设打一个良好的基础 由于个人能力有限 设计尚有许多不足之处 恳请各位老师给予指教 本人将表 示真诚的感谢 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 1 第二章第二章 概述概述 夹具最早出现在 1787 年 至今经历了三个发展阶段 第一阶段表现为夹具与 人的结合 在工业发展初期 机械制造的精度较低 机械产品工件的制造质量主要依 赖劳动者个人的经验和手艺 而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具 第二 阶段是随着机床 汽车 飞机等制造业的发展 夹具的门类才逐步发展齐全 夹具的 定位 夹紧 导向 或对刀 元件的结构也日趋完善 逐渐发展成为系统的主要工艺 装备之一 第三阶段 即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高 夹 具在系统中占据相当重要的地位 这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合 2 1 夹具的现状几生产对其提出新的要求夹具的现状几生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代 以适应市场激烈竞争 尽管国际生 产研究协会的统计表明中不批 多品种生产的工件已占工件种类数的 85 左右 然而 目前 一般企业习惯与采用传统的专用夹具 在一个具有只能感等生产的能力工厂中 约拥有 13000 15000 套专用夹具 另一方面 在多品种生产的企业中 约隔 4 年就要 更新 80 左右的专用夹具 而夹具的实际磨损量只有 15 左右 特别最近年来柔性制造 系统 FMS 数控机床 NC 加工中心 MC 和成组加工 GT 等新技术被应用和推 广 使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平 综上所述 现代生产对夹具提出了如下新的要求 1 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 2 能装夹一组相似性特征的工件 3 适用于精密加工的高精度的机床 4 适用于各种现代化制造技术的新型技术 5 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置 进一步提高劳动生产率 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 2 2 2 现代夹具的发展发向现代夹具的发展发向 现代夹具的发展方向表现为精密化 高效化 柔性化 标准化等四个方面 1 精密化 随着机械产品精度的日益提高 势必也相应提高 对其精度要求 精密化夹具的结构类型很多 例如用于精密分度的多齿盘 其分度可 达正负 0 1 用于精密车削的高精度三爪卡盘 其定心精度为 5um 又如用于轴承套圈 磨削的电磁无心夹具 工件的圆读可达 0 2 0 5um 2 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的 以提高劳动生产率 减少 工人劳动强度 常见的高效化夹具有 自动化夹具 告诉化夹具 具有夹紧动力模块 的夹具等 例如使用电动虎钳装夹工件 可使工件效率比普通虎钳提高了 5 倍左右 而高速卡盘则可保证卡爪在转速 9000r min 的条件下能正常夹紧工件 使切削速度大 幅度提高 3 柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似 它是通过调 组合等方式 以适应工艺可变因素的能力 工艺的可变因素主要有 工序特征 生产 批量 工件的形状和尺寸等 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有 组合夹具 通 用可调夹具 成组夹具 模块夹具 数控夹具等 在较长时间内 夹具的柔性化趋向 将是夹具发展的主要方向 4 标准化 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面 在制造典型夹具 结构的基础上 首先进行夹具元件和部件的通用化 建立典型尺寸系列或变型 以减少功能用途相近 的夹具元件和不见的形成 舍弃一些功能低劣的结构 通用化方法包括 夹具 部件 元件 毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造 了良好的条件 目前 我国已有夹具零件 部件的国家标准 GB2148 2249 80 GB2262 2269 80 以及通用夹具标准 组合夹具标准等 夹具的标准化也是夹具柔 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 3 性化高效化的基础 作为发展趋势 这类夹具的标准化 有利于夹具的专业化生产和 有利于缩短生产准备周期 降低生产总成本 2 3 机床夹具及其功用机床夹具及其功用 2 3 1 机床夹具机床夹具 夹具是一种装夹工件的一种工艺装备 它广泛地应用于机械制造过程的切削加工 热 处理装配 焊接和检测等工艺过程中 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具 在现代生产过程中 