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機(jī)械加工工藝過(guò)程卡
產(chǎn) 品 名 稱
共 頁(yè)
第 頁(yè)
材 料 及 牌 號(hào)
HT200
零 件 毛 重
零 件 名 稱
CA6140杠桿
毛 坯 種 類
鑄件
零 件 凈 重
圖 號(hào)
831009
材 料 消 耗 定 額
材 料 利 用 率
每 臺(tái) 件 數(shù)
序號(hào)
工 序 敘 述
工時(shí)
機(jī)床
夾具
刀具
量具
1
加工φ25孔下端面,粗精銑φ25孔下表面,粗糙度達(dá)到6.3
2.58min
立式銑床X52K
專用夾具
硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀
2
加工φ25孔,鉆、擴(kuò)、鉸φ25H7的通孔,達(dá)到尺寸的要求
6.15min
立式鉆床Z535
專用夾具
高速鋼麻花鉆、標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆、標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀
3
加工寬度為30mm的下平臺(tái),粗糙度達(dá)到要求為6.3
5.24min
立式銑床X52K
專用夾具
硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀
4
加工φ12.7的錐孔
4.7min
立式鉆床Z535
專用夾具
標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆,標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆
5
鉆M8底孔,攻M8螺紋及锪鉆φ14階梯孔
5.62min
立式鉆床Z535
專用夾具
高速鋼麻花鉆、小直徑端面锪鉆
6
粗精銑2-M6上端面
2.04min
立式銑床X52K
專用夾具
硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀
7
鉆2-M6螺紋孔,攻2-M6螺紋
3.75min
立式鉆床Z535
專用夾具
高速鋼麻花鉆、細(xì)柄絲錐
8
檢查
修改
日期
文件號(hào)
修改內(nèi)容
簽名
日期
文件號(hào)
修改內(nèi)容
簽名
編制 日期
校對(duì) 日期
審核 日期
會(huì)簽 日期
批準(zhǔn) 日期
機(jī)械制造工藝學(xué)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目:CA6140車床杠桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)內(nèi)容:
1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份
2、零件加工工藝設(shè)計(jì)表 1張
3、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 1張
4、機(jī)械加工工序圖 1 張
5、夾具體零件圖 1張
6、夾具裝配圖 1 張
目錄
1.緒論……………………………………3
2.杠桿加工工藝規(guī)程……………………6
2.1零件的分析…………………………6
2.11零件的作用……………………6
2.12零件的工藝分析………………6
2.2杠桿加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施………………7
2.21確定毛坯的制造形式……………7
2.22基面的選擇………………………7
2.23確定工藝路線……………………8
2.24機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………………9
2.25確定切削用量…………………10
2.26確定基本工時(shí)…………………20
3.夾具的設(shè)計(jì)……………………………24
4.總結(jié)……………………………………27
5.參考文獻(xiàn)………………………………27
1.緒論
加工工藝及夾具是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次鞏固,是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。
機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。
夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容:
按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:
(1)定位元件及定位裝置;
(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu));
(3)夾具體;
(4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等);
(5)動(dòng)力裝置;
(6)分度,對(duì)定裝置;
(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等);
每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。
專用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì):(1)定位裝置的設(shè)計(jì);(2)夾緊裝置的設(shè)計(jì);(3)對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì);(4)夾具體的設(shè)計(jì);(5)其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。
由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指教。
所加工的零件圖如下所示:
2. 杠桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性高,為此以下是杠桿需要加工表面以及加工表面的位置要求。現(xiàn)分析如下:
(1)主要加工面:
1)小頭鉆Φ以及與此孔相通的Φ14階梯孔、M8螺紋孔;
2)鉆Φ錐孔及銑Φ錐孔平臺(tái);
3)鉆2—M6螺紋孔;
4)銑杠桿底面及2—M6螺紋孔端面。
(2)主要基準(zhǔn)面:
1)以Φ45外圓面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括:Φ的孔、杠桿下表面
2)以Φ的孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:Φ14階梯孔、M8螺紋孔、Φ錐孔及Φ錐孔平臺(tái)、2—M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺紋孔和Φ錐孔平臺(tái)。
杠桿的Φ25孔的軸線合兩個(gè)端面有著垂直度的要求?,F(xiàn)分述如下:
用于加工Φ25孔的是立式鉆床。工件以Φ25孔下表面及Φ45孔外圓面為定位基準(zhǔn),加工Φ25時(shí),由于孔表面粗糙度為。主要采用鉆、擴(kuò)、鉸來(lái)保證其尺寸精度。
用于加工杠桿的小平面和加工Φ12.7是立式銑床。工件以 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn),加工表面:包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆Ф12.7的錐孔,由于30mm的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為。其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7鋼球檢查。
用于加工與Φ25孔相通的M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以孔及其下表面和寬度為30mm的下平臺(tái)作為定位基準(zhǔn),在大端面長(zhǎng)圓柱銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時(shí),先用Φ7麻花鉆鉆孔,再用M8的絲錐攻螺紋。
2.2杠桿加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
