泥漿泵Y型管加工工藝與工裝夾具設(shè)計【鏜φ231兩對稱孔】【鉆φ35孔】【說明書+CAD】

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Y-pipe mud surface is flat and the main processing hole. Known by the principle of processing technology to ensure precision plane precision than the hole to ensure easy. Therefore, this design follows the principles of the hole after the first plane. And a clear hole and surface processing is divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Benchmark choose to dual port Y-tube as a coarse face with reference to a single face to face with the tube nozzle base body surface as a fine reference. Arrangement is the first major processing operations to control the body and the nozzle 3 end processing of the end for the benchmark, then processing the process end positioning holes. In addition to the follow-up processes are used outside of individual processes and process end processing of other hole hole location and plane. The whole process of general machine tools are used Keywords: mud pump Y-tube, processes, benchmarks, fixture design 1 緒 論 機械的加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學的大部分部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設(shè)計具有十分重要的意義。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。 在夾具設(shè)計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題,設(shè)計人員一般都會考慮的比較周全，但是，夾具設(shè)計還經(jīng)常會遇到一些小問題，這些小問題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至會影響到工件的加工精度。我們把多年來在夾具設(shè)計中遇到的一些小問題歸納如下：清根問題在設(shè)計端面和內(nèi)孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問題。端面和定位外圓分為兩體時無此問題,。夾具要不要清根，應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無倒角,則必須清根,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角R。端面與外圓定位時，與上述相同。讓刀問題在設(shè)計圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時，會存在讓刀問題。設(shè)計這類夾具時，應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小，留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。更換問題在設(shè)計加工結(jié)構(gòu)相同或相似，尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時，為了降低生產(chǎn)成本,提高夾具的利用率，往往會把夾具設(shè)計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方向發(fā)展。 2．Y型管工藝規(guī)程設(shè)計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的是泥漿泵Y型管的工藝工裝設(shè)計，泥漿泵Y型管是泥漿泵鉆探機械設(shè)備的重要組成部分，它的主要作用是在鉆進過程中將泥漿隨鉆頭鉆進注入井下，起著冷卻鉆頭，清洗鉆具、固著井壁、驅(qū)動鉆進，并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。在常用的正循環(huán)鉆探中，Y型管是泥漿泵將地表沖洗介質(zhì)─清。泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經(jīng)過高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端，以達到冷卻鉆頭﹑將切削下來的巖屑清除并輸送到地表的連接件。