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開題報(bào)告 題 目 VMC22200 型 龍 門 五 面 體 加 工 中 心 滑 鞍 工 藝 工 裝 設(shè) 計(jì) 系 別 專 業(yè) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 年 11 月 12 日 1 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 系別 專業(yè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 聯(lián)系方式 題目 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍工藝工裝設(shè)計(jì) 一 選題的目的與意義 1 目的 高速度 高精度 高效率和高剛度已成為當(dāng)今數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要方向 普 通龍門機(jī)床一般只能進(jìn)行單面加工 當(dāng)加工零件的另一個(gè)表面時(shí) 需要加裝一個(gè) 直角轉(zhuǎn)換頭或者調(diào)轉(zhuǎn)零件的加工面后重新裝夾 這不但增加了機(jī)床操作者的勞動(dòng) 強(qiáng)度 影響加工效率 并且重新定位裝夾也降低了零件的加工精度 為了彌補(bǔ)這 些不足 龍門五面體加工中心便應(yīng)運(yùn)而生 五面體加工中心一次裝夾就能實(shí)現(xiàn)工 件五個(gè)表面的加工 這大大提高了零件的加工精度和加工效率 降低生產(chǎn)成本 因此五面體加工中心成為當(dāng)前數(shù)控機(jī)床行業(yè)重點(diǎn)研究的對(duì)象之一 2 意義 VMC22200 型龍門五面體加工中心主要面向汽車零配件加工 并向高速加工方向 發(fā)展 此外 還要求能夠進(jìn)行大型模具的加工 因此要求機(jī)床必須具備良好的加工 性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 滑鞍是機(jī)床的移動(dòng)部件之一 是連接機(jī)床橫梁和主軸箱的紐帶 在滿足靜動(dòng)剛 度的前提下應(yīng)盡量減輕其質(zhì)量 以便提高移動(dòng)的速度和加速度 滑鞍作為常用機(jī)械零件之一 其工藝及工藝裝備設(shè)計(jì)具有非常典型的代表性 所以我們以此為研究對(duì)象 從各種方面來了解 剖析滑鞍 然后設(shè)計(jì)出符合加工的 夾具 最后完成我們的研究 二 文獻(xiàn)綜述 本研究參考了 文章首先建立了 X H 7 1 5 立式加工中心加工中心整機(jī)及主要零部件的 C A D C A E 模型 然后采用有 限元分析理論對(duì)模型整機(jī)及主要零部件的模態(tài)和諧響應(yīng)特性進(jìn)行了分析 最后對(duì)原 機(jī)床設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)提出了幾種改進(jìn)方案 基于動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)對(duì)主要零部件做了方 2 案比較式優(yōu)化設(shè)計(jì) 分析結(jié)果表明優(yōu)化設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)較為合理 可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中 1 模型的建立 ANSYS 軟件具有強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分 加載求解以及后處理能力和良好的開放性 但是 ANSYS 的幾何建模功能相對(duì)較弱 如果利用 ANSYS 提供的建模方法 無論是自 底向上的建模方式還是通過自頂向下建模方式 對(duì)于建立一個(gè)復(fù)雜的模型來說 都 將是個(gè)極其煩瑣的過程 這將大大浪費(fèi)了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間 Pro Engineer 是一 個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具 它可快速繪制出任意復(fù)雜形狀的零件 同時(shí)由于 Pro Engineer 與 ANSYS 具有良好的無縫連接性 可以較輕松地把所建立的模型導(dǎo) 入 ANSYS 中進(jìn)行有限元分析 真正可以發(fā)揮兩個(gè)軟件的優(yōu)勢 避免模型丟失任何特 征和元素 2 整機(jī)諧響應(yīng)分析 本文對(duì) X H 7 1 5 立式加工中心整機(jī)的諧響應(yīng)分析時(shí) 在整機(jī)有限元模型安裝 刀具部位加 x 一 z 方向分力 幅值均為 1 0 0 0 N 的簡諧激振力 根據(jù)模態(tài) 分析得到的機(jī)床動(dòng)態(tài)特性以及實(shí)際工況下激勵(lì)力的頻率 設(shè)置簡諧力的頻率 40 190Hz 范圍內(nèi) 采用 ICCG 求解器 圖 2 為 40 190Hz 范圍內(nèi) 簡諧力激勵(lì)下 機(jī)床刀具部位的振動(dòng)幅頻響應(yīng)曲線 這是衡量機(jī)床動(dòng)態(tài)性能的重要指標(biāo) 從圖 2 可以看出 該機(jī)床在 4 0 1 9 0 Hz 頻率范圍內(nèi) 只有第 2 階固有頻率 79Hz 激振時(shí) 系統(tǒng)發(fā)生共振幅值較大 其他固有頻率激振時(shí)對(duì)機(jī)床刀具部位的影響相對(duì)較 小 非固有頻率激振時(shí) 系統(tǒng)的響應(yīng)接近于零 3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種尋找確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的技術(shù) 本文采用 ANSYS 有限元分析軟 件 通過對(duì)該機(jī)床的幾種結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模和有限元分析計(jì) 40 6O 8O lOO I2O I40 I6O I8O 廠 H z 圖 2 整機(jī)模型刀具部位諧響應(yīng)分析結(jié)果算 并比較分析一系列 的計(jì)結(jié)果 得到較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案 床身和立柱是 XH715 立式加工中心的兩個(gè)極其 重要的結(jié)構(gòu)件 其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸和布局形式 決定了其動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)劣 提高床 身和立柱零件的動(dòng)態(tài)特性 對(duì)保證機(jī)床的加工精度及穩(wěn)定性具有重要意義 通過對(duì) 原整機(jī)有限元模型動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果可以看出 床身和立柱的第 1 階固有頻率比 較低 而箱體等結(jié)構(gòu)的第 1 階固有頻率比較高 因此 可以說床身和立柱是整機(jī)設(shè) 3 計(jì)的薄弱環(huán)節(jié) 制約著整體性能的提高 床身模型的改進(jìn)及其動(dòng)力學(xué)特性分析分 析床身的振型結(jié)果 1 2 階振型分別為扭曲和彎曲 床身的中間部位是結(jié)構(gòu)最 薄弱 的部位 必須對(duì)該部位進(jìn)行加強(qiáng) 在機(jī)床肋板布置中交叉肋板的抗彎扭性能 比平行肋 板好得多 本文采用交叉肋板代替原床身中間部位的平行肋板 設(shè)計(jì)出 改進(jìn) A 型 改進(jìn) B 型兩種床身設(shè)計(jì)方案 本研究還參考了 五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心現(xiàn)狀與發(fā)展策略 這篇文章 通過對(duì) 五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心現(xiàn)狀的分析 總結(jié)了機(jī)床總體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 找出了國內(nèi)外機(jī)床 在技術(shù)上的差距 提出了高端機(jī)床發(fā)展的相關(guān)理念 并結(jié)合市場現(xiàn)狀大膽地提出機(jī) 床市場發(fā)展策略 供借鑒與交流 1 機(jī)床發(fā)展趨向 FDA J0Bs 法國 FOREs T uN E 等等 五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心主要用 于 飛機(jī)等大型復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件的高速加工 當(dāng)今的五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心正向著高速 高精 復(fù)合 柔性和多功能方向發(fā)展 努力達(dá) 到高質(zhì)量 高效率的目標(biāo) 2 發(fā)展現(xiàn)狀 上紀(jì) 8O 年代國外已將五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) 西方國家擔(dān)心 高性能數(shù)控機(jī)床被中國用于國防工業(yè) 長期對(duì)中國實(shí)施限制性出口政策 國內(nèi)起步 較晚 江蘇多棱于 1999 年在北京機(jī)床展推出國內(nèi)首臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)龍門鏜銑床 近年 來五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心發(fā)展迅速 國內(nèi)企業(yè)諸如多棱 桂林機(jī)床 沈陽機(jī)床 北 一 濟(jì)二 漢川 大連等內(nèi)地企業(yè)及臺(tái)灣亞崴 喬葳進(jìn) 協(xié)鴻 喬福等廠家均試制 生產(chǎn)該類機(jī)床 但目前均處于研制階段 未形成規(guī)模效應(yīng) 國內(nèi)主要的飛機(jī)制造企 業(yè)已經(jīng)有大量進(jìn)口國外該類機(jī)床 國際上主要生產(chǎn)企業(yè)有日本 SNK OKUMA MAZAK 德國瓦德利希一濟(jì)根 科堡 ZIMMERMANN 4 三 研究現(xiàn)狀 從龍門加工中心主要部件的發(fā)展情況來看 國內(nèi)外龍門加工中心的龍門和滑 枕的機(jī)構(gòu)基本都具有以下特點(diǎn) 1 龍門 主要是由一個(gè)橫梁和兩個(gè)立柱構(gòu)成 分為橫梁固定 橫梁靠定位塊 鎖定分段升降和橫梁任意升降三種類型 橫梁固定式結(jié)構(gòu)機(jī)床剛性好 但不適 合加工大型工件 因?yàn)樵诩庸た拷ぷ髋_(tái)面的工件部位時(shí) 滑枕伸出長度過大 加 工剛性較差 影響加工尺寸精度 橫梁靠定位塊鎖定分段升降型結(jié)構(gòu)機(jī)床剛性較好 但橫梁升降運(yùn)動(dòng)不能與滑枕上下移動(dòng)聯(lián)動(dòng) 且操作較復(fù)雜 橫梁任意升降型結(jié)構(gòu)橫 梁升降運(yùn)動(dòng)可以與滑枕上下移動(dòng)聯(lián)動(dòng) 加工范圍較廣 適合新產(chǎn)品開發(fā) 立柱和橫 梁的橫截面為矩形 剛性好 可耐重切削并長期保持高精度 主軸箱在橫梁上的導(dǎo) 軌有自重平衡裝置 其動(dòng)作靈活 迅速且準(zhǔn)確 由于主軸箱左右移動(dòng)時(shí) 橫梁升降 5 用滾珠絲杠所受負(fù)載有變動(dòng) 使精度降低 所以采用配置在橫梁左右兩側(cè)的油缸來 平衡主軸箱左右移動(dòng)造成的變動(dòng)負(fù)載和橫梁本身的自重 以提高機(jī)床的精度 2 滑枕 從結(jié)構(gòu)上可分為開式和閉式兩種型式 開式結(jié)構(gòu)的滑枕通過壓板夾 緊在主軸箱上 滑枕的截面積大 閉式結(jié)構(gòu)的滑枕被夾緊在主軸箱內(nèi) 滑枕的截面 積小 主軸箱內(nèi)有液壓平衡裝置 使滑枕上下移動(dòng)靈活 可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力重切削 主軸 滑枕內(nèi)部采用強(qiáng)制內(nèi)冷卻 即使作長時(shí)間連續(xù)重切削 也可保持高精度 滑枕的行 程以滿足工件側(cè)面下部的加工要求為宜 不宜太長 以免影響加工時(shí)的機(jī)床剛度 滑枕上的自動(dòng)更換附件頭裝置采用大直徑的鼠齒盤和強(qiáng)力液壓夾緊機(jī)構(gòu) 動(dòng)作簡單 附件頭可進(jìn)行重切削 主軸的分度簡單準(zhǔn)確 當(dāng)鼠齒盤齒數(shù)為 72 時(shí) 主軸的最小 分度為 5 