机床夹具是一 种不可缺少的工艺装备 它直接影响着加工的精度 劳动生产率和产品的制造成本等 故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位 机床夹具设计是一项重要的技术工件 2 3 2 机床夹具的功能机床夹具的功能 在机床上应用夹具装夹工件时 其主要功能是使工件定位和夹紧 1 机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装夹工件 使工件装夹中的定位和夹紧 1 定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程 定位是通过工件定位基准而与夹具定位元 件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求 2 夹紧 工件定位后将其固定 使其在加工过程中保持定位位置不错的操作 由于工件在加工 时 受到各种力的作用若不将其固定 则工件会松动 脱离 因此夹紧为工件提高了 安全和可靠的加工条件 2 机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向 1 对刀 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 4 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块 它能迅速地确定铣 刀相对于夹具的正确位置 2 导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套 能迅速的确定钻头的位置 并引导其进行钻削 导向 元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模 镗床夹具 镗模 也是具有导向的功能的 2 4 机床夹具在机械加工中的作用机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中 使用机床夹具的目的主要有一些六个方面 然而在不同的生产条 件下 应该有不同的侧重点 夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求 生产成本个 工人操作方面的要求以达到预期的效果 1 保证加工精度 用夹具装夹工件时 能稳定的保证加工精度 并减少对其他工作条件的依赖性 故在 精密加工中广泛的使用该夹具 并且它还是全面质量管理的一个重要环节 2 提高劳动生产率 使用夹具是否能使工件迅速的定位很夹紧并能够显著的缩短辅助时间和基本时间 提 高劳动生产率 3 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便 省力 安全 当采用气压 液压等装夹工件时 可家少工的劳 动强度保证生产安全 4 保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具可确保生产周期 生产强度等工艺秩序 例如 夹具设计也是 工程技术人员解决高难度零件的主要手段之一 5 降低生产成本 在批量生产中使用夹具时 由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操 作 故可明显降低生产成本 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 5 6 扩大机床工艺范围 这是生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施 如车床上的拉削 钻孔加工等 也可用夹具装夹的加工较复杂的成型面 2 5 机床夹具组成和分类机床夹具组成和分类 1 系统元件 2 夹紧元件 3 夹具体 4 连接元件 5 对刀与导向装置 6 其他元件或装置 一 机床夹具的基本组成部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析 机床夹具的基本组成部分 是定位元件 夹紧装置和夹具体三个部分 这也好似夹具体的主要内容 1 定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一 通常当工件定位基准面的形状确定后 定位元 件的结构也就确定了 2 夹紧装置也是夹具的主要元件之一 一般铰链压板 螺钉 夹紧装置等 3 夹具体 通常夹具作为铸件的结构 锻件结构 焊接结构 形状有回转体形和底座等多种定位 元件 夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上 二 几夹具的其他组成部分 为满足夹具的饿其他功能要求 各种夹具好要设计其他的元件个装置 1 连接元件 根据机床的工作特点 夹具在机床上的安装 连接常有的两种方式 一种是安装在机床工作台上 另一种是安装在机床主轴上 连 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 6 接元件用于确定夹具本身在机床上的位置 2 对刀与导向装置 对刀装置常见在铣床夹具中 用以对刀块 调铣刀对刀前的位置 对刀时 铣刀不能与对刀块直接相连 以免碰伤铣刀的切削刃 和对刀块工作表面 导向装置钻模板 钻套 镗模的镗模支架 