其中單管口作為出口管接出口端，的雙管口端，一端接泥漿出口管，一端接入水管，由清水將泥漿沖出，匯流與單管端面排出，最終達到清潔泥漿泵的目的。 2.1.2零件的工藝分析 由Y型管的零件圖分析可以知道，該零件為薄壁殼體零件，外表上有3組對稱平面需要加工，同時可由這3組平面確定平面上的孔與外圓的加工基準，所以該零件主要以3組平面作為主要加工面。現(xiàn)分析如下： （1）以單管口端面的加工面，這組的加工面包括，頂端端面的加工，的外圓加工，長度20mm。其中端面的加工粗糙度為，外圓為 （2）以雙管端面為加工面，這組加工面包括，端面的銑削，端面粗糙度要求。的外圓，長度5mm。內(nèi)孔，深度5mm。 （3）以與截面為基準的端面，該端面作為銑夾具的裝夾端面，端面加工粗糙度 （4）以圓柱為主的加工面，其中包括圓柱上下兩端面的銑削對于中心面L面對稱度0.5，端面加工粗糙度要求?？椎募庸づc中心線S端面的平行度要求0.5 （5）其余加工部分，中心線上的圓孔加工，表面粗糙度，的圓孔，其中心線位置與圓柱中心線呈逆時針 2.2箱體零件的加工主要問題以及工藝過程設(shè)計的所應(yīng)采取的措施 2.2.1由以上分析可知 Y型管的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于Y型管來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于Y型管的生產(chǎn)量為中批。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是Y型管加工過程的 主要考慮因素。 2.2.2孔和平面的加工順序 箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工零件上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。Y型管的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 Y型管的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.3孔系加工方案選擇 Y型管孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。 考慮到Y(jié)型管的加工精度要求不太高，且為中批生產(chǎn)，考慮用普通鏜床進行加工生產(chǎn)。在普通鏜床的基礎(chǔ)上，設(shè)計專用夾具，可以提高生產(chǎn)精度，提高效率，同時節(jié)約成本。 2.3Y型管的加工定位基準選擇 2.3.1粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5）粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 因此為了滿足上述要求，粗基準選擇以雙管端的端面作為粗基準，以此為基準方便裝夾工件，同時該端面需要保證其表面的余量均勻，該端面僅作為加工單管上端面的加工基準，不在重復(fù)實用。 2.3.2精基準的選擇 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準為精基準。當工件以某一精基準定位，可以比較方便的加工大多數(shù)其它表面，應(yīng)盡早把這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后工序以它作為精基準加工其他表面。 因此，精基準選擇與截面的外端面臺階作為精基準，以此作為精基準，先加工出此端面，方便裝夾銑夾具進行銑削管口的端面，同時可以統(tǒng)一基準，方便統(tǒng)一基準加工， 的圓柱面的兩端，的鉆孔等。所以選擇此臺階面作為精基準。 2.4工藝路線的確定 零件加工的數(shù)量為中批，應(yīng)把工序集中起來，設(shè)計專用夾具，提高生產(chǎn)效率。 一般先加工出端面，再保證孔的位置精度。 總工序確定： 工序1：鑄造，清理 工序2：毛坯：金屬模鑄件（抽5件毛坯劃線找正、確定加工余量） 工序3：退火 工序4：以263mm雙管一側(cè)的底面端面為粗基準，夾緊與截面的外端面，粗銑上端面，留1mm精加工余量 工序5：以單管端面作為基準，粗銑263mm雙管端面，留1mm精加工余量 工序6：以上一基準為基準，粗銑263mm雙管端面另一對稱端面 工序7：以與截面外端面凸臺的下端面為基準，粗銑上端面，留1.5mm精銑余量 工序8：反向裝夾，以上端面作為基準，粗銑下端面 工序9：以263mm雙管端一側(cè)為基準，精銑單管端面 工序10：以236mm單管端面為精基準，精銑263mm雙管端一側(cè)端面 工序11：以上一基準為基準，精銑關(guān)于軸向中心線對稱的另一管263mm端面 工序12：以與截面外端面凸臺的下端面為基準，精銑上端面 工序13：反向裝夾，以上端面為基準，精銑銑下端面 工序14：以中心線L為裝夾基準，用V型塊固定管身，粗銑圓柱上端面，留1mm精加工余量 工序15：反向裝夾，粗銑下端面，留1mm精加工余量 工序16：翻轉(zhuǎn)裝夾，以下端面為精加工基準，精銑上端面 工序17：反轉(zhuǎn)裝夾，精銑下端面 工序18：以四爪裝夾263mm雙管端，粗車單管端外圓，車削長度20mm 工序19：以單管端面為精基準，粗車雙管端外端臺階留0.75mm精加工余量,車削長度5mm， 工序20：以上一基準為基準，粗車另一關(guān)于軸向中心線對稱臺階面 工序21：精車雙管端外圓尺寸 工序22：和截面中心線L中心面作基準，以V形塊固定管身，粗鏜內(nèi)孔，留0.5mm的半徑精加工余量，鏜削深度5mm 工序23：以上一工序基準為基準粗鏜另一關(guān)于軸向中心線對稱內(nèi)孔，留0.5mm的半徑精加工余量，鏜削深度5mm 工序24：精鏜雙管端至 工序25：以上一基準為基準，鉆通孔，第一次鉆削 深度55mm 工序26：以上一基準為基準，鉆通孔，第二次鉆削 深度55mm 工序27：以上一基準為基準，擴通孔，擴孔 工序28：以上一基準為基準，鉸通孔至 工序29：鉆通孔，深度30mm 工序30：清洗 工序31：檢查 2.5機械加工余量，工序尺寸，毛坯尺寸的確定。 