骨架机械加工工艺规程及钻扩铰φ16H8孔夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u3106第1章计算生产纲领、确定生产类型 计算生产纲领、确定生产类型全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器产品的年产量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）a——备品百分率——废品百分率1.2生产效率分析

1.标准工时：标准工时=标准作业时间+辅助时间

a\标准工时：标准工时=生产一个良品的作业时间。b\标准工时=正常工时+宽放时间=正常工时×（1+宽放率）c\工厂使用的宽放率一般在10%～20%，对一些特殊的工种，如体力消耗较大的工种，宽放率可适当放宽一些d\正常工时是人工操作单元工时+机器自动作业工时的总和。2生产率＝（产出数量×标准工时）÷（日工作小时×直接人工数）×100%

1.3生产类型根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1.单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。2.成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3.大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体情况见表1-1。表1-1：生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000骨架是轻型零件，年生产纲领3000~5000件，根据表1-1可知生产类型为中批生产。第2章零件的分析2.1零件的作用骨架用作支持某物的结构、基础或轮廓的支架。图2-1骨架零件图2.2零件的工艺分析要对该零件的表面进行加工，具体加工要求如下：1.骨架右侧Ф96端面，粗糙度Ra3.22.骨架左侧Ф124端面，粗糙度Ra3.23.骨架Ф28H7孔，粗糙度Ra1.64.骨架Ф12H8孔，粗糙度Ra3.25.骨架Ф16H8孔，粗糙度Ra3.26.骨架Ф124外圆，粗糙度Ra6.37.骨架右侧Ф124端面，粗糙度Ra6.38.骨架左侧Ф96端面，粗糙度Ra6.39.骨架Ф60外圆，粗糙度Ra6.3第3章骨架的工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式骨架材料为45钢，特性为中碳调质结构钢,考虑到中碳调质结构钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用锻件,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平，而且锻造，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用锻造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。3.2基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择及骨架零件图知，选择Ф124外圆作为定位粗基准。3.2.2精基准的选择原则1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及骨架零件图知，选择左侧Ф124端面、Ф28H7孔和Ф12H8孔作为定位精基准。3.3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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案：工序01：锻造工序02：调质处理工序03：粗车Ф96右端面工序04：粗车Ф124左端面工序05：钻、扩、铰Ф28H7孔；钻、扩、铰Ф12H8孔工序06：粗车各外圆工序07：半精车Ф96右端面工序08：半精车Ф124左端面工序09：钻、扩、铰Ф16H8孔工序10：去毛刺工序11：检验至图纸求工序12：包装、入库3.4确定各工序的加工余量锻件重约为2.3kg,由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-34和表2.2-35知，骨架端面和外圆毛坯余量均为3.0mm，Ф28H7孔、Ф12H8孔和Ф16H8孔采用实心锻造。图3-1骨架毛坯图3.5基本工时的确立工序03：粗车Ф96右端面1.确定切削深度Ф96右端面，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，Ф96右端面表面粗糙度Ra3.2，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步车削即粗车—半精车方可满足其精度要求，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.81mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min≈48m/min≈159r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=160r/min4.确定Ф96右端面的基本时间不通时，为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，式中=5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=160r/min，=48m/min，走刀次数=1则工序04：粗车Ф124左端面1.确定切削深度Ф124左端面，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，Ф124左端面表面粗糙度Ra3.2，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步车削即粗车—半精车方可满足其精度要求，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.81mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min≈48m/min≈118r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=125r/min4.确定Ф124左端面的基本时间不通时，为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，式中=5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=125r/min，=48m/min，走刀次数=1则工序05：钻、扩、铰Ф28H7孔；钻、扩、铰Ф12H8孔工步一：钻孔至Ф26确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：扩Ф26孔至Ф27.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步三：铰Ф27.8孔至Ф28H7确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步四：钻孔至Φ11确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步五：扩Φ11孔至Φ11.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步六：铰Φ11.8孔至Φ12H7确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工序06：粗车各外圆1.确定切削深度各外圆，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，各外圆表面粗糙度Ra6.3，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步车削即粗车即可满足其精度要求，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.81mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min≈48m/min≈118r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=125r/min4.确定各外圆的基本时间不通时，为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，走刀长度式中=5.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=125r/min，=48m/min，走刀次数=1则工序07：半精车Ф96右端面1.确定切削深度Ф96右端面，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，Ф96右端面表面粗糙度Ra3.2，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步车削即粗车—半精车方可满足其精度要求，此工步为半精车，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.41mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈73m/min≈242r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=250r/min4.确定半精车Ф96右端面的基本时间不通时，为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，式中=3mm，=4mm，，=0.41mm/r，=250r/min，=73m/min，走刀次数=1则工序08：半精车Ф124左端面1.确定切削深度Ф124左端面，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，Ф124左端面表面粗糙度Ra3.2，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步车削即粗车—半精车方可满足其精度要求，此工步为半精车，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.41mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈73m/min≈187r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=200r/min4.确定半精车Ф124左端面的基本时间不通时，为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，式中=3mm，=4mm，，=0.41mm/r，=200r/min，=73m/min，走刀次数=1则工序09：钻、扩、铰Ф16H8孔工步一：钻Φ14mm孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：扩Φ14孔至Φ15.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步三：铰Φ15.8孔至Φ16H8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为

第4章钻床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计钻、扩、铰Ф16H8孔的钻床夹具。4.1问题的提出本夹具主要用钻、扩、铰Ф16H8孔，表面粗糙度Ra3.2，精度要求一般靠上，故设计夹具时既要考虑如何提高生产效率，也要考虑Ф16H8孔质量。4.2定位分析选择已加工好的Ф124左端面、Φ28H7孔和Φ12H8孔来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是支承板、A型固定式定位销和B型固定式定位销。定位分析如下：骨架Ф124左端面与支承板配合定位，限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。骨架Φ28H7孔与A型固定式定位销相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。骨架Φ12H8孔与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即X轴转动。工件六个自由度被完全定位，属于完全定位，故设计合理。4.3定位误差分析1、移动时基准位移误差（式4-1）式中：——A型固定式定位销孔的最大偏差——A型固定式定位销孔的最小偏差——A型固定式定位销孔与A型固定式定位销最小配合间隙代入（式4-1）得：=0.021mm+0+0.02mm=0.041mm2、转角误差（式4-2）式中：——A型固定式定位销孔的最大偏差——A型固定式定位销孔的最小偏差——A型固定式定位销孔与A型固定式定位销最小配合间隙——B型固定式定位销孔的最大偏差——B型固定式定位销孔的最小偏差——B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中：则代入（式4-2）得：则：≈0.0481°4.4切削力的计算与夹紧力分析钻、扩、铰骨架Φ16H8孔，钻时切削力是最大的，故按钻时计算切削力。查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由钻Φ14孔的工时计算知，，=0.28mm，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即≈667×14×0.41×0.75N≈2871N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为3550N==8875N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5钻套设计Ф16H8孔加工需钻、扩、铰，因为钻孔后还要扩孔和铰孔，故选用快换钻套（其结构如下图示）。根据工艺要求，即用Φ14的麻花钻钻孔，查机床夹具标准件可知Φ14相配的快换钻套的具体结构如下图4-1快换钻套具体的尺寸如下图4-2快换钻套的规格及主要尺寸因为钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和钻套相配的螺钉的尺寸为M8，查机床夹具标准件可知，M8钻套压紧螺钉的具体结构如下图4-3钻套螺钉具体的尺寸如下图4-4钻套螺钉的规格及主要尺寸4.6夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择用六角螺母、圆垫圈、螺杆、移动压板和六角法兰面螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。结论这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风