【正文】 切削速度(m/min) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 背吃 刀量 進(jìn)給量 (mm/min) 機(jī)動(dòng) 輔助 名稱 規(guī)格 1 鉆φ 3mm 的孔至圖樣要求 40 500 1 編制 上工序 第 頁(yè) 校對(duì) 共 頁(yè) 審核 下工序 標(biāo)記 處數(shù) 修改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 修改文件號(hào) 簽字 日期 會(huì)簽 23 第九章 鉆模夾具的設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率 ,保證加工質(zhì)量和加工紀(jì)律 ,降低勞動(dòng)強(qiáng)度 ,生產(chǎn)成本 ,需要設(shè)計(jì)專用夾具 . 通過(guò)對(duì)零件的結(jié)構(gòu)、加工順序 ,以及工藝的分析 .決定第 40 道工序鉆 4φ3mm 的孔 .該夾具適用于 Z3025 的搖臂鉆床 . 鉆床夾具設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 夾具設(shè)計(jì)的原則是保證質(zhì)量 ,提高生產(chǎn)效率 ,降低成本 .但是所設(shè)計(jì)的夾具必須要 好用、好造、好修 這六個(gè)字 ,其中好用是最主要的 .好用也必須不能脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制造和維修水平為前提 .所以所設(shè)計(jì)的鉆床夾具必須具備以下要求 : ⑴保證工件的加 工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案 ,標(biāo)注合適的尺寸 ,公差和技術(shù)要求 ,并進(jìn)行必要的精度分析 ,確保夾具能滿足工件的加工精度要求 . ⑵提高生產(chǎn)效率 應(yīng)根據(jù)工件的生產(chǎn)批量的大小 ,設(shè)計(jì)不同復(fù)雜的程度的高效夾具 ,以縮短輔助時(shí)間 ,提高生產(chǎn)效率 ⑶工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修 . 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn) .當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí) ,夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu) .如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙 ,采用可修磨的墊片等 . ⑷使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠、排屑應(yīng)方便 ,必要時(shí)可以設(shè)置排屑結(jié)構(gòu) . ⑸經(jīng)濟(jì)性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,標(biāo)準(zhǔn)化程度高 ,成本低廉外 ,還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析 ,以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益 . 確定夾具的設(shè)計(jì)方案 這道工序是鉆 4φ 3mm 的孔 .必須保證孔的軸線與零件的左右端面垂直 .可以用左端面和φ 18mm的內(nèi)孔進(jìn)行定位 ,便于夾具安裝 ,以簡(jiǎn)便和安裝的可靠性 ,從而保證工件的加工精度 ,來(lái)提高零件的生產(chǎn)效率 .通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)和形狀分析 ,該零件 4φ 3mm 的孔均勻分布在φ 34+ 的臺(tái)階面上 .其實(shí) ,該零件的加工直接可以 通過(guò)畫線、找正就可以加工 4φ 3mm的孔 .由于 4φ 3mm孔的孔徑只有 3mm,即鉆 4φ 3mm 孔時(shí) ,切削用量小 ,切削力自然也比較小 ,所以沒(méi)有必要去設(shè)置夾緊裝置 ,用手扶助就可以直接加工了 .但這樣的生產(chǎn)效率不高 ,不容易保證加工質(zhì) 24 量和精度 ,并且費(fèi)用比較大 ,不經(jīng)濟(jì) .而且要求操作工人的技術(shù)比較高 ,身體素質(zhì)好 .因?yàn)閯趧?dòng)強(qiáng)度大 .這樣的加工方法只適合于單件或小批量生產(chǎn) .而現(xiàn)在該零件的生產(chǎn)為大批量生產(chǎn) ,必須保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本 .所以必須設(shè)計(jì)一套鉆 4φ 3mm 孔的專用夾具來(lái)加工 .這樣即提高了生產(chǎn)效率 ,又保證了加 工質(zhì)量 ,又降低了生產(chǎn)成本 .該零件的這道工序在專用的鉆模夾具上完成 .為了使工件順利高效的加工 ,所以必須對(duì)設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行相應(yīng)的檢查、修改、校核 .所以為所設(shè)的專用夾具編寫一份內(nèi)容簡(jiǎn)要說(shuō)服力強(qiáng)的說(shuō)明書 . 零件的工藝分析 本道工序是在灰口鑄鐵零件上鉆 4φ 3mm 的孔 .應(yīng)滿足如下加工要求 : ⑴ 4φ 3mm 的四個(gè)孔 ,必須均勻分布在φ 34+ 的內(nèi)孔臺(tái)階面上 ,四個(gè)孔的孔徑為 3mm,深度為 10mm. ⑵ 4φ 3mm 的四個(gè)孔的軸線必須與左右端面垂直 . ⑶在鉆模上 ,鉆套的軸線必須保證與φ 3mm孔的軸線保持一致 .以此保證零件鉆孔的加工精度和加工質(zhì)量 . ⑷該零件為灰口鑄鐵 .為了使 4φ 3mm 的孔面有很好的光潔度和表面粗糙度 ,在加工 4φ 3mm 的孔時(shí) ,適當(dāng)?shù)氖褂们邢饕?.