機械制造技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計轉(zhuǎn)速器盤零件的機械加工工藝規(guī)程及鏜Ф10孔工序的專用夾具

1、 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 機械制造技術(shù)課程設(shè)計機械制造技術(shù)課程設(shè)計 任務(wù)書任務(wù)書 題目：設(shè)計轉(zhuǎn)速器盤零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆 10 孔工序 的專用夾具 內(nèi)容：（1）零件毛坯合圖 1 張 （2）機械加工工藝規(guī)程卡片 1 套 （3）夾具裝配圖 1 張 （4）夾具體零件圖 1 張 （5）課程設(shè)計說明書 1 份 原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8000 件/年；每日 一班。 姓 名： 學 號： 班 級： 機計 083 指導教師： 2010 年 12 月 6 日 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課

2、 程 設(shè) 計 說 明 書 機械制造技術(shù)課程設(shè)計機械制造技術(shù)課程設(shè)計 說明書說明書 設(shè)計題目：設(shè)計題目：設(shè)計轉(zhuǎn)速器盤零件的機械加工工藝規(guī)程及鏜 10 孔 工序的專用夾具 姓 名： 學 號： 班 級： 機計 083 班 指導教師： 河南機電高等?？茖W校 2011 年 1 月 4 日 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 目目 錄錄 第第 1 章章 零件分析零件分析.1 1.1 零件的作用.1 1.2 零件的工藝性分析.1 第第 2 2 章章 確定毛坯、畫毛坯確定毛坯、畫毛坯零件合圖零件合圖.2 2.1 確定毛坯的成形方法 .2 2.2 鑄件結(jié)構(gòu)

3、工藝性分析 .2 2.3 鑄造工藝方案的確定 .2 2.4 鑄造工藝參數(shù)的確定 .3 2.5 型芯設(shè)計 .3 第第 3 3 章章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計.5 3.1 定位基準的選擇.5 3.2 制訂工藝路線.5 3.3 選擇加工設(shè)備及刀、量具.6 3.4 加工工序設(shè)計 .7 3.5 時間定額計算.11 第四章第四章 鉆鉆 1010 孔夾具設(shè)計孔夾具設(shè)計 .16 4.1 工件自由度分析及定位基準的選擇.16 4.2 夾緊力計算.16 4.3 定位誤差計算及定位精度分析.18 參考文獻參考文獻 .24 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 1

4、 第第 1 章章 零件分析零件分析 1.11.1 零件的作用零件的作用 該零件是調(diào)速機構(gòu)的轉(zhuǎn)速器盤，從整體上來說，其徑向尺寸比軸向尺寸大，因 此，可以將其劃定為不規(guī)則的盤類零件。零件上直徑為 10mm 的孔裝一偏心軸， 此軸一端通過銷與手柄相連，另一端與油門拉桿相連。轉(zhuǎn)動手柄，偏心軸轉(zhuǎn)動，油 門拉桿即可打開油門（增速）或關(guān)小油門（減速） ；兩個直徑為 6mm 孔裝兩個定 位銷，起限位作用。手柄可在 120內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)無級變速。轉(zhuǎn)速器盤通過兩個直 徑為 9mm 的螺栓孔用 m8 螺栓與柴油機機體相連。 1.2 零件的工藝性分析零件的工藝性分析 轉(zhuǎn)速器盤共有九個機械加工表面，其中，兩個直徑為 9m

5、m 的螺栓孔與 10mm 孔有位置要求；120圓弧端面與 10mm 孔的中心線有位置度要求?，F(xiàn)分 述如下： 兩個直徑為 9mm 的螺栓孔 兩個直徑為 9mm 的螺栓孔的表面粗糙度為 ra6.3，螺栓孔中心線與底平面的 尺寸要求為 18mm；兩個螺栓孔的中心線距離為mm；螺栓孔與直徑為 5.0 0 05 . 0 28 10mm 的孔中心線距離為mm；與柴油機機體相連的后平面，其表面粗糙1 . 072 度為 ra6.3。 10mm 的孔及 120圓弧端面 10mm 的孔尺寸為 10mm，表面粗糙度為 ra3.2，其孔口倒角 049 . 0 013 . 0 0.545，兩個 6mm 的孔表面粗糙度為