镗套 它们能确定刀具的位置 并引 导刀具进行切削 3 其他元件和装置 根据加工的需要 有些夹具分别采用分度装夹 靠模装置上下料加工工艺机器人等 2 6 机床夹具的分类机床夹具的分类 1 按夹具的通用特性分类 这是一种基本的分类方法 主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性 故也是 选择夹具主要依据 目前 我国常用的夹具有通用夹具 专用夹具和自动化生产夹具 等五大类 1 通用夹具 通用夹具是指结构 尺寸已规格化 具有一定通用性的夹具 如三爪自定心卡 盘 四爪单动卡盘 台虎钳 万能分度头 顶尖 中心架 电磁吸盘等 其特点是使 用性强 不需调整或稍加调整就可以装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件 这类夹 具以商品化 且成为机床附件 采用这种夹具可减少生产周期 减少夹具品种从而降 低生产成本 其缺点是夹具的精度不高 生产效率也较低 且较难装夹形状复杂的工 件 故使用与单件小批量生产中 2 专用夹具 专用夹具是针对一个工序的要求而专门设计和制造夹具 其特点是针对性极强 没有通用性 在产品相对稳定批量较大的生产中 常用各种专用夹具 可获得较长 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 7 随着现代多品种中小批量的发展专用夹具在专用性和经济性等方面已多生许多问题 3 可调夹具 可调夹具是针对通用夹具专用夹具的缺陷而发展起来的异类新型夹具对不同类 型和尺寸的工件 只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用 它一般又称为通用可调夹具和成组夹具两种 前者的通用范围比通用夹具更大 后者 则是一种可调夹具 它按成组原理设计并能加工一组相似零件 故在多品种中 中小 批生产中上午有较好的经济效应 4 组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具 标准的模块元件有较高的精度和耐磨性 可组装成各 种夹具夹具用具既可拆除 留用组装新的夹具 由于使用组合夹具可缩短生产准备周 期 元件能重复多次使用 并且有可减少专用家句数量的优点 因此 组合夹具在单 件中小批多品种生产和数控加工中 是一种较经济的夹具 组合夹具也已商品化 5 自动化生产专用夹具 自动化生产专用夹具主要分为线夹具和数控机床专用夹具两大类 自动线夹具有两种 一种是固定完成夹具 一种是随行夹具 数控机床夹具还包括加工中心夹具和柔性制 造系统专用夹具 随着制造的现代化 在企业中数控机床的夹具比例正在增加 得以 满足数控机床的加工要求 数控几传呼的典型结构是平装夹具 它是利用标准的模块 组装的夹具 2 按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计使用的分类方法 如车床 铣床 刨床 钻床 数控车床等夹具 设计专用夹具时机床的类别 组别 型别主要参数均以确定 它们不同点是机床切削 成型运动不同 故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同 1 4 机床夹具的设计特点和要求 1 用加剧装夹工件的优点如下 1 所保证加工精度 用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不 受工人技术的影响 使一批工件的加工精度趋于一致 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 8 2 提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便 快速工件不需划线找正 可显著的减 少辅助工时 提高劳动生产率 工件在夹具装夹后提高了工件的刚性 因此可加大切 削用量 提高劳动生产率 可使用多工位夹具 并可采用高小夹紧机构 进一步提高 劳动生产率 3 能扩大机床的使用范围 4 能降低成本 在批量生产后使用夹具后 由于劳动生产率的提高 使用技术等级 较低的工人以及废品率下降等原因 明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件 上 没个工件制造的成本是极少的 远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本 元 件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大 5 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便 省力 安全 当采用气动 液动等夹紧装置时可减少工人的劳动强度 保证安全生产延长工人的操 作寿命 提高企业整体的技术水平 2 7 机床夹具设计特点机床夹具设计特点 机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别 主要表现在以下五个方面 1 要有较短的设计和制造周期 一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计 算工作 2 夹具的精度一般比工件的精度变了三倍 3 