2.2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。由于年產(chǎn)量為4000件,達(dá)到大批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,鑄造表面質(zhì)量的要求高,故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的,適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過(guò)程,而且還可以提高生產(chǎn)率。
2.2.2基面的選擇
(1)粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言,按照粗基準(zhǔn)的選擇原則,選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn),可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊,利用一個(gè)V形塊支承45圓的外輪廓作主要定位,以限制z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,就可加工Φ25的孔。
(2)精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題,和便于裝夾,采用Φ25的孔作為精基準(zhǔn)。
2.2.3確定工藝路線
工藝路線方案一
工序1
粗精銑Φ25孔下表面
工序2
鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸到達(dá)Фmm
工序3
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
工序4
鉆Ф12.7的錐孔
工序5
加工M8螺紋孔,锪鉆Ф14階梯孔
工序6
粗精銑2-M6上端面
工序7
鉆2-M6螺紋底孔孔,攻螺紋孔2-M6
工序8
檢查
工藝路線方案二
工序1
粗精銑Ф25孔下表面
工序2
鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸到達(dá)Фmm
工序3
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
工序4
鉆Ф12.7的錐孔
工序5
粗精銑2-M6上端面
工序6
鉆2-M6孔,加工螺紋孔2-M6
工序7
加工M8螺紋孔,锪鉆Ф14階梯孔
工序8
檢查
工藝路線的比較與分析:
第二條工藝路線不同于第一條是將“工序5鉆Ф14孔,再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば?粗精銑M6上端面”其它的先后順序均沒變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都沒有太大程度的幫助。
以Ф25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn),先銑下端面。再鉆錐孔,從而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線而先上端面, 再“鉆Ф14孔,加工螺紋孔M8”不便于裝夾,并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下,發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理,所以決定以第一方案進(jìn)行生產(chǎn)。所以工藝路線決定如下:
工序1
粗精銑杠桿下表面。保證粗糙度是3.2選用立式升降臺(tái)銑床X52K。
工序2
加工孔Φ25。鉆孔Φ25的毛坯到Φ22mm;擴(kuò)孔Φ22mm到Φ24.7mm;鉸孔Φ24.7mm到Фmm。保證粗糙度是1.6采用立式鉆床Z535。采用專用夾具。
工序3
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái),仍然采用立式銑床X52K,用組合夾具。
工序4
鉆Ф12.7的錐孔,采用立式鉆床Z535,為保證加工的孔的位置度,采用專用夾具。
工序5
加工螺紋孔M8,锪鉆Ф14階梯孔。用組合夾具,保證與垂直方向成10゜。
工序6
粗精銑M6上端面,用立式銑床X52K,使用組合夾具。
工序7
鉆2-M6螺紋底孔、攻2-M6螺紋用立式鉆床Z535,為保證加工的孔的位置度,采用專用夾具
工序8
檢查
2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
杠桿的材料是HT200,毛坯的重量0.85kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造,毛坯尺寸的確定如下:
毛坯與零件不同的尺寸有:從零件圖可以看出臺(tái)階已被鑄出,所以選擇銑刀類型及尺寸可用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。
1)加工Φ25的端面,粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求,精加工1mm,同理上下端面的加工余量都是2mm。
2)對(duì)Φ25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm,一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。
3)加工寬度為30mm的下平臺(tái)時(shí),用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求,而銑削的精度可以滿足,故采取分四次的銑削的方式,每次銑削的深度是2.5mm。
4)鉆錐孔Φ12.7時(shí)要求加工一半,留下的余量裝配時(shí)鉆鉸,為提高生產(chǎn)率起見,仍然采用Φ12的鉆頭,切削深度是2.5mm。
5)鉆Ф14階梯孔,由于粗糙度要求,因此考慮加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm,一次精加工0.15就可達(dá)到要求。
6)加工M8底孔,考慮加工余量1.2mm??梢淮毋@削加工余量1.1mm,一次攻螺紋0.1就可達(dá)到要求。
7)加工2-M6螺紋,考慮加工余量1.2mm??梢淮毋@削加工余量1.1mm,一次攻螺紋0.1mm就可達(dá)到要求。
8)加工2-M6端面,粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求,精加工1mm,可達(dá)到要求。
2.2.5確定切削用量
工序1:粗、精銑孔下平面
(1)粗銑孔下平面
工件材料: HT200,鑄造
機(jī)床:X52K立式銑床
刀具:硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀
因其單邊余量:Z=1.9mm
所以銑削深度:
每齒進(jìn)給量,取銑削速度:取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: 式(2.1)
式中 V—銑削速度;
d—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
(2)精銑孔下平面
工件材料: HT200,鑄造
機(jī)床: X52K立式銑床
刀具:高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀):,,齒數(shù)12,此為細(xì)齒銑刀
精銑該平面的單邊余量:Z=0.1mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:取
銑削速度:取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,由式(2.1)有:
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量,由式(1.3)有:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
工序2:加工孔Φ25到要求尺寸
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS??椎闹睆綖?5mm,公差為H7,表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床,加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸,加工刀具分別為:鉆孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃;擴(kuò)孔——Φ24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆;鉸孔——Φ25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。
(1)確定鉆削用量
1)確定進(jìn)給量 ,由于孔深度比,,故。取。
鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力,允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。
2)確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率,由插入法得:
,
,
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
,,故
取,實(shí)際切削速度為:
,故
3)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
(2)確定擴(kuò)孔切削用量
1)確定進(jìn)給量
取=0.57mm/r。
2)確定切削速度及,取。修正系數(shù):
,
故
取。實(shí)際切削速度為
(3)確定鉸孔切削用量
1)確定進(jìn)給量,進(jìn)給量取小植,取
2)確定切削速度及,取,
得修正系數(shù),
取,實(shí)際鉸孔速度
(4)各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算,各工序切削用量如下:鉆孔:,,,
擴(kuò)孔:,,,
鉸孔:,,,
工序3:粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
(1)粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)
加工條件:
工件材料: HT200,鑄造。
機(jī)床:X52K立式銑床。
刀具:硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
因其單邊余量:Z=2mm
所以銑削深度:
每齒進(jìn)給量:取 銑削速度:取
由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長(zhǎng)度:
式(2.2)
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1。
(2)精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
工件材料: HT200,鑄造
機(jī)床: X52K立式銑床
刀具:高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀):, ,齒數(shù)12,此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量,取
銑削速度,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,由式(2.1)有:
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量,由式(2.3)有:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度:精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
工序4.鉆Ф12.7的錐孔
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS??椎闹睆綖?2.7mm,,表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床,鉆孔——Φ12mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃;擴(kuò)孔——Φ12.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。選擇各工序切削用量。
(1)確定鉆削用量
1)確定進(jìn)給量
,由于孔深度比,,故。取
鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力,允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。
2)確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率,由插入法得:
,
,
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
,,故
取。實(shí)際切削速度為:
,故
3)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
(2)確定擴(kuò)孔切削用量
1)確定進(jìn)給量
,取=0.57mm/r
2)確定切削速度及,取。修正系數(shù):
,
故
取。實(shí)際切削速度為
工序5:鉆M8螺紋孔锪鉆Φ14階梯孔
(1)加工M8底孔
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS。孔的直徑為8mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床,加工工序?yàn)殂@孔至Φ7,選用Φ7的麻花鉆頭。攻M8螺紋,選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。
切削深度:
進(jìn)給量,取
切削速度,取
由式(2.1)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,取
實(shí)際切削速度:
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
攻M8×1.5的螺紋
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:細(xì)柄機(jī)用絲錐()
進(jìn)給量:由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度,取
由式(2.1)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實(shí)際切削速度:
(2)锪鉆Φ14階梯孔
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS??椎闹睆綖?4mm,表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床,加工工序?yàn)轱零@,加工刀具為:锪鉆孔——Φ14mm小直徑端面锪鉆。
1)確定切削用量
確定進(jìn)給量
,由于孔深度比,,故,取。
鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說(shuō)明書查出),允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率,由插入法得:
,
,
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
,,故
取。實(shí)際切削速度為
,故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
工序6:粗精銑M6上端面
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS。要求粗糙度,用回轉(zhuǎn)分度儀加工,粗精銑與水平成36゜的臺(tái)肩。用立式銑床X52K,使用組合夾具。
(1)粗銑M6上端面
工件材料: HT200,鑄造
機(jī)床:X52K立式銑床
刀具:硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
因其單邊余量:Z=2mm
所以銑削深度:
每齒進(jìn)給量,取銑削速度,取
由式(2.1)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
(2)精銑M6上端面
加工條件:
工件材料: HT200,鑄造。
機(jī)床: X52K立式銑床。
刀具:高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀):, ,齒數(shù)12,此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量,取
銑削速度,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,由式(1.1)有:
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量,由式(2.3)有:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度:精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
工序7:鉆2-M6