泥漿泵Y型管零件材料采用灰鑄鐵鑄造材料為HT200,硬度HBS為195~215，生產(chǎn)類型為中批。 （1）Y型管頂端端面銑削加工余量，根據(jù)工序的要求，該端面分為先粗銑，后精銑加工 粗銑：參照《機械加工工藝手冊1卷基礎(chǔ)卷》表3.2.23 其余量規(guī)定取值2.0-2.7mm現(xiàn)取2.5mm 表3.2.27可得粗銑的厚度偏差：-0.43—-0.63mm現(xiàn)取 精銑：根據(jù)表《機械加工工藝手冊》3.2.24精銑余量規(guī)定為1.5mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 表2.3.11可得灰鑄鐵的尺寸公差等級選用CT7—9 選用7級 再根據(jù)表2.3.9可得CT7尺寸公差為1.8mm。 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 粗銑后最小尺寸為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同即 （2）Y型管管身B—B臺階截面與C—C臺階截面，根據(jù)工序要求，該截面作為夾具定位面，先粗銑后精銑加工該截面尺寸為mm 粗銑：參照《機械加工工藝手冊》表3.2.23其余量規(guī)定取值2.0-2.7mm現(xiàn)取2.5 mm 根據(jù)表3.2.27可得粗銑厚度偏差: -0.43 — -0.063 mm現(xiàn)取-0.5mm 精銑：根據(jù)表3.2.24精銑余量規(guī)定為1.5mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 表2.3.11可得灰鑄鐵的尺寸公差等級選用CT7—9 選用7級 再根據(jù)表2.3.9可得CT7尺寸公差為1.8mm。 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 粗銑后最小尺寸為： 精銑后尺寸與零件尺寸相同即 （3）圓柱面雙端面余量，根據(jù)工序要求該雙端面與截面中心線P對稱度要求0.5經(jīng)過粗銑后精銑可獲得 粗銑：參照《機械加工工藝手冊1卷基礎(chǔ)卷》表3.2.23其余量規(guī)定取值1.5-2.0mm現(xiàn)取2.0mm根據(jù)表3.2.27可得粗銑厚度偏差-0.30—-0.46mm現(xiàn)取-0.4mm 精銑：根據(jù)表3.2.24精銑余量規(guī)定為1.0mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 表2.3.11可得灰鑄鐵的尺寸公差等級選用CT7—9 選用7級 再根據(jù)表2.3.9可得CT7尺寸公差為1.0mm 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 粗銑后最小尺寸為： 精銑后尺寸與零件尺寸相同即 （4）單管口外圓面切削余量，根據(jù)加工工序要求，該外圓僅需粗車可獲得 粗車：參照《機械加工工藝手冊1卷基礎(chǔ)卷》表3.2.2其直徑余量取值為2Z=3.0mm其直徑偏差為-0.25—-0.39mm現(xiàn)取值-0.3mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》 表2.3.11可得灰鑄鐵的尺寸公差等級選用CT7—9 選用7級 再根據(jù)表2.3.9可得CT7尺寸公差為1.0mm 毛坯名義尺寸： 毛坯最大尺寸： 毛坯最小尺寸： 粗車后尺寸與零件相同即 （5）的臺階面，根據(jù)加工工序要求，該管口的外圓鑄件要求為，加工路徑為先粗車后精車可得。 粗車與精車余量：根據(jù)《機械加工工藝手冊1卷基礎(chǔ)卷》表3.2.2注：加工帶凸臺零件時，其加工余量更具零件最大值來定。其粗車直徑偏差為：-0.21—-0.32mm現(xiàn)取-0.3mm參照《機械加工工藝手冊》表2.3.39可得精車直徑余量為1.5mm。根據(jù)《機械加工工藝手冊》 表2.3.11可得灰鑄鐵的尺寸公差等級選用CT7—9 選用7級 再根據(jù)表2.3.9可得CT7尺寸公差為1.0mm 毛坯名義尺寸：263mm 毛坯最大尺寸： 毛坯最小尺寸： 粗車后最大尺寸： 粗車后最小尺寸： 精車后尺寸與零件相同為 （6）加工雙管底面的孔加工深度5mm，根據(jù)加工工序，該孔先粗鏜后精鏜各工序余量如下： 粗鏜：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-48其余量取值應(yīng)根據(jù)最小內(nèi)孔直徑來定，毛坯最小內(nèi)孔直徑為 精鏜：根據(jù)《機械加工工藝手冊1卷基礎(chǔ)卷》表3.2.13可得精鏜直徑余量為1mm粗鏜工序偏差為+0.185mm根據(jù)《機械加工工藝手冊》 表2.3.11可得灰鑄鐵的尺寸公差等級選用CT7—9 選用7級 再根據(jù)表2.3.9可得CT7尺寸公差為1.0mm 毛坯名義尺寸： 毛坯最大尺寸： 毛坯最小尺寸： 粗鏜后工序尺寸： 粗鏜后最小尺寸： 粗鏜余量為： 精鏜后得到尺寸與零件尺寸相同 （7）孔的加工，根據(jù)加工工序的要求該孔加工精度為7級，該孔采取先鉆孔，后擴孔最終鉸孔獲得。