階梯套機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

零件工藝分析和毛坯設(shè)計1.1零件工藝分析及生產(chǎn)類型確定性能:σ≥700MPaδ≥1.6HB15015圖1.1零件圖主要技術(shù)要求如表1.1所示：表1.1主要技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等級表面粗糙度Raum加工過程右端面45IT1212.5粗車左端面45IT1212.5粗車Φ32Φ32IT81.6粗車-半精-精車Φ42ΦIT81.6粗車-半精-精車Φ22Φ22IT1212.5鉆孔Φ22Φ2IT1212.5粗車車空刀槽3IT1212.5粗車Φ26Φ26IT1212.5粗鉸-精鉸Φ30孔Φ30IT1212.5鉆孔-擴孔Φ8孔Φ8IT1012.5鉆孔生產(chǎn)綱領(lǐng)：綱領(lǐng)是指計劃期內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量。計劃期常為一年，所以年生產(chǎn)綱領(lǐng)也就是年生產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計入備品和允許廢品數(shù)量，可按下面公式計算。N＝Qn（1+a％）（1＋b％）式中：N--零件的年產(chǎn)量。Q--產(chǎn)品的年產(chǎn)量。n--每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量。a%--備品的百分率。b%--廢品的百分率。由已知條件，代入公式得知：1.2毛坯類型及毛坯圖設(shè)計20cr的可鍛性好，因此可用鍛造的方法因為是成批生產(chǎn)，采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術(shù)要求。圖1.2毛坯圖機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1基準選擇定位的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正進行。2.1.1粗基準的選擇“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”（若零件有若干個不加工表面時則應(yīng)與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準），自由度。2.1.2精基準的選擇精基準的選擇：考慮到減少誤差，保證加工精度和安裝方便，選擇中心軸為后續(xù)加工的精基準。2.2工藝方案擬定制定工藝路線如表2.1所示：表2.1工藝路線表（大）工序號工序名稱工序內(nèi)容`01下料棒料02熱處理正火03粗加工1：夾左端，粗車右端面粗加工2：半精加工粗加工3：粗車Φ22內(nèi)孔粗加工4：粗車Φ22倒角04粗加工1：夾右端，粗車左端面粗加工2：粗車Φ42外圓粗加工3：粗鉸Φ2605半精加工1：擴孔Φ30半精加工2：半精車Φ32外圓半精加工3：車Φ32倒角半精加工4：車空刀槽06半精加工1：半精車Φ42外圓07精加工1：精車Φ32外圓08精加工3：精鉸Φ26精加工4：精車Φ42外圓09鉆1：鉆孔表2.2工藝路線表（小）`01下料棒料02熱處理正火03粗加工1：夾左端，粗車右端面粗加工2：半精加工粗加工3：粗車Φ22內(nèi)孔粗加工4：粗車Φ22倒角04粗加工1：夾右端，粗車左端面粗加工2：粗車Φ42外圓粗加工3：粗鉸Φ2605半精加工1：擴孔Φ30半精加工2：半精車Φ32外圓半精加工3：車Φ32倒角半精加工4：車空刀槽06半精加工1：半精車Φ42外圓07精加工1：精車Φ32外圓08精加工3：精鉸Φ26精加工4：精車Φ42外圓09鉆1：鉆孔1.小批量生產(chǎn)具有較高的靈活性，可以滿足客戶的個性化需求，但生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)成本較高。適用于產(chǎn)品研發(fā)階段或小批量、多品種的生產(chǎn)場景。2.大批量生產(chǎn)具有較高的生產(chǎn)效率和較低的生產(chǎn)成本，但需要較大的訂單數(shù)量來充分發(fā)揮自動化生產(chǎn)的優(yōu)勢。適用于市場需求大、產(chǎn)品相對標(biāo)準化的場景，如建筑、機械等行業(yè)。經(jīng)上所述應(yīng)選用大批量工藝方案。2.3機械加工余量，工序尺寸及公差確定表2.3工余量、工序尺寸和公差表加工表面加工方法工序余量公差等級工序基本尺寸工序尺寸和公差Φ3粗車2IT12Φ34Φ半精車1.4IT10Φ34.4Φ精車0.1IT8Φ32ΦΦ42粗車2IT12Φ44Φ半精車1.4IT10Φ43.4Φ精車0.1IT8Φ42Φ鉸Φ26粗鉸1.94IT12Φ25Φ精鉸0.06IT8Φ26Φ2.4切削用量及時間定額計算2.4.1基本計算公式1.主軸轉(zhuǎn)速計算公式[1]：(2.1)式中：n──主軸轉(zhuǎn)速（r/min）d──外圓直徑（mm）vc──切削速度（m/min）2.基本時間計算公式[1]：(2.2)式中：l1──切入長度（mm）l2──切出長度（mm）f──進給量（mm/r）n──主軸轉(zhuǎn)速（r/min）i──走刀次數(shù)（次）3.輔助時間及作業(yè)時間計算公式[1]：輔助時間：(2.3)作業(yè)時間;(2.4)2.4.2工序計算工序3的切削用量計算工步11）加工條件本工序夾左端，粗車右端面，最大直徑為45mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°端面車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，則=2mm。進給量，根據(jù)機床轉(zhuǎn)速表[1]，進給量0.8mm/r。切削速度，根據(jù)機床轉(zhuǎn)速表[1]，查詢其切削速度取25m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=200r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=22.5mm。刀具切入長度l1=2.85mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工步21）加工條件本工序粗車Φ32外圓，最大直徑為45mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°外圓車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，雙邊13mm，則=6.5mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]故選取進給量0.8mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，查詢其切削速度的選取范圍為10~15m/min，取15m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=100r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=34mm。刀具切入長度l1=2.75mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工步31）加工條件本工序鉆Φ22內(nèi)孔，最大直徑為22mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為麻花鉆。2）切削用量的計算走刀長度：57mm進給量，根據(jù)[1]表5-2[1]，取進給量0.17mm/r。切削速度，根據(jù)[1]表5-2[1]，取22m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=400r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=55mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間：作業(yè)時間：工步41）加工條件本工序鉆車Φ22倒角，最大直徑為22mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°端面車刀。2）切削用量的計算背吃刀量=1mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]故選取進給量0.8mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，查詢其切削速度的選取范圍為10~15m/min，取15m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=200r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算刀具切入長度l1=1mm；刀具切出長度：取l2=1mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T作業(yè)時間；工步51）加工條件本工序車空刀槽加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°端面車刀。2）切削用量的計算進給量，根據(jù)表5-2[1]故選取進給量0.8mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，查詢其切削速度的選取范圍為10~15m/min，取15m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=160r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=3mm。刀具切入長度l1=1mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工序04的切削用量計算工步11）加工條件本工序夾右端，粗車左端面，最大直徑為45mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°端面車刀。