夹具在一般情况下是单体制造的 重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次 成功 4 夹具和操作工人的关系非常的密切 要求夹具与生产条件和操作密切结合 5 夹具的社会协作制造条件较差 特别是商品化的元件较少 设计者要熟悉夹具 的制造方法 以满足设计的工艺要求 2 8 机床夹具的设计要求机床夹具的设计要求 设计夹具时 应满足下列四项基本要求 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 9 1 保证工件的加工精度 即在机械加工工艺系统中 夹具在满足以下三项要求 工件在夹具中的定位 夹具在机床上的位置 刀具的正确位置 2 保证工人的造作安全 3 达到加工的造作生产率要求 4 满足夹具一定的使用寿命和经济效应 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 10 第三章第三章 零件的分析零件的分析 3 1 零件的工艺分析零件的工艺分析 前刹车调整臂外壳共有两处加工表面 其间有一定位置要求 分述如下 1 以 60mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括 60H7mm 的孔 以及 60mm 孔的前后两端面 其中主要加工 表面为 60H7mm 通孔 0 12 0 18 2 以 60mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括 60 孔左右两端面 以及 5 孔 0 16 0 4 3 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 11 3 铣 26H11 的槽 这一组加工表面包括 此槽的端面 底面 16H11mm 的槽两侧面 4 以 60mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括 孔 孔 孔 主要是加工 孔 0 12 0 13 8 0 12 0 16 0 12 0 13 0 12 0 13 8 孔 0 12 0 16 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 12 5 以 孔为中心的加工表面 0 0 24 12 这一组加工表面包括这两组加工表面之间有着一定的位置要求 主要是 孔 该孔前后两端面 阶梯台端面 主要加工 孔 0 0 24 12 0 0 24 12 由上面分析可知 加工时应先加工一组表面 再以这组加工后表面为基准加工另外一组 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 13 第四章第四章 工艺规程设计工艺规程设计 4 1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 KT350 考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大 零件结构又比较简单 故选择铸件毛坯 4 2 基面的选择基面的选择 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 加工工艺过程中回问题百出 更有甚者 还会造 成零件的大批报废 是生产无法正常进行 1 粗基准的选择 对于零件而言 尽可能选择不加工表面为粗基准 而对有若干个不加工表面的工件 则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准 根据这个基准选择 原则 现选取孔的不加工外轮廓表面作为粗基准 利用一组共两块 V 形块支承 0 12 0 18 60 R41 外圆端面作主要定位面 限制 5 个自由度 再以一个销钉限制最后 1 个自由度 达到完全定位 然后进行车削 2 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题 当设计基准与工序基准不重合时 应该进行尺寸换算 这在以后还要专门计算 此处不再重复 4 3 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线的出发点 应当是使零件的几何形状 尺寸精度及位置精度等技术 要求能得到合理的保证 在生产纲领已确定的情况下 可以考虑采用万能性机床配以专 用夹具 并尽量使工序集中来提高生产率 除此之外 还应当考虑经济效果 以便使生 产成本尽量下降 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 14 1 工艺路线方案一 工序一 粗 精车 60 孔 60 孔前后两端面 工序二 粗 精车 60 孔左右两端面 工序三 钻 扩 铰 孔 钻 铰 5 孔 0 0 24 12 0 16 0 4 3 工序四 粗 精车 12 孔前后两端面 钻 孔 0 12 0 13 8 工序五 粗 精车 60 孔上方槽内表面 钻 铰该槽左上方端面 M10X25 螺孔 工序六 扩 铰 孔 钻 扩 铰 孔 孔 0 12 0 13 8 0 12 0 16 0 0 24 工序七 装配时钻铰锥孔 工序八 检查 上面的工序加工不太合理 因为由经验告诉我们大多数都应该先车平面再加工孔 那 样会更能容易满足零件的加工要求 