當(dāng)鼠齒盤齒數(shù)為 144 時(shí) 主軸的最小分度為 2 5 主軸可進(jìn)行空轉(zhuǎn) 定心 換刀很方便 滑枕采用一體型的結(jié)構(gòu) 以提高機(jī)床的整體剛性 1 國外研究現(xiàn)狀 在國外 美國 Catholic 大學(xué) G Biabchi 等進(jìn)行了機(jī)床的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與控制相結(jié) 合的研究 Lowa 州立大學(xué)的 J M Vance 與 ISU 研究中心的 T P Yeh 等應(yīng)用虛擬現(xiàn) 實(shí)技術(shù)進(jìn)行了機(jī)床結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì) M ichigan 大學(xué)的 T Jiang 和 M Chvedast 在應(yīng)用有限元法和動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上 利用數(shù)學(xué)模型來模擬機(jī)床結(jié)構(gòu)的聯(lián)接形式 建立了機(jī)床整機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型 并對(duì)機(jī)床結(jié)合面聯(lián)接件的位置與數(shù)量進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu) 化設(shè)計(jì) 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 龍門加工中心經(jīng)過長期的技術(shù)發(fā)展和推動(dòng) 已從傳統(tǒng)的單軸式發(fā)展到多軸式 傳統(tǒng)龍門加工中心發(fā)展到現(xiàn)代化智能的加工中心 從單面的加工發(fā)展到多面的加工 發(fā)展速度快 技術(shù)比較成熟 但是對(duì)于龍門五面體加工中心 由于我國基礎(chǔ)技術(shù)薄 弱 研究方法落后 資金投入不足等原因 以及國外對(duì)核心技術(shù)的封鎖 導(dǎo)致我國 五面體加工中心發(fā)展緩慢 國內(nèi)在本課題方面的研究情況及最新發(fā)展趨勢 在國內(nèi) 東南大學(xué)湯文成等用有限元法研究了低階模態(tài)特性以及主墻板和隔板厚度對(duì)機(jī)床床 身的動(dòng)態(tài)特性的影響 天津大學(xué)的徐燕申等進(jìn)行了立柱和床身接剛度對(duì)機(jī)床動(dòng)力特 性影響的有限元分析 王殿舉等研究了銑床立柱截面形狀及壁厚對(duì)其靜動(dòng)態(tài)特性的 影響 宋健偉等進(jìn)行了機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性靈敏度分析及應(yīng)用的研究 以上研究取得了一定的成果 但仍有許多理論與應(yīng)用問題有待進(jìn)一步地研究和 6 解決 首先 機(jī)床結(jié)合面動(dòng)態(tài)特性參數(shù) 目前常用的方法是采用直接耦合法連接機(jī) 床各構(gòu)件 這在機(jī)床精度要求不高的情況下可基本滿足要求 但隨著機(jī)床設(shè)計(jì)精度 要求越來越高的情況下 機(jī)床的結(jié)合面動(dòng)態(tài)特性參數(shù)直接影響機(jī)床有限元模型的精 確度 其次 機(jī)床有限元模型的計(jì)算只能考慮靜態(tài)力的作用 整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性只有 采用模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析兩種方法來考察 四 創(chuàng)新思路 我的思想是從加工方法上的改變從而達(dá)到創(chuàng)新的作用 本次研究我綜合了各資 料的加工工序 從而自己想出了 2 套加工方案用以達(dá)到本次研究的目的 五 設(shè)計(jì)方案比較 方案一 工序一 粗 精鏜 階梯孔 0 15 865 工序二 精銑前端面 工序三 粗 精銑后端面 工序四 粗 精銑左端面 工序五 粗 精銑右端面 工序六 粗 精銑主軸導(dǎo)軌面 工序七 粗鉗工 去除銳邊毛刺 工序八 檢驗(yàn) 方案二 工序一 精銑前端面 工序二 精銑左端面 工序三 精銑右端面 工序四 粗 精銑后端面 工序五 粗 精銑主軸導(dǎo)軌面 工序六 粗 精銑主軸導(dǎo)軌面工序四 粗 精鏜 階梯 0 15 865 孔 工序七 粗鉗工 去除銳邊毛刺 工序八 檢驗(yàn) 7 第二條工藝路線不同于第一條工藝路線的是把粗 精鏜 0 15 8 階梯孔的工序放到銑各端面工序的后面 分析發(fā)現(xiàn)第一種方案不符合先加工孔65 的原則 當(dāng)零件上有較大的平面可作為定位基準(zhǔn)時(shí) 可先加工出來作為定位面 以 面定位 加工孔 這樣可以保證定位穩(wěn)定 準(zhǔn)確 裝夾工件往往也比較方便 而且 在毛培面上鉆孔 容易使鉆頭引偏 若該平面需要加工 則應(yīng)該在加工孔之前先加 工平面 而且先加工孔的話 孔的銳邊毛刺會(huì)影響加工主軸導(dǎo)軌面工序時(shí)的裝夾 從而影響主軸導(dǎo)軌面的加工 因此從效率和保證精度這兩個(gè)前提下 發(fā)現(xiàn)第二個(gè)方案比較合理 所以我決定 以第二個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn) 六 畢業(yè)設(shè)計(jì)提綱 一 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 畫零件圖 一 分析零件的作用 二 零件的工藝分析 三 分析零件的材質(zhì) 熱處理 二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 一 確定毛坯的制造形式 二 基準(zhǔn)面的選擇 三 制定工藝路線 四 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 五 確定切削用量及基本工時(shí) 三 夾具設(shè)計(jì) 一 問題的提出 二 夾具設(shè)計(jì) 一 確定設(shè)計(jì)方案 8 二 選擇定位元件 三 計(jì)算所需要的夾緊力 四 畫夾具裝配圖 四 編寫說明書 六 進(jìn)度安排 序號(hào) 任務(wù)名稱 時(shí)間 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 第七學(xué)期第八周 第十三周 2 主要設(shè)計(jì)工作 包括草圖 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工程圖等 第七學(xué)期第十四周 第十九周 3 中期檢查 第八學(xué)期第三周 4 上交初稿 包括圖紙 說明書 外文資料 老師審閱初稿 提 出修改意見 第八學(xué)期第六周末 5 交終稿 上交所有資料的紙質(zhì)和電子版 第八學(xué)期第十一周 6 答辯 第八學(xué)期 第十二周 第十 三周 2012 5 26 日前 七 參考文獻(xiàn) 1 陳斯炮 龍門五面體加工中心關(guān)鍵部件的動(dòng)力學(xué)分析研究 D 廣州 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 2009 6 2 劉士玉 五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心現(xiàn)狀與發(fā)展策略 沈陽機(jī)床集團(tuán)市場 統(tǒng)籌本部 遼寧沈陽 11014 3 楊黎明主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 北京 國防工業(yè)出版社 1996 5 4 王先逹 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 5 曹霞 尹飛鴻 立式加工中心動(dòng)態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)選 6 王延甲 飛速發(fā)展中的國產(chǎn)龍門機(jī)床 7 吳筱堅(jiān) 機(jī)床 固定結(jié)合面 的一種建模 方法 J 機(jī)械科學(xué)與技 9 術(shù) 2002 21 3 439 44 8 民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 9 艾 興 肖詩綱 切削用量簡明手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 7 10 傳林 李鍛能 龍門式機(jī)床橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究 J 機(jī)電工程技術(shù) 2006 35 3 45 47 11 胡鳳蘭 互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ) 北京 高等教育出版社 2005 8 12 馬新旭 李鍛能 COSMOS Works 在大型龍門機(jī)床橫梁部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 J 機(jī)電工程技術(shù) 2008 37 4 93 95 13 徐大偉 大型數(shù)控龍門鏜銑床橫梁最大工作載荷的確定 J 現(xiàn)代機(jī)械 2002 2 73 75 14 王勖成 有限單元法 北京 清華大學(xué)出版社 2003 15 鐘奇 韓立兮 張武奎 UGNX4 實(shí)例教程備 M 北京 人民郵電出版社 2009 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 教研室或系審核意見 教研室 系 主任簽名 年 月 日 備注 本開題報(bào)告須裝入學(xué)生的畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 檔案袋存檔 10 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 MC22200 型龍門五面體加工中心 零件名稱 滑鞍 共 1 頁 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 鑄鐵 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 備注 10 鑄造 鑄造 清理 20 劃線 對(duì)零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線 了解各道工序加工要求及加工余量 30 粗銑 粗銑滑鞍底平面 銑床 通用夾具 游標(biāo)卡尺 平面銑刀 40 粗 精銑 銑削滑鞍上平面 保證尺寸及粗糙度要求 銑床 通用夾具 游標(biāo)卡尺 平面銑刀 50 精銑 精銑底平面 保證尺寸及粗糙度要求 銑床 通用夾具 游標(biāo)卡尺 平面銑刀 60 粗 精銑 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 粗銑左側(cè)面 銑床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 平面銑刀 70 粗 精銑 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 粗銑前后兩端面 銑床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 平面銑刀 80 粗 精鏜 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn)粗 精鏜 孔95 臥式鏜床 專用夾具 內(nèi)徑千分尺 鏜刀 90 粗 精鏜 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 精鏜 階梯孔0 1 865臥式鏜床 專用夾具 內(nèi)徑千分尺 鏜刀 100 粗 精銑 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 粗 精銑銑主軸導(dǎo)軌面 銑床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 平面銑刀 110 鉆 攻 M16 鉆 攻左側(cè)面 14 M16 孔 保證尺寸公差要求 搖臂鉆床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 鉆頭 絲錐 120 鉆 攻 M12 鉆 攻 孔端面 8 M12 孔 保證尺寸公差要求95 搖臂鉆床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 鉆頭 絲錐 130 鉆 攻 M12 鉆 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔 保證尺寸公差要求 搖臂鉆床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 鉆頭 絲錐 140 鉆 攻主軸導(dǎo) 軌面各孔 鉆 攻主軸導(dǎo)軌面各孔 保證尺寸公差要求 搖臂鉆床 