6、 ra3.2，120圓弧端面相對 036 . 0 0 10mm 孔的中心線有端面圓跳動為 0.2mm 的要求，其表面粗糙度為 ra6.3。 從以上分析可知，轉(zhuǎn)速器盤的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加 工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加工精度較高的 10mm 和 6mm 孔。 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 2 第第 2 章章 確定毛坯、畫毛坯確定毛坯、畫毛坯零件合圖零件合圖 2.1 確定毛坯的成形方法確定毛坯的成形方法 該零件材料為 ht200，考慮到轉(zhuǎn)速器盤在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不 大，各處壁厚相差較小，

7、從結(jié)構(gòu)形式看，幾何形體不是很復雜，并且該零件年產(chǎn)量 為 8000 件/年，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。 2.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件底平面因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織， 但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢， 故能滿足轉(zhuǎn)速器盤的使用要求。 2.3 鑄造工藝方案的確定鑄造工藝方案的確定 2.3.1 鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇 根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且選用灰口鑄鐵為材料，并且鑄件的 表面精度要求不高，結(jié)合生產(chǎn)條件（參考金屬工藝學課程設(shè)計表 1-7）選用砂型 鑄造。 2.3.2 造型及造

8、芯方法的選擇造型及造芯方法的選擇 在砂型鑄造中，因鑄件制造批量為大批生產(chǎn)（參考金屬工藝學課程設(shè)計表 1-8），故選用砂型機器造型造型。型芯尺寸不大，形狀簡單（參考金屬工藝學課 程設(shè)計表 1-9），故選擇手工芯盒造芯。 2.3.3 分型面的選擇分型面的選擇 選擇分型面時要盡可能消除由它帶來的不利影響，因為轉(zhuǎn)速器盤有兩個 18mm 的圓柱，考慮起模方便，以兩中心線所在平面為分型面。而以此平面為分 型面時，25mm 的圓柱在上下箱中的深度相差很小。此外，底平面位于下箱中， 能夠保證其鑄造質(zhì)量。 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 3 2.3.4

9、 澆注位置的選擇澆注位置的選擇 因為分型面為水平面，所以內(nèi)澆口開在水平分型面處，又因為該零件形狀不規(guī) 則，需要設(shè)計一個型芯，為不使鐵水在澆注時沖刷型芯，采用與型芯面相切方向進 行澆注。由于該零件在后平面壁厚相對較大，為了不使這些地方產(chǎn)生縮孔、縮松， 在該處開出冒口進行補縮。注入方式采用中間注入式。 2.4 鑄造工藝參數(shù)的確定鑄造工藝參數(shù)的確定 2.4.1 加工余量的確定 按手工砂型鑄造，灰鑄鐵查金屬工藝學課程設(shè)計表 1-11，查得加工余量等 級為 11，轉(zhuǎn)查表 1-12，零件高度100mm，尺寸公差為 13 級，加工余量等級為 h，得上下表面加工余量為 6.5mm 及 4.5mm，實際調(diào)整取

10、4.5mm。 2.4.2 拔模斜度的確定 零件總體高度小于 50mm（包括加工余量值在內(nèi)），采用分模造型后鑄件的厚 度很小，靠松動模樣完全可以起模，故可以不考慮拔模斜度。 2.4.3 收縮率的確定 通常，灰鑄鐵的收縮率為 0.7%1% ，在本設(shè)計中鑄件取 1% 的收縮率。 2.4.4 不鑄孔的確定 為簡化鑄件外形，減少型芯數(shù)量，直徑小于 30mm 的孔均不鑄出，而采用機 械加工形成。 2.4.5 鑄造圓角的確定 為防止產(chǎn)生鑄造應力集中，鑄件各表面相交處和尖角處，以 r = 2mm5mm 圓 滑過渡。 2.5 型芯設(shè)計 轉(zhuǎn)速器盤的底平面形狀簡單，厚度較薄，且零件上兩個 18mm 的圓柱與底平面平

