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機械加工工序卡片
大連交通大學(xué)
機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 1 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
30
粗銑P端面
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
粗銑P端面
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
370
73.2
0.18
3
1
0.26
0.5
機械加工工序卡片
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機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 2 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
40
粗銑Q端面
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
粗銑Q端面
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
460
91.2
0.15
1
1
0.33
0.4
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零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 3頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
50
半精銑P端面
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
半精銑P端面
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
370
73.2
0.18
3
1
0.26
0.5
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零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 4 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
60
半精銑Q端面
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
半精銑Q端面
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
460
91.2
0.15
1
1
0.33
0.4
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零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 5 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
70
粗銑底面(M面)
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
粗銑頂面(M面)
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
460
91.2
0.15
1
1
0.33
0.4
機械加工工序卡片
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機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 8 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
100
鉆孔
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
鉆,擴,鉸Φ22 H7孔
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
700
1.22
0.33
5
1
機械加工工序卡片
大連交通大學(xué)
機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 8頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
110
鉆孔
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
鉆,擴,鉸Φ18H7孔
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
700
1.22
0.33
5
1
機械加工工序卡片
大連交通大學(xué)
機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 9 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
100
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
刨床
BC6063
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
刨AB平面???
刨刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
370
73.2
0.18
3
1
0.26
0.5
機械加工工序卡片
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機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 6 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
100
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
銑2X2退刀槽
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
370
73.2
0.18
3
1
0.26
0.5
機械加工工序卡片
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機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 10 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
90
銑2側(cè)18MM小平面
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
銑2側(cè)18MM小平面
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
460
91.2
0.15
1
1
0.33
0.4
機械加工工序卡片
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機械加工工序卡片
零件圖號
共 13頁
零件名稱
支架
第 11 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
130、130
鉆銑R6扁槽
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
鉆R6扁孔底孔Φ13孔
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
370
73.2
0.18
3
1
0.26
0.5
2
銑R6扁槽
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零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 12 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
140
鉆孔
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
鉆2-M8孔底孔
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
1300
1.22
0.26
3
1
2
對孔2-M8孔的螺紋孔攻絲
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
350
0.31
1
2.6
1
機械加工工序卡片
大連交通大學(xué)
機械加工工序卡片
零件圖號
共 13 頁
零件名稱
支架
第 13 頁
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
機加工
150
鉆孔
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每件毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/(r/min)
切削速度
/(m/min)
進給量/(mm/r)
背吃刀量/mm
走刀
次數(shù)
工時定額
基本
輔助
1
鉆孔M6的螺紋底孔
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
300
1.52
0.25
2.6
1
2
對孔M6的螺紋孔攻絲
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
350
0.31
1
2.6
1
設(shè)計說明書
題目:支架零件的工藝規(guī)程及銑210頂面夾具設(shè)計
摘 要
本文是對支架零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析,主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法,設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對支架零件的一道工序的加工設(shè)計了專用夾具.
機床夾具的種類很多,其中,使用范圍最廣的通用夾具,規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化,并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn),專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具,則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計銑210頂面夾具。
關(guān)鍵詞:支架,加工工藝,加工方法,工藝文件,夾具
ABSTRCT
This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.
1. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center.
Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 II
ABSTRCT III
1 緒 論 1
2 零件的分析 2
2.1零件的作用 2
2.2 零件的工藝分析 2
3 工藝規(guī)程設(shè)計 3
3.1確定毛坯的制造形式 3
3.2 確定定位基準(zhǔn) 4
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 4
3.2.2精基準(zhǔn)選擇的原則 4
3.3工藝路線的擬訂 6
3.3.1工序的合理組合 6
3.3.2工序的集中與分散 7
3.3.3加工階段的劃分 8
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
3.5 確定切削用量及基本工時 11
4 銑210頂面夾具設(shè)計 22
4.1設(shè)計要求 22
4.2夾具設(shè)計 23
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 23
4.2.2 切削力及夾緊力的計算 23
4.3定位誤差的分析 26
4.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明 27
總 結(jié) 28
致 謝 29
參 考 文 獻 30
V
1 緒 論
機械設(shè)計制造及其夾具設(shè)計是我們?nèi)跁炌ù髮W(xué)所學(xué)的知識,將理論與實踐相結(jié)合,對專業(yè)知識的綜合運用訓(xùn)練,為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法,是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益,生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn),因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。
而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置,其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置,并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義,因此在大批量生產(chǎn)中,常采用專用夾具。
而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是:
⑴ 完成零件加工工藝規(guī)程的制定;
⑵ 完成銑210頂面專用夾具的設(shè)計。
通過對零件的初步分析,了解其零件的主要特點,加工難易程度,主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn),從而制定出零件加工工藝規(guī)程;對于專用夾具的設(shè)計,首先分析零件的加工工藝,選取定位基準(zhǔn),然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式,從而設(shè)計專用夾具。
2 零件的分析
2.1零件的作用
支架是一個很重要的零件,因為其零件尺寸比較小,結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,但其加工孔和底面的精度要求較高,此外還有支架P、Q要求加工,對精度要求也很高??爪?2H7和Φ18H7孔粗糙度要求都是,所以都要求精加工。其中孔Φ22H7和Φ18H7孔有同軸度公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度,以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量,進而影響其性能與工作壽命,因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
2.2 零件的工藝分析
支架有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。
1:以P、Q端面為基準(zhǔn)的加工面,這組加工面主要是P、Q端面,鉆擴鉸Φ22H7和Φ18H7孔。
2:以Φ22H7和Φ18H7孔為基準(zhǔn)的加工面,這組加工面主要是銑頂端面,鉆R6扁孔工藝孔,銑R6扁槽,鉆2-M8孔,鉆M6孔,銑高18mm的側(cè)面和臺階面。
零件毛坯的選擇鑄造,因為生產(chǎn)率很高,所以可以免去每次造型。單邊余量一般在,結(jié)構(gòu)細密,能承受較大的壓力,占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。
上面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析,選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式,從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
P端面
23
IT10
Ra6.3μm
Q端面
23
IT10
Ra6.3μm
底面(M面)
22
IT11
Ra12.5μm
Φ22 H7孔
Φ22 H7
IT7
Ra1.6μm
Φ18H7孔
Φ18H7
IT7
Ra1.6μm
R6扁槽
R6
IT10
Ra6.3μm
2-M8螺紋孔
2-M8
IT10
Ra6.3μm
M6螺紋孔
M6
IT10
Ra6.3μm
3 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT150,考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷,采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,選用砂型鑄造,采用機械翻砂造型,鑄造精度為2級,能保證鑄件的尺寸要求,這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
3.2 確定定位基準(zhǔn)
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時,考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量,使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如:機床床身導(dǎo)軌面是其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(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)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。
⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn),必要時需經(jīng)初加工。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知,主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。
3.2.2精基準(zhǔn)選擇的原則
⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度,避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差,并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一,從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如:軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂孔定位,這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面,而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時,有時兩個被加工面,可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如:對淬火后的齒輪磨齒,是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔,再以孔為基準(zhǔn)磨齒面,這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則,有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻,可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如:磨削機床導(dǎo)軌面時,是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外,像拉孔在無心磨床上磨外圓等,都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外,還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn),以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知,它的底平面,適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面,因為是非加工表面,所以也可以用的孔為加工基準(zhǔn)。
選擇精基準(zhǔn)的原則時,考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
(1)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)。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(zhǔn)。例如:機床床身導(dǎo)軌面是其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(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)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(zhǔn)。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(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn),必要時需經(jīng)初加工。
(5) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用,因為粗基準(zhǔn)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。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,他對零件的生產(chǎn)是非常重要的,先選取下端面作為定位基準(zhǔn),。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則:
(1)“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn),避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
(2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位,以保證各表面的位置精度,避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差,簡化夾具設(shè)計與制造。
(3)“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻,應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn),該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
(4)“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時,可采用“互為基準(zhǔn)”方法,反復(fù)加工。
(5)所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
以已經(jīng)加工好的Φ22和Φ18孔和一端面為定位精基準(zhǔn),加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候,應(yīng)該進行尺寸換算,這在以后還要進行專門的計算,在此不再重復(fù)。
3.3工藝路線的擬訂
對于中批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。
3.3.1工序的合理組合
確定加工方法以后,就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則:
⑴ 工序分散原則
工序內(nèi)容簡單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線長,生產(chǎn)管理復(fù)雜。
⑵ 工序集中原則
工序數(shù)目少,工件裝,夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡化了生產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少,大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床,以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費事,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡化生產(chǎn)管理,多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備,工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%~1.1%蘇打及0.25%~0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
3.3.2工序的集中與分散
制訂工藝路線時,應(yīng)考慮工序的數(shù)目,采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中,就是以較少的工序完成零件的加工,反之為工序分散。
⑴ 工序集中的特點
工序數(shù)目少,工件裝夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡化了生產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少,大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床,以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費事,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
⑵ 工序分散的特點
工序內(nèi)容簡單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備,簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線長,生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點,必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡化生產(chǎn)管理,多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備,工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn),使得工序集中的優(yōu)點更為突出,即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量,從而可取的良好的經(jīng)濟效果。
3.3.3加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時,常把整個加工過程劃分為幾個階段:
⑴ 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬,為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件,并為半精加工,精加工提供定位基準(zhǔn),粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,予以報廢或修補,以免浪費工時。
粗加工可采用功率大,剛性好,精度低的機床,選用大的切前用量,以提高生產(chǎn)率、粗加工時,切削力大,切削熱量多,所需夾緊力大,使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大,所以加工精度低,粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。
⑵ 半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
⑶ 精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量,工序變形小,有利于提高加工精度.精加工的加工精度一般為IT6~IT7,表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。
此外,加工階段劃分后,還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中,對于剛性好,精度要求不高或批量小的工件,以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段,在滿足加工質(zhì)量要求的前提下,通常只分為粗、精加工兩個階段,甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的,不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面,在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確,而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具,并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
制定以下兩種工藝方案:
方案一
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
銑
銑下端面
4
銑
銑上端面
5
鉆
鉆,擴,鉸Φ22 和Φ18孔
6
銑
銑頂端面
7
鉆
鉆R6扁孔工藝孔
8
銑
銑R6扁槽
9
鉆
鉆2-M8孔
10
鉆
鉆M6孔
11
銑
銑高18mm的側(cè)面和臺階面??
12
檢驗
檢驗
方案二
1
鑄造
鑄造
2
時效處理
時效處理
3
鉆
鉆,擴,鉸Φ22 和Φ18孔
4
銑
銑下端面
5
銑
銑上端面
6
銑
銑頂端面
7
鉆
鉆R6扁孔工藝孔
8
銑
銑R6扁槽
9
鉆
鉆2-M8孔
10
鉆
鉆M6孔
11
銑
銑高18mm的側(cè)面和臺階面??
12
檢驗
檢驗
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工端面再加工孔,而方案二是先加工孔再加工端面,違背了先面后孔的原則,綜合考慮確定具體的加工路線如下:
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火,
30
劃線打點
40
粗銑P端面
50
粗銑Q端面
60
半精銑P端面
70
半精銑Q端面
80
粗銑底面(M面)
90
鉆,擴,鉸Φ22 H7孔
100
鉆,擴,鉸Φ18H7孔
110
刨AB平面??
120
銑2X2退刀槽
130
銑2側(cè)18MM小平面
140
鉆R6扁孔底孔Φ12孔
150
銑R6扁槽
160
鉆2-M8孔攻絲
170
鉆M6孔攻絲
180
檢驗入庫
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
支架零件材料為HT150
生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用砂型鑄造毛坯。
“支架”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT150,硬度HB為170—241,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鑄造毛坯。
(1)底面的加工余量。
根據(jù)工序要求,底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下:
粗銑:參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為,現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑:參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59,其余量值規(guī)定為。
(2)前后端面加工余量。
根據(jù)工藝要求,前后端面分為粗銑、、精銑加工。各工序余量如下:
粗銑:參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23,其加工余量規(guī)定為,現(xiàn)取。
鑄件毛坯的基本尺寸為,根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.11,鑄件尺寸公差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。