專用夾具 游標(biāo)卡尺 鉆頭 絲錐 150 去毛刺 去毛刺 鉗工臺(tái) 銼刀 砂紙 160 清洗 清洗 清洗機(jī) 蘇打水清洗液 170 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)臺(tái) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日期 設(shè) 計(jì) 日 期 校 對(duì) 日期 審 核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì) 簽 日期 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 VMC22200 型龍門五面體 加工中心 零件名稱 滑鞍 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 40 粗 精銑主軸導(dǎo)軌 面 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X53T X53T 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 TJJ 01 銑夾具 工序工時(shí) 分 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí) 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 對(duì)刀 銑夾具 2 粗銑主軸導(dǎo)軌面 保留 1mm 留量 面銑刀 游標(biāo)卡尺 150 60 0 3 1 3 3 精銑主軸導(dǎo)軌面 保證尺寸及粗糙度要求 面銑刀 游標(biāo)卡尺 200 90 0 2 1 5 4 5 設(shè) 計(jì) 日 期 校 對(duì) 日期 審 核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì) 簽 日期 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 VMC22200 型龍門五面體 加工中心 零件名稱 滑鞍 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 100 粗鏜 精鏜 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式鏜床 T611C T611C 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 TJJ 00 鏜夾具 工序工時(shí) 分 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 對(duì)刀 鏜夾具 2 粗鏜 階梯孔的孔 0 15 865 留 1mm 余量 鏜刀 游標(biāo)卡尺 內(nèi)徑千分尺 75 23 4 0 4 2 1 3 精鏜 階梯孔孔 保證孔 0 15 公差要求 鏜刀 游標(biāo)卡尺 內(nèi)徑千分尺 100 31 2 0 6 1 1 4 5 設(shè) 計(jì) 日 期 校 對(duì) 日期 審 核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì) 簽 日期 I XX 學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題目 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑 鞍工藝工裝設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 起 迄 日 期 設(shè) 計(jì) 論 文 地 點(diǎn) 指 導(dǎo) 教 師 專 業(yè) 教 研 室 負(fù) 責(zé) 人 日期 2014 年 月 日 II 摘 要 本文是在滑鞍的圖樣分析后進(jìn)行滑鞍的機(jī)械加工工藝路線的設(shè)計(jì) 同時(shí)按照其 中的加工工序的要求設(shè)計(jì)夾具 滑鞍的主要加工內(nèi)容是表面和孔 其加工路線長 加工時(shí)間多 加工成本高 零件的加工精度要求也高 按照機(jī)械加工工藝要求 遵循先面后孔的原則 并將孔 與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度 基準(zhǔn)選擇以底面作 為粗基準(zhǔn) 以底面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn) 確定了其加工的工藝路線和加工中所 需要的各種工藝參數(shù) 在零件的夾具設(shè)計(jì)中 主要是根據(jù)零件加工工序要求 分析應(yīng)限的自由度數(shù) 進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件 再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度 確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件 最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式 關(guān)鍵詞 滑鞍 加工工藝 工序 專用夾具 III Abstract This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture The main spindle box casing surface and hole machining content Processing route processing time higher processing costs machining accuracy requirements are also higher In accordance with the machining process requirements and follow the principles of the first surface after hole and the hole with a flat screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy Reference selection to the bottom as a crude benchmark the bottom two technical hole as a fine basis determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters In the parts fixture design parts processing operations requirements analysis should be limited to the number of degrees of freedom and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom Positioning element also need to choose the clamping element the final step is to determine the structure of the special fixture Key words Headstock processing process special fixtures 1 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 目 錄 IV 1 緒論 1 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 2 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 3 2 滑鞍的圖樣分析 4 2 1 滑鞍的作用 4 2 2 滑鞍的圖樣分析 6 2 3 工藝分析 7 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 3 1 確定毛坯的制造形式 9 3 2 定位基準(zhǔn)的選擇 10 3 2 1 粗基準(zhǔn)的選擇 11 3 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 12 3 3 擬定工藝路線 13 3 3 1 劃分加工階段 13 3 3 2 安排加工順序 14 3 3 3 擬定加工工藝路線 16 3 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 17 3 5 切削用量及工時(shí)定額的確定 20 4 滑鞍銑主軸導(dǎo)軌面夾具設(shè)計(jì) 33 4 1 指出存在的問題 33 4 2 夾具設(shè)計(jì) 33 4 2 1 夾具體設(shè)計(jì) 33 4 2 2 定位基準(zhǔn)的選擇 34 2 4 2 3 定位方案和元件設(shè)計(jì) 34 4 2 4 定位誤差的計(jì)算 35 4 2 5 夾緊力計(jì)算 36 4 2 6 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 37 4 2 7 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 38 4 2 8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 40 4 2 9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 42 5 滑鞍鏜 0 15 8 65 階梯孔夾具設(shè)計(jì) 43 5 1 研究原始質(zhì)料 43 5 2 定位 夾緊方案的選擇 43 5 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 43 5 4 誤差分析與計(jì)算 46 5 5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 47 6 結(jié)論與展望 48 6 1 結(jié)論 48 6 2 不足之處及未來展望 48 致謝 49 參考文獻(xiàn) 51 3 1 緒論 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)課知識(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 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù) 根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供 應(yīng) 進(jìn)行機(jī)床調(diào)整 專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造 編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃 調(diào)配勞動(dòng)力 以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn) 進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù) 有了它就可以制定生產(chǎn) 產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃 并能做到各工序科學(xué)地銜接 使生產(chǎn)均衡 順利 實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn)和低消耗 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片 是兩個(gè)主要的工藝文件 機(jī)械加工 工藝過程卡片 是說明零件加工工藝過程的工藝文件 在單件 小批量生產(chǎn)中 以機(jī) 械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn) 過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì) 機(jī)械加工工序卡片 是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的 用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn) 多用于大批量生產(chǎn)的零件和 成批生產(chǎn)中的重要零件 在機(jī)械行業(yè)中 如何去保證工件的高精度 加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題 一直是從 事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題 其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問題 高效的夾 具是工件高精度的保證 如何讓夾具更高效 更經(jīng)濟(jì) 這是行業(yè)人急需要解決的 隨著社會(huì)的發(fā)展 科技的不斷提高 