1、零件的分析1.1 零件的作用本次设计我们小组的任务是针对生产实际中的一个零件一一 一接入耳环。其用于晾衣架的上端固定，当然接入耳环并不仅仅 用于此，还有很多功能。对插入耳环零件图进行工艺审核后，可 知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，加工 要求合理，零件的结构工艺性较好。零件图如下：1.2 零件的工艺分析从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔、键槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面 D E,粗糙度为R50,粗糙度要求最高的是外圆 35,表面粗糙度为 R1.6。该外圆也是接入耳环的主要设计基准。从工艺上看，键槽对35轴线的对称度公差为0.1，孔32轴线
2、对35轴线的垂直 度公差为0.5/50 ,可以通过使用专用机床夹具来保证。35的公 差等级为 IT7 级， 表面粗糙度为Ra1.6 ， 可以通过精车来保证。 表面D E精度要去不高可以通过粗铳来完成，32孔的内孔粗糙度 为R6.3可以通过钻床，钻后再扩钻就可以达到精度。C面通过粗 铣就可以达到要求。 A 面因为在零件工作过程中不起作用所以也通过粗铣。二 . 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式按设计任务书， 插入耳环年产量为 4000 件； 每日 3 班， 若插入耳环备品率为8%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为 N=Qn（1+o%+泓）=4000X 1X （1+8%+1%）件=
3、4360 件/年;可见， 插入耳环的年生产量为 4360件。 插入耳环可看成独立的一部分，属轻型机械。因此，根据A 表 5-8，由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产为中批生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量
4、要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。 这样可以保证该面有足够的加工余量。（ 4） 应尽可能选择平整、 光洁、 面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（ 5） 粗基准应避免重复使用， 因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取端面作为定
5、位基准， 。精基准的选择应满足以下原则：（ 1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（ 2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位， 以保证各表面的位置精度， 避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（ 3）“自为基准” 原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（ 4）“ 互为基准” 原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（ 5） 所选的精基准应能保证定位准确、 夹紧可靠、 夹具简单
6、、操作方便。以已经加工好的顶尖为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题， 当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。制定以下两种工艺方案：、 . 1*方案一工序I:铸造工序H:时效处理工序田：粗铳两端面，钻中心孔工序IV:粗车外圆，车27外圆，车24退刀槽，倒角
7、工序V:半精车35外圆工序VI：精车35外圆工序即：粗铳R25两侧面表面第 5 页 共 15 页工序Vffl:钻，扩，钱32孔工序IX:钻5孔工序X:车M27x1.5外圆工序XI :铳25键槽工序XII :粗铳A面工序XIII :车锥面2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为45生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直接获得。2、接入耳环的端面由于端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2.5比较合适。3、接入耳环的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7-IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余
8、量为 2mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：粗铳两端面1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铳刀，刀片采用YG8,ap =1.5mm, d0=30mm, v= 25m/min, z = 4。2 .决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成aD = 1.5mm p3 ）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz = 0.2mm/齿,则1000V 1000 25ns = = = 576r / min二 d 二 30按机床标准选取nw=600r/min二 dnwv 二1000二 30 6001000= 128m / m
9、in第14页共15页当 nw =600r/min 时fm - f zznw -0.2 4 600-480mm/r按机床标准选取fm = 480mm/r 3）计算工时切削工时：l = 50mm, l1 = 9mm, l2 = 3mm,则机动工时为tmll2nwf54 9 3600x0.2=0.52min工序：半精车35外圆1 .确定背吃刀量由前述可知，切削单边加工余量为 0.4mm即背吃刀量 a p =0.4mm2 .确定进给量:根据金属加工工艺及工装设计第 96页表4-54可知，当加工45钢时，背吃刀量ap=0.4mm则进给量f=0.450.8mm/r ,根据金属加工工艺及工装设计第91页表4