該孔長度50mm 參照《機械加工工藝手冊1卷基礎(chǔ)卷》基孔制7級孔加工要求: 鉆孔：第一次鉆： 第二次鉆： 2Z=13mm 擴孔： 2Z=1.75mm 鉸孔： 2Z=0.25mm （8）中心線圓孔mm與小圓孔的加工，根據(jù)加工工序要求，此處加工要求精度低僅需一次鉆削即可完成。 2.6加工工時的確定 工序1：粗銑管口端面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG8） 齒數(shù) 銑削深度： 每尺進給： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 /Z 現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 工序2：粗銑雙管端端面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG8） 齒數(shù) 銑削深度： 每尺進給： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 /Z 現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 總工時： 工序3：粗銑與截面外端臺階面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG8） 銑削深度： 每尺進給： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 /Z 現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 總時間： 工序4：粗銑側(cè)面圓柱體端面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG8） 銑削深度： 每尺進給： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 /Z 現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)取： 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 工序5：精銑管口端面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG5） 齒數(shù) 銑削深度： 每尺進給：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 每轉(zhuǎn)進給為 即每齒進給為：現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 工序6：:精銑雙管端端面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG5） 齒數(shù) 銑削深度： 每尺進給：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 每轉(zhuǎn)進給為 即每齒進給為：現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 總時間： 工序7：精銑與截面外端臺階面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG5） 齒數(shù) 銑削深度： 每尺進給：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 每轉(zhuǎn)進給為 即每齒進給為：現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 總時間： 工序8：精銑側(cè)面圓柱體端面 機床：XS5040銑床 機床工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：鑲齒三面刃銑刀 （YG5） 齒數(shù) 銑削深度： 每尺進給：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 每轉(zhuǎn)進給為 即每齒進給為：現(xiàn)取 銑削速度：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-23 現(xiàn)取 機床轉(zhuǎn)速： 現(xiàn)?。? 實際銑削速度：= 工作臺每分進給: 現(xiàn)取 被切削長度由已知毛坯長度可得 入切量與超切量由《機械加工工藝師手冊》表30-9可得 走刀次數(shù)：1 機動時間： 總時間： 工序9：粗車外圓 機床：立柱式車床C5120A 刀具：硬質(zhì)合金（YG8），刀桿尺寸 切削深度：單邊1.5mm 進給：參考《機械加工工藝師手冊》表27-2 現(xiàn)取1.0mm 切削速度：《金屬切削原理與刀具》表3-4 3-5可得： 則（刀具壽命時間T取60min） 修正系數(shù)：主偏角修正系數(shù)：0.73 加工材料修正系數(shù)：1.0 刀具材料修正系數(shù)：1.0 取39m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： 選取60r/min 實際切削速度： 走刀次數(shù)：1 切削工時： 《切削用量簡明手冊》表1.26 工序10：粗車外端面臺階 機床：立柱式車床C5120A 刀具：硬質(zhì)合金（YG8），刀桿尺寸 切削深度：3mm 單邊余量4.25mm 進給：參考《機械加工工藝師手冊》表27-2 現(xiàn)取1.0mm 切削速度：《金屬切削原理與刀具》表3-4 3-5可得： 