各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè) 如何 利用這些高科技為人類服務(wù) 如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中 這還需要機(jī)械 4 行業(yè)人員不斷的努力 開拓創(chuàng)新 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 和社會(huì)市場需要 夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制造系統(tǒng) 方向發(fā)展 迄今為止 夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一 刀具本身已 高度標(biāo)準(zhǔn)化 用戶只需要按品種 規(guī)格選用采購 而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān) 產(chǎn) 品一有變化就需重新制作 通常是屬于專用性質(zhì)的工具 模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè) 夾 具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè) 組合夾具不僅具有標(biāo) 準(zhǔn)化 模塊化 組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想 又符合節(jié)約資源的原則 更適合綠色制造 的環(huán)境保護(hù)原理 所以是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 至于裝夾各種刀具用的裝置 則一般稱為 輔助工具 輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi) 按照機(jī)床夾具的應(yīng)用 范圍 一般可分為通用夾具 專用夾具和可調(diào)整式夾具等 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 對(duì)自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用 也是對(duì)四年的學(xué) 習(xí)深度的一個(gè)檢驗(yàn) 在這次設(shè)計(jì)過程中 充分挖掘自己分析問題 解決問題的潛力 并希望通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn) 認(rèn)真的態(tài)度 為以后參加工作打下一個(gè)良好的 基礎(chǔ) 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 工裝的全稱是工藝裝備 工裝是指加工機(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備 是制造過程中所用的各種工具的總稱 它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生 產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分 大多工裝都是針對(duì)各自產(chǎn)品特點(diǎn)的 機(jī)械加工 過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置 即工裝的主要作用有 固定 定位 防止變形 夾具屬于工裝 工裝包含夾具 屬于從屬關(guān)系 不僅僅是焊裝用 在機(jī)加工方面 5 也有用 許多時(shí)候 需要裝配幾個(gè)部件并保證其定位準(zhǔn)確的時(shí)候就需要 設(shè)計(jì)工裝夾 具要緊扣產(chǎn)品 因?yàn)楣ぱb夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的 要保證生產(chǎn)時(shí)無干涉現(xiàn)象 定位準(zhǔn)確 操作工操作便捷等 簡單的說 就是用于工件裝夾的工具 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在 大約可以分為三個(gè)階段 第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的 結(jié)合上 這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具 是加工過程加速和趨于完善 第 二階段 夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁 夾具的機(jī)能發(fā)生變化 它主要用于工件的定 位和夾緊 人們越來越認(rèn)識(shí)到 夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切 的關(guān)系 所以對(duì)夾具引起了重視 第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合 夾具作為機(jī)床 的一部分 成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展 對(duì)傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求 如快速 高效 安全 等 要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求 就必須計(jì)算加工工序零件在加工過程中由于切削力 重力 慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩 按照夾具設(shè)計(jì)中所確定的夾緊方式進(jìn)行 夾緊力的計(jì)算 為了減小夾具的具體尺寸 就需要增大夾具的定位區(qū)間 增大由夾緊 力而產(chǎn)生的摩擦力矩 正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力 以達(dá)到夾具小巧而精用的目的 同時(shí)為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 提高工件裝夾效率 還需要對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程 進(jìn)行設(shè)計(jì) 以期以最短的夾緊行程 達(dá)到最佳的夾緊效果 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 通過實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 閱讀相關(guān)資料相結(jié)合 對(duì)滑鞍的基本結(jié)構(gòu) 及作用有個(gè)大致的了解 在此基礎(chǔ)上 經(jīng)過對(duì)金屬切削加工 金屬切削機(jī)床 機(jī)械設(shè) 計(jì)與理論等相關(guān)知識(shí)充分掌握后 分析滑鞍的加工工藝 確定滑鞍各加工表面的加工 方法 進(jìn)而形成滑鞍的機(jī)械加工工藝路線 并能根據(jù)滑鞍的加工工序要求 分析滑鞍 的定位方式 金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng) 工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù) 6 結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí) 完成工件的有效定位及夾緊 從而使整個(gè)滑鞍的 加工工藝路線經(jīng)濟(jì) 工件定位方案合理 來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì) 針對(duì)實(shí)際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制 工件夾緊及工藝參數(shù)確定及 計(jì)算問題 綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法 機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的 知識(shí) 設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的滑鞍加工工藝路線 從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè) 夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì) 為提高鉆床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性 減輕其斷續(xù)切削可能 引起的振動(dòng) 夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度 其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng) 一般有 H B 1 1 25 以降低夾具重心 使工件加工表面盡量靠近工作臺(tái)面 2 滑鞍的圖樣分析 2 1 滑鞍的作用 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍 如圖 2 1 及圖 2 2 所示 其主要作用是 滑鞍類零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍是將主 電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種方向的移動(dòng) 同時(shí)滑鞍分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給絲杠 同時(shí)它將機(jī)器或部件中的軸 套 齒輪等有 關(guān)零件組裝成一個(gè)整體 使它們之間保持正確的相互位置 并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié) 調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力 因而滑鞍是 VMC22200 型龍門五面體加工中心主傳動(dòng)系中的關(guān) 鍵零件 因此 滑鞍的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度 性能和壽命 7 圖 2 1 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍 2 2 滑鞍的圖樣分析 在編制滑鞍機(jī)械加工工藝規(guī)程之前 首先應(yīng)研究滑鞍的工作圖樣和產(chǎn)品裝備圖樣 熟悉該產(chǎn)品的用途 性能及工作條件 明確該滑鞍在產(chǎn)品中的位置和作用 了解并研 究各項(xiàng)技術(shù)條件制定的依據(jù) 找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵 以便在擬定工藝規(guī)程 時(shí)采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC 8 滑鞍的材料為 HT200 灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單 鑄造性能優(yōu)良 減震性能良好 傳 動(dòng)滑鞍需要加工表面以及加工表面的位置要求 現(xiàn)分析如下 1 該零件為機(jī)床滑鞍 主要加工部位為平面和孔系 其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 精度要求又高 加工時(shí)應(yīng)注意選擇定位基準(zhǔn)及夾緊力 2 材料 HT200 3 鑄件人工時(shí)效處理 2 3 工藝分析 工藝分析的目的主要有兩個(gè) 一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度 相互位置精度 表面粗糙度 材料及熱處 理等的技術(shù)要求是否合理 是否便于加工與裝配 圖 2 2 箱體展開圖 9 二是通過工藝分析 對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解 以便制定出合理的工藝 規(guī)程 鑄件必須進(jìn)行時(shí)效處理 以消除應(yīng)力 有條件時(shí)應(yīng)在露天存放一年以上再加工 為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一 該零件主要定位基準(zhǔn) 集中在 D 面和 W 面上 鏜孔時(shí) 在可能的條件下盡量采用 支承鏜削 方法 以增加鏜桿的剛性 提 高加工精度 對(duì)直徑較小的孔 應(yīng)采用鉆 擴(kuò) 鉸加工方法 為保證在同一軸上各孔的同軸度 可采用在已加工孔上 安裝導(dǎo)向套再加工其他 孔的方法 為提高孔的加工精度 應(yīng)將粗鏜 半精鏜和精鏜分開進(jìn)行 鑄造時(shí)一般 50mm 以下孔不鑄出 孔的尺寸精度檢驗(yàn) 使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測量 