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS。孔的直徑為6mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床,加工工序?yàn)殂@孔至Φ5,選用Φ5的麻花鉆頭。攻M6螺紋,選用M6細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。
切削深度:
進(jìn)給量,取
切削速度,取
由式(2.1)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,取
實(shí)際切削速度:
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
攻M6×1.5的螺紋
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:細(xì)柄機(jī)用絲錐()
進(jìn)給量:由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度,取
由式(2.1)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實(shí)際切削速度:
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
工序8:校驗(yàn)
2.2.6確定基本工時(shí)
(1)粗銑、精銑Φ25孔下平面
加工條件:
工件材料:HT200鑄鐵,200MPa
機(jī)床:X525K機(jī)床
刀具:高速鋼鑲齒套式面銑刀
粗銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
銑削的輔助時(shí)間
精銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度:精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
銑削的輔助時(shí)間
銑Φ25孔下表面的總工時(shí)為:t=+++=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min
(2)鉆孔
加工條件:
工件材料:HT200鑄鐵,200MPa
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:鉆孔——標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃;擴(kuò)孔——標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆;鉸孔——標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀
鉆孔工時(shí):切入3mm、切出1mm,進(jìn)給量,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,
鉸孔:,,,
=(30+3+1)/0.43×195=0.41min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
擴(kuò)孔工時(shí):切入3mm、切出1mm,進(jìn)給量,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
=(30+3+1)/0.57×275=0.22min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
鉸孔工時(shí):切入3mm、切出1mm,進(jìn)給量,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
=(30+3+1)/1.6×100=0.21min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
總工時(shí):t=+++++=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min
(3)粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
工件材料:HT200,金屬模鑄造
加工要求:粗銑寬度為30mm的下平臺(tái),精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。
機(jī)床:X52K立式銑床
刀具:高速鋼鑲齒式面銑刀
計(jì)算切削工時(shí)
粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)
進(jìn)給量f=3mm/z,切削速度0.442m/s,切削深度1.9mm,走刀長(zhǎng)度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。
切削工時(shí):=249/(37.5×3)=2.21min。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑寬度為30mm的下平臺(tái)
進(jìn)給量f=3mm/z,切削速度0.442m/s,切削深度0.1mm,走刀長(zhǎng)度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。
切削工時(shí):=249/(37.5×3)=2.21min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)的總工時(shí):
t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min
(4)鉆錐孔Φ12.7
工件材料:HT200,金屬模鑄造,
加工要求:粗糙度要求,
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:高速鋼鉆頭Φ12,
計(jì)算基本工時(shí)
用Φ12擴(kuò)孔Φ12.7的內(nèi)表面,進(jìn)給量f=0.64mm/z,切削速度0.193m/s,切削深度是1.5mm,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。
基本工時(shí):
=2×36/(0.64×195)=0.58 min。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
用Φ12.7擴(kuò)孔Φ12.7的內(nèi)表面,進(jìn)給量f=0.64mm/z,切削速度0.204m/s,切削深度是0.5mm,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。
基本工時(shí):
=2×36/(0.64×195)=0.58 min。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
總的基本工時(shí):t=+++=4.7min。
(5)鉆M8底孔及锪鉆Φ14階梯孔
工件材料:HT200,金屬模鑄造,
機(jī)床:Z535立式鉆床
刀具:高速鋼鉆頭Φ7,M8絲錐,Φ14小直徑端面锪鉆
鉆M8底孔的工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
攻M8螺紋的工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
锪鉆Φ14階梯的工時(shí)
锪鉆孔進(jìn)給量,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
由參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
t=+
t=0.19+1.77=1.96min
該工序的總工時(shí)為: 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min
(6)粗精銑2-M6上端面
工件材料:HT200,金屬模鑄造
加工要求:達(dá)到粗糙度3.2。
機(jī)床:X52K立式銑床
刀具:高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀):, ,齒數(shù)12,此為細(xì)齒銑刀。
粗銑2-M6上端面切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑2-M6上端面切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度:精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
銑2-M6上端面切削總工時(shí):t=+++=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min
