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確定切削用量和基本工時
工序2:粗銑?25通孔上表面
機床:立式銑床X52K
刀具:硬質合金端銑刀(面銑刀)材料: 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)楊叔子.《機械加工工藝師手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照楊叔子.《機械加工工藝師手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉速:
, 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)楊叔子.《機械加工工藝師手冊》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3:粗銑?25通孔下表面
機床:銑床
刀具:硬質合金端銑刀(面銑刀)材料: 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)楊叔子.《機械加工工藝師手冊》表2.4-73,取銑削速度:參照楊叔子.《機械加工工藝師手冊》表2.4-81,取
機床主軸轉速:
, 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)楊叔子.《機械加工工藝師手冊》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5:鉆Φ25H7的通孔
1 鉆孔。加工零件的中心孔,使其達到指定的尺寸要求
加工中心孔到Φ250+0.023 (先鉆孔到Φ25在加工擴孔到Φ250+0.023)
工件材料:HT200 ,金屬模鑄造
加工要求:擴孔的加工精度是1.6。
機床:立式鉆床,Z535
刀具:選用Φ22mm的標準高速鋼麻花鉆
計算鉆削用量、
確定進給量f 根據(jù)表3.41可查出=(0.47-0.57),由于孔深和孔徑之比L/d0 =30/22. k1f =1.0不用加上安全修正系數(shù)。故查立式鉆床Z535,取f=0.53mm/r。根據(jù)表3.4-3,鉆頭強度所允許的進給量=1.75mm/r。機床進給機構允許的軸向力=15690N(由機床說明書查處),根據(jù)表3.4-4,允許的進給量 1.8mm/r。
由于所選擇的進給量=0.53mm/r 遠小于和,所以所選用的進給量是可以使用的。
確定切削速度v
根據(jù)所給出的條件按照表3.4-8和表3.4-10進行計算,直接按照表3.4-15可以查出相應的值
v=17m/min F=4732N T=51.69Nm P m=1.25KW
由于實際加工條件與上表所給的條件不是完全一樣的,故應該對結果進行修正。由表3.4-9知,切削速度的修正系數(shù)=0.88
=0.75,故=17m/min0.880.75=11.22mm/min
查Z535型機床說明書,n=195r/min 那么實際切削速度為
由表3.4-11,切削力及轉矩的休整系數(shù)是=1.06,故F=47321.06=5016N
檢驗機床的功率
切削功率為
機床有效功率為
由于,故所選的切削用量是可以的,既
相應的F=5016N ,T=54.8NM ,
2.擴孔
擴孔選擇=24.5mm標準高速剛擴孔鉆頭。
確定擴孔進給量
根據(jù)表3.4-5,取=(0.7-0.8)0.7mm/r=0.9-0.56mm/r。
根據(jù)Z535型機床說明書,取=0.57mm/r 。
確定切削速度及
根據(jù)表3.4-34,取=25mm/min
由于切削條件跟上表有不同,切削速度尚需要乘以下修正系數(shù)
故
根據(jù)Z535 機型說明書,取n=275r/min ,實際擴孔速度
3.鉸孔
1)鉸刀
選用25mm 標準高速鋼鉸刀
確定鉸孔切削用量
確定進給量根據(jù)表3.4-6查出,=1.3-2.6mm,按照該表注4,進給量取小值。
按照Z535型機床說明書,取=1.6mm/r
切削速度和n根據(jù)表3.4-40,取=8.2m/min 。
切削速度修正系數(shù)由表3.4-9查出
故
根據(jù)Z535型機床說明書,取n=100r/min ,實際鉸孔速度
各個工序實際切削用量
根據(jù)以上計算,各工序切削用量如下:
鉆孔:
擴孔:
鉸孔:
工序7:
粗精銑寬度為30mm的下平臺
1、 工件材料:HT200,金屬模鑄造
加工要求:粗銑寬度為30mm的下平臺,精銑寬度為30mm的下平臺達到粗糙度3.2。
機床:X52立式銑床
刀具:高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)
2、計算切削用量
粗銑寬度為30mm的下平臺
以知條件:工件的形狀如毛胚所市,工件為HT200鑄造件,硬度180HBW,有外皮,用X50322立式銑床進行加工,機床的功率是7。5KW:所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20),試確定切削用量。
銑刀直徑 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-32以及面銑刀標準GB/T 5342-1985, 選擇銑刀直徑 =225mm 齒數(shù)Z= 20
銑削用量
背吃刀量:由于加工余量為2m m故在一次走刀內切完,取=2mm
確定每齒的進給量:
根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-73.得到每齒的進給量=0.20 – 0.29mm/齒 ,采用對稱銑削。取=0.2mm。