軸內(nèi)孔之間距離 的測量可以通過孔與孔之間壁厚進(jìn)行間接測量 同一軸線上各孔的同軸度 可采用檢驗(yàn)心軸進(jìn)行檢驗(yàn) 各軸孔的軸線之間的平行度 以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度 均應(yīng)通過檢 驗(yàn)心軸進(jìn)行測量 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍作為主傳動(dòng)系的支承零件 各傳動(dòng)軸間要 求一定的位置精度 因此 加工此滑鞍的主要任務(wù)是保證各孔系間的相互位置精度 在此滑鞍的加工中保證各孔正確位置是靠 T68 坐標(biāo)鏜床手動(dòng)控制坐標(biāo)來完成的 為更 好地保證加工質(zhì)量 單件小批量生產(chǎn)也可采用組合夾具 專用鏜模進(jìn)行加工 批量較 大時(shí) 應(yīng)采用專用鏜模進(jìn)行加工 10 根據(jù) VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍零件圖可知 其主要加工面是進(jìn)行導(dǎo) 軌面的加工 表面加工 孔加工 鉆孔 攻絲 孔的精度要求高 該零件年生產(chǎn)屬小 批量生產(chǎn) 設(shè)計(jì)加工零件所需要的專用夾具是為了提高勞動(dòng)效率 降低成本 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用 零件生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性 而且也與零 件的機(jī)械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān) 故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義 毛坯選擇時(shí) 應(yīng)全面考慮以下因素 11 1 零件的材料及機(jī)械性能要求 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 3 生產(chǎn)類型 它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性 4 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 5 充分考慮利用新工藝 新材料 新技術(shù)的可能性 長期使用經(jīng)驗(yàn)證明 由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上 如耐磨性好 有一定程度 的吸震能力 良好的鑄造性能等 和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn) 通常滑鞍材料采用灰口鑄鐵 最 常用的是 HT200 400 當(dāng)載荷較大時(shí) 采用 HT300 540 高強(qiáng)鑄鐵 滑鞍的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件 當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整 體鑄件 受鑄造能力的限制 時(shí) 可以采用焊接結(jié)構(gòu)件 它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后 用焊接的方法連成一整體毛坯 焊接結(jié)構(gòu)有鑄 焊 鑄 煅 焊 煅 焊等 采用焊 接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯 解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題 焊前對(duì) 各種組合件進(jìn)行粗加工 可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷 毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前 為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力 對(duì)毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效 處理 對(duì)某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時(shí)效處理 毛坯鑄造時(shí) 應(yīng)防止沙眼 氣孔 縮孔 非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn) 特別是主要 加工面要求更高 重要的滑鞍毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求 該零件為滑鞍類 且外型尺寸較大 材料為 HT200 零件的形狀較復(fù)雜 因此不 能用鍛造 只能用鑄件 采用砂型鑄造毛坯 如圖 3 1 滑鞍毛坯圖所示 采用小批量 造型生產(chǎn) 根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻(xiàn) 機(jī)械制造工藝簡明手冊 確定各表面加工余量 毛坯鑄造時(shí) 應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生 為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力 應(yīng) 12 使滑鞍壁厚盡量均勻 滑鞍澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序 該滑鞍的材料是 HT200 單件小批生產(chǎn) 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 所以毛坯采用鑄件 為 了提高滑鞍加工精度的穩(wěn)定性 采用時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 3 2 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)選擇正確 合理 可以保證零件的加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 否則 就會(huì)使加工工藝過程問題百出 使生 產(chǎn)無法進(jìn)行 滑鞍定位基準(zhǔn)的選擇 直接關(guān)系到滑鞍上各個(gè)平面與平面之間 孔與平面之間 孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證 在選擇基準(zhǔn)時(shí) 首先要遵守 基準(zhǔn)統(tǒng)一 和 基準(zhǔn)重合 的原則 同時(shí)必須考慮生產(chǎn)批量的大小 生產(chǎn)設(shè)備 特 別是夾具的選用等因素 該滑鞍的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 壁厚不均 剛性不好 而加工精度要求又高 故滑鞍重要加 工表面都要?jiǎng)澐执?精加工兩個(gè)階段 這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力 切削力 夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響 有利于保證滑鞍的加工精度 3 2 1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí) 主要要求保證各加工面有足夠的余量 使加工面與不加工面間的位置符合圖 樣要求 并特別注意要盡快獲得精基面 具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則 重要表面原則 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻 則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn) 不加工表面原則 為了保證加工面與不加工面間的位置要求 一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn) 13 余量最小原則 如果零件上每個(gè)表面都要加工 則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 以 避免該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面 造成工件廢品 使用一次原則 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面 其表面粗糙且精度低 若重復(fù)使用 將產(chǎn)生較大的誤差 平整光潔原則 以便工件定位可靠 夾緊方便 根據(jù)生產(chǎn)類型不同 實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣 大批大量 生產(chǎn)時(shí) 由于毛坯精度高 可以直接用滑鞍上的重要孔在專用夾具上定位 工件安裝 迅速 生產(chǎn)率高 在單件 小批及中批生產(chǎn)時(shí) 一般毛坯精度較低 按上述辦法選擇 粗基準(zhǔn) 往往會(huì)造成滑鞍外形偏斜 甚至局部加工余量不夠 因此通常采用劃線找正 的辦法進(jìn)行第一道的工序加工 即以主軸孔及中心線為粗基準(zhǔn)對(duì)毛坯進(jìn)行劃線和檢查 必要時(shí)予以糾正 糾正后孔的余量應(yīng)足夠 但不應(yīng)定均勻 該滑鞍為單件小批量生產(chǎn) 在單件小批量生產(chǎn)時(shí) 由于毛坯精度低 所以以劃線 找正法安裝 劃線時(shí)先找正主軸孔中心 然后以主軸孔為基準(zhǔn)找出其他需加工平面的 位置 加工該滑鞍時(shí) 按所劃的線找正安裝工件 則體現(xiàn)的是以主軸孔作為粗基準(zhǔn) 3 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí) 主要考慮保證加工精度和工件裝夾方便可靠 一般應(yīng)考慮以下原 則 1 基準(zhǔn)重合原則 14 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn) 不重合誤差 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面 這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序 選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn) 稱 為自為基準(zhǔn)原則 4 互為基準(zhǔn)原則 5 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠 夾具設(shè)計(jì)簡單 操作方便 為了保證滑鞍零件孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精 度 滑鞍類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 基準(zhǔn)重合原則 小批生產(chǎn) 時(shí)一般采用基準(zhǔn)重合原則 即以裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 避免了基準(zhǔn)不重合誤差 有 利于提高滑鞍上各表面間的相互位置精度 大批生產(chǎn)時(shí)常采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 即一面 兩孔定位 可避免由于基準(zhǔn)變換而帶來的累積誤差 該零件以三面定位 滑鞍上的裝配基準(zhǔn)為平面 而它們又是滑鞍上其他要素的設(shè) 計(jì)基準(zhǔn) 因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn) 避免了基準(zhǔn)不重合誤差 有利于提 高滑鞍各主要表面的相互位置精度 有零件圖可知 D 面 W 面為精基準(zhǔn) 3 3 擬定工藝路線 3 3 1 劃分加工階段 零件的技術(shù)要求較高時(shí) 零件在進(jìn)行加工時(shí)都應(yīng)劃分加工階段 按工序性質(zhì)不同 15 可劃分如下幾個(gè)階段 粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率 切除零件被加工面上的大部分余量 使毛坯形 狀和尺寸接近與成品 所能達(dá)到的加工精度和表面質(zhì)量都比較低 半精加工階段 此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差 使加工面達(dá)到一定的精度并留有一 定的加工余量 并完成次要表面的加工 鉆 攻絲 銑鍵槽等 為精加工做好準(zhǔn)備 精加工階段 切除少量加工余量 保證各主要表面達(dá)到圖紙要求 所得精度與表面質(zhì)量都比較 高 所以此階段主要目的是全面保證加工質(zhì)量 光整加工階段 此階段主要針對(duì)要進(jìn)一步提高尺寸精度 降低粗糙度 IT6 