(7)鉆2-M6螺紋孔
鉆錐孔2-Φ6到2-Φ5。用Φ5的鉆頭,走刀長(zhǎng)度38mm,切削深度2.5mm,進(jìn)給量0.2mm/z,切削速度0.51m/s,
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
攻M6螺紋
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
總工時(shí)為:t=2++=3.75min
根據(jù)該零件的生產(chǎn)綱量為每年產(chǎn)4000件。按一年360天,每天總工作時(shí)間為8小時(shí)。則每個(gè)零件所需的額定時(shí)間為:t=360×8×60÷4000=43.2min。
根據(jù)計(jì)算所得的機(jī)動(dòng)時(shí)間加上每道工序間的輔助時(shí)間。所用是實(shí)際時(shí)間為:
所以該方案滿足生產(chǎn)要求。
3.夾具的設(shè)計(jì)
1.粗精銑2-M6上端面夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來(lái)粗精銑2-M6上端面。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知,粗精銑杠桿2-M6上端面時(shí),杠桿2-M6上端面有粗糙度要求Ra=3.2um,本道工序是對(duì)杠桿2-M6上端面進(jìn)行粗精加工,因此在本道工序加工時(shí),主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
2.定位基準(zhǔn)的選擇
工件以端面及φ25mm內(nèi)孔及一支承定位,采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制3個(gè)自由度,以φ25mm內(nèi)孔放置定位軸限制2個(gè)自由度,以φ10mm的支承限制1個(gè)自由度。
3.定位誤差的分析計(jì)算
本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合,所以沒有基準(zhǔn)不重合誤差,所以定位誤差主要為基準(zhǔn)位置誤差,
ΔDW=Dmax-Dmin=1/2TD
4.切屑力的計(jì)算
F——為銑削力
ap——為銑削深度 D——為銑刀直徑 fz為每齒進(jìn)給量
B———為銑削寬度 Z——為銑刀的齒數(shù)
4.夾緊機(jī)構(gòu)
根據(jù)零件的定位方案、加工方法、生產(chǎn)率要求,運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),通過(guò)擰緊右側(cè)夾緊螺母15使工件夾緊,有效提高了工作效率。手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的,可免去夾緊力計(jì)算。
5.對(duì)刀裝置
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn),用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成杠桿2-M6上端面的粗精銑加工,所以選用直角對(duì)刀塊。
6.使用說(shuō)明
安裝工件時(shí),先將工件定位孔裝入定位軸,安裝開口墊圈,用夾緊螺母擰緊,夾緊元件。
定位時(shí),通過(guò)調(diào)整支承釘,調(diào)整加工位置,以保證加工的位置精度,調(diào)整好后用鎖緊螺母1固定。
7. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,容易鑄成,加工定位方便,利于加工。
4.設(shè)計(jì)總結(jié)
通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì),對(duì)以前的知識(shí)從新學(xué)習(xí)感覺到就是全部都是新的,要設(shè)計(jì)夾具還真是那么的難,真的無(wú)從下手,感覺學(xué)到的東西不會(huì)用,只能按照別人怎么做出來(lái)的自己就怎么做,更加深刻的認(rèn)識(shí)到了對(duì)專業(yè)課知識(shí)的不足,將來(lái)的設(shè)計(jì)路不是我要走的,好早放棄這個(gè)方向找到更好的方向。通過(guò)查尋各種資料,結(jié)合所學(xué)知識(shí),通過(guò)參考終于完成本次設(shè)計(jì),本次設(shè)計(jì)對(duì)以后的專業(yè)課設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)都起到了很大的作用。
5.參考文獻(xiàn)
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 主編:吳宗澤 羅圣國(guó) 高等教育出版社
金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編
機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 主編:李慶余 張佳 機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械制造工程原理 主編:馮之敬 清華大學(xué)出版社
機(jī)械制造工藝學(xué) 主編:王先逵 機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版
致 謝
時(shí)光匆匆如流水,轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié),春夢(mèng)秋云,聚散真容易。在這個(gè)美好的季節(jié)里,我在電腦上敲出了最后一個(gè)字,心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣,卻是難以言喻的失落。是的,隨著論文的終結(jié),意味著我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束,盡管百般不舍,這一天終究會(huì)在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來(lái)臨。
三年寒窗,所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí),更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。很慶幸這些年來(lái)我遇到了許多恩師益友,無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧,讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng)。感恩之情難以用語(yǔ)言量度,謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意。
還要感謝我的父母,給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會(huì),養(yǎng)育之恩沒齒難忘;他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣,讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依,而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來(lái)的日子里,我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作,不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望!我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們!,
還有許多人,也許他們只是我生命中匆匆的過(guò)客,但他們對(duì)我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無(wú)法一一羅列,但對(duì)他們,我始終心懷感激。最后,我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位師長(zhǎng)表示感謝!
目錄
一.序言 ……………………………………. 2
二.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定……. 2
三.選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖.. 4
四.選擇加工方法,制定工藝路線…………... 5
五.工序設(shè)計(jì) ………………………………… 6