確定銑削速度 及銑削功率
根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-75和表2.1-76,銑刀后面最大磨損限度為2mm ,刀具壽命T=120min 。
根據(jù)給定的條件,查機械加工工藝手冊表2.1-87得到
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到:
給定的材料硬度是190HBW,銑削的寬度是 ;實際的工件的硬度是180HBW,實際的銑削的寬度是
根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-79查出修正系數(shù)
考慮修正系數(shù)后的銑削速度
計算出刀具轉速及進給速度
=
根據(jù)X5032型立式銑床說明書取
校驗機床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機床的條件經(jīng)過計算和比較結果
數(shù)值大于加工工藝過程要求的功率,故所選用的機床X5032立式銑床是符合加工要求的。
4) 基本功時:1.58min
工序9 鉆?12的孔擴孔至?12.7
1、工件材料:HT200,金屬模鑄造,
加工要求:銑孔內表面,無粗糙度要求。機床:X5032立式銑床
刀具:高速鋼鉆頭
2、計算切削用量
用Φ11擴孔Φ12.7的內表面。根據(jù)《切削手冊》進給量f=0.64mm/z,切削速度0.193m/s,切削深度是1.5mm,機床主軸轉速為195r/min。走刀長度是36mm。
基本工時:t1=2×36/(0.64×195)=0.58 min.
用Φ12擴孔Φ12.7的內表面。根據(jù)《切削手冊》進給量f=0.64mm/z,切削速度0.204m/s,切削深度是0.5mm,機床主軸轉速為195r/min。走刀長度是36mm。
基本工時:t2=2×36/(0.64×195)=0.58 min.
第四工序基本工時:t=t1+t2=1.16min.
工序4
1.鉆孔
鉆頭:選擇14的高速鋼鉆頭,和6的標準高速鋼鉆頭
確定鉆削用量(大孔)
確定進給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1查處=0.61-0.75
根據(jù)孔深和孔的直徑的比值=3/14=0.214
有表格給定的數(shù)值可的比值3,不有加修正系數(shù)
=0.61-0.75mm/r
根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3,鉆頭強度所允許的進給量=1.25mm/r.機床進給機構所允許的軸向力
根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4,允許的進給量1.8mm/r
由于所選擇的進給量遠小于和,故所選擇的進給量是可用的。
確定切削速度
查機械加工工藝手冊表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相應的
=14mm/min根據(jù)機床說明書,N=195r/min
那么實際的切削速度是
基本功時:
t=L/fn=0.35min
(3)確定鉆削用量(小孔)
1)確定進給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1可查出=0.36-0.44mm/r,由于孔深和孔直徑的比值=12.5/6=2.083
所以不有加修正系數(shù)
根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3,鉆頭所允許的最大進給量
=0.72mm/r,機床進給機構所允許的最到軸向力根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4,允許的最大進給量1.8mm/r
由于所選擇的進給量遠小于和,故所選擇的進給量是可用的。
確定切削速度
根據(jù)機械加工工藝手冊,表3.4-15可以直接查速度
=12m/min
查Z535機床說明書,取n=195r/min,那么實際的切削速度
確定基本功時:t=L/fn=0.89min
加工此處的總的功時:
2.加工螺紋
因為螺紋孔為為細牙螺紋,所以螺紋孔加工到
(1)鉆頭選用mm標準高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刀
(2)確定鉆削用量
1)確定進給量,根據(jù)表3.4-1可查出,選用立式鉆床Z5125A,取進給量為=0.20mm/r
根據(jù)表3.4-3,鉆頭強度所允許的進給量=0.78mm/r。
機床進給機構允許的軸向力=9000N
根據(jù)表3.4-4允許的進給量>1.9mm/r
由于所選擇的進給量遠小于及,故所選可用
確定切削速度v,軸向力F,轉矩T以及切削功率,用不同刀具材料進行鉆,擴,鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進行計算。根據(jù)所給條件,可直接在表3.4-15中用插入法計算得:v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應對結果進行修正,由表3.4-9知,切削速度的修正系數(shù)
故
取N=375r/min.則實際切削速度v為
由表3.4-11,切削力及轉矩的修正系數(shù)
故
校驗機床功率
切削功率為
kw
機床有效功率為
因為>.故選擇的切削用量可用