由于切削液的種類很多 ,不同的零件 ,不同的材料 .它們所使用的切削液不一樣 .根據(jù)前面零件的材料分析 ,該零件的材料為灰口鑄鐵 ,所以該零件在加工時(shí)選用煤油作為切削液 .對(duì)該零件進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑來(lái)達(dá)到目的 ,從而保證 4φ 3mm 孔加工精度 . 鉆模夾具的分析 定位方案 選用工序基準(zhǔn)φ 18mm的孔和左端面作為定位基面 ,以心軸和端面來(lái)限制五個(gè)自由度 .用心軸兩個(gè) 位置自由度 X 度 X Y Z .由于 4φ 3mm 的孔是軸對(duì)稱 ,又是一個(gè)通孔 .那么 Z 方向的角度自由度可以不限制 ,但為了使加工更加緊湊和順利進(jìn)行 ,在此采用一個(gè)棱形銷來(lái)限制 Z. 夾緊方案 該零件在加工 4φ 3mm 時(shí) ,切削余量較小 ,切削力也小 ,加上孔不深 .所以加工時(shí)需要的夾緊力也小 .用六角螺母夾緊就夠了 .沒(méi)有必要設(shè)置復(fù)雜的夾緊裝置了 . 導(dǎo)向方案 為了迅速準(zhǔn)確的確定刀具與工件的有個(gè)準(zhǔn)確的位置 ,在夾具上應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件 — 鉆套 .鉆套一般安裝在鉆模板上 ,鉆 模板與夾具體連接 .鉆套與工件之間應(yīng)有排屑空間 .由于該零件的生產(chǎn)批量大又是四個(gè)圓周上的孔 ,為了保證四個(gè) 25 孔的加工質(zhì)量 .所以采用蓋板式的鉆模來(lái)導(dǎo)向 . 夾具體的設(shè)計(jì)及類型 夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一整體 .因此 ,夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接 .所以對(duì)夾具有以下要求 : 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面 ,如安裝定位元件的表面 ,安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面 (與機(jī)床相連的表面 )等 ,應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?,它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?. 為使 夾具體尺寸穩(wěn)定 ,鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理 ,焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理 . 有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過(guò)程中 ,夾具體要承受較大的切削力和夾緊力 ,為了保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng) ,夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 .因此夾具體需要有一定厚度 ,鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)助 ,或在不影響裝卸的情況下采用框架式夾具體 . 結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應(yīng)便于制造 ,裝配和檢驗(yàn) .鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄造凸臺(tái) ,以減少加工面積 .夾具體毛坯與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙 ,一般應(yīng)為 4～ . 排屑 方便 切屑多時(shí) ,夾具體上應(yīng)考慮 ,排屑結(jié)構(gòu) .如在夾具體上安有排屑槽或在夾具體下部設(shè)置排屑斜面 .斜角可取 30176。 2 車φ 10mm 的孔至φ 18mm 至圖樣要求 15 500 4 1 游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 90176。 0~50mm 0~50mm 50 車 車右端面 .粗、精車內(nèi)孔φ34+ 2 45176。該零件所選用的量具如下： 游標(biāo)卡尺，規(guī)格 0~50mm，精度為 測(cè)量長(zhǎng)度孔深度。 鉆頭： 90176。、刀尖圓弧半徑 rε =。、角α176。參考《械加工工藝手冊(cè)》表）。、副偏角 Kr〃 =30176。 =12176。截面尺寸規(guī) 格為 16 25。 =5176。外圓車刀： YG8 硬質(zhì)合金材料，主偏角 Kr=45176。所以對(duì)冷卻的要求不高，應(yīng)以潤(rùn)滑為主并具有一定冷卻作用的切削液。 沖洗作用：在澆注切削液時(shí)，能把切削過(guò)程中的切削屑沖出，尤其在切溝槽等切削屑不易排出的地方，較大流量的切削液能把切削屑帶出，使刀具不因切削屑阻塞而影響切削和表面質(zhì)量。 15 尾座頂尖套模式錐度 5 號(hào) 主電動(dòng)機(jī)功率 (kw) CA6140 主軸轉(zhuǎn)數(shù) 正轉(zhuǎn)： 10 、 、 16 、 25 、 3 40 、 50 、 6 80 、 100、 12 160 、 200、 250、 3 400 、 450 、 500、 560、 7 900、 1120 、 1400 反轉(zhuǎn)： 14 、 22 、 3 5 90、 14 226 、 36 56 63 101 1580 Z3025 搖臂鉆床主 要參數(shù) 表 72 技術(shù)規(guī)格 最大鉆孔直徑 25 主軸中心線至立柱表面距離（ mm） 280~900 主軸斷面至工作臺(tái)的距離（ mm） 0~550 主軸斷面至底座工作面的距離（ mm） 250~1000 主軸最大行程（ mm） 250 主軸孔莫氏錐度 3 號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速（ r／ min） 50~2500 主軸進(jìn)給量（ mm／ r） ~ 主軸最大扭轉(zhuǎn)力矩（ N． m） 主軸最大進(jìn)給力（ N） 7848 主軸箱水平移動(dòng)距離（ mm） 630 橫臂升降距離（ mm） 525 橫臂回轉(zhuǎn)角度 360． 