11、行，不利于 采用分模鑄造，因此需要設(shè)計一個整體型芯，以形成鑄件上的兩個 18mm 的圓柱和底平面， 達到簡化模樣和鑄造工藝的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯頭和型芯撐來固定，型芯頭采用 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 4 圓形水平式芯頭。轉(zhuǎn)速器盤上相差 120的兩個筋板之間的空腔深度尺寸不大，形狀也比較簡單， 可以考慮采用砂垛代替砂芯，減少型芯。型芯簡圖如圖所示。附：毛坯-零件合圖。 水平式芯頭 下箱 上箱 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 5 第第 3 章章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)

12、程設(shè)計 3.1 定位基準的選擇 3.113.11 粗基準的選擇粗基準的選擇 對于一般盤類零件而言，按照粗基準的選擇原則（當零件有不加工表面時，應 以這些不加工表面為粗基準） 。選取轉(zhuǎn)速器盤的底平面作為粗基準，加工出后平面。 而加工 25mm 圓柱上端面、120 圓弧端面時，選擇轉(zhuǎn)速器盤的底平面為粗基準； 在加工 9mm 螺栓孔、18mm 圓柱端面時，以加工過的后平面為定位基準；加工 10mm 孔和 6mm 孔時，則以后平面和兩個 9mm 孔為定位基準。 3.123.12 精基準的選擇精基準的選擇 為保證加工精度，結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的特征，主要采用基準重合原則和統(tǒng)一基準原 則來進行加工。加工后平面、2

13、5mm 圓柱上端面、120 圓弧端面時，主要運用統(tǒng)一 基準原則，即均以轉(zhuǎn)速器盤的底平面作為定位基準；而在加工 9mm 螺栓孔、 18mm 圓柱端面、10mm 孔和 6mm 孔時，選用基準重合原則，即選用設(shè)計基準作 為定位基準。在實際加工中，為方便加工，各工序中運用專用夾具進行夾持，將以 上兩種原則綜合運用。 3.2 制訂工藝路線 制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置 精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以 考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還 應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝路

14、線方案一 工序 10 鑄造； 工序 20 熱處理； 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 6 工序 30 粗、精銑后平面； 工序 40 粗銑兩個直徑為 18mm 的圓柱前端面； 工序 50 粗、精銑直徑為 25mm 的圓柱上端面； 工序 60 鉆削、鉸削加工直徑為 9mm 的孔； 工序 70 鉆削、鉸削加工直徑為 10mm 的孔并锪倒角 0.545； 工序 80 鉆削、鉸削加工兩個直徑為 6mm 的孔； 工序 90 去毛刺； 工序 100 檢查； 工序 110 入庫。 工藝路線方案二 工序 10 鑄造； 工序 20 熱處理； 工序 30 粗

15、、精銑后平面； 工序 40 粗銑兩個直徑為 18mm 的圓柱前端面； 工序 50 粗、精銑直徑為 25mm 的圓柱上端面； 工序 60 鉆削、鉸削加工直徑為 9mm 的孔； 工序 70 鉆削、鉸削加工直徑為 10mm 的孔并锪倒角 0.545； 工序 80 鉆削、鉸削加工兩個直徑為 6mm 的孔； 工序 90 去毛刺； 工序 100 檢查； 工序 110 入庫。 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是按工序集中原則及保證各加工面之間 的尺寸精度為基礎(chǔ)而制訂的工藝路線。而方案二只是按工序集中原則制訂，沒有考 慮到各個加工面的加工要求及設(shè)計基準。 3.3 選擇加工設(shè)備及刀、量具

16、 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 7 1.1.機床的選擇機床的選擇 x62w 型萬能臥銑床 z535 型立式鉆床 2.2.選擇刀具選擇刀具 (a) 在銑平面時，銑刀可以選擇直齒或錯齒的端銑刀和周銑刀，工序中有粗銑和精 銑，在粗銑后，要留有一定的加工余量，供精銑工序加工。 (b) 鉆孔有 10 孔，需要留一定的加工余量，可用 8 麻花鉆直接鉆出來。 3 3。選擇量具。選擇量具 本零件是單件小批量生產(chǎn)，故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種：一 是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在 這里選的是第一種方