級(jí)以上 的表面 一 般不用于提高形狀 位置精度 根據(jù)加工階段劃分的要求及零件的批量 該 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑 鞍的加工劃分為 3 個(gè)階段 粗加工階段 粗銑各個(gè)平面 孔端面及各主軸孔粗鏜 半 精加工階段 半精鏜各主軸孔 完成各次要孔等 和精加工階段 磨各平面 精鏜各 主軸孔 3 3 2 安排加工順序 復(fù)雜工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工 熱處理和輔助工序 如何將這 些工序安排在一個(gè)合理的加工順序中 生產(chǎn)中已總結(jié)出一些指導(dǎo)性的原則 先述如下 16 切屑加工工序順序的安排原則 1 先粗后精 各表面加工順序按照粗加工 半精加工 精加工和光整加工的順序進(jìn)行 目的是 逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量 2 先主后次 零件的主要加工表面 一般是指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面 主要工作面 裝配基面等 應(yīng)先加 工 而次要表面 鍵槽 螺孔等 可在主要表面加工到一定精度之后 最終精度加工 之前進(jìn)行加工 3 先面后孔原則 對(duì)于滑鞍類 支架類 機(jī)體類等零件 平面輪廓尺寸較大 用平面定位比較穩(wěn)定 可靠 故應(yīng)先加工平面 后加工孔 這樣 不僅使后續(xù)的加工有一個(gè)穩(wěn)定可靠的平面 作為定位基準(zhǔn)面 而且在平整的表面上加工孔 加工變得容易一些 也有利于提高孔 的加工精度 4 先基準(zhǔn)后其他 作為精基準(zhǔn)的表面要首先加工出來 該滑鞍的加工和裝配大多以平面為基準(zhǔn) 按照加工順序安排的原則 采用先面后 孔的加工順序 先加工平面 可以為加工精度較高的支承孔提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn) 有利于提高加工精度 另外 先加工平面可以將鑄件不平表面切除 可減少鉆孔時(shí)鉆 頭引偏和刀具崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生 對(duì)刀和調(diào)整也較為方便 加工孔系時(shí)應(yīng)遵循先主后 次的原則 即先加工主要平面或孔系 這也符合切削加工順序的安排原則 根據(jù)各面各孔的精度要求 加工順序如下 A B C 平面的加工 查 零件制造工藝與裝備 表 3 9 平面加工方法可知 通 17 過粗銑 精銑的加工順序可以滿足要求 D F W 平面通過粗刨 精刨 粗磨 精磨 的加工順序可以滿足要求 E 平面通過粗刨 精刨的加工順序可以滿足要求 各主軸孔的加工 查 機(jī)械制造工藝與裝備 表 3 8 可知 通過 粗鏜 半精鏜 精鏜的加工順序可以滿足要求 其余各孔 通過鉆 擴(kuò) 鉸的加工順 序可以滿足要求 3 3 3 擬定加工工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn) 應(yīng)當(dāng)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 還要考慮經(jīng)濟(jì)效果 以便降低生產(chǎn)成本 綜合以上加工階段和加工順序的分析 可以初步得出 VMC22200 型龍門五面體加 工中心滑鞍的加工藝路線 初擬 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍加工工藝路線方案一如表 3 1 所示 表 3 1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 10 鑄造 清理 20 對(duì)零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線 了解各道工序加工要求及加工余量 30 粗銑滑鞍底平面 40 銑削滑鞍上平面 保證尺寸及粗糙度要求 50 精銑底平面 保證尺寸及粗糙度要求 60 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 粗銑左側(cè)面 70 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 粗銑前后兩端面 80 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 精鏜 孔95 18 90 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 精鏜 階梯孔0 15 865 100 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn) 粗 精銑銑主軸導(dǎo)軌面 110 鉆 攻左側(cè)面 14 M16 孔 保證尺寸公差要求 120 鉆 攻 孔端面 8 M12 孔 保證尺寸公差要求95 130 鉆 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔 保證尺寸公差要求 140 鉆 攻主軸導(dǎo)軌面各孔 保證尺寸公差要求 150 去毛刺 160 清洗 170 檢驗(yàn) 方案一在鏜孔時(shí) 把粗鏜 半精鏜 精鏜分開進(jìn)行加工 滿足了粗精分開的原則 可以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應(yīng)力無法釋放的危害 有效地保證了零件 的加工精度 而且四個(gè)是孔同時(shí)進(jìn)行加工的 不僅可以保證各主軸孔間的相互位置精 度 而且還有效地提高了零件的加工效率 降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 考慮到機(jī)械加工順序安排原則及零件的生產(chǎn)成本等因素 其優(yōu)越性在于把粗鏜 半精鏜 精鏜分開進(jìn)行加工 符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則 而且各軸 孔加工順序按照粗加工 半精加工 精加工進(jìn)行 可以逐步提高零件加工表面的精度 和表面質(zhì)量 可以逐漸提高各個(gè)軸孔的質(zhì)量要求 可以提高各軸孔間的相互位置精度 和各自的尺寸精度 保證滑鞍零件的技術(shù)要求 確定其為此零件的加工工藝路線 3 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 滑鞍體的材料是 HT200 單件小批生產(chǎn) 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 所以毛坯采用鑄件 根據(jù)上述原始資料及加工工藝 分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量 工序尺寸 19 與毛坯尺寸如下 頂面 B 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級(jí) 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明 手冊 表 2 2 4 鑄件機(jī)械加工余量 可得頂面 B 長度方向的單邊加工余量如下 精加工余量 Z 2 2 5mm 粗加工余量 Z 1 5 5mm 毛坯余量 Z 5 5 2 5 8mm 兩側(cè)面 A C 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級(jí) 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明 手冊 表 2 2 4 鑄件機(jī)械加工余量 可得兩側(cè)面 A C 長度方向的單邊加工余量如下 精加工余量 Z 2 2 5mm 粗加工余量 Z 1 5 5mm 毛坯余量 Z 5 5 2 5 8mm 平面 D 平面 W 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級(jí) 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明 手冊 表 2 2 4 鑄件機(jī)械加工余量 可得平面 D W 長度方向的單邊加工余量如下 精磨余量 Z4 1 0mm 粗磨余量 Z3 1 5mm 半精刨余量 Z 2 3 5mm 粗刨余量 Z1 5 0mm 毛坯余量 Z 5 0 3 5 1 5 1 0 11mm 內(nèi)孔 120H7 A 面 軸孔 20 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 表 2 3 10 可查得內(nèi)孔的加工余量 并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸 如下表 3 3 所示 表 3 3 工序尺寸及公差表 mm 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及偏差 精鏜 0 2 120 IT7 120H7 半精鏜 1 8 120 0 2 119 8 IT9 109 8H9 粗鏜 3 119 8 1 8 118 IT11 118H11 鑄造 毛坯 5 118 3 115 2 115 2 內(nèi)孔 42J6 A 面 軸孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 表 2 3 10 可查得內(nèi)孔的加工余量 并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸 如下表 3 4 所示 表 3 4 工序尺寸及公差表 mm 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及偏差 浮動(dòng)鏜 0 08 42 IT6 42J6 精鏜 0 22 42 0 08 41 92 IT7 41 92J7 半精鏜 1 7 41 92 0 22 41 7 IT9 41 7J9 粗鏜 2 41 7 1 7 40 IT11 40J11 鑄造 毛坯 4 40 2 38 2 38 2 內(nèi)孔 140J6 A 面 軸孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 表 2 3 10 可查得內(nèi)孔的加工余量 并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸 如下表 3 5 所示 表 3 5 工序尺寸及公差表 mm 21 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及偏差 浮動(dòng)鏜 0 1 140 IT6 140J6 精鏜 0 2 140 0 1 139 9 IT7 139 9J7 半精鏜 1 7 139 9 0 2 139 7 IT9 139 7J9 粗鏜 3 139 7 1 7 138 IT11 138J11 鑄造 毛坯 5 138 3 135 2 135 2 3 5 切削用量及工時(shí)定額的確定 受論文篇幅所限 只選取部分工序及加工內(nèi)容進(jìn)行工藝計(jì)算 還請(qǐng)諒解 工序 30 粗銑滑鞍底平面 1 粗銑滑鞍底平面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機(jī)床 X52K 立式銑床 查 機(jī)械加工工藝師手冊 表 30 34 選擇工藝裝備及確定切削用量 刀具 硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀 面銑刀 材料 齒數(shù)15YTmD0 此為粗齒銑刀 8 Z 因其單邊余量 Z 2mm 所以銑削深度 pam2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 4 75 取 f Zmaf 10 取銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 30 34 取 V sv2 22 由式 3 1 得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n21014 3610 dV 按照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 3 1 74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為 30 minr 實(shí)際銑削速度 v smdn 73 16014 30 進(jìn)給量 fZaff 8 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m in 28 4svf 銑削寬度 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 4 81 取 ma60 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 60lm 刀具切入長度 1 3 2 210 5 1 3lDa 2 60m 刀具切出長度 取 2lm 走刀次數(shù)為 1 2 精銑左右端側(cè)平面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機(jī)床 X52K 立式銑床 