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廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝過程卡片
零件號
零件名稱
氣門搖桿軸支座
工序號
工序名稱
設(shè)備
夾具
刀具
量具
機(jī)動(dòng)工時(shí)(min)
名稱
型號
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
Ⅰ
鑄造
鍋爐
專用夾具
游標(biāo)卡尺
0-125
5
Ⅱ
時(shí)效
鍋爐
專用夾具
游標(biāo)卡尺
0-125
480
Ⅲ
涂漆
毛刷
專用夾具
游標(biāo)卡尺
0-125
Ⅳ
銑上端面
立式銑床
X1632
專用夾具
硬質(zhì)合金立銑刀
φ80mm
游標(biāo)卡尺
0-125
0.14
Ⅴ
粗,精銑下端面
立式銑床
X1632
專用夾具
硬質(zhì)合金立銑刀
φ80mm
游標(biāo)卡尺
0-125
0.32
Ⅵ
鉆兩φ13通孔
高速臺(tái)鉆
Z3025
專用夾具
高速鋼錐柄麻花鉆
φ13mm
游標(biāo)卡尺
0-125
1.88
Ⅶ
銑右端面
立式銑床
X1632
專用夾具
硬質(zhì)合金立銑刀
φ80mm
游標(biāo)卡尺
0-125
0.26
Ⅷ
鉆通孔φ18
高速臺(tái)鉆
Z3025
專用夾具
高速鋼錐柄麻花鉆
φ18mm
游標(biāo)卡尺
0-125
1.10
Ⅸ
鏜孔到φ20,孔口倒角1*45度
臥式組合鏜床
專用夾具
ITA20鏜削頭
1.5KM
游標(biāo)卡尺
0-125
0.38
Ⅹ
銑左端面
立式銑床
X1632
專用夾具
硬質(zhì)合金立銑刀
φ80mm
游標(biāo)卡尺
0-125
0.26
Ⅺ
銑軸向槽
立式銑床
X1632
專用夾具
硬質(zhì)合金立銑刀
φ80mm
游標(biāo)卡尺
0-125
0.18
Ⅻ
檢驗(yàn)
工作臺(tái)
自制
游標(biāo)卡尺
0-125
ⅩⅢ
入庫
工作臺(tái)
自制
0-125
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
鑄造
工序號
I
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
4
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
190-225HBS
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
鍋爐
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
備料
5
2
鑄造
游標(biāo)卡尺
1
5
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共13 頁
第 1 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
時(shí)效
工序號
Ⅱ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
190-225HBS
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
數(shù)控車床
C616—1
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
480
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 2 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
涂漆
工序號
III
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
4
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HB
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
毛刷
數(shù)控車床
C616--1
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
涂漆
5
2
晾干
360
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 3 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
銑上端面
工序號
Ⅳ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
立式銑床
X1632
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
安裝夾緊
2
2
銑上端平面至81尺寸
硬質(zhì)合金立銑刀
游標(biāo)卡尺
48
1
2
0.14
255
400
0.10
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 4 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
粗,精銑下端面
工序號
Ⅴ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
立式銑床
X1632
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
裝夾
2
2
加工時(shí)保證78,mm尺寸
硬質(zhì)合金立銑刀
游標(biāo)卡尺
50
1
2
0.14
380
400
0.32
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 5 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
鉆兩φ13通孔
工序號
Ⅵ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
高速臺(tái)鉆
Z3025
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
安裝夾緊
3
2
鉆兩13孔
高速鋼錐柄麻花鉆
游標(biāo)卡尺
78
2
0.35
195
140
1.24
3
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 6 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
銑右端面
工序號
Ⅶ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
立式銑床
X1632
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
安裝夾緊
3
2
銑右端面保證尺寸44
硬質(zhì)合金立銑刀
游標(biāo)卡尺
32
1
2
380
400
0.26
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 7 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
鉆通孔φ18
工序號
Ⅷ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
高速臺(tái)鉆
Z3025
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
安裝夾緊
3
2
鉆通孔φ18
高速鋼錐柄麻花鉆
游標(biāo)卡尺
44
195
140
1.10
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 8 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
鏜孔到φ20,孔口倒角1*45度
工序號