17、法。 （a）選擇平面的量具： 由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小不確定度為 0.2mm， 選用分度值為 0.02mm，測量范圍為 0-150mm 的游標卡尺就行了，因為其不確度為 0.02mm，顯然滿足要求。 （b）選擇內(nèi)孔的量具： 此零件對孔的精度要求較高，其中例如 i 孔的下偏差要求在 0.013 之內(nèi)，故可選用 分度值為 0.01mm，測量范圍為 0-150mm 的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為 0.008，滿足 測量精度的要求。 3.4 加工工序設(shè)計 1.1. 兩螺栓孔兩螺栓孔 9mm9mm 毛坯為實心，而螺栓孔的精度為 it9（參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.3-9

18、） ， 確定工序尺寸及余量： 鉆孔：8.9mm； 鉸孔：9mm，2z = 0.1mm。 036 . 0 0 具體工序尺寸見表 1。 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 8 表 1 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /m 表面粗糙 度 /m 工序間 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度 /m 鉸孔 0.1h9ra6.39 036 . 0 0 9 ra6.3 鉆孔 8.9h12ra12.58.9 150 . 0 0 9 . 8 ra12.5 2.2. 1010mmmm 孔孔 049 . 0 013 .

19、0 毛坯為實心，而孔的精度要求界于 it8it9 之間（參照機械制造工藝設(shè)計簡 明手冊表 2.3-9 及表 2.3-12） ，確定工序尺寸及余量： 鉆孔 9.8mm； 粗鉸孔：9.96mm，2z = 0.16mm； 精鉸孔：10mm，2z = 0.04mm。 049 . 0 013 . 0 具體工序尺寸見表 2。 表 2 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /m 表面粗糙 度 /m 工序間 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度 /m 精鉸孔 0.04h9ra6.310 049 . 0 013 . 0 10 ra6.3 粗鉸孔 0.16h10ra6.39.9

20、6 058 . 0 0 96 . 9 ra6.3 鉆孔 9.8h12ra12.59.8 150 . 0 0 8 . 9 ra12.5 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 9 3.3. 兩個兩個 66mmmm 孔孔 036 . 0 0 毛坯為實心，而孔的精度要求界于 it8it9 之間（參照機械制造工藝設(shè)計簡 明手冊表 2.3-9 及表 2.3-12） ，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：5.8mm； 鉸孔：6mm，2z = 0.2mm。 036 . 0 0 具體工序尺寸見表 3。 表 3 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量/m

21、m 經(jīng)濟精度 /m 表面粗糙 度 /m 工序間 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度 /m 鉸孔 0.2h9ra6.36 036 . 0 0 6ra6.3 鉆孔 5.8h12ra12.55.8 120 . 0 0 8 . 5 ra12.5 4.4. 后平面后平面 粗銑：z = 3.5mm； 精銑：z = 1.0mm。 具體工序尺寸見表 4。 表 4 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /m 表面粗糙 度 /m 工序間 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度 /m 精銑 1.0h8ra6.37 022 . 0 0 7ra6.3 粗銑 3.5h11ra12

22、.58 090 . 0 0 8ra12.5 毛坯 h13ra2511.5 27 . 0 0 5 . 11 ra25 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 10 5.5. 18mm18mm 圓柱圓柱前端面前端面 粗銑：z = 4.5mm。 具體工序尺寸見表 5。 表 5 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /m 表面粗糙 度 /m 工序間 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度 /m 粗銑 4.5h11ra12.514 13 . 0 0 14ra12.5 毛坯 h13ra2518.5 33 . 0 0 5

23、. 18 ra25 6.6. 25mm25mm 上端面上端面 粗銑：z = 3.5mm； 精銑：z = 1.0mm。 具體工序尺寸見表 6。 表 6 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /m 表面粗糙 度 /m 工序間 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度 /m 精銑 1.0h8ra6.38 022 . 0 0 8ra6.3 粗銑 3.5h11ra12.59 090 . 0 0 9ra12.5 毛坯 h1612.5 1 . 1 0 5 . 12 ra25 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 11 3.