查 機(jī)械加工工藝師手冊 表 30 34 選擇工藝裝備及確定切削用量 刀具 高速鋼三面刃圓盤銑刀 面銑刀 齒數(shù) 12 此為細(xì)15YTmD0 齒銑刀 精銑該平面的單邊余量 Z 1mm 23 銑削深度 pam0 1 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 30 31 取 f Zmaf 08 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 30 31 取 v sv32 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 由式 3 1 有 n100 3261 in14Vrd 按照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 3 1 74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為 75 minr 實(shí)際銑削速度 v smdn 4 061754 30 進(jìn)給量 由式 2 3 有 fV sZnavff 25 612 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 mf in 35 2 sf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l ml0 刀具切入長度 精銑時(shí) 1Dl1 刀具切出長度 取 2l 走刀次數(shù)為 1 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 249 37 5 3 2 21min 1t 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時(shí)間 41 0 ft 精銑寬度為 20mm 的下平臺(tái) 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 切削工時(shí) 249 37 5 3 2 21min 2t 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時(shí)間 41 02 ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái)的總工時(shí) 2121fftt min42 510 工序 90 粗銑前后兩端面切削用量及基本時(shí)間的確定 24 本工序?yàn)榇帚?已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 X6120 型萬能升降臺(tái) 銑床 工件裝在專用夾具中 刀具 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 63 可選銑刀直徑 220mm 齒數(shù) Z 6 wd 1 確定背吃刀量 ap m5 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 15 可查得 0 20 0 29mm z 選zf 擇 0 20mm z 故 zf rmZfz 160 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 25 可選擇 50m min cv in 41 850910rdvnwcs 按 X6120 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v min r in 08 69102vw 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 min 2062 Mznfw 按 X6120 機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給量表 選擇 130mm min Mzf 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 zmznfw 2 0163 25 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min85 2130486521 iflMzj 式中 485mm 取l l1 86mm 取 ml5 32 l42 min 130fmz 2 工序 90 精銑前后兩端面切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫?已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 X6120 型萬能升降臺(tái) 銑床 工件裝在專用夾具中 刀具 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 63 可選銑刀直徑 220mm 齒數(shù) Z 6 wd 1 確定背吃刀量 pa m5 2 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 15 可查得 f 0 4 0 6mm z 選擇 f 0 52mm z 故 rmzf 087 65 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 25 可選擇 min 68vc in 4 980610rdvnwcs 按 X6120 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v min r 10 0 ldccd 26 min 08 69102ndvw 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 in 5469 Mznfw 按 X6120 機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給量表 選擇 mi 0fmz 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 zznfwM 10 6 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min17 926048521 iflMzj 式中 485mm 取 86mm l dccdl 05 3 5 001 1l 取 m 3242 2in 54 mfz 工序 110 精鏜 階梯孔切削用量及基本時(shí)間的確定 0 15 86 本工序?yàn)榇昼M 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床 工件裝在組合夾具中 刀具 硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀 確定背吃刀量 pa 5 128單 邊 余 量bp Zm 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 f 0 3 1 0mm r 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量 選擇 f 0 74mm r 確定切削速度 v 27 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 40 80m min 選擇cv min 65vc min 01 85610min 10rrdvnws 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v i 2 in 2 710nvw 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min39 01274 0521 ifnlwj 式中 3mm 5mm ml50 1l2l 0 74mm r 1 f i 0r 工序 120 粗 精鏜 孔切削用量及基本時(shí)間的確定9 本工序?yàn)榫M 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床 工件裝在組合夾具中 刀具 硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀 1 確定背吃刀量 pa mp9 0218 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 f 0 2 0 8mm r 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量 選擇 f 0 52mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 60 100m min 選擇cv 28 85m min cv min 41 298510rdvnwcs 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 250r min 所以實(shí)際切削速度 v in 63 92105nvw 4 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min45 0125 021 ifnlwj 式中 50mm 3mm 5mm l1l2l 0 74mm r 250r min 1 f i 工序 130 精鏜 孔切削用量及基本時(shí)間的確定95 本工序?yàn)榫M 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床 工件裝在組合夾具中 刀具 硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀 1 確定背吃刀量 pa mp1 02891 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 f 0 15 0 50mm r 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量 選擇 f 0 37mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 50 80m min 選擇cv 70m min cv 29 min 09 186 701rdvnwcs 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v in 25r in 23 75108 9vw 4 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min78 0237 021 ifnlwj 式中 50mm 3mm 5mm l1l2l 0 37mm r 200r min 1 f i 粗鏜 80H8 的孔 機(jī)床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質(zhì)合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 毛坯孔徑 pa2 0m 07dm 進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切f m20 削深度為 2 0mm 因此確定進(jìn)給量 F 2 fr 切削速度 參照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 4 9 取V 1 9 5 inVs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 101548 32 min3 7Vrd 按照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 3 1 41 取 60 實(shí)際切削速度 v 1 9 10ns 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 mf0 2infm 被切削層長度 l65 30 刀具切入長度 1l 2 0 3 5 4pramtgktg 刀具切出長度 取 2lm5l2 行程次數(shù) i1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt26 40 96min15jmlf 查 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 5 37 工步輔助時(shí)間為 2 61min 精鏜下端孔到 80H8 機(jī)床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質(zhì)合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 pa0 5m 進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切f m20 削深度為 因此確定進(jìn)給量 f4 0 15 fmr 切削速度 參照 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 4 9 V 取 in 8 160 2 68 sv 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 取 min 27 114 3 00rdv in 750r 實(shí)際切削速度 sn 56 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 mf in 1270 f 