效率不高 但同时钻两个孔 对设备有一定要求 且看另一个方案 2 工艺路线方案二 工序一 以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔前后端面 工序二 以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔左右两端面 工序三 精车 12 孔前后端面 工序四 以 12 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 12 孔 孔的精度达到 IT7 工序五 以 12 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 5 个 4 3 孔 孔的精度达到 IT7 工序六 以 12 孔为精基准 钻 扩 铰 精铰 60 孔 保证孔的精度达到 IT7 工序七 粗车 半精车 精车槽 26H11 的端面 工序八 车螺纹孔顶面 工序九 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 钻 扩 铰 精铰 13 8 孔 孔的精 度达到 IT7 工序十 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 钻 扩 铰 精铰 16 孔 孔的精度 达到 IT7 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 15 工序十一 以 60 孔及端面和 12 孔为定位基准 钻 扩 铰 精铰 13 孔 孔的精 度达到 IT7 工序十二 检查 装配时钻 铰锥孔 虽然工序仍然是十二步 但是效率大大提高了 工序一和工序二比起工艺路线方案二 快了一倍 实际车削只有两次 而且刀具不用调整 多次加工 13 8 16 孔是精度 要求所致 以上工艺过程详见图 3 4 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA10B 前刹车调整臂外壳 零件材料为 KT350 硬度150HBW 毛坯重量 2 5kg 生产类型为中批量 铸造毛坯 据以上原始资料及加工路线 分别确定各加工表面的机械加工余量 工序尺寸及毛坯 尺寸如下 1 外圆表面 R41 考虑其零件外圆表面为非加工表面 所以外圆表面为铸造毛坯 没有粗糙度要求 因 此直接铸造而成 2 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差 12 60 端面 查 机械制造工艺设计简明手册 以下称 工艺手册 表 3 1 26 取 12 60 端面长度余量均为 2 5 均为双边加工 车削加工余量为 粗车 2mm 精车 0 5mm 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 16 3 内孔 60 已铸成 50 的孔 查 工艺手册 表 2 2 2 5 为了节省材料 取 60 孔已铸成孔长度余量为 5 铸成孔直径为 50mm 工序尺寸加工余量 钻孔 2 5mm 扩孔 1mm 铰孔 0 03mm 精铰 0mm 同上 零件 12 的孔也已铸出 6 的孔 工序尺寸加工余量 钻孔 1mm 扩孔钻 0 1mm 粗铰孔 0 03mm 精铰孔 0mm 4 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 铸出槽端面至中心线 51 5mm 的距离 余量为 3mm 工序尺寸加工余量 粗车端面 2 1 mm 半精车 0 7 mm 精车 0 mm 5 螺纹孔顶面加工余量 铸出螺纹孔顶面至 60 孔轴线且平行轴线方向 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 17 74 5mm 的距离 余量为 4 mm 工序尺寸加工余量 粗车顶面 3 1 mm 半精车 0 7 mm 精车 0 2 mm 6 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为中批量生产 应该采用调整加工 因此在计算最大 最小加工 余量时应按调整法加工方式予以确认 4 5 确立切削用量及基本工时确立切削用量及基本工时 工序一 以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔前后端面 1 加工条件 工件材料 KT350 b 0 35GPa HBW150 铸造 加工要求 粗车 60 孔前后端面 机床 CW6163A 卧式车床 刀具 硬质合金钢端面车刀 据 切削用量简明手册 后简称 切削手册 取刀具直径 do 80mm 选 刀具前角 20 后角 8 副后角 10 刃倾角 10 0 0 0 s 主刃 45 副刃 15 r r 2 切削用量 1 车削深度 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 18 因为切削量较小 故可以选择 1 3mm 一次走刀即可完成所需长度 p a 2 每转进给量 机床功率为 10kw 查 切削手册 f 0 1 0 6mm r 由于加工简单 选较小量 f 0 15 mm r 3 查后刀面最大磨损及寿命 查 机械切削用量手册 表 8 寿命 T 180min 4 