則（刀具壽命時間T取60min） 修正系數(shù)：主偏角修正系數(shù)：0.73 加工材料修正系數(shù)：1.0 刀具材料修正系數(shù)：1.0 取34m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： 選取45r/min 實際切削速度： 切削工時： 《切削用量簡明手冊》表1.26 走刀次數(shù)：2 單管總時間： 雙管總時間： 工序11：精車外端面臺階 機床：立柱式車床C5120A 刀具：硬質(zhì)合金（YG6），刀桿尺寸 切削深度：0.5mm 單邊余量0.75mm 進給：參考《機械加工工藝師手冊》表27-3 現(xiàn)取0.3mm 切削速度：《金屬切削原理與刀具》表3-4 3-5可得： 則（刀具壽命時間T取60min） 修正系數(shù)：主偏角修正系數(shù)：0.73 加工材料修正系數(shù)：1.0 刀具材料修正系數(shù)：1.0 取75m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： 選取95r/min 實際切削速度： 走刀次數(shù)：1 切削工時： 《切削用量簡明手冊》表1.26 總工時： 工序12：粗鏜內(nèi)孔 機床：鏜床 T611C 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：高速鋼刀具 切削深度 ： 鏜削單邊余量1.5mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為3mm。因此確定進給量。 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 單管總時間：2.16min 雙管總時間： 工序13：精鏜內(nèi)孔 機床：鏜床 T611C 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：高速鋼刀具 切削深度 ：0.5mm 切削單邊余量0.5mm 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為0.5mm。因此確定進給量。 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 總時間： 工序14：鉆孔（第一次） 機床機床：臥式萬能升降臺銑床 X6132A 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：麻花鉆 切削深度 ： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39。因此確定進給量。切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序15：鉆孔（第二次） 機床機床：臥式萬能升降臺銑床 X6132A 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：麻花鉆 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39。因此確定進給量。切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序16擴鉆孔 機床：臥式萬能升降臺銑床 X6132A 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：擴孔麻花鉆 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-52。因此確定進給量。 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序17鉸孔 機床：臥式萬能升降臺銑床 X6132A 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-58。因此確定進給量。切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-60，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序18鉆孔 機床機床：臥式萬能升降臺銑床 X6132A 機械工藝系統(tǒng)剛度：中等 刀具：麻花鉆 切削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-39。因此確定進給量。切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度: 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 2.7本章小結(jié) 本章主要是對Y型管的加工工藝進行設(shè)計。先要明確零件的作用 ，本次設(shè)計的Y型管的主要作用就是進行匯流，淸沙，排去雜屑。確定了零件的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以對零件的工藝路線進行分析，設(shè)定最終方案，最后進行時間定額計算及生產(chǎn)安排。優(yōu)良的加工工藝是能否生產(chǎn)出合格，優(yōu)質(zhì)零件的必要前提，所以對加工工藝的設(shè)計十分重要，設(shè)計時要反復(fù)比較，選擇最優(yōu)方案。 3夾具設(shè)計 機床夾具是在機床上裝夾工件的一種裝置，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中；其可以使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。