(3)螺孔加工余量
毛坯為實心,不沖孔。
表1 毛坯尺寸
零件尺寸
單側(cè)余量
雙側(cè)余量
鑄件尺寸
23
3
6
29
18
2
4
24
¢18H7
實心鑄造
實心鑄造
無
¢22H7
實心鑄造
實心鑄造
無
2-M8
實心鑄造
實心鑄造
無
M6
實心鑄造
實心鑄造
無
3.5 確定切削用量及基本工時
工序10 無切削加工,無需計算
工序20 無切削加工,無需計算
工序30:粗銑P端面
機床:雙立軸圓工作臺銑床
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀)材料: 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:
, 式(1.1)
實際銑削速度: 式(1.2)
進給量: 式(1.3)
工作臺每分進給量:
:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
式(1.4)
取
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間: 式(1.5)
工序40:粗銑Q端面
機床:雙立軸圓工作臺銑床
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀)材料: 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:
, 式(1.1)
實際銑削速度: 式(1.2)
進給量: 式(1.3)
工作臺每分進給量:
:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
式(1.4)
取
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間: 式(1.5)
工序50 半精銑P端面
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速,由式(1.1)有:
,
實際銑削速度,由式(1.2)有:
進給量,由式(1.3)有:
工作臺每分進給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:精銑時
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1。
機動時間,由式(1.5)有:
本工序機動時間
工序60 半精銑Q端面
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速,由式(1.1)有:
,
實際銑削速度,由式(1.2)有:
進給量,由式(1.3)有:
工作臺每分進給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:精銑時
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1。
機動時間,由式(1.5)有:
本工序機動時間
工序70 粗銑底面(M面)
機床:雙立軸圓工作臺銑床
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀)材料: 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:
, 式(1.1)
實際銑削速度: 式(1.2)
進給量: 式(1.3)
工作臺每分進給量:
:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
式(1.4)
取
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間: 式(1.5)
工序80:鉆、擴、鉸?22H7孔
工件材料為HT200,硬度200HBS??椎闹睆綖?2mm,公差為H7,表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床,加工工序為鉆、擴、鉸,加工刀具分別為:鉆孔——Φ19mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃;擴孔——Φ21.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆;鉸孔——Φ22mm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)確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z525立式鉆床說明書,取。
根據(jù)參考文獻[7]表28-8,鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力(由機床說明書查出),根據(jù)表28-9,允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及,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 根據(jù)表28-15,由插入法得:
,
,
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
由參考文獻[7]表28-3,,,故
查Z525機床說明書,取。實際切削速度為:
由表28-5,,故
3)校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
(2)確定擴孔切削用量
1)確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-31,。根據(jù)Z525機床說明書,取=0.57mm/r。
2)確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33,取。修正系數(shù):
,
故
查機床說明書,取。實際切削速度為
(3)確定鉸孔切削用量
1)確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-36,,按該表注4,進給量取小植。查Z525說明書,取。
2)確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39,取。由
參考文獻[7]表28-3,得修正系數(shù),
故
查Z525說明書,取,實際鉸孔速度
(4)各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算,各工序切削用量如下:
鉆孔:,,,
擴孔:,,,
鉸孔:,,,
工序90:鉆、擴、鉸?18H7孔
工序90與工序80的計算方法完全一樣,為了篇幅需要,故不在一一列舉.
工序100 刨AB平面??
深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速,由式(1.1)有:
,
實際銑削速度,由式(1.2)有:
進給量,由式(1.3)有:
工作臺每分進給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:精銑時
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1。
機動時間,由式(1.5)有:
本工序機動時間
工序120:銑2側(cè)18MM小平面
機床:臥式銑床X6132
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀)材料: 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:
, 式(1.1)
實際銑削速度: 式(1.2)
進給量: 式(1.3)
工作臺每分進給量:
:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
式(1.4)
取
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間: 式(1.5)
工序130:鉆R6扁孔底孔Φ12孔
機床:X52K立式銑床
刀具:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ12
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=15m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 398r/min
與398r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為400r/min。現(xiàn)選取=400r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時,按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm;
t= ==1.28min
工序130:鉆2-M8螺紋孔
機床:Z525 立式鉆床
⑴鉆孔:
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機床選取
基本工時: min
⑵攻螺紋M8mm:
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即
按機床選取
基本工時:
工序140 鉆螺孔
機床:Z525 立式鉆床
切削深度:
進給量:根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-39,,取
切削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-41,取
機床主軸轉(zhuǎn)速,由式(1.1)有:
,取
實際切削速度,由式(1.2)有:
被切削層長度:
刀具切入長度,由式(1.8)有:
刀具切出長度:
走刀次數(shù)為1
機動時間,由式(1.5)有:
③、攻螺紋孔
機床:組合攻絲機
刀具:高速鋼機動絲錐
進給量:由于其螺距,因此進給量
切削速度:參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-105,取
機床主軸轉(zhuǎn)速,由式(1.1)有:
,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實際切削速度,由式(1.2)有:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度:
走刀次數(shù)為1
機動時間,由式(1.5)有:
4 銑210頂面夾具設(shè)計
4.1設(shè)計要求
為了提高勞動生產(chǎn),保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。下面即為銑床夾具銑210頂面的專用夾具,本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求,因此,應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,精度不是主要考慮的問題。
4.2夾具設(shè)計