六.確定切削用量及基本時(shí)間 ……………… 7
七.夾具設(shè)計(jì)………………………………… 11
八.設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………… 12
九.參考文獻(xiàn)………………………………… 13
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題,設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備,提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指教。
一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于車床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中,主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接,另一端通過(guò)剛球與齒條軸的凸起(或凹槽)相接觸,當(dāng)離合器脫開時(shí),齒條軸與杠桿下端接觸,是起逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng),將制動(dòng)帶拉緊;當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí),杠桿都順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng),使制動(dòng)帶放松,從而達(dá)到制動(dòng)的目的。
2.零件的工藝分析
所加工零件立體圖,零件圖如下圖所視
從零件圖上可以看出,主要加工表面可以分為四個(gè)部分。
1. Ф25mm的圓柱內(nèi)表面,加工時(shí)要保證Ф25 + 00.023的0.023公差要求,以及表面粗糙度Ra1.6,表面要求較高。
2. 連桿的支撐底板底面,粗糙度要求Ra3.2,同時(shí)保證連桿的高度30mm。
3. 連桿上端面及下端側(cè)面;上端面40×30mm,粗糙度要求Ra3.2,同時(shí)保證與Ф25mm的圓柱軸線的距離90mm;下端側(cè)面保證尺寸17mm,粗糙度要求Ra6.3;離Ф25mm的圓柱軸線45mm的側(cè)面粗糙度要求Ra12.5。
4. 鉆孔及攻螺紋孔;上端面2×M6,保證尺寸10mm、20mm,沉頭錐角120°,粗糙度要求Ra6.3;M8的螺紋孔,锪Ф14×3mm的圓柱孔,粗糙度Ra3.2;鉆下端Ф12.7 + 00.1的錐孔,保證公差要求,以及中心線與Ф25mm的圓柱軸線的距離60 mm粗糙度要求Ra6.3。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度,該零件沒有很難加工的表面,上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
3.零件的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知:Q=2000臺(tái)/年,n=1件/臺(tái),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備產(chǎn)率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2000×1×(1+10%)×(1+1%)=2222件/年
零件是機(jī)床的杠桿,質(zhì)量為0.85kg,查表2-1可知其屬輕型零件,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
二.選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖
1.選擇毛坯
該零件材料為HT200,考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料,選擇毛坯為鑄件,由于零件年產(chǎn)量為2222件,屬于批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率,保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮,是合理的。
2.確定機(jī)械加工余量,毛坯尺寸和公差
參見本書第五章第一節(jié),灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按表5-3和表5-4確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量,應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
(1) 鑄件機(jī)械加工余量等級(jí) 該值由鑄件的成型方法和材料確定,成型方法為金屬型鑄造,材料為灰口鑄鐵,確定加工余量等級(jí)為D~F。
(2) 鑄件尺寸公差 根據(jù)表5-3毛坯鑄件的基本尺寸處于100~160之間,而鑄件的尺寸公差等級(jí)取為8級(jí),取鑄件的尺寸公差為1.8mm。
3.確定機(jī)械加工余量
根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級(jí)為D~F,以及鑄件的尺寸,定鑄件的機(jī)械加工余量為1.5mm。
4.確定毛坯尺寸
根據(jù)成型零件的基本尺寸,以及確定的機(jī)械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的尺寸為基本尺寸加上2.4mm。
5.確定毛坯尺寸公差
根據(jù)表5-3毛坯的尺寸公差等級(jí)去為8級(jí),確定尺寸公差為1.8mm。
6.設(shè)計(jì)毛坯圖
毛坯圖如下圖所視。
三.選擇加工方法,制定工藝路線
1.定位基準(zhǔn)的選擇
本零件是帶孔的桿狀零件,孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn),在銑削零件的三個(gè)平面以及鉆孔的時(shí)侯,都應(yīng)以孔為定位基準(zhǔn),避免基準(zhǔn)不重合誤差的產(chǎn)生,在銑削底面時(shí)應(yīng)該以不需要加工的面為粗定位基準(zhǔn)。
2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有端面,內(nèi)孔,螺紋孔,其中端面有一個(gè)大底面和二個(gè)小端面,內(nèi)孔有φ25mm和φ12.7mm各一個(gè)孔,螺紋孔有M6和M8各一個(gè)。材料為灰鑄鐵。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求,參考本指南有關(guān)資料,其加工方法選擇如下。
(1) 大底面 據(jù)表面粗糙度3.2,考慮加工余量的安排,根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的方法加工。
(2) 25mm的孔 根據(jù)表面粗糙度,選公差等級(jí)為IT8,根據(jù)表5-15選用先鉆后擴(kuò)再粗鉸再精鉸的加工方法。
(3) 端面一 據(jù)表面粗糙度6.3,根據(jù)表5-16采用銑削的加工方法,銑一刀。
(4) 12.7mm的孔 根據(jù)表5-15選用鉆削的加工方法。
(5) 端面二 根據(jù)表面粗糙度3.2,根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的加工方法。
(6) M6螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法,選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。
(7) M8螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法,選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。
3.制定工藝路線
根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)以及需要選用的定位基準(zhǔn),按照先加工基準(zhǔn)面,以及先粗后精的的原則,該零件應(yīng)先加工大底面,再鉆孔,再加工其他表面的方法,具體工藝路線如下:
工序Ⅰ:以不需要加工的底面為粗基準(zhǔn),銑削另一個(gè)底面。
工序Ⅱ:以銑削過(guò)的底面和直徑45的外圓表面定位,鉆直徑25的孔。
工序Ⅲ:以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位,銑削端面一,保證長(zhǎng)度30mm的尺寸。