機床夾具的作用：能保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，擴大機床工藝范圍和減輕工人勞動強度，保證安全生。所以在加工Y型管時，設(shè)計專用的夾具是很必要。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計加工兩對稱孔的鏜床夾具，以及設(shè)計鉆孔的鉆模 3.1加工兩對稱孔的鏜床夾具設(shè)計 3.1.1工件夾緊分析 本夾具主要用來對管身定位夾緊，進行雙管端內(nèi)孔進行鏜孔。該對稱孔均有尺寸精度要求。該孔的尺寸精度為，+0.184mm表面粗糙度。該管口是與泥漿泵的入水管接口與，泥漿夾砂的抽取管的接口，因此這兩個孔的加工精度與Y型管與注水管端接口和泥漿管端的接口相關(guān)，影響著泥漿泵的內(nèi)部排漿的銜接性能。因此在這些工序加工時主要考慮如何保證其尺寸精度、表面粗糙度的要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 3.1.2 定位方案分析和定位基準選擇 由零件圖可知，在加工之前，mm單管端的外圓端面和管口端面已經(jīng)經(jīng)過粗精加工，因為零件外表為圓柱形，所以現(xiàn)在使用V型架對單管段圓柱與雙管段進行定位，再在V型架上對管壁壓上壓板，使零件進行固定。 3.1.3定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位的基準為外圓柱定位，所以相應(yīng)定位元件是雙V型架， 因此定位元件的設(shè)計主要是對單管端的V形塊與雙管端的V形塊設(shè)計。 V形塊在夾具上的安裝尺寸T是V型塊的主要設(shè)計參數(shù)，該尺寸常用作V形塊測量和調(diào)整依據(jù)。由下圖可得： 式中時有 （1）單管段的V塊， （2）雙管段的V塊， 3.1.4定位誤差分析 V形塊定位誤差分析 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》表如下圖說述： （1）單管段的V塊誤差： （2）雙管段的V塊誤差： 注:為夾具所夾的管端的直徑誤差 3.1.5切削力計算與夾緊力分析 本工序包括粗鏜與精鏜，由于鏜孔與車削孔的與原理一樣，所以現(xiàn)在選用車削力計算公式即可。 切削力公式： 根據(jù)《金屬切削原理與刀具》表3-1查得： 加工材料 加工型式 灰鑄鐵（190HBS） 鏜孔 900 1.0 0.75 0 0.96 而夾緊力是一個很復(fù)雜問題，一般只能粗略估算。加工過程中，工件受到切削力、重力、離心力和慣性力等作用，從理論上講，夾緊力作用效果必須與上述作用力（矩）相平衡。不同條件下，上述作用力平衡系中對工件所起作用各不相同，如采用一般切削規(guī)范加工中、小工件時起決定作用因素是切削力（矩）；加工笨重大型工件時，還須考慮工件重力作用；高速切削時，不能忽視離心力和慣性力作用，此外，影響切削力因素也很多，例如工件材質(zhì)不勻，加工余量大小不一致，刀具磨損程度以及切削時沖擊等因素都使切削力隨時發(fā)生變化。在加工過程式中，只要夾緊力比切削力大就可以了。 故取夾緊力F： 3.1.6鏜套，支架及夾具體設(shè)計 雙管端孔需要粗鏜，精鏜，且有尺寸公差，故可以選用同一根鏜桿，僅需拆卸一次，所以選用固定式鏜套即可，根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》可得所用鏜桿用直徑為： 即120mm—160mm，所以選擇160mm的鏜桿。 固定式鏜套如下圖所示： 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》表2-1-165： d H D 直徑 極限偏差 允差 直徑 極限偏差 允差 160 H6 +0.025 0 100 185 g5 -0.015 -0.035 1.5 2.5 鏜支架的設(shè)計：如圖《機床夾具設(shè)計手冊》表3-5-8 鏜支架的設(shè)計主要考慮鏜桿與零件外形而制作成的一個整體，其圓點中心距底面高度要按照工件的具體尺寸而定，具體尺寸設(shè)計主要見鏜支架零件圖。 底板的設(shè)計：如圖《機床夾具設(shè)計手冊》表3-5-8 L B H E a b d h 按工件大小定 按工件大小定 3.1.7本章小結(jié) 本章中，主要對雙管的內(nèi)孔進行加工，考慮到零件管身的不規(guī)則與大部分為圓形外端，所以設(shè)計V形塊進行管身的定位，再在上面加上夾板進行夾緊加工。選擇V型塊，主要考慮V形塊的定位誤差，夾具的設(shè)計優(yōu)劣關(guān)系到零件的生產(chǎn)精度與生產(chǎn)質(zhì)量，因此能否設(shè)計出合理且便捷的夾具是很重要的。 3.2 加工孔的鉆床夾具 3.2.1工件夾緊分析 本夾具是用來對Y型管進行夾緊定位對孔進行鉆削加工，表面要求，位置度要求0.5。加工應(yīng)考慮如何保證位置度的要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。管體單管段使用V形塊夾緊固定，可以節(jié)省夾具的制作，減小成本，雙管段，用一菱形銷與圓柱銷對雙管端進行定位，支撐起整個零件，再采用專用鉆模進行加工 3.2.2定位方案分析和定位基準選擇 由零件圖分析可得: 的孔位于雙管端的壁側(cè)，其加工精度要求較高，為了保證所鉆孔位置度，應(yīng)盡量選擇上一次粗、精加工主視圖的上面工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。加工這個孔主要選擇兩銷與V形塊進行定位，兩銷插入兩孔，與V形塊支撐起零件，限定了零件6個自由度再在支承加上按裝鉆模板進行加工。 