计算切削速度 按 2 表 14 v 34 2m min n 136r min 根据 工艺手册 表 4 2 39 取 140 r min w n 所以 实际切削速度为 35 min 1000 ww d n vm 5 计算基本工时 tm Li f 1 14min w n 工序二 以 R41 外圆为粗基准 粗车 60 孔左右两端面 1 加工条件 工件材料 KT350 b 0 35GPa HBW150 铸造 加工要求 粗车 60 孔前后端面 机床 CW6163A 卧式车床 刀具 硬质合金钢端面车刀 据 切削用量简明手册 后简称 切削手册 取刀具直径 do 80mm 选 刀具前角 20 后角 8 副后角 10 刃倾角 10 0 0 0 s 主刃 45 副刃 15 r r 2 切削用量 1 车削深度 因为切削量较小 故可以选择 1 3mm 一次走刀即可完成所需长度 p a 2 每转进给量 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 19 机床功率为 10kw 查 切削手册 f 0 1 0 6mm r 由于加工简单 选较小量 f 0 15 mm r 3 查后刀面最大磨损及寿命 查 机械切削用量手册 表 8 寿命 T 180min 4 计算切削速度 按 2 表 14 V 34 2m min n 136r min 根据 工艺手册 表 4 2 39 取 140 r min w n 所以 实际切削速度为 35 min 1000 ww d n vm 5 计算基本工时 tm f 1 6min 12 lll i w n 工序三 精车 12 孔前后端面 1 加工条件 工件材料 KT350 0 35GPa HBW 150 铸造 b 加工要求 精车 12 孔上下端面 机床 CW6163A 卧式车床 刀具 硬质合金钢端面车刀 车削深度1 8mm r max F f 由于所选择的进给量远远小于和 故可以使用 f f f 2 耐用度 查 2 表 9 T 4500s 75min 3 切削速度 用不同的刀具材料进行钻 扩 铰孔的 v F T 均可以按照表 3 4 8 以及表 3 4 m p 10 进行计算 根据所给条件 可以直接在表 3 4 15 中用插入法计算得 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 21 V 17m min F 4732N T 51 69N m 1 25kw m p 由于实际条件与上表所给条件不完全相同 故应该对结果进行修正 由表 3 4 9 可知 切削速度的修正系数 0 88 0 75 故 mv k lv k 17m min 0 88 0 75 11 22m min v 162r min 0 1000v n d 查 z535 型机床说明书 取 n 195r min 实际切削速度为 0 d n 13 5m min 1000 v 实 由表 3 4 11 切削力以及转矩的修正系数 1 06 故 mfmm kk F 4732N 1 06 5016N T 51 69N m 1 06 54 8N m 3 计算工时 1 122 0 17min 0 5 162 m L t nf 由于所有工步所用工时很短 所以使得切削用量一致 以减少辅助时间 扩铰和精铰的切削用量如下 扩钻 选高速钢扩孔钻 1 确定进给量 f 根据表 3 4 5 取 f 0 7 0 8 0 7mm r 0 49 0 56mm r 根据 z535 型机床说明书 取 f 0 57mm r 2 确定切削速度 v 及 n 根据表 3 4 34 取 v 25m min 由于切削条件与上表不同 故应该乘以以下修正系数 0 88 1 02 p mva v kk 故 25 min 0 88 1 0222 44 minvmm 1000 22 44 min 24 7 nr 根据 z535 型机床说明书 取 n 275r min 实际扩孔速度 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 22 min 0 24 7 275 min21 3 10001000 d n vmm 3 计算工时 2 122 0 09min 0 57 275 m L t nf 铰孔 选高速钢铰刀 100 minnr 1 5 3 0 fmm r 0 11 94dmm 3 122 0 1min 1 5 100 m L t nf 精铰 选高速钢铰刀 100 minnr 1 5 3 0 fmm r 0 11 94dmm 3 122 0 1min 1 5 100 m L t nf 1234 0 46min mmmmm Ttttt 工序五 以 12 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 5 个 4 3 孔 精度达到 IT7 1 选择钻床及钻头 选择 Z535 立式钻床 选择高速钢麻花钻钻头 粗钻时 do 3mm 采用双头刃磨法 2 选择切削用量 1 决定进给量 由 do 10mm 查 2 表 5 按钻头 0 13 fmm r 按机床强度查 1 表 10 1 2 选择rmmf 8 1 056 0 最终决定选择机床已有的进给量rmmf 48 0 2 耐用度 查 2 表 9 T 4500s 75min 3 切削速度 查 1 表 10 1 2 n 50 2000r