主電機(jī)功率（ kw） 主軸轉(zhuǎn)速； 50、 80、 12 200、 250、 31 400、 500、 6 1000、 1600、 2500 16 切削液的選擇 在切削過(guò)程中，變形與磨擦所消耗的功絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，致使刀尖處的溫度升得很高，高溫?huì)使刀刃很快磨鈍和損壞，使加工出來(lái)的工作質(zhì)量降低，為了降低切削溫度，目前常采用的方法是切削時(shí)澆注切削液。 精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)按下列原則選擇： 1) 基準(zhǔn)重合原則 2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3) 自為基準(zhǔn)原則 11 4) 互為基準(zhǔn)原則 5) 保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，操作方便的原則。所以采用的熱處理是為消除殘余應(yīng)力，對(duì)于尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排一次時(shí)效處理：對(duì)于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時(shí)效處理： 為了保證零件的質(zhì)量和有利于加工，而該零件的精度不高。 根據(jù)基準(zhǔn)先行原則、先面后孔、先主后次、先粗后精的加工原則，輔助工序穿插在各階段之間。 表 41 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù) 說(shuō)明 兩端面 25mm H 4mm 兩端面加工 φ 18 的孔 φ 18mm H 4mm 內(nèi)孔加工 左端面 9mm H 2mm 左端面加工 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，確定鑄件主要尺寸公差 主要毛坯尺寸 表 42 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 左端面 9mm 2mm 11mm 兩端面 25mm 2+2mm 29mm φ 18mm 的孔 18mm 4mm Φ 10m 7 第五章 工藝路線設(shè)計(jì) 加工方案的選擇 選擇加工方法中 ,除應(yīng)保證加工表面的表面質(zhì)量粗糙度要求之外 ,應(yīng)綜合考慮下列因素 ,工件的材料 ,工件的結(jié)構(gòu)類 型和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件 . 表 51 加工方法 加工精度等級(jí) 偏差值 表面粗糙度值 粗車端面 IT11~13 粗車內(nèi)孔 IT11~13 精車內(nèi)孔 IT7~8 鉆孔 IT11~13 擴(kuò)孔 IT9~10 加工各表面的加工方法如下 : 左、右端面：粗車 ① 16 的孔：粗車 ② 32 的孔：粗車 ③ 34 的孔：粗車→精車 ④ 3 的孔：鉆孔 ⑤ 6 的孔： 鉆孔 ⑥ 10 的孔：擴(kuò)孔 加工路線的比較分析 根據(jù)各表面的加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 ,確定各表面的加工方法如下 : 方案一 序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 10 鑄造毛坯 砂型 20 時(shí)效 30 檢驗(yàn) 40 車左端面 .車內(nèi)孔φ 18mm 及φ 32mm 達(dá)到圖樣要求 . CA6140 50 車右端面 .粗、精內(nèi)孔φ 34+ 2 45176。 φ 3mm、φ 6mm 的孔，因太小無(wú)法鑄造，只能鉆削 加工，在φ 6mm 孔上擴(kuò)φ 10mm 的孔。 綜上考慮，該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理。 ⑤、貫徹標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一原則。 由計(jì)算公式： N=Qn(1+α )(1+β ) N— 零件的年產(chǎn)量； Q— 產(chǎn)品的年產(chǎn)量（該產(chǎn)品中 Q=10000）； n— 產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（由于是端蓋， n=1）； α — 備品的百分率； β — 廢品的百分率； 5 N=10000（ 1+α） (1+β N=10710 結(jié)構(gòu)工藝分析 零件的結(jié)構(gòu)分析 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理應(yīng)遵循工藝為原則，并貫穿產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部過(guò)程中的各階段，一般從下列方面考慮： ①、合理劃分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)操作組件。 HT200 的硬度為 HBS148~236,而且耐磨性、強(qiáng)度、耐熱、減振性能較好，需要人工時(shí)效，適用于承受較大的應(yīng)力和耐磨，有一定的氣密性的零件。 （ 3） 減摩性好 石墨本身有潤(rùn)滑作用。 HT200 的“ HT”表示灰口鑄鐵的牌號(hào)， HT200 中的 200表示灰口鑄鐵的最小抗拉強(qiáng)度為 200Mpa。即端蓋的左端面相對(duì)φ 48mm 的軸線垂直度為 零件的加工表面分析 該零件的名稱是個(gè)端蓋。 零件的表面粗糙度分析 有零件圖的表面粗糙度可知，最高的為φ 34 的內(nèi)孔表面精度為 其次φ 32的臺(tái)階表面精度為 φ 18 內(nèi)孔表面精度為 還有端蓋的左端面的表