即
選用的細長柄機用絲錐,工件材料中碳鋼,前角,后角,主偏角
選用切削速度
根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min
(3)扭矩的確定
根據(jù)表7.2-12得
查機械加工工藝手冊表7.2-12
得,
(4)攻螺紋時的轉速
r/min
取n=400r/min
m/min
選擇絲錐退出時的轉速為450r/min
基本時間的確定
==15.27s
式中 - 工件螺紋長度(mm)
- 絲錐切削錐長度(mm)
- 攻螺紋時的超切量,取=(2-3);
- 攻絲紋時的轉速(r/min)
- 絲錐退出時的轉速(r/mm )
- 工件螺紋距(mm )
工序11 粗精銑Φ5、M6上端面
由工件可以得到尺寸LB=40 30
1、 工件材料:HT200,金屬模鑄造
加工要求:銑寬度為30mm長度是40mm的平臺,精銑寬度為30mm的上平臺面達到粗糙度3.2。
機床:X50322立式銑床
刀具:高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20)
2、計算切削用量
粗銑寬度為30mm的上平面
以知條件:工件的形狀如毛胚所示,工件為HT200鑄造件,硬度180HBW,有外皮,用X52K立式銑床進行加工,機床的功率是7。5KW:所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20),試確定切削用量。
銑刀直徑 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-32以及面銑刀標準GB/T 5342-1985, 選擇銑刀直徑 =225mm 齒數(shù)Z= 20
銑削用量
背吃刀量:由于加工余量為2m m故在一次走刀內切完,取=2mm
確定每齒的進給量:
根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-73.得到每齒的進給量=0.20 – 0.29mm/齒 ,采用對稱銑削。取=0.2mm。
確定銑削速度 及銑削功率
根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-75和表2.1-76,銑刀后面最大磨損限度為2mm ,刀具壽命T=120min 。
根據(jù)給定的條件,查機械加工工藝手冊表2.1-87得到
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到:
給定的材料硬度是190HBW,銑削的寬度是 ;實際的工件的硬度是180HBW,實際的銑削的寬度是
根據(jù)機械加工工藝手冊表2.1-79查出修正系數(shù)
考慮修正系數(shù)后的銑削速度
計算出刀具轉速及進給速度=
根據(jù)X52K型立式銑床說明書取
校驗機床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機床的條件經(jīng)過計算和比較結果
數(shù)值大于加工工藝過程要求的功率,故所選用的機床X5032立式銑床是符合加工要求的。
7)基本功時:1.466mm
工序12 鉆Φ5、加工M6上端面用立式鉆床Z525,為保證加工的孔的位置度,采用專用夾具
1.鉆孔
鉆頭:選擇5的高速鋼鉆頭
1.確定鉆削用量(通孔)
確定進給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1查處=0.14-0.18
根據(jù)孔深和孔的直徑的比值=15/5=3.0
有表格給定的數(shù)值可的比值=3,不有加修正系數(shù)
=0.14-0.18 mm/r
根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3,鉆頭強度所允許的進給量=0.27mm/r.機床進給機構所允許的軸向力
根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4,允許的進給量1.8mm/r
由于所選擇的進給量遠小于和,故所選擇的進給量是可用的。
確定切削速度
查機械加工工藝手冊表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相應的
=15mm/min根據(jù)機床說明書,N=195r/min
那么實際的切削速度是
3)基本功時:
t=L/fn=0.29min
2.確定鉆削用量(盲孔)
1)確定進給量根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-1可查出=0.18-0.22mm/r,由于孔深和孔直徑的比值=20/6=3.33
所以有加修正系數(shù)
=(0.18-0.22)0.9=0.162-0.198mm/r
根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-3,鉆頭所允許的最大進給量
=0.27mm/r,機床進給機構所允許的最到軸向力根據(jù)機械加工工藝手冊表3.4-4,允許的最大進給量1.8mm/r
由于所選擇的進給量遠小于和,故所選擇的進給量是可用的。
確定切削速度
根據(jù)機械加工工藝手冊,表3.4-15可以直接查速度
=23m/min
查Z535機床說明書,取n=195r/min,那么實際的切削速度
確定基本功時:t=L/fn=0.38min
加工此處的總的功時:
2.加工螺紋
因為螺紋孔為為細牙螺紋,所以螺紋孔加工到
(1)鉆頭選用mm標準高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刀