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工,決定材料使用高速鋼,用于對進行加工,準(zhǔn)備采用手動夾緊。
由零件圖可知:在對銑210頂面進行加工前,P、Q平面進行了粗、精銑加工,進行了粗、精加工。因此,定位、夾緊方案有:
方案Ⅰ:選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單,通用性較強的移動壓板來夾緊。
方案Ⅱ:選一面兩銷定位方式,2面用擋銷,夾緊方式用操作簡單,通用性較強的移動壓板來夾緊。
分析比較上面二種方案:方案Ⅱ中的定位是不正確的,擋銷的位置是固定,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會破壞定位。
通過比較分析只有方案Ⅰ滿足要求, 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi),這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
4.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具:端銑刀(硬質(zhì)合金)
刀具有關(guān)幾何參數(shù):
由參考文獻[5]5表1~2~9 可得銑削切削力的計算公式:
有:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值,即:
安全系數(shù)K可按下式計算:
式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻[5]1~2~1可知其公式參數(shù):
由此可得:
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點的選擇
a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上,這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小,必須知道加工過程中,工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等,然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上,夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且,切削力的大小在加工過程中是變化的,因此,夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題,只能進行粗略的估算。
估算的方法:一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài),估算此狀態(tài)下所需的夾緊力;二是只考慮主要因素在力系中的影響,略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟:
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程:FJ理=Ф (FP)。
b.實際需要的夾緊力FJ需,應(yīng)考慮安全系數(shù),F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件:FJ>FJ需。
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過,其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下,還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下,不發(fā)生移動和震動,確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的,正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式,利用螺旋桿直接夾緊元件,或者與其他元件或機構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。
螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋,實際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上,因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋,使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點:
(1)結(jié)構(gòu)簡單;
(2)擴力比大;
(3)自瑣性能好;
(4)行程不受限制;
(5)夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置,在此套夾具中,中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊,通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn),通過螺栓夾緊移動壓板,實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板,通過精確的圓弧定位,實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單,便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動,以達到壓緊的目的。壓緊的同時,實現(xiàn)工件的定心,使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻[5]1~2~26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算:螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有:
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得:
其中:
螺旋夾緊力:
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu), 由上述計算易得:
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
4.3定位誤差的分析
為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示:
由參考文獻[5]可得:
⑴定位誤差 :
其中:
,
,
,
⑵ 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
查[5]表1~2~15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見,所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn),主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時,需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計,用移動夾緊的大平面定位三個自由度,定位兩個自由度,用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。
總 結(jié)
這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目,它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來,進行理論聯(lián)系實際的總體考慮,需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論,又注意了生產(chǎn)實踐的需要,將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,來完成本次設(shè)計。
這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等; 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識; 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高;再次體會到理論與實踐相結(jié)合時,理論與實踐也存在差異。
回顧起此次設(shè)計,至今我仍感慨頗多,的確,從選題到完成定稿,從理論到實踐,在整整一學(xué)期的日子里,可以說學(xué)到了很多很多的的東西,同時鞏固了以前所學(xué)過的知識,而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正的實用,在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題,當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固,通過這次畢業(yè)設(shè)計,讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。
這次設(shè)計雖然順利完成了,也解決了許多問題,也碰到了許多問題,老師的辛勤指導(dǎo)下,都迎刃而解。同時,在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識,在此我表示深深的感謝!同時,對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝!
致 謝
這次設(shè)計使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。
這次設(shè)計成績的取得,與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下她的休息時間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成,她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜,她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版,1994年
2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊,李益民主編,機械工業(yè)出版社出版,1994年
3.機床夾具設(shè)計,哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編,上海科學(xué)技術(shù)出版社出版,1983年
4.機床夾具設(shè)計手冊,東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編,上??茖W(xué)技術(shù)出版社出版,1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1981年10月
6.