被切削層長度 l65 刀具切入長度 1l 5 2 3 2 870pramtgktg 刀具切出長度 取 2lm5l42 31 行程次數(shù) i1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt265 8740 59min1jmlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 0 9 ijt 查 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2 5 37 工步輔助時(shí)間為 1 56min 工序 120 鉆 攻左側(cè)面 14 M16 孔 保證尺寸公差要求切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 Z35Z3063X20 型搖 臂鉆床 工件裝在組合夾具中 由于內(nèi)孔直徑較小 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 可知毛坯上不預(yù)留孔 為實(shí)心件 刀具 高速鋼麻花鉆 1 確定背吃刀量 pa m7 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 13 可查得 f 0 32mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 13 可查得 24 34m min 選擇cv 30m min cv min 40 15301rdvnwcs 按 Z35Z3063X20 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v i rn in 89 2104vw 4 工額定時(shí)的計(jì)算 jT 32 min29 01432 0521 ifnlTwj 式中 30mm 取 5mm 1 4mm 取 2mm l 21 rctgKdl 1l2l2l 0 32mm r 400r min 1 f i 工序 120 鉆 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@ 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 Z35Z3063X20 型搖臂鉆床 工件裝在組合夾具中 刀具 高速鋼鉆頭 1 確定背吃刀量 pa m5 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 32 可查得 f 1 0 1 2mm r 按 Z35Z3063X20 機(jī)床進(jìn)給量 選擇 f 1 0mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 34 可查得 20 30m min 選擇cv 25m min cv min 04 3218 510rdvnwcs 按 Z35Z3063X20 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v i n in 53 2410 vw 4 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min1 035 121 ifnlwj 33 式中 30mm 取 3mm 1 4mm 取 3mm l 2 121 rctgKdDl 1l2l2l 1 0mm r 315r min 1 fni 工序 120 鉆 攻主軸導(dǎo)軌面各孔切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@ 攻主軸導(dǎo)軌面各孔 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機(jī)床為 Z35Z3063X20 型搖臂鉆床 工件裝在組合夾具中 刀具 高速鋼鉆頭 1 確定背吃刀量 pa mp03 294 5 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 43 可查得 f 0 15 0 25mm r 按 Z35Z3063X20 機(jī)床進(jìn)給量 選擇 f 0 16mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 43 可查得 8 15m min 選擇cv min 10vc min 38 1275010rdvwcs 按 Z35Z3063X20 機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實(shí)際切削速度 v i n in 27 1021vw 4 工額定時(shí)的計(jì)算 jT min31 2016 321 ifnlwj 34 式中 30mm 取 3mm 13mm l 2 121 rctgKdDl 1l2l 0 16mm r 200r min 1 fni 4 滑鞍銑主軸導(dǎo)軌面夾具設(shè)計(jì) 4 1 指出存在的問題 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本 保證加工質(zhì)量 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 需要設(shè)計(jì) 專用夾具 對(duì)于滑鞍加工銑主軸導(dǎo)軌面夾具設(shè)計(jì) 由于對(duì)加工精度要求不是很高 所 以在本道工序加工時(shí) 主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 4 2 夾具設(shè)計(jì) 4 2 1 夾具體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)夾具 首先要仔細(xì)分析加工零件的技術(shù)要求 運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方 法 擬定夾具設(shè)計(jì)方案 在滿足加工精度的條件下 合理的進(jìn)行安裝 定位 夾緊 在完成夾具草圖后 進(jìn)一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘 螺母 定位銷等的固定方 式 設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)個(gè)零部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 根據(jù)零件的使用要求 選擇相應(yīng)的 材料 35 完成鉆床夾具的所有設(shè)計(jì)后 用 AutoCAD 進(jìn)行二位圖形的繪制 首先畫裝配圖 然后從裝配圖上拆畫零件圖 標(biāo)注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求 最后進(jìn)行論文撰寫 整理 修改完成該畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 2 定位基準(zhǔn)的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn) 稱為定位基準(zhǔn) 據(jù) 夾具 手冊 知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合 在同一工件的各道工序中 應(yīng)盡量采用 同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工 該零件以三面定位 滑鞍上的裝配基準(zhǔn)為平面 而它們又是 滑鞍上其他要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn) 避免了基準(zhǔn)不 重合誤差 有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度 有零件圖可知 根據(jù)本道工序 選底面和側(cè)面為定位基準(zhǔn) 4 2 3 定位方案和元件設(shè)計(jì) 根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準(zhǔn)的選擇 可得定位基準(zhǔn)為平面 因此可選 擇定位元件為支承板 如圖 4 1 定位支承板所示 根據(jù)工序圖及對(duì)零件的結(jié)構(gòu)的分析 本道工序需限制 4 個(gè)自由度 為了增加定位 的可靠行 實(shí)際限制了其 6 個(gè)自由度 本夾具采用 6 點(diǎn)定位原則 用兩個(gè)固定的支撐 圖 4 1 定位支承板 36 板作為一大平面即 D 面 限制了工件的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度 用 W 面 作為一小平面 限制了工件的一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度 用一個(gè)底面 C 來限 制了工件上下移動(dòng)自由度 4 2 4 定位誤差的計(jì)算 定位誤差 11minDWd 1 2i 2min DDdJarctgL 其中 10 52Dm 20D d 3dm 1min 2min4 0 6DW 32Jm 夾緊誤差 cos inmaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNcl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj 5 夾具相對(duì)刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jwm 37 從以上的分析可見 所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求 4 2 5 夾緊力計(jì)算 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(duì)夾緊最不利的瞬 間狀態(tài) 按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 即 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻(xiàn) 5 表 可得 6 12 01 301 56CK 12522 3P f 所以有 193 08 KCWFN 76P 5 Kf 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn) 5 可查得 6 2 76zr 901052 29 螺旋夾緊力 048 N 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件 受力簡圖如下 38 163 圖 4 1 受力簡圖 由表 得 原動(dòng)力計(jì)算公式 261 001KLWl 即 0478 23 932 75 KWLNl 由上述計(jì)算易得 K 由計(jì)算可知所需實(shí)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(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 4 2 6 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu) 統(tǒng)稱螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 由于這類夾緊機(jī)構(gòu)簡單 夾緊可靠 通用性大 故在機(jī)床夾具中得到廣泛運(yùn)用 它的 主要缺點(diǎn)是夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)力 本夾具采用移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊 同時(shí)保證了夾緊可靠和動(dòng)作迅速的要求 同時(shí) 由于移動(dòng)壓板標(biāo)準(zhǔn)件 可直接購買 降低了夾具的制造成本 夾緊力的計(jì)算 單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按下列計(jì)算 2 1 0 tgrtQLWz 式中 W0 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力 N 39 Q 原始作用力 N L 作用力臂 mm 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑 mm 其值視螺桿端部的結(jié) r 構(gòu)形式而定 參見 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 第三版表 1 2 20 螺桿端部與工件間的摩擦角 1 螺紋中徑之半 mm zr 螺旋升角 參見 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 第三版表 1 2 21 螺旋副的當(dāng)量摩擦角 式中 為螺旋副的摩擦角 2 2 為螺紋牙型半角 參見 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 第三版表 1 2 22 4 2 7 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在