Ⅸ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
臥式組合鏜床
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
安裝夾緊
3
2
鏜孔到φ20,孔口倒角1*45度,保證位
ITA20鏜削頭
游標(biāo)卡尺
44
1
1
0.40
380
24
0.38
置度要求
1
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3頁
第 9 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
銑左端面
工序號
Ⅹ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
立式銑床
X1632
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
安裝夾緊
3
2
銑左端面保證42
硬質(zhì)合金立銑刀
游標(biāo)卡尺
32
1
2
380
400
0.26
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
第 10 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
銑軸向槽
工序號
Ⅺ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
立式銑床
X1632
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
定位夾緊
2
2
銑軸向槽保證尺寸3
硬質(zhì)合金立銑刀
游標(biāo)卡尺
17
1
100
178
20
0.18
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 11 頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
檢驗(yàn)
工序號
Ⅻ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
工作臺(tái)
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
1
按產(chǎn)品圖要求對各
尺寸進(jìn)行檢測
5
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 13 頁
第 12頁
廣西大學(xué)先進(jìn)制造專業(yè)
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
入庫
工序號
ⅩⅢ
零件名稱
氣門搖桿軸支座
零件號
零件重量
3kg
同時(shí)加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
180—207HRC
鑄件
3.2kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進(jìn)給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時(shí)min
入庫進(jìn)行防銹處理擺
放整齊,并進(jìn)行標(biāo)識(shí)
6
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 3 頁
第 13頁
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目:設(shè)計(jì)氣門搖桿軸支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具
內(nèi)容:(1)零件一毛坯合圖 1張
(2)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 12張
(3)夾具裝配總圖 1張
(4)夾具零件圖 一張
(5)課程設(shè)計(jì)說明書 一份
原始資料:該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領(lǐng)6000件/年。
班級:
學(xué)生:
指導(dǎo)老師:
2008年9月20日
目錄
第一部分:
序言 ………………………………………………………………………… 2
一 設(shè)計(jì)目的……………………………………………………………… 2
二 設(shè)計(jì)感想與體會(huì) …………………………………………………… 2
第二部分:工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程
工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程 ……………………………………………… 4
一、設(shè)計(jì)題目,計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)型………………………………… 4
二、零件的分析………………………………………………………5 (一) 零件的作 ……………………………………………………………… 5
(二) 零件的工藝分析 ……………………………………………………… 5
三、確定毛坯的制造方法,初步確定毛坯 ……………………… 6
四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 6
(一) 定位基準(zhǔn)的選擇 ……………………………………………………6
(二)零件表面加工方法的選擇………………………………………… 7
(三)制定加工工藝路線 ……………………………………………… 8
(四)選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 ………………………………… 10
五、加工工序設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 11
(一) 確定切削用量及基本工時(shí) ………………………………………… 11
六、填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡 …………………………17
七、夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………………17
(一)問題的提出………………………………………………………………17
(二) 夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算………………………………………………17
(三) 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明…………………………………20八、主要參考文獻(xiàn)…………………………………………………………21
序 言
一、設(shè)計(jì)目的:
現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論,解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì),學(xué)生應(yīng)達(dá)到:
1、掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力;
2、掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力;
3、掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力;
4、學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)等,以及學(xué)會(huì)繪制工序圖、夾具總裝圖,標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。
?
