机床进给机构强度也可以根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来检验。
根据《切削用量简明手册》表2.19 查出钻孔时的轴向力,当f=0.28mm/r, 6mm时,轴向力 =2520N。
轴向力的修正系数均为1.0,于是, =2520N。 根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为 =8830N,由于 ,故f=0.28mm/r可用。 2决定钻头磨钝标准及其寿命: ○
根据《切削用量简明手册》表2.12可知,当 6mm时,钻头的后刀面的最大磨损量为0.8mm,寿命T=25min。 3决定切削速度: ○
根据《切削用量简明手册》表2.15可知,当 =6mm时,有: =14m/min。 切削速度的各个修正系数为:
= = = =1.0。
故:V = ? =14m/min
=
=
=743.10r/min
根据Z525钻床说明书,可以考虑选择 =680r/min, f=0.28mm/r。 5检验机床扭矩及功率: ○
根据《切削用量简明手册》表2.21可知,加工HT200,f≤0.64mm/r, ≤11.1mm, =10.49N?m,扭矩的修正系数都为1.0,故 =10.49N?m,根据Z525钻床说明书,当 =680r/min时, =42.2 N?m。
根据《切削用量简明手册》表2.23可知, =1.0KW。 根据Z525钻床说明书, =2.8×0.81=2.26KW。
由于: < , < ,所以选择的切削用量可以使用,即 f=0.28mm/r,n= =680r/min, =14m/min。 (3)计算基本工时
=
式中:L=l+y+Δ,其中,L=33.75mm,根据《切削用量简明手册》表2.29 可知,入切量及超调量y+Δ=5mm,所以,
==
=0.20min。
13.攻M8的螺纹:
(1) 选择刀具和机床 根据《机械加工工艺师手册》表24-8可知,选择高速钢粗炳带颈机用丝锥,其公称直径为d=8mm,螺距为1.25mm, 8.00mm,l=22mm,L=72mm, =6mm, =13mm,方头处为a=6.3mm, =9mm;根据《机械加工工艺师手册》表40-3可知,当加工HT-200时,前角 为 - ,后角 为 - ,这里选择前角 为 ,后角 为 ,并且选择三齿槽。
根据《机械加工工艺师手册》表40-2可知,当用于批量生产时,可以在钻
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床上加工螺纹,于是这里依旧选择Z525钻床。 (2)选择切削用量 1决定进给量f: ○
这里,因为是攻螺纹,螺纹的深度是8mm,由于采用钻床加工,但是又要保证排泄及时,所以在钻头的基础上降低一个等级,即按直径为6mm的钻头计算以保证质量。
a.按加工要求决定进给量:根据《切削用量简明手册》表2.7可知,当加工HT200, 6mm时,f=0.27-0.33mm/r。
由于l/d=33.75/6=5.625,故应乘以孔深修正系数 =0.9,则: f=[(0.27-0.33)×0.9] mm/r =0.243-0.297mm/r。 b.按钻头的强度决定进给量 :
根据《切削用量简明手册》表2.8可知,当加工HT200, 6mm时,f=0.72 mm/r。
c.按基础进给机构强度决定进给量:
根据《切削用量简明手册》表2.9 可知,当加工HT200, 6mm≤10.2mm时,机床进给机构允许的轴向力为8330N(钻床Z525允许的轴向力为8830N,根据《切削用量简明手册》表2.35 可知)时,进给量为2.0mm/r。
从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量为工艺要求,其值为f=0.243-0.297mm/r。根据Z525钻床说明书,选择f=0.28mm/r。
根据《切削用量简明手册》表2.19 查出轴向力,当f=0.28mm/r, 6mm时,轴向力 =2520N。
轴向力的修正系数均为1.0,于是, =2520N。 根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为 =8830N,由于 ,故f=0.28mm/r可用。 2决定钻头磨钝标准及其寿命: ○
根据《机械加工工艺师手册》表40-7可知,当 8mm时,丝锥的寿命T=90min。 3决定切削速度: ○
根据《机械加工工艺师手册》表40-8可知,当 =8mm时,有: =11m/min-12m/min,这里选为11m/min。
切削速度的各个修正系数为:1.0。
故:V = ? =11m/min
=
=
=439.90r/min
根据Z525钻床说明书,可以考虑选择 =545r/min, f=0.28mm/r。 5检验机床扭矩及功率: ○
根据《切削用量简明手册》表2.21可知,加工HT200,f≤0.64mm/r, ≤11.1mm, =10.49N?m,扭矩的修正系数都为1.0,故 =10.49N?m,根据Z525钻床说明书,当 =545r/min时, =52 N?m。
根据《切削用量简明手册》表2.23可知, =1.0KW。 根据Z525钻床说明书, =2.8×0.81=2.26KW。
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由于: < , < ,所以选择的切削用量可以使用,即 f=0.28mm/r,n= =545r/min, =11m/min。 (3)计算基本工时
=
式中:L=l+y+Δ,其中,L=8mm,根据《切削用量简明手册》表2.29 可知,入切量及超调量y+Δ=5mm,所以,
==
=0.09min。
五 专用夹具设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。在加工零件时,需要设计专用夹具。
根据任务要求中的设计内容,需要设计加工钻孔夹具一套。采用Z525铣床,并采用高速钢麻花钻进行油孔的加工。