3.2.3定位元件設(shè)計 本工序選用的是兩銷與一V形塊，定位基準為一面兩孔，所對應(yīng)的定位元件是兩銷，一個為圓銷，另一個位菱形銷，因此主要設(shè)計為兩銷設(shè)計。由夾具裝配圖中可得兩銷中心距 其尺寸公差取工件孔中心距公差 所以兩孔中心距為： 兩孔尺寸： 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： （1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏 （2）確定圓柱銷直徑及其公差： （——基準孔最小直徑） 取 所以圓柱銷尺寸為 （3）削邊銷的寬度b和B 由《機床夾具設(shè)計手冊》表2-1-3可換定位銷的規(guī)格及主要尺寸得） （4）削邊銷與基準孔的最小配合間隙 其中：—基準孔最小直徑 —圓柱銷與基準孔的配合間隙 （5）削邊銷直徑及其公差 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為h6，根據(jù)《機械制圖》第六版附錄D表則菱形銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 （6）補償值 3.2.4定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （1）移動時基準位移誤差 （2）轉(zhuǎn)角誤差 其中： 3.2.5切削力計算與夾緊力分析 由于本道工序主要是完成孔的鉆加工，因此只要確定其的鉆削力： 根據(jù)《金屬切削手冊》查得： 鉆削力 式（4-1） 鉆削力矩 式（4-2） 夾緊力 式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 3.2.6鉆套設(shè)計鉆模板設(shè)計 孔的加工需進行4次，2次鉆，1次擴，一次鉸，但其鉆模設(shè)計都一樣，因此本次僅列出鉆模板，鉆套的設(shè)計。 本次采用固定式鉆套，結(jié)構(gòu)如下： 其結(jié)構(gòu)參數(shù)（由《機床夾具設(shè)計手冊》表2-1-160查得）如下表： 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 35 +0.050 +0.025 25 55 +0.033 +0.017 1 3 0.5 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖。 3.2.7本章小結(jié) 本章是關(guān)于孔的鉆夾具設(shè)計，鉆夾具包括鉆套，鉆模板和支架。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機構(gòu)，因為鉆的工序基準與鏜的工序基準一樣，所以，右端以V型塊定位夾緊可以減少夾具的設(shè)計節(jié)省成本，利于保證精度，除此之外，鉆模的設(shè)計優(yōu)劣也決定鉆孔的精度與質(zhì)量，因此鉆模的設(shè)計極其重要。 4結(jié)論 Y型管的加工工藝及夾具設(shè)計，主要是對Y型管的加工工藝和夾具進行設(shè)計。Y型管的加工工藝設(shè)計主要是確定加工工藝路線，機械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設(shè)計主要是要設(shè)計出正確的定位夾緊機構(gòu)。在本設(shè)計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機構(gòu)也能達到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設(shè)計時，因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構(gòu)時由于機構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認真的指導(dǎo)下，經(jīng)過2個月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機械加工工藝和夾具設(shè)計有關(guān)的知識有了更深的理解，增強了對本專業(yè)綜合知識運用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 參考文獻 [1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊。北京：機械工業(yè)出版社 2001.8 [2] 陸劍中，孫家寧，金屬切削原理與刀具。北京：機械工業(yè)出版社 2005.1 [3] 梁旭坤，焦建雄，機械制造基礎(chǔ)（公差，配合，材料熱加工分冊）。長沙：中南大學出版社 2006.6 [4] 王先逵，機械制造工藝學（第二版）。北京：機械工業(yè)出版社2006.1 [5] 李益民，機械制造工藝設(shè)計簡明手冊。北京：機械工業(yè)出版社 [6] 成大先，機械設(shè)計手冊。北京：化學工業(yè)出版社 2008.1 [7] 龔定安等主編，《機床夾具設(shè)計》，西安交通大學出版社 1999 [8] 數(shù)字化手冊編委會，《設(shè)計夾具設(shè)計手冊》，機械工業(yè)出版社 2009.2 [9] 于光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設(shè)計。重慶：重慶大學出版社，1995.12 [10] 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