二、設(shè)計(jì)感想與體會(huì):
三周的課程設(shè)計(jì)就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的過程。所謂1+1>2,一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作,使我們的設(shè)計(jì)成果不到三周時(shí)間就漸漸呈現(xiàn)在我們的眼前??粗矍暗氖止D紙、CAD圖和設(shè)計(jì)計(jì)算的手稿,三周的設(shè)計(jì)過程一幕幕浮現(xiàn)在眼前。
三周的設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計(jì)可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)的融會(huì)貫通,因?yàn)槲覀円郧霸?jīng)學(xué)得很好,但是都是理論的東西,學(xué)習(xí)了馬克思主義哲學(xué)之后,終于知道理論聯(lián)系實(shí)際才使我們有了更進(jìn)一步的體會(huì)。
在這次設(shè)計(jì)中,我學(xué)會(huì)的如何設(shè)計(jì)、如何計(jì)算,更重要的是我學(xué)會(huì)了合作,我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。我們以前做的設(shè)計(jì)都是一個(gè)人的,而且規(guī)模小,不需要什么規(guī)劃,這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時(shí),得到了我們的指導(dǎo)老師的大力支持。
由于我們水平所限,設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處,在此還誠請指導(dǎo)老師批評指正。
工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程
一、根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型:
該零件是柴油機(jī)上的氣門搖桿軸支座,按照指導(dǎo)老師的要求,設(shè)計(jì)此零件為大批量生產(chǎn)。
二 零件的分析
(一) 零件的作用
氣門搖桿軸支座是柴油機(jī)一個(gè)主要零件。是柴油機(jī)搖桿座的結(jié)合部,?20孔裝搖桿軸,軸上兩端各裝一進(jìn)氣門搖桿,搖桿座通過兩個(gè)?13mm孔用M12螺桿與汽缸蓋相連,3mm軸向槽用于鎖緊搖桿軸,使之不轉(zhuǎn)動(dòng)。
(二) 零件的工藝分析
由附圖1得知,其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力,要求耐磨的零件。
該零件上主要加工面為上端面、下端面,左、右端面,2-φ13mm孔和φ20mm以及3mm軸向槽的加工。φ20mm孔的尺寸精度與下端面0.05mm的平行度與左右兩端面孔的尺寸精度,直接影響到進(jìn)氣門與排氣門的傳動(dòng)精度及密封,2—?13mm孔的尺寸精度,以上下兩端面的平行度0.05mm。因此,需要先以下端面為粗基準(zhǔn)加工上端面,再以上端面為粗基準(zhǔn)加工下端面,再把下端面作為精基準(zhǔn),最后加工φ20mm孔與左右兩端面時(shí)以下端面為定位基準(zhǔn),以保證孔軸線與兩端面相對下端面的位置精度。
由參考文獻(xiàn)(1)中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。
三 確定毛坯的制造方法,初步確定毛坯形狀,(附圖2)
根據(jù)零件的用途及其結(jié)構(gòu),材料確定為HT200,毛坯為鑄件,零件形狀簡單,因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近,又因內(nèi)孔很小,不可鑄出。已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年,通過計(jì)算,該零件質(zhì)量約為3Kg,由參考文獻(xiàn)(5)表1—4、表1—3可知,其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外,為消除殘余應(yīng)力,鑄造后安排人工時(shí)效處理。參考文獻(xiàn)(1)表2.3—12;該種鑄造公差等級為CT10~11,MA-H級。參考文獻(xiàn)(1)表2.3-12,用查表方法確定各表面的加工余量如下表所示:
表1
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值
說明
上端面
82mm
H
2mm
單側(cè)加工
下端面
82mm
H
2mm
單側(cè)加工
左端面
46mm
H
2mm
單側(cè)加工
右端面
46mm
H
2mm
單側(cè)加工
四 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一) 定位基準(zhǔn)的選擇:
定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高,否則,加工工藝過程中會(huì)問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇:考慮到以下幾點(diǎn)要求,選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔或面的加工余量盡量均勻,此外,還要保證定位夾緊的可靠性,裝夾的方便性,減少輔助時(shí)間,所以粗基準(zhǔn)為上端面。加工左右兩端平面時(shí),為了保證位置度求,采用一面兩孔定位,限制六個(gè)自由度,用下端面與兩φ13孔作為定位基準(zhǔn). 鏜削?20mm孔的定位夾緊方案為:用一菱形銷加一圓柱銷定位兩個(gè)?13mm的孔,再加上底面定位實(shí)現(xiàn),兩孔一面完全定位,這種方案適合于大批生產(chǎn)類型中。
精基準(zhǔn)的選擇:主要考慮基準(zhǔn)重合問題,氣門搖桿軸支座的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用它作為精基準(zhǔn),能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。?20孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn),這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則,下端面的面積比較大,定位比較穩(wěn)定,夾緊方案也比較簡單,可靠,操作方便。
(二) 零件表面加工方法的選擇:
本零件的加工面有端面、內(nèi)孔、槽等,材料為HT200灰鑄鐵,參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》(以下簡稱《工藝手冊》)表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法選擇如下:
上端面:粗銑。 下端面:精銑
左端面:粗銑—精銑 右端面:粗銑—精銑
2—?13mm孔:鉆孔。 3mm 軸向槽—精銑
?20mm:鉆孔—粗鏜—精鏜