(2)確定鉆削用量
1)確定進給量,根據(jù)表3.4-1可查出,選用立式鉆床Z5125A,取進給量為=0.16mm/r
根據(jù)表3.4-3,鉆頭強度所允許的進給量=0.78mm/r。
機床進給機構允許的軸向力=9000N
根據(jù)表3.4-4允許的進給量>1.9mm/r
由于所選擇的進給量遠小于及,故所選可用
確定切削速度v,軸向力F,轉矩T以及切削功率,用不同刀具材料進行鉆,擴,鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進行計算。根據(jù)所給條件,可直接在表3.4-15中用插入法計算得:v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應對結果進行修正,由表3.4-9知,切削速度的修正系數(shù)
故
取N=375r/min.則實際切削速度v為
由表3.4-11,切削力及轉矩的修正系數(shù)
故
校驗機床功率
切削功率為
kw
機床有效功率為
因為>.故選擇的切削用量可用
即
選用的細長柄機用絲錐,工件材料中碳鋼,前角,后角,主偏角
選用切削速度
根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min
(3)扭矩的確定
根據(jù)表7.2-12得
查機械加工工藝手冊表7.2-12
得,
(4)攻螺紋時的轉速
r/min
取n=520r/min
m/min
選擇絲錐退出時的轉速為450r/min
基本時間的確定
==12.2s
式中 - 工件螺紋長度(mm)
- 絲錐切削錐長度(mm)
- 攻螺紋時的超切量,取=(2-3);
- 攻絲紋時的轉速(r/min)
- 絲錐退出時的轉速(r/mm )
- 工件螺紋距(mm )
制動杠桿加工工藝
及銑18平面夾具設計
學生姓名:
學生學號:
院 (系):
年級專業(yè):
指導教師:
摘 要
制動杠桿零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析,了解零件的工藝再設計出毛坯的結構,并選擇好零件的加工基準,設計出零件的工藝路線;接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算,關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量;然后進行專用夾具的設計,選擇設計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件;計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結構的合理性與不足之處,并在以后設計中注意改進。
關鍵詞 制動杠桿零件,加工工藝,夾具,定位,夾緊
28
目 錄
摘 要 I
1 緒論 1
2 制動杠桿加工工藝規(guī)程設計 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2制動杠桿加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 4
2.2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2.2基面的選擇 4
2.2.3確定工藝路線 4
2.2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.2.5確定切削用量 7
2.3小結 16
3 銑18平面夾具設計 17
3.1研究原始質料 17
3.2定位基準的選擇 17
3.3 切削力及夾緊分析計算 17
3.4 誤差分析與計算 18
3.5 零、部件的設計與選用 19
3.5.1定位銷選用 19
3.5.2 定向鍵與對刀裝置設計 19
3.6 夾具設計及操作的簡要說明 21
結 論 23
參考文獻 24
致 謝 26
1 緒論
機械加工工藝規(guī)程是加工過程是提供零件的加工過程和工藝文件操作方法之一,它是具體的生產(chǎn)條件下,更合理的工藝和操作方法,按照規(guī)定的處理的批準,以指導生產(chǎn)后所撰寫的文件的形式。加工過程一般包括以下情況:在工件的加工工藝路線,每個過程的具體內容和使用的設備和工藝設備,試驗項目和試驗方法的工件,切削時間配額的數(shù)量等。
步驟開發(fā)流程規(guī)范
1)生產(chǎn)計劃的計算,以確定生產(chǎn)的類型。
2)分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖,零件加工分析。
4)制定工藝路線。
5)確定每個步驟中,計算需要的尺寸公差。
6),以確定所使用的每一個過程的設備和工具,夾具,量具。
7)來確定切削的量和固定的工作小時。
8)確定的主要過程的技術要求和試驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中,往往要對前面已初步確定的內容進行調整,以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中,可能會出現(xiàn)前所未料的情況,如生產(chǎn)條件的變化,新技術、新工藝的引進,新材料、先進設備的應用等,都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
工件夾具是一個技術和設備,它被廣泛應用于機械加工,熱處理,裝配,焊接和測試過程機械制造工藝。
“工欲善其事,必先利其器?!?