min 取 n 1000r min 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 23 3 计算工时 322 0 26min 0 13 1000 m L t nf 51 3min mm Tt 工序六 以 12 孔为精基准 钻 扩 铰 精铰 60 孔 保证孔的精度达到 IT7 1 选择钻床及钻头 选择 z535 型立式钻床 选择高速钢麻花钻钻头 粗钻时 do 55mm 钻头采用双头刃磨 法 2 选择切削用量 1 决定进给量 f 根据表 3 4 1 可以查出 f 0 70 8mm r 由于孔深和孔径之比 0 2 所以 1 0 0 1000 d n n l 0 d lf k 故 0 70 8 1 0 70 8mm r f 查 z535 型立式钻床说明书 取 0 7mm rf 根据表 3 4 3 钻头强度所允许的进给量 2 1mm r 机床进给机构允许的轴向力 f 69620N 由机床说明书查出 根据表 3 4 4 允许的进给量 2 4mm r max F f 由于所选择的进给量远远小于和 故可以使用 f f f 2 确定切削速度 v 轴向力 F 转矩 T 以及切削功率 m p 用不同的刀具材料进行钻 扩 铰孔的 v F T 均可以按照表 3 4 8 以及表 3 4 m p 10 进行计算 根据所给条件 可以直接在表 3 4 15 中用插入法计算得 V 12m min F 27860N T 686 70N m 5 21kw m p 由于实际条件与上表所给条件不完全相同 故应该对结果进行修正 由表 3 4 9 可知 切削速度的修正系数 0 88 0 75 故 mv k lv k 12m min 0 88 0 75 7 92m min v 45 85r min 0 1000v n d 查 z535 型机床说明书 取 n 60r min 实际切削速度为 0 d n 10 36m min 1000 v 实 由表 3 4 11 切削力以及转矩的修正系数 1 06 故 mfmm kk 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 24 F 27860N 1 06 29531 6N T 686 7N m 1 06 727 9N m 3 校验机床功率 切削功率为 m p 7 22kw mmmm ppvv k 实 机床有效功率为 效率 12kg 0 81 9 72kg EE pp 由于故选择的切削用量可以使用 即 Em pp min 0 55 0 7 60 min 10 36dmm fmm r nrvm 相应的 F 29531 6N T 727 9N m 7 22kw m p 4 计算工时 选择 n 60r min 所以 322 60 0 7 0 8min m t 2 扩孔 1 选用标准高速钢扩孔钻56mm 2 确定扩孔切削用量 1 确定进给量 f 根据表 3 4 5 取 f 1 3 1 5 0 7mm r 0 91 1 05mm r 根据 z535 型机床说明书 取 f 0 95mm r 2 确定切削速度 v 及 n 根据表 3 4 34 取 v 20 3m min 由于切削条件与上表不同 故应该乘以以下修正系数 0 88 1 02 p mva v kk 故 20 3 min 0 88 1 0218 22 minvmm 103 6r min 1000 18 22 min 56 nr 根据 z535 型机床说明书 取 n 120r min 实际扩孔速度 min 0 56 120 min21 1 10001000 d n vmm 3 计算工时 2 322 0 3min 0 95 120 m L t nf 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 25 铰孔 1 选用mm 标准高速钢铰刀 60 2 确定铰孔切削用量 1 确定进给量 f 根据表 3 4 6 查出 f 1 25 1 8 mm 按该表注 4 进给量取较 小值 按 z535 型机床说明书 取 f 1 6mm r 2 切削速度 v 及 n 根据表 3 4 40 去 v 8 5m min 切削速度的修正系数由表 3 4 9 查出 0 88 0 99 p mva v kk 故 8 5 min 0 88 0 997 4 minvmm n 0 10001000 7 4 min42 mi 56 v nrr d 根据 z535 型机床说明书 取 n 60r min 实际铰孔速度 in 0 56 60 min10 55 m 10001000 d n vmm 3 计算工时 3 322 0 35min 1 6 60 m L t nf 精铰同上 1234 1 8min mmmmm Ttttt 工序七 粗车 半精车槽 26H11 的端面 1 选择机床刀具 选择机床 CW6163A 卧式车床 刀具 QA2022L 03 刀具前角 10 后角 8 副后角 10 刃倾角 10 0 0 0 s 主刃 45 副刃 15 r r 2 切削用量 查 2 表 5 f 0 14 0 24mm r T 180min 取 f 0 15mm r v 34 2m min n 136r min 安徽农业大学毕业设计 论文 说明书 26 3 计算工时 粗车 12 1 324 2 8 38s 6 44 m lll i t