(三) 制定加工工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度(尺寸精度、形狀精度、位置精度)和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
方案一:表2
工序號
工序內(nèi)容
01
鑄造
02
時(shí)效
03
涂漆
04
車上端面
05
鉆兩φ13通孔
06
精銑下端面
07
銑右端面
08
鉆通孔¢18mm
09
鏜孔φ20mm,孔口角1*45度
10
銑左端面
11
銑軸向槽
12
檢驗(yàn)
13
入庫
方案二:表3
序號
工序內(nèi)容
簡要說明
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
鑄造
時(shí)效
涂漆
銑上端面
粗,精銑下端面
鉆兩φ13通孔
銑右端面
鉆通孔φ18
鏜孔到φ20,孔口倒角1*45度
銑左端面
銑軸向槽
檢驗(yàn)
入庫
消除內(nèi)應(yīng)力
防止生銹
先加工粗基準(zhǔn)面
加工經(jīng)基準(zhǔn)
先面后孔
先面后孔
后鏜削余量
次要工序后加工
工藝方案的比較與分析:
因左右兩端面均對φ20mm孔有較高的位置要求,故它們的加工宜采用工序集中原則,減少裝次數(shù),提高加工精度。
根據(jù)先面后孔,先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則,將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面,下端面的精銑放在后面,每一階段要首先加工上端面后鉆孔,左右端面上φ20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則,但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面,因工件和夾具的尺寸較大,在臥式車床上加工時(shí),它們慣性力較大,平衡困難;又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面,車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng),故改動(dòng)銑削加工。工序05應(yīng)在工序06前完成,使上端面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效,減少受力變形和受熱變形對2—?13mm通孔加工精度的影響。
通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析,最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表1和附表2,機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。
(四) 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故加工設(shè)備適宜通用機(jī)床為主,輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線,工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳動(dòng)均由人工完成。
銑上端面:考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題,采用立銑選擇X1632立式銑床。(參考文獻(xiàn)(1)表6-18),選擇直徑D為φ80mm立銑刀,參考文獻(xiàn)(1)表7-88,通用夾具和游標(biāo)卡尺。
粗銑下端面:采用上述相同的機(jī)床與銑刀,通用夾具游標(biāo)卡尺。
精銑下端面:采用上述相同的機(jī)床與銑刀,通用夾具游標(biāo)卡尺。
粗銑左端面:采用立式銑床X1632,參考文獻(xiàn)(1)表6—21,采用以前的刀具,專用夾具游標(biāo)卡尺。
精銑左端面:采用臥式銑床X1632,參考文獻(xiàn)(1)表6—21,專用夾具及游標(biāo)卡尺。
鉆2-φ13mm孔:采用Z3025,參考文獻(xiàn)(1)表6—26,通用夾具。刀具為d為φ13mm的直柄麻花鉆,參考文獻(xiàn)(1)表7—111。
鉆φ18mm孔:鉆孔直行為φ18mm,選擇搖臂鉆床Z3025參考文獻(xiàn)(1)表6—26,采用錐柄麻花鉆,通用夾具及量具。
鏜φ20mm孔:粗鏜:采用臥式組合鏜床,選擇功率為1.5KM的ITA20鏜削頭,參考文獻(xiàn)(1)白喔—88。選擇鏜通孔鏜刀及鏜桿,專用夾具,游標(biāo)卡尺。
五 加工工序設(shè)計(jì)
(一) 確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指:背吃刀量asp(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是:確定切削深度——>確定進(jìn)給量——>確定切削速度.(3)具體要求是:①由工序或工步余量確定切削深度:精、半精加工全部余量在一次走刀中去除;在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)8~10mm。②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量:對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度:③可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查,用公式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查,根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速,再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。對粗加工,選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后,還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等,才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。
1 工序鉆2個(gè)φ13mm孔
(1)、加工條件
工件材料:HT200正火,бb=220MPa,190~220HBS
加工要求:鉆擴(kuò)孔φ13mm
機(jī)床選擇:選用立式鉆床Z525(見《工藝手冊》表4.2-14)
(2)、確定切削用量及基本工時(shí)
選擇φ13mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(見《工藝手冊》P84)
d=13 L=238mm L1=140mm
f機(jī)=0.48mm/r (見《切削手冊》表2.7和《工藝手冊》表4.2-16)
Vc查=13m/min (見《切削手冊》表2.15)
按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min(按《工藝手冊》表4.2-15)
所以實(shí)際切削速度: m/min.