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來,現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具(含夾具、刀具、量具與輔具等)在不斷的革新中,其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此,無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,夾具都是重要的工藝裝備。
2 制動杠桿加工工藝規(guī)程設計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目給出的零件是制動杠桿。它的主要的作用是用來支承、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)工藝簡單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性高,為此以下是制動杠桿需要加工表面以及加工表面的位置要求?,F(xiàn)分析如下:
(1)主要加工面:
1)小頭鉆Φ22以及與此孔相通的Φ14階梯孔、M8螺紋孔;
2)銑40X18平臺;
3)鉆2—M6螺紋孔;
4)銑距離中心為18的一平面。
(2)主要基準面:
1)以Φ44外圓面為基準的加工表面
這一組加工表面包括:Φ22的孔、制動杠桿下表面
2)以Φ22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、40X18平臺、2—M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺紋孔平臺。
制動杠桿的Φ22孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?,F(xiàn)分述如下:
本套夾具中用于加工Φ22孔的是立式鉆床。工件以Φ22孔下表面及Φ44孔外圓面為定位基準,在定位塊和V型塊上實現(xiàn)完全定位。加工Φ22時,由于孔表面粗糙度為。主要采用鉆、擴、鉸來保證其尺寸精度。
本套夾具中用于加工制動杠桿的小平面和加工2—M6螺紋孔是立式銑床。工件以孔Φ22及端面和水平面底為定位基準,在長銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工表面:包括距離中心為18mm的平臺
本套夾具中用于加工與Φ22孔相通的M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以22孔及其下表面和寬平臺作為定位基準,在大端面長圓柱銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。加工M8螺紋底孔時,先用Φ7麻花鉆鉆孔,再用M8的絲錐攻螺紋。
2.2制動杠桿加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施
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5000件,達到大批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,鑄造表面質量的要求高,故可采用鑄造質量穩(wěn)定的,適合大批生產(chǎn)的鑄造。便于鑄造和加工工藝過程,而且還可以提高生產(chǎn)率。
2.2.2基面的選擇
(1)粗基準的選擇 對于本零件而言,按照粗基準的選擇原則,選擇本零件的不加工表面是加強肋所在的肩臺的表面作為加工的粗基準,可用裝夾對肩臺進行加緊,利用一個V形塊支承44圓的外輪廓作主要定位,以限制z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度,達到完全定位,就可加工Φ22的孔。
(2)精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題,和便于裝夾,采用Φ22的孔作為精基準。
2.2.3確定工藝路線
表2.1工藝路線方案一
工
序
號
工 序 內 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火, 一般為500-550℃。保溫時間一般按5 min/mm 計算。后以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐,空冷。
30
劃線打點
40
粗車?46右端面并倒角
50
粗車?46左端面并倒角
60
鉆孔Φ19mm
70
擴孔?21.7孔
80
鉸?22E8孔
90
銑削40X18端面
100
銑尺寸為18的平面
110
粗銑A向面
120
局部熱處理G42(A面26X22)
130
半精銑A向面
140
鉆2-M6螺紋底孔
150
攻絲2-M6
160
M8螺紋底孔
170
攻絲M8
180
锪Ф14孔
190
去毛刺
200
檢驗入庫
表2.2工藝路線方案二
工
序
號
工 序 內 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火, 一般為500-550℃。保溫時間一般按5 min/mm 計算。后以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐,空冷。
30
劃線打點
40
粗車?46右端面并倒角
50
粗車?46左端面并倒角
60
鉆孔Φ19mm
70
擴孔?21.7孔
80
鉸?22E8孔
90
銑削40X18端面
100
銑尺寸為18的平面
110
粗銑A向面
120
局部熱處理G42(A面26X22)
130
半精銑A向面
140
鉆2-M6螺紋底孔
150
攻絲2-M6
160
锪Ф14孔
170
M8螺紋底孔
180
攻絲M8
190
去毛刺
200
檢驗入庫
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“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。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動影響生產(chǎn)效率。而對于零的尺寸精度和位置精度都沒有太大程度的幫助。