工序Ⅳ:以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位,鉆削直徑12.7的孔。
工序Ⅴ:以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位,銑削端面二,保證長(zhǎng)度90mm的尺寸。
工序Ⅵ:以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位,加工M6的螺紋孔。
工序Ⅶ:以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位,加工M8的螺紋孔。
四.工序設(shè)計(jì)(工序40,50,80)。
1. 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
(1).選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。
a) 工序40是粗銑。
工序的工步數(shù)不多,成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率,故選用立式銑床。根據(jù)零件外廓尺寸,精度要求,選用X51式立式銑床即能滿足要求。
b) 工序50是鉆、擴(kuò)孔,80是鉆孔、锪孔、攻螺紋。
由于加工面位置分散,表面粗糙度數(shù)值要求不同,因而選擇Z535鉆床。
(2).選擇夾具
本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則,不易進(jìn)行裝夾、定位,故工序40,50,80均選擇專用夾具。
(3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。
a) 工序40銑端面時(shí),在立式銑床上加工,所以選擇端銑刀。按表查得,選用鑲齒套式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸,所選銑刀直徑D=32mm,齒數(shù)Z=4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。
b) 工序50鉆孔時(shí),選擇高速鋼麻花鉆頭d=12mm,長(zhǎng)度L=102mm,齒數(shù)Z=3。材料選擇高速鋼。
c) 工序80鉆孔時(shí),選擇高速鋼麻花鉆頭d=7mm,長(zhǎng)度L=150mm,齒數(shù)Z=3。材料選擇高速鋼。
d) 工序50擴(kuò)孔時(shí),選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆的d=12.7mm, 長(zhǎng)度L=102mm,齒數(shù)Z=3。材料選擇高速鋼。
e) 工序80锪孔時(shí),選擇帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。直徑d=14mm,d1=6.6mm,長(zhǎng)度L=150mm。材料選擇高速鋼。
f) 工序80攻螺紋時(shí),根據(jù)螺紋公稱直徑選擇M8絲錐,直徑d=10mm,長(zhǎng)度L=72mm,螺距P=1.25。
(4).選擇量具
本零件屬成批生產(chǎn),一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn),參考有關(guān)資料,選擇如下。
a) 選擇加工平面所用量具。
銑端面,選擇讀數(shù)值0.02,測(cè)量范圍0~150游標(biāo)卡尺。
b) 選擇加工孔所用量具。
Φ12.7mm孔經(jīng)過(guò)鉆,擴(kuò)兩次加工,選擇讀數(shù)值0.01,測(cè)量范圍5~30的內(nèi)徑千分尺。M8×6H螺紋經(jīng)過(guò)鉆,锪孔,攻螺紋加工,鉆,锪孔時(shí)選擇讀數(shù)值0.01,測(cè)量范圍5~30的內(nèi)徑千分尺,攻螺紋時(shí)選擇螺紋塞規(guī)進(jìn)行測(cè)量。
2. 確定工序尺寸
本零件各工序加工余量,工序尺寸及公差,表面粗糙度見下表。
(mm)
加工表面
工序余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度/μm
粗
半精
粗
半精
粗
半精
端面
3
14mm
Ra6.3
Φ12.7mm孔
12
0.7
Φ12
Φ12.7
Ra12.5
Ra6.3
M8螺紋底孔
7
Φ7
Φ14×3沉頭孔
Φ14
Φ14
M8螺紋
1.6
M8
四. 確定切削用量及基本時(shí)間
工序40 粗銑鋼球孔端面
1.切削用量
本工序?yàn)殂?,已知加工材料為HT200,鑄件;機(jī)床為X51式立式銑床,工件裝夾在專用夾具上。
(1)確定背吃刀量aP 本工序加工余量aP=3mm。
(2)確定每齒進(jìn)給量fz 本工序要求加工表面粗糙度為Ra≤6.3μm,側(cè)面表面粗糙度為Ra≤12.5μm,于是取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=0.6mm/r,則fz=fr/z=0.15mm/z
(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查表得后刀面最大磨損限度為0.5mm,刀具壽命為180min
(4)確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fM
當(dāng)壽命為180min,d0/z=32/4=8,aP=3mm,fz=0.15mm/z時(shí),v=90m/min,n=1000r/min,fM=316mm/min。其修正系數(shù)為kMv= kMn= kMfn=0.89
Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1
所以v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min
根據(jù)X51立式銑床說(shuō)明書選擇
n=1225r/min fM=300mm/min
則實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
v=94.3m/min fz=0.14mm/z
2.基本時(shí)間
經(jīng)計(jì)算平面銑削長(zhǎng)度為30mm,入切量及超切量取銑刀直徑的一半。
故銑削該平面的基本時(shí)間為
Ti= (30+15)/300=9s
工序50 加工φ12.7×4.4盲孔
本工序?yàn)殂@,已知加工材料為HT200,鑄件;機(jī)床為Z535立式鉆床,工件裝夾在專用夾具上。
1).確定粗加工Φ12.7mm孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
鉆孔粗加工雙邊余量12mm,顯然ap=12/2=6mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127,在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí),麻花鉆直徑為φ12mm,進(jìn)給量f=0.31~0.39mm/r,選擇進(jìn)給量為0.32mm/r。
Ⅲ. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵,后刀面最大磨損限度0. 5~0.8,取值為0.6。根據(jù)表5-130, φ5.8mm高速鋼鉆頭平均壽命T=20min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式
其中=9.5,=12mm, T=20min,m=0.125,=2.9mm,Xv=0,
fz=0.32,=0.55,=0.25,=0.75×0.84。
計(jì)算得:v=12.3m/min。
2).確定擴(kuò)Φ12.7mm孔的切削用量。所選刀具為高速鋼擴(kuò)刀。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
擴(kuò)孔雙邊余量0.7mm,顯然ap=0.7/2=0.35mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-128,在高速鋼擴(kuò)孔時(shí),加工材料為灰鑄鐵,擴(kuò)刀直徑為φ12.7mm,進(jìn)給量f=0. 5~0.6mm/r,選擇進(jìn)給量為0.5mm/r。
Ⅲ. 選擇擴(kuò)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼擴(kuò)刀加工灰鑄鐵,后刀面最大磨損限度0. 4~0.6,取值為0.5。根據(jù)表5-130, φ12.7mm擴(kuò)刀加工灰鑄鐵平均壽命T=60min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,擴(kuò)孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式