(一)机床夹具设计的基本要求和一般步骤 1. 对专用夹具的基本要求
(1)保证工件的加工精度
专用夹具应有合理的定位方案,标注合适的尺寸、公差和技术要求,并进行必要的精度分析,确保夹具能满足工件的加工精度要求。 (2)提高生产效率
应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具,以缩短辅助时间,提高生产效率。 (3)工艺性好
专用夹具的结构应简单、合理,便于加工、装配、检验和维修。
专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时,夹具上应设置调整或修配结构,如设置适当的调整间隙,采用可修磨的垫片等。 (4)使用性好
专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠,排屑应方便,必要时可设置排屑结构。 (5)经济性好
除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。
2. 专用夹具设计步骤
(1)明确设计任务与收集设计资料
夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下,研究被加工零件的零件图、
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工序图、工艺规程和设计任务书,对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料;确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。
其次是根据设计任务收集有关资料,如机床的技术参数,夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准,各类夹具图册、夹具设计手册等,还可收集一些同类夹具的设计图样,并了解该厂的工装制造水平,以供参考。 (2)拟订夹具结构方案与绘制夹具草图
1) 确定工件的定位方案,设计定位装置。 2) 确定工件的夹紧方案,设计夹紧装置。 3) 确定对刀或导向方案,设计对刀或导向装置。
4) 确定夹具与机床的连接方式,设计连接元件及安装基面。
5) 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置
及吊装元件等。
6) 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。 7) 绘制夹具草图,并标注尺寸、公差及技术要求。
工件的加工精度较高时,应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具,需计算夹紧力。当有几种夹具方案时,可进行经济分析,选用经济效益较高的方案。 (3)审查方案与改进设计
夹具草图画出后,应征求有关人员的意见,并送有关部门审查,然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。 (4)绘制夹具装配总图
夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1:1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。
夹具总图绘制次序如下:
1用双点划线将工件的外形轮廓、○定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各
个视图的合适位置上。在总图中,工件可看作透明体,不遮挡后面夹具上的线条。
2依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连○
接元件和安装基面。
3标注必要的尺寸、公差和技术要求。 ○
4编制夹具明细表及标题栏。 ○
(5)绘制夹具零件图
夹具中的非标准零件均要画零件图,并按夹具总图的要求,确定零件的尺寸、公差及技术要求。
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(二)问题的提出
利用本夹具主要用来钻轴承座顶部? 6油孔。对于轴承座的油孔而言,鉴于其作用,可知,其位置精度要求并不是很高,并且在加工本工序时,其他重要表面都已未加工,尤其是半精铣的大底面,4个 ? 6的通孔,因此,在本道工序加工时,完全可以通过底面和其中的两个孔采用“一面两销”的定位方式,并且轴承座的油孔和定位表面垂直,即钻孔时的轴向力是垂直于底面的,不会有切向力的作用,所以,大可选择一种比较简单的夹紧方式,节省加工时间,提高加工效率。
(三)夹具设计
1. 定位基准的选择及其定位方案
在加工本工序时,其他重要表面都已未加工,尤其是半精铣的大底面,4个 ? 12的通孔,并且轴承座的油孔和定位表面垂直,即钻孔时的轴向力是垂直于底面的,不会有切向力的作用,因此,在本道工序加工时,完全可以通过底面和其中的两个孔采用“一面两销”的定位方式已经能够满足加工要求。
2. 夹紧方式的选择
本工序考虑到本工序只是钻一个?6的油孔,精度要求不是很高,又考虑到加工的效率问题,所以,这里采用偏心轮压板夹紧机构。这种夹紧机构的特点是:
1利用转动中心与几何中心相偏移的偏心轮或偏心轴作为夹紧元件,因而结○
构简单,制造容易;
2圆偏心上各点的升角是变化的; ○
3自锁性比较差,适用于切削力不大的无振动的切削加工; ○
4夹紧行程小 ○
3. 切削力及其夹紧力的计算
1钻削的轴向力及其扭矩的计算: ○
根据《夹具设计手册》表3-3可知:但高素钢麻花钻钻削灰铸铁时,其轴向力和扭矩的计算公式如下:
轴向力 =421 D 扭矩M=0.206
其中,D是钻头的直径,可知其值为6mm,s是进给量,可知其为0.28mm/r。 于是,计算结果如下:
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