2）切削用量的計算背吃刀量則=2mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，查詢其進給量為0.8mm/r切削速度，根據(jù)表5-2[1]，折中取15m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=100r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=22.5mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：Tj=l+作業(yè)時間；工步21）加工條件本工序粗車Φ42外圓，最大直徑為45mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為90°外圓車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，雙邊3mm，則=1.5mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，進給量0.8mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，15m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=100r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=21mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工步31）加工條件本工序粗車粗鉸Φ26內(nèi)孔，加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為錐柄鉸刀。2）切削用量的計算背吃刀量，=1mm。進給量，選取進給量0.4mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，取10m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=125r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=95mm。刀具切入長度l1=12mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工序05的切削用量計算工步11）加工條件本工序擴孔，最大直徑為24mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為擴孔鉆。2）切削用量的計算進給量，取進給量0.17mm/r。切削速度，取20m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=320r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=17mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工步21）加工條件本工序半精車Φ32外圓，最大直徑為32.1mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為90°外圓車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，雙邊1.4mm，則=0.7mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，取進給量0.4mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，取20m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=200r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=34mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工步31）加工條件本工序車32倒角，加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°車刀。2）切削用量的計算背吃刀量則=1mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，取進給量0.8mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，取15m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=160r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：刀具切入長度l1=mm；刀具切出長度：取l2=mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T作業(yè)時間；工序61）加工條件本工序半精車42外圓，最大直徑為42.15mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°外圓車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，雙邊1.4mm，則=0.7mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，取進給量0.4mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，20m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=200r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=21mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工序07的切削用量計算工步11）加工條件本工序精車32外圓，最大直徑為32mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°外圓車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，雙邊0.1mm，則=0.05mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，取進給量0.2mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，取25m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=250r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=34mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=3mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工步21）加工條件本工序精鉸Φ26孔，Φ64外圓，最大直徑為26mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為錐柄鉸刀。2）切削用量的計算背吃刀量，則=0.03mm。進給量，根據(jù)表5-2[1]，取進給量0.4mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，取10m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=125r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=17mm。刀具切入長度l1=11mm；刀具切出長度：取l2=3mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工序81）加工條件本工序精車Φ42外圓，最大直徑為42mm加工機床:CA6140臥式車床加工刀具：所選刀具為45°外圓車刀。2）切削用量的計算背吃刀量，雙邊0.1mm，則=0.05mm。進給量，取進給量0.2mm/r。切削速度，根據(jù)表5-2[1]，取25m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=200r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=21mm。刀具切入長度l1=3mm；刀具切出長度：取l2=2mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；工序91）加工條件本工序鉆8孔，最大直徑為8mm加工機床:立式搖臂鉆床加工刀具：所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆2）切削用量的計算選取進給量0.17mm/r。切削速度，取22m/min。主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為：n按機床轉(zhuǎn)速表[1]，取n=960r/min。故實際切削速度v3）基本工時的計算被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=8mm。刀具切入長度l1=3.8mm；刀具切出長度：取l2=1mm。走刀次數(shù)為i=1機動時間：T輔助時間；作業(yè)時間；2.5經(jīng)濟技術(shù)分析經(jīng)濟技術(shù)分析包括每個零件加工成本和機床折舊成本2.5.1每個零件加工成本各類機床加工單個零件用時：車床：h1=15.89min鉆床：h2=7.324min機床加工基本價格：車床p1：30元/h鉆床p2：20元/h單個零件加工成本[2]：2.5.2機床折舊成本機床折舊公式為[2]：月折舊額=機床原價×（1-預(yù)計凈殘值率）/折舊年限/12企業(yè)預(yù)設(shè)為內(nèi)資企業(yè)，預(yù)計凈殘值率為5%，按照五年折舊。第三章專用夾具設(shè)計3.1工序內(nèi)容及加工要求工序內(nèi)容：鉆?8通孔。

加工要求：表面粗糙度Ra12.533圖3.1Ф10孔示意圖3.2定位方案及定位誤差計算3.2.1定位方案鉆床夾具的用途是來完成工序（9），通過一次裝夾，完成對Φ8孔的鉆加工。采用心軸的定位方式，采用螺母和開口墊圈壓緊。夾具設(shè)計的主要目的是保證加工孔的同軸度。為完成鉆、鉸孔，采