24、53.5 時間定額計算時間定額計算 3.513.51 粗、精銑后平面粗、精銑后平面 1. 粗銑后平面計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll50l 3.26，mm，所以，(mm)，29y792950l (min)。26 . 0 300 79 f m v l t 2. 精銑后平面計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll50l 3.26，mm，所以，(mm)，8y58850l = 0.15(min)。 f m v l t 375 58 3.523.52 粗銑兩個粗銑兩個 1818 mmmm 的圓柱前端面的圓柱前端面 計算基本工時： f

25、 m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll5 . 4l 2.29，mm，所以，(mm)，8y5 .1285 . 4l (min)。16 . 0 78 5 . 12 f m v l t 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 12 因為有兩個圓柱端面，所以，= 0.162= 0.32(min)。 m t 3.533.53 粗、精銑粗、精銑 25mm25mm 的圓柱上端面的圓柱上端面 1. 粗銑 25mm 的圓柱上端面計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll5 . 3l 2.29，mm，所以，(mm)

26、，12y 5 . 15125 . 3l (min)。31 . 0 50 5 . 15 f m v l t 2. 精銑 25mm 的圓柱上端面計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll0 . 1l 2.29，mm，所以，(mm)，12y13112l (min)。33 . 0 39 13 f m v l t 3.543.54 鉆削、鉸削加工兩個鉆削、鉸削加工兩個 9mm9mm 的孔的孔 1. 鉆削兩個 8.9mm 的孔計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll14l 2.29，mm，所以，(mm)，5y19514l = 0.16(min)

27、。 f m v l t 43 . 0 272 19 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 13 因有兩個孔，所以，t= 20.16= 0.32(min)。 m 2.鉸削兩個 9h9mm 孔計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll14l 2.29，mm，所以，(mm)，5y19514l = 0.14(min)。 f m v l t 72 . 0 195 19 因有兩個孔，所以，t= 20.14 = 0.28(min)。 m 3.553.55 鉆削、鉸削加工鉆削、鉸削加工 1010 mmmm 的孔的孔 1. 鉆削

28、 9.8mm 孔計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表 2.29，mm，yll8l5y 所以，(mm)，1358l =0.16(min)。 f m v l t 43 . 0 195 13 2.粗鉸 9.96h10mm 孔計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表 2.29，mm，yll8l5y 所以，(mm)，1358l = 0.09(min)。 f m v l t 72 . 0 195 13 3.精鉸 10f9mm 孔計算基本工時 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 14 f m v

29、l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表 2.29，mm，yll8l5y 所以，(mm)，1358l =0.16(min)。 f m v l t 57 . 0 140 13 3.563.56 鉆削、鉸削兩個鉆削、鉸削兩個 6mm6mm 的孔的孔 1.鉆削兩個 5.8mm 孔計算基本工時 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll11l 2.29，mm，所以，(mm)，5y16511l = 0.13(min)。 f m v l t 32 . 0 392 16 因有兩個孔，所以，= 20.13 = 0.26(min)。 m t 2.粗鉸兩個 5.96h10mm 孔計算基本工時 f

30、m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll11l 2.29，mm，所以，(mm)，5y16511l = 0.11(min)。 f m v l t 72 . 0 195 16 因有兩個孔，所以，= 20.11 = 0.22(min)。 m t 3.精鉸兩個 6h9mm 孔計算基本工時 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 15 f m v l t 式中，mm，查切削用量簡明手冊表yll11l 2.29，mm，所以，(mm)，5y16511l = 0.2(min)。 f m v l t 57 . 0 140 16 因有兩個孔，所以，

31、=20.2=0.4(min)。 m t 3.6 機械加工工藝卡和工序卡 附件：機械加工工藝卡和工序卡附件：機械加工工藝卡和工序卡 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 16 第四章 鉆 10 孔夾具設(shè)計 4.14.1 工件自由度分析及定位基準的選擇工件自由度分析及定位基準的選擇 該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強加工時零件 的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應按完全定位設(shè)計夾具，并力求遵守基 準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。 由于工件在鉆 10mm 孔時兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點出發(fā)，