基本工時(shí):
l=80mm ) l2=(1~4)mm(取4mm)
按《工藝手冊》表6.2-5公式計(jì)算1.24(min)
2 工序 粗、精銑左右端面
(2) 粗銑
1)、選擇刀具:
根據(jù)《工藝手冊》表3.1-27,選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀,其參數(shù)為:銑刀外徑d0=100mm,銑刀齒數(shù)Z=10。
2)、確定銑削深度a p:
單邊加工余量Z=2±0.27,余量不大,一次走刀內(nèi)切完,則:a p=2mm
3)、確定每齒進(jìn)給量fz:
根據(jù)《切削手冊》表3.5,用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí),選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14~0.24mm/z,由于是粗銑,取較大的值?,F(xiàn)?。篺z=0.18mm/z
4)、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度:
根據(jù)《切削手冊》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm,現(xiàn)取1.2mm,根據(jù)《切削手冊》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。
5)、確定切削速度Vc:
根據(jù)《切削手冊》表3.16可以查Vc:
由 ap=2mm fz=0.18mm/z,查得
Vc=77mm/z n=245mm/z V?=385mm/z
根據(jù)X1632型立銑床說明書(表4.2-35)
nc=255 r/min V?c=400 mm/min (橫向)
6)、計(jì)算基本工時(shí):
l=47mm l2=2 T=0.14 min
(2)精銑
1)、選擇刀具:
根據(jù)《工藝手冊》表3.1-27,選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀,銑刀外徑d0=100mm,銑刀齒數(shù)Z=10
2)、確定銑削深度ap:
由于單邊加工余量Z=1,故一次走刀內(nèi)切完,則:a p= 1 mm
3)、確定每齒進(jìn)給量fz:
由《切削手冊》表3.5,用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí),選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14~0.24mm/z,半精銑取較小的值。現(xiàn)?。篺z=0.14mm/z
4)、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度:
根據(jù)《切削手冊》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm,現(xiàn)取1.2mm,根據(jù)《切削手冊》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。
5)、確定切削速度Vc:
根據(jù)《切削手冊》表3.16可以查Vc:
由 ap≤4mm ?z=0.14mm/z,查得:
Vc=110mm/z n=352mm/z V?=394mm/z
根據(jù)X1632型立銑床說明書(表4.2-35)
nc=380 r/min V?c=400 mm/min (橫向)
6)、計(jì)算基本工時(shí):
l=40 mm l2 =2
? 所以本工序的基本時(shí)間為:
T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min
(3)工序粗鏜φ18工序
φ18粗鏜余量參考文獻(xiàn)[1]表3-83取粗鏜為1.8mm,粗鏜切削余量為0.2mm,鉸孔后尺寸為 20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表2-3
加工表面
加工方法
余量
公差等級
工序尺寸及公差
φ18
粗鏜
1.8
____
?19.8
φ19.2
精鏜
0.2
H8
20H8
孔軸線到底面位置尺寸為60mm,精鏜后工序尺寸為20.02±0.08mm,與下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為0.06mm,且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合,故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。
(2.1) 鉆孔φ18mm
選擇φ18mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(見《工藝手冊》P84)
d=18 L=238mm L1=140mm
f機(jī)=0.48mm/r (見《切削手冊》表2.7和《工藝手冊》表4.2-16)
Vc查=13m/min (見《切削手冊》表2.15)
按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min(按《工藝手冊》表4.2-15)
所以實(shí)際切削速度:
基本工時(shí):
l=80mm ) l2=(1~4)mm(取4mm)
按《工藝手冊》表6.2-5公式計(jì)算 1.10min
粗鏜孔時(shí)因余量為1mm,故ap=1mm,
查文獻(xiàn)[1]表2. 4-8
取V=0.4m/s=24m/min
去進(jìn)給量為f=002mm/r
n=1000V/πd=1000*24/3.14*20=380r/min
查文獻(xiàn)的Fz=9.81*60^nFzCFzapXFzV^nFzKFz
pm=FzV*10^-3
CF2=180,
XFz=1
Yfz=0.75
nFz=0
Rfz=9.81*60°*180*2.75ˊ*0.2^0.75*0.4°*1
=1452 N
P=0.58 kw
取機(jī)床效率為0.85
0.78*0.85=0.89kw>0.58kw
故機(jī)床的功率足夠。
下面計(jì)算工序09的時(shí)間定額
(1) 機(jī)動(dòng)時(shí)間