其中=15.6,=12.7mm, T=60min,m=0.3,=0.1mm,Xv=0.1,
fz=0.5,=0.5,=0.2,=0.75×0.84。
計(jì)算得:v=12.5m/min。
2.基本時(shí)間
(1).確定粗加工Φ12.7mm孔的基本時(shí)間
根據(jù)表2-26,鉆孔的基本時(shí)間為
其中=60°,,=1~4=2mm,D=12mm,=4.4mm,
f=0.32mm/r,n=10.5r/s。
計(jì)算得:T=5.5s。
(2).確定擴(kuò)Φ12.7mm孔的基本時(shí)間
根據(jù)表2-26,擴(kuò)孔的基本時(shí)間為
其中=60°,,=4.4mm,D=12.7mm,=5.8,
=9mm,f=0.5mm/r,n=10.5r/s。
計(jì)算得:T=6.3s。
工序80 鉆沉頭孔及攻螺紋
本工序?yàn)殂@,已知加工材料為HT200,鑄件;機(jī)床為Z535立式鉆床,工件裝夾在專用夾具上。
1.切削用量
(1).確定粗加工M8螺紋底孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
鉆孔粗加工雙邊余量6.4mm,顯然ap=6.4/2=3.2mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127,在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí),麻花鉆直徑為
φ6.4mm,進(jìn)給量f=0.27~0.33mm/r,選擇進(jìn)給量為0.3mm/r。
Ⅲ. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵,后刀面最大磨損限度0. 5~0.8,取值為0.6。根據(jù)表5-130, φ6.4mm高速鋼鉆頭平均壽命T=20min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式
其中=9.5,=6.4mm, T=20min,m=0.125,=2.9mm,Xv=0,
fz=0.3,=0.55,=0.25,=0.75×0.84。
計(jì)算得:v=12.7m/min。
(2).確定锪孔的切削用量。所選刀具為帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
锪孔雙邊余量6mm,顯然ap=6/2=3mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-128,在高速鋼鉸刀鉸孔時(shí),加工材料為灰鑄鐵,锪刀直徑為φ14mm,進(jìn)給量f=0. 5~0.6mm/r,選擇進(jìn)給量為0.5mm/r。
Ⅲ. 選擇锪刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼锪刀加工灰鑄鐵,后刀面最大磨損限度0. 4~0.6,取值為0.5。根據(jù)表5-130, φ14mm锪刀加工灰鑄鐵平均壽命T=60min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,锪孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式
其中=15.6,=14mm, T=60min,m=0.3,=0.1mm,Xv=0.1,
fz=0.5,=0.5,=0.2,=0.75×0.84。
計(jì)算得:v=8.3m/min。
(4).確定攻M8螺紋的切削用量。所選刀具為M8絲錐。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
攻M8螺紋雙邊余量1.3mm,顯然ap=1.3/2=0.65mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127,攻M8螺紋時(shí),加工材料為灰鑄鐵,進(jìn)給量為0.3mm/r。
Ⅲ. 確定切削速度v
根據(jù)表5-142,螺紋直徑8mm,螺距1.25,加工灰鑄鐵,查表得v=8m/min。
2.基本時(shí)間
(1).確定粗加工M8螺紋底孔的基本時(shí)間
根據(jù)表2-26,鉆孔的基本時(shí)間為
其中=60°,,=1~4=2mm,D=6.4mm,=20mm,
f=0.3mm/r,n=10.5r/s。
計(jì)算得:T=10s。
(2).確定锪M8螺紋底孔的基本時(shí)間
根據(jù)表2-26,锪孔的基本時(shí)間為
其中=60°,,D=14mm,=6.6mm,
=3mm,f=0.5mm/r,n=6.67r/s。
計(jì)算得:T=5.3s。
(3).確定攻M8螺紋的基本時(shí)間
根據(jù)表2-30,攻螺紋的基本時(shí)間為
其中=(1~3)P,=(2~3)P,P=1.25,=18mm,f=0.3mm/r,n=6.67r/s,i=1。
計(jì)算得:T=28.5s。
五. 夾具設(shè)計(jì)
本夾具是工序60在。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如圖1-1所示,零件圖如圖1-2所示。
(1).定位方案
工件以端面及φ25mm內(nèi)孔及一支承定位,采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制3個(gè)自由度,以φ32mm內(nèi)孔放置定位軸限制2個(gè)自由度,以φ10mm的支承限制1個(gè)自由度。
(2).夾緊機(jī)構(gòu)
根據(jù)零件的定位方案、加工方法、生產(chǎn)率要求,運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),通過(guò)擰緊右側(cè)夾緊螺母15使工件夾緊,有效提高了工作效率。手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的,可免去夾緊力計(jì)算。
(3).對(duì)刀裝置
采用鉆模板對(duì)刀。選用JB/T 8045.2-1999可換鉆套,襯套與鉆模板配合實(shí)現(xiàn)對(duì)刀,配合公差分別為H7/n6、H7/f6。鉆模板使用兩個(gè)支承釘定位保證其加工位置與孔軸線垂直。鉆套高度H=0.5D=3mm。
(4).夾具與機(jī)床連接元件
采用夾具體座耳結(jié)構(gòu)與機(jī)床連接,用T形螺栓固定。
(5).夾具體
由于是鉆夾具,不需安裝定位元件來(lái)確定夾具在工作臺(tái)面上的位置,只需設(shè)計(jì)座耳與機(jī)床連接。
(6).使用說(shuō)明
安裝工件時(shí),先將工件定位孔裝入定位軸,安裝開口墊圈,用夾緊螺母擰緊,夾緊元件。
定位時(shí),將鉆模板撥下,通過(guò)調(diào)整支承釘,調(diào)整加工位置,以保證鉆孔時(shí)的位置精度,調(diào)整好后用鎖緊螺母1固定。
(7). 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,容易鑄成,加工定位方便,利于鉆孔加工。
七.設(shè)計(jì)小結(jié)
通過(guò)本次設(shè)計(jì)過(guò)程,我對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)和大部分專業(yè)課知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí),加深了對(duì)專業(yè)課知識(shí)的認(rèn)識(shí),同樣了解到了自己在知識(shí)實(shí)際運(yùn)用方面的不足。在設(shè)計(jì)中,我通過(guò)查尋各種資料,結(jié)合所學(xué)知識(shí),在老師的指導(dǎo)下掌握了夾具設(shè)計(jì)的過(guò)程方法,更加深該了機(jī)械行業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)對(duì)以后的專業(yè)課設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)都起到了很大的作用,同樣為以后工作打下了基礎(chǔ)。
八.參考文獻(xiàn)
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金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編
機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 主編:李慶余 張佳 機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械制造工程原理 主編:馮之敬 清華大學(xué)出版社
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