32、 采用“一面兩孔”定位，即以已加工的后平面和兩個 9mm 孔為定位基準，這樣， 既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準重合原則。為實現(xiàn)定位方案，所使用的定位 元件：圓柱銷和菱形銷在后平面和 9mm 孔定位，可以限制工件的五個不定度， 25mm 外圓柱下端面使用薄壁圓柱孔支承，限制工件沿 z 軸的移動不定度，從而達 到完全定位。 由零件圖可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與頂面垂直。為了保證 所的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工 余量均勻。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準時，設(shè)計 基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應選擇選用下

33、平作為定位基準， 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標準硬質(zhì)合金鏜刀刀具對工藝孔進行粗鏜 削加工；然后采用硬質(zhì)合金鏜刀對其進行精加工，準備采用手動夾緊方式夾緊。 4.24.2 夾緊力夾緊力計算計算 兩個 9mm 孔中的圓柱銷和菱形銷共同承受鉆孔時的切削扭矩。在鉆 10 孔時， 由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確 定夾緊方式時就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切 削力。但由于切削扭矩會使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來 克服切削扭矩。為便于操作和提高機構(gòu)效率，采用轉(zhuǎn)動壓板夾緊機構(gòu)，其力的作用 點落在靠近加工孔的 12

34、0 圓弧端面上。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 17 程中的切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具 的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力時可以不計算軸向切削 力。而為保證夾緊可靠，應將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾 緊力，即： kwwk 其中，查機床夾具設(shè)計手冊表 1-2-1 得： 6543210 kkkkkkkk 、1.15、，5 . 1 0 k2 . 1 1 k 2 k0 . 1 3 k3 . 1 4

35、 k0 . 1 5 k0 . 1 6 k 所以，= 2.691。k 查機床夾具設(shè)計手冊表 1-2-7 得： p ksdm 8 . 02 21 . 0 查機床夾具設(shè)計手冊表 1-2-8 得： 031. 1 190 200 6 . 0 p k 由于鉆頭的直徑為 d = 9.8mm，所以， (n mm )。59.10031 . 1 43 . 0 8 . 921 . 0 8 . 02 m 2 因此，實際所需要的夾緊力為： (n mm )。 5 . 28691 . 2 59.10 k w 2 夾緊機構(gòu)采用壓板機構(gòu)，機構(gòu)的傳動效率為，螺母產(chǎn)生的夾緊力為：95 . 0 0 。 )( 21 tgtg lq f

36、 z 夾 查機床夾具設(shè)計手冊表 1-2-20，得： = 6.22mm，查表 1-2-21，得： = 3.675mm，查表 1-2-22，得，。 z 292 509 2 18 . 0 1 tgf = 2810.23(n) )( 21 tgtg lq f z 夾 31.12675 . 3 18 . 0 22 . 6 12045 tg 則作用在轉(zhuǎn)動壓板上的夾緊力為： 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 18 0 flfl 壓夾 l=60 f壓 f夾 l=21 夾緊機構(gòu)受力示意圖 由公式得： 0 fl2810.23 21 0.95 f934.4(

37、) 60 n l 夾 壓 在工件上的夾緊力作用點到鉆頭在工件上加工時作用點的距離為49mm。 壓 fl 因此，夾緊力產(chǎn)生的扭矩為： (n mm )。 3 1024 . 8 4918 . 0 4 . 934fmlf 壓壓 2 工件受力如圖所示。 f鉆 f夾 f壓 m壓 m切 工件受力示意圖 因，故該鉸鏈機構(gòu)能滿足鉆孔加工要求。 k w 壓 m 4.34.3 定位誤差計算及定位精度分析定位誤差計算及定位精度分析 定位誤差計算 用工件的“一面兩孔”定位，使設(shè)計基準和工序基準重合，即遵守 “基準重合” 和“基準統(tǒng)一”原則，以減少定位誤差，所采用的定位元件為定位銷和菱形銷，考慮 河 南 機 電 高 等

