机械制造技术课程设计-连接支架加工工艺及钻小头孔夹具设计(编辑修改稿)

机械制造技术课程设计-连接支架加工工艺及钻小头孔夹具设计(编辑修改稿)内容摘要：

、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。 粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。 这种方法的生产率较高。 精磨在 M7130型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的 生产率低一些，但精度较高。 连接支架 大、小头孔的加工 连接支架 大、小头孔的加工是 连接支架 机械加工的重要工序，它的加工精度对 连接支架 质量有较大的影响。 小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、铰三道工序。 钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。 小头孔在钻、扩、铰后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到 IT6 级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。 由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。 大头孔 经过 扩、 粗镗、半精镗、精镗、 金刚镗和珩磨达到 IT6 级公差等级。 表面粗糙度 Ra 为 m，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将 连接支架与 连接支架 体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。 这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。 连接支架 螺栓孔的加工 连接支架 的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。 加工时以大头端面、小头孔及大头 一侧面 定位。 为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。 从而达到所需要的技术要求。 粗铣螺栓 孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。 精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与 连接支架 大头连接支架加工工艺设计及夹具设计 12 端面垂直，使用两工位夹具。 连接支架 在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转 1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。 这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。 大头侧面的加工 以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。 装夹工件 铣 两侧面至尺寸，保证对称（此对称平面为工艺用基准面）。 连接支架 加工工艺设计应考虑的问题 工序安排 连 接支架 加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（ 1） 连接支架 的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（ 2） 连接支架 是 铸造件 ，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。 因此在 连接支架 加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开。 定位基准 精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双面铣，可使部分切削力抵消。 统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。 因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。 夹具使用 应具备适应“一面一孔一凸台”的 统一精基准。 而大小头定位销是一次装夹中镗出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当 连接支架 定位装夹后，再抽出定位销进行加工。 保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。 为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况，如采用夹具限制 7 个自由度（其是长圆柱销限制 4 个，长菱形销限制 2 个）。 长销定位目的就在于保证 垂直度。 但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采 取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。 切削用量的选择原则 正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀 具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。 粗加工时切削用量的选择原则 粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高 ,毛坯余量较大。 因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。 金属切除率可以用下式计算： Zw ≈ 连接支架加工工艺设计及夹具设计 13 式中： Zw单位时间内的金属切除量（ mm3/s） V切削速度（ m/s） f 进给量（ mm/r） ap 切削深度（ mm） 提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。 但是 ，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。 所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度 ap,其次选择一个较大的进给量度 f，最后确定一个合适的切削速度 V. 选用较大的 ap 和 f 以后，刀具耐用度 t 显然也会下降，但要比 V 对 t 的影响小得多，只要稍微降低一下 V便可以使 t 回升到规定的合 理数值，因此，能使 V、 f、 ap 的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。 此外，增大 ap 可使走刀次数减少，增大 f 又有利于断屑。 因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率， 减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。 1）切削深度的选择： 粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。 在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。 只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。 2）进给量的选择： 粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。 因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。 选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。 在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一 些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。 3）切削速度的选择： 粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。 切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。 如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。 精加工时切削用量的选择原则 精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。 因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。 1）切削深度的选择： 精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量 确定。 通常希望精加工余连接支架加工工艺设计及夹具设计 14 量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。 2）进给量的选择： 精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。 进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。 3）切削速度的选择： 切削速度提高时，切削变形减小，切 削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。 一般选用切削性能高的刀 具材料和合理的 几何参数， 尽可能提高切削速度。 只有当切削速度受到工艺条件限制而 不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生 的 范围。 由此可见，精加工时选用较小的吃刀 深度 ap 和进给量 f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 确定加工余量 用查表法确定机械加工余量： （根据《机械加工工艺手册》第一卷 表 — 25 表 — 26 表 — 27） （ 1）、平面加工的工序余量（ mm） 单面加工方法 单面余量 经济精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 粗铣 IT12( ) 40(  ) 精铣 IT10( ) (  ) 粗磨 IT8( ) (  ) 精磨 IT7( ) 38(  ) 则 连接支架 两端面总的加工余量为： A 总 = 21 ni iA =（ A 粗铣 +A 精铣 +A 粗磨 +A 精磨 ）  2 连接支架加工工艺设计及夹具设计 15 =（ +++）  2 =  mm （ 2）、 连接支架 铸造出来的总的厚度为 H=38+  = 0  mm 确定工序尺寸及其公差 （根据《机械 制造技术基础课程设计指导教程》 表 2— 29 表 2— 34） 1）、 小 头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为  15 mm） 工序名称 工序基 本余量 工序经济 精度 工序尺寸 最小极限尺寸 表面粗糙度 精 镗 )(8H  20  20 )(8 0H 粗镗 )(12H   )(12 0H 扩孔 3  18  计算工艺尺寸链 连接支架 盖的卡瓦槽的计算 增环为： 2A ； 减环为： 3A ；封闭环为： 0A 1）、 0 A 极限尺寸为：      1 1 m in1 m a xm a x0 nmi imi i AAA = = mm      1 1 m a x1 m inm in0 nmi imi i AAA = = mm 2）、 0 A 的上、下偏差为 :      1 110 nmi imi i AEIAESE S A =() =(mm) 连接支架加工工艺设计及夹具设计 16      1 110 nmi imi i AESAEIE IA = =(mm) 3）、 0 A 的公差为 : 000 EIAESAT  = （ ） = mm 4）、 0 A 的基本尺寸为 : 0A = 32 AA = 285 = 23 mm 5）、 0 A 的最终工序尺寸为 : 0A = )(25  mm 工时定额的计算 铣 连接支架 大小头平面 选用 X52K 机床 根据《机械制造工艺设计手册》表 — 81 选取数据 铣刀直径 D = 100 mm 切削速度 Vf = m/s 切削宽度 ae= 60 mm 铣刀齿数 Z = 6 切削深度 ap = 3 mm 则主轴转速 n = 1000v/ D = 475 r/min 根据表 — 31 按机床选取 n = 500 /min 则实际切削速度 V =  Dn/（ 1000 60） = m/s 铣削工时为：按表 — 10 L= 3 mm L1 = )( ee ada  + =50 mm L2 = 3 mm 基本时间 tj = L/fm z = (3+50+3)/(500 6) = min 按表 — 46 辅助时间 ta = = min 粗磨大小头平面 选用 M7350 磨床 连接支架加工工艺设计及夹具设计 17 根据《机械制造工艺设计手册》表 — 170 选取数据 砂轮直径 D = 40 mm 磨削速度 V = m/s 切削深度 ap = mm fr0 = mm/r Z = 8 则主轴转速 n = 1000v/ D = r/min 根据表 — 48 按机床选取 n = 100 r/min 则实际磨削速度 V =  Dn/（ 1000 60） = m/s 磨削工时为：按表 — 11 基本时间 tj = zbk/nfr0z = ( 1)/(100 8) = min 按表 — 40 辅助时间 ta = min 加工小头孔 (1) 钻小头孔 选用钻床 Z3080 根据《机械制造工艺设计手册》表 — 38(41)选取数据 钻头直径 D = 20 mm 切削速度 V = mm 切削深度 ap = 10 mm 进给量 f = mm/r 则主轴转速 n = 1000v/ D = 945 r/min 根据表 — 30 按机床选取 n = 1000 r/min 则实际钻削速度 V =  Dn/（ 1000 60） = m/s 钻削工时为：按表 — 7 L = 10 mm L1 = mm L2 = 基本时间 tj = L/fn = (10++)/( 1000) = m。