以Ф22mm的孔子外輪廓為精基準,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的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個問題。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前提下,發(fā)現(xiàn)第一個方案也比較合理想。所以我決定以第一個方案進行生產(chǎn)。具體的工藝過程如表2.3所示。
表2.3 最終工藝過程
工
序
號
工 序 內 容
10
采用鑄造的方法獲得毛坯
20
退火, 一般為500-550℃。保溫時間一般按5 min/mm 計算。后以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐,空冷。
30
劃線打點
40
粗車?46右端面并倒角
50
粗車?46左端面并倒角
60
鉆孔Φ19mm
70
擴孔?21.7孔
80
鉸?22E8孔
90
銑削40X18端面
100
銑尺寸為18的平面
110
粗銑A向面
120
局部熱處理G42(A面26X22)
130
半精銑A向面
140
鉆2-M6螺紋底孔
150
攻絲2-M6
160
M8螺紋底孔
170
攻絲M8
180
锪Ф14孔
190
去毛刺
200
檢驗入庫
2.2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
制動杠桿的材料是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:
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差,因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量,實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn),應該采用調整法加工,因此計算最大與最小余量時應按調整法加工方式予以確定。
毛坯與零件不同的尺寸有:(具體見零件圖)故臺階已被鑄出,根據(jù)參考文獻[14]的銑刀類型及尺寸可知選用6mm的銑刀進行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。
1)加工Φ22的端面,根據(jù)參考文獻[8]表4-35和表4-37考慮3mm,粗加工2mm到金屬模鑄造的質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Φ22的內表面加工。由于內表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm,一次精加工0.1mm就可達到要求。
3)加工寬度為30mm的下平臺時,用銑削的方法加工臺肩。由于臺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。
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就可達到要求。
6)加工M8底孔,根據(jù)參考文獻[8]表4-23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就可達到要求。
7)加工2-M6螺紋,根據(jù)參考文獻[8]表4-23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就可達到要求。
8)加工2-M6端面,粗加工2mm到金屬模鑄造的質量和表面粗糙度要求,精加工1mm,可達到要求。
2.2.5確定切削用量
工序30:粗車?46右端面并倒角
1、加工條件
(1)選擇刀具
1) 選擇直頭焊接式外圓車刀
2)依據(jù),根據(jù)表1.1,車床CA6140的中心高度,所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm,刀片的厚度為4.5mm。
3)依據(jù),根據(jù)表1.2,粗車毛坯為45鋼,可以選擇YT15硬質合金刀具。
4)依據(jù),根據(jù)表1.3,車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號
范圍
取值
主偏角
kr
30~45
45
副偏角
10~15
15
前角
5~10
10
后角
5~8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10~ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4[(0.3~0.8)f]
1
0.4~0.8
0.5
(2)選擇切削用量
1)、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為3.0mm,可在一次走刀內切完,故
ap=3.0mm
2)、進給量
依據(jù),根據(jù)表1.4,在粗車鋼料,刀桿的尺寸為16mmX25mm,ap=2.9mm,以及工件直徑小于40mm時,
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求,故需進行校驗
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。
依據(jù),根據(jù)表1.21,當鋼的強度=570~670MPa,,,, (預計)時,進給力為N。
依據(jù),根據(jù)表1.29-2,切削時的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.0,故實際進給力為
N
由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力,故所選的進給量可用
3)、車刀磨鈍標準及耐用度T
依據(jù),根據(jù)表1.9,車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm(1.0~1.4),車刀的壽命T=60min。
4)、確定切削速度
依據(jù),根據(jù)表1.28,切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故
=0.94
依據(jù),根據(jù)表1.27,切削速度的計算
故 =110m/min
r/min
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說明書,選擇