38、專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 19 薄壁圓柱孔支承形狀，將支承和夾具體鑄成整體，即把支承鑄成薄壁凸臺。工件定位 如圖所示。 圓柱銷和菱形銷的設(shè)計計算： 兩定位銷中心距 l x l = l xg 式中，l 工件兩基準孔的中心距。 g l = l = 28mm。 xg d 1 d 2 d1 d2 b 1min /2 2min /2 lglg(基準孔中心距) lxlx(基準孔中心距) b 工件定位示意圖 兩定位銷中心距公差 lx = lx lg 3 1 5 1 式中，工件兩基準孔的中心距公差。 lg = 0.025(mm)。 lx lg 3 1 5 1 1 .

39、0 4 1 圓柱銷最大直徑 1 d = 9mm，公差取 g6，所以，圓柱銷直徑為 mm。 1 d 005. 0 014 . 0 9 補償值 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 20 (mm) min1 2 1 lxlg 式中，第一基準孔與圓柱銷間最小配合間隙(mm)。 min1 (mm)123 . 0 005 . 0 2 1 025 . 0 1 . 0 菱形銷寬度 b，b 根據(jù)表： b = d 2 = 92 = 7(mm)； 2 b = 4mm。 菱形銷尺寸表 d2 /mm 3668820 202 4 243 0 304 0 405 0

40、b/mm2345568 b/mm d20.5d21d22d23d24d25d25 菱形銷與基準孔的最小配合間隙 min2 =(mm) min2 108 . 0 9 123 . 0 422 2 d b 式中，第二基準孔最小直徑。 2 d 菱形銷最大直徑（公差取 h6） 2 d = 90.108 = 8.892(mm) 2 d 2 d min2 所以，菱形銷直徑為 mm。 108 . 0 117 . 0 9 轉(zhuǎn)角誤差 a tg l tg dddd a 2 min222min111 式中，工件定位孔的直徑公差； 12dd 、 圓柱定位銷的直徑公 1d 差(mm)； 河 南 機 電 高 等 專 科 學

41、 校 機 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 21 菱形定位銷的直徑公差(mm)； 2d 圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm)； min1 菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm)； 2min l 中心距(mm)。 所以， 0036 . 0 282 108 . 0 009 . 0 036 . 0 005 . 0 009 . 0 036 . 0 atg 需要加工的孔的公差mm，由該誤差引起的定位誤差為 8= 036 . 0 a tg 8 0.0036 = 0.028，該誤差小于工件誤差，即 0.0280.036，方案可行。 定位精度分析 機械加工中，保證加工出合格零件的必要條件是：加工誤差不

42、大于被加工零件 相應的公差。加工誤差來源于兩大方面：一方面是與機床有關(guān)的誤差稱加工方法誤 差；另一方面是與夾具有關(guān)的誤差，而此誤差可分為零件在夾具中的定位誤差 g 、夾具的對刀或?qū)蛘`差及夾具的制造及在機床上的安裝誤差。根據(jù)誤差 d t a 的隨機性的特點，按概率原理合成，根據(jù)生產(chǎn)實際情況，與夾具有關(guān)的誤差占加工 誤差的絕大部分，故按機率相等的原理，取零件公差的 3/4 作為判別依據(jù)得到保證 加工零件合格的條件是：（零件相應加工尺寸的公差） ， 222 atd k 4 3 k 因為加工方法誤差取決于機床精度，所以只進行夾具精度的分析計算。滿足上述條 件，認為夾具精度滿足加工要求，否則精度不足。 鉆孔夾具產(chǎn)生導向誤差有五個因素：其一是鉆模板底孔至定位基準尺寸誤差， 取其公差；其二、三是鉆套、襯套內(nèi)外圓同軸度誤差 ；其四是鉆套與襯套 1 21 ee、 的配合間隙；其五是鉆套與鉆頭配合間隙，于是得： 1 x 2 x 2 2 2 1 2 2 2 1