粗鏜時(shí):L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s
精鏜時(shí):f取0.1mm/s
L/(f*n)=45/0.1*380=15s
總機(jī)動(dòng)時(shí)間:T=7.5+15=0.38min
六 填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡
工藝文件詳見附表。
七 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)成本,需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置,設(shè)計(jì)第07與10道工序——粗,精銑φ32mm左右兩端面銑床夾具。本夾具將用于X51立式銑床,刀具為YG6硬質(zhì)合金端銑刀,對工件φ32mm端面。
(一) 問題的提出:
本夾具主要用于銑φ32mm端面,由于該端面精度要求高,所以,在本道工序加工時(shí),應(yīng)該考慮其精度要求,同時(shí)也要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
(二) 夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算:
⑴、定位基準(zhǔn)的選擇:
由零件圖可知,φ32mm端面應(yīng)對下端面有垂直度要求,并且左右兩端面有平行度要求。為了使定位誤差為零,應(yīng)該選擇以φ20孔定位的定心夾具。但這種定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜,因此這里只選用以φ13和下端面為主要定位基面。
⑵、切削力及夾緊力計(jì)算:
刀具:YG6硬質(zhì)合金端銑刀
(見《切削手冊》表3.28)
其中:CF=54.5,ap=4.5,XF=0.9,fZ=0.18,YF=0.74,ae=28,UF=1.0,d0=100,qF=1.0,n=255,WF=0,Z=10
∴F=54.5×4.50.9×0.180.74×28×10/(100×2550)≈166.1(N)
水平分力:FH=1.1F實(shí)≈182.7(N)
垂直分力:FV=0.3F實(shí)≈49.8(N)
在計(jì)算切削力時(shí),必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù): K=K1K2K3K4。
其中:K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1
∴F/=KFH=(1.5×1.1×1.1×1.1)×182.7=364.8 (N)
實(shí)際加緊力為F加= KFH/(U1*U2)=364.8/0.5=729.6 (N)
其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù),U1=U2=0.025
螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋,產(chǎn)生的加緊力為
W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/(D2- d2)
其中: M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm
解得: W=1O405 (N)
此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的729.6的加緊力F加,故本夾具可安全工作。
1. 心軸取材料為Q235
2. 查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為: 158Mpa
3. 彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/[3.14X(0.022)2]
4. =2.67<< 許用彎曲應(yīng)力158Mpa
(3)定位誤差分析
由于基準(zhǔn)重合,故軸,徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差,故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差,只需保證夾具的心軸的制造精度和安裝精度。且工件是以內(nèi)孔在心軸上定位,下端面靠在定位塊上,該定位心軸的尺寸及公差現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔有公差相同。因?yàn)閵A緊與原定位達(dá)到了重合,能較好地保證了銑φ32mm端面所得到的尺寸和下端面形位公差要求。
(三) 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明:
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此,在螺母夾緊時(shí)采用活動(dòng)手柄,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位槽可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果,本夾具總體的感覺還比較緊湊。
為了保證零件加工精度,我們采用可換定位銷來進(jìn)行定心加緊。夾具體底面上的一對定位槽
與銑床工作臺(tái)的T型槽相連接,保證夾具與銑床縱向進(jìn)給方向相平行的位置,使夾具在機(jī)床工作臺(tái)上占有一正確加工位置。此外,為了把夾具緊固在銑床工作臺(tái)上,夾具體兩端設(shè)置供T型螺栓穿過夾具用的兩個(gè)U型耳座。
夾具上裝有對刀塊裝置,可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀(與塞尺配合使用);同時(shí),夾具體底面上的一對定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置,以有利于銑削加工。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3附圖4。
主要參考文獻(xiàn)
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