10、-43进给量值可知，取 f 横向=0.5mm/r。3 .确定切削速度根据金属加工工艺及工装设计第 98页表4-58切削速度参考值可知，Vc=1.52.0m/s ,则所需车床主轴转速范围n= 1000v =511682r/min 3.14* d根据金属加工工艺及工装设计第 91页表4-43可知，n=560r/min , Vc = 3.14nd =98.4m/min1000T=l/fn=0.189min工序：精车35外圆1 .确定背吃刀量由前述可知，切削单边加工余量为 0.1mm即背吃刀量a p =0.1mm2 .确定进给量：根据金属加工工艺及工装设计第 96页表4-54可知，当加工45钢时，背吃
11、刀量a p =0.1mm,则进给量f=0.110.15mm/r ,根据金属加工工艺及工装设计第 91 页表4-43进给量值可知，取f横向=0.11mm/r。3 .确定切削速度：根据金属加工工艺及工装设计第 98页表4-58切削速度参考值可知，Vc=0.50.833m/s ,n=1000v3.14* d=271.42452.19根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43可知n=320Vc=3.14nd =35.36m/min 1000T=l/fn=1.5min工序：钻，扩，绞32孔工步一钻孔至小31确定进给量f :根据参考文献IV表2-7,当钢的0b 800MPa, d0=31mm时，f =
12、0.39 0.47m/r。由于本零件在加工31孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f = 0.39 0.47 0.75 = 0.29 0.35mm/r根据Z525机床说明书，现取f = 0.25mm/r切削速度：根据参考文献IV表 2-13及表2-14,查得切削速度v =18m/min所以1000v1000 18ns = 152r / min-：dw二 31根据机床说明书，取nw=175r/min,故实际切削速度为- d w nw v =1000二 31 1751000=71.98m /min切削工时：l =100mm, l1 =9mm, l2=3mm,则机动工时为tmJ l1
13、l2nwf100 9 3375 0.25= 1.19min工步二：扩孔 31.85mm利用钻头将31mm孔扩大至131.85mm,根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取f = 1.2 1.8 f钻=1.21.8 0.65 0.75= 0.5850.87mm/r根据机床说明书，选取f = 0.57mm/rv = - v 钻=f -x12 = 6 4m/ min12 3）占 12 3 J则主轴转速为n =51.6 34r/min ,并按车床说明书 取nw =68r/min ,实际切削速度为二 dwnw1000二 31.85 681000=6.8m /min动工时为切削工时:l =
14、100mm , l1=6mm, l2=3mm,则机tm_ l 11 12nw f100 6 368 0.57=2.81min工步3:钱132H11mm孔根据参考文献IV表2-25 ,f = 0.2 0.4mm/r ,v =8 12m/ min ,得ns =169.8 254.65r/min查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速，取 f =0.35mm/r , nw =198r/min ,实际切削速度v = 9.33m/ min切削工时：工时为tml =100mm , 11 =9mm, l2=3mm,则机动_ 1 11 12nwf100 9 3198 0.35= 1.616min三
15、、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。由指导老师的分配第VI道工序的钻32孔的钻床夹具。3.1 问题的提出本夹具主要用于钻32孔，精度要求高，和其他面没有任何 为主度要求，为此，主要考虑如何提高生产效率上和精度要求。3.2 定位基准的选择本道工序加工32孔，我们采用32孔所在外圆定位，因为 孔径自身较大，切削力较大，因此采用固定 V型块，挡销定位， 采用移动压板夹紧即可以满足要求。3.3 切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切 削手册得：钻削力F =26Df 0.8HB06式（5-2）钻削力矩 T =10D1.9f 0.8H
16、Bo.6式（5-3）式中：D =32mm11HB =HBmax-1 HBmax -HBmin = 187 - 1 187 -149 =174 33f =0.20mm r 1 代入公式（5-2）和（5-3）得F =26x32x0.20 0.8x1740.6 = 4256NT =10x3219x0.200.8x1740.6 =45867N.m本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因 此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、 刚度适当即能满足加工要求。3.4 定位误差分析本工序选用的工件以外圆作为定位基准，采用固定V型块和挡销定位，挡销为水平放置，由于定位副问存在径向间隙
17、，因此 必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边问 隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位 移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。；T Td：Yz =D=0.015 0.024 0.033 =0.0722式中；一一定位副问的最小配合间隙（mm；Td 工件圆孔直径公差（mrm;Td 定位销外圆直径公差（mmi。3.5 夹具设计及操作的简要说明使用固定V型块和挡销定位，采用移动压板快速夹紧， 即可指定可靠的卡紧力。我们采用快换钻套，当导向的钻套磨 损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套，保证导向的精度， 同时采用翻转式钻模板，工件放好后把翻转式钻模板水平放置，开始加工工件，工件加工完毕后，旋转钻模板180，即可取出工件， 大大提高了装卸工件的效率， 同时也就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。第 # 页 共 15 页装配图附图如下第16页共15页L费京曼北Jjj;“件r日ME.叵 I： tHtMAKl H = M 科*H 飞*H. NL M，H*”就i： tHllff. M4 t*AUtJkUol夹具体如下，/ nr*H棺*(H* 用注 d, *二*上*i： at MitUMf Mi atf,