這時實際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
式中,l=75mm, 根據(jù),根據(jù)表1.26,車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
工序40:粗車?46左端面并倒角
1、加工條件
(1)選擇刀具
1) 選擇直頭焊接式外圓車刀
2)依據(jù),根據(jù)表1.1,車床CA6140的中心高度,所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm,刀片的厚度為4.5mm。
3)依據(jù),根據(jù)表1.2,粗車毛坯為45鋼,可以選擇YT15硬質合金刀具。
4)依據(jù),根據(jù)表1.3,車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號
范圍
取值
主偏角
kr
30~45
45
副偏角
10~15
15
前角
5~10
10
后角
5~8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10~ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4[(0.3~0.8)f]
1
0.4~0.8
0.5
(2)選擇切削用量
1)、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為3.0mm,可在一次走刀內切完,故
ap=3.0mm
2)、進給量
依據(jù),根據(jù)表1.4,在粗車鋼料,刀桿的尺寸為16mmX25mm,ap=2.9mm,以及工件直徑小于40mm時,
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求,故需進行校驗
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。
依據(jù),根據(jù)表1.21,當鋼的強度=570~670MPa,,,, (預計)時,進給力為N。
依據(jù),根據(jù)表1.29-2,切削時的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.0,故實際進給力為
N
由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力,故所選的進給量可用
3)、車刀磨鈍標準及耐用度T
依據(jù),根據(jù)表1.9,車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm(1.0~1.4),車刀的壽命T=60min。
4)、確定切削速度
依據(jù),根據(jù)表1.28,切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故
=0.94
依據(jù),根據(jù)表1.27,切削速度的計算
故 =110m/min
r/min
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說明書,選擇
這時實際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
式中,l=75mm, 根據(jù),根據(jù)表1.26,車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
工序50:鉆、擴、鉸?22E8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標準高速鋼麻花鉆,磨出雙錐和修磨橫刃;擴孔——Φ21.7mm標準高速鋼擴孔鉆;鉸孔——Φ22mm標準高速鉸刀。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,故應對所的結論進行修正。
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)各工序實際切削用量 根據(jù)以上計算,各工序切削用量如下:
鉆孔:,,,
擴孔:,,,
鉸孔:,,,
工序60:銑削40X18端面
加工條件:
工件材料: HT200,鑄造。
機床:X52K立式銑床。
查參考文獻[7]表30—34
刀具:硬質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:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[3]表2.4-75,取銑削速度:參照參考文獻[7]表30—34,取。
由式2.1得機床主軸轉速:
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度:
進給量:
工作臺每分進給量:
:根據(jù)參考文獻[7]表2.4-81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長度:
式(2.2)
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
工序70 銑距離中心18平面
加工條件:
工件材料: HT200,鑄造。
機床: X52K立式銑床。
由參考文獻[7]表30—31
刀具:高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀):, ,齒數(shù)12,此為細齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)參考文獻[7]表30—31,取
銑削速度:參照參考文獻[7]表30—31,取
機床主軸轉速,由式(2.1)有:
按照參考文獻[3]表3.1-31
實際銑削速度:
進給量,由式(2.3)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
工序80:先鉆2-M6螺紋底孔,然后進行攻絲2-M6
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS??椎闹睆綖?mm。加工機床為Z525立式鉆床,加工工序為鉆孔至Φ5,選用Φ5的麻花鉆頭。攻M6螺紋,選用M6細柄機用絲錐攻螺紋。
切削深度:
進給量:根據(jù)參考文獻[5]表2.4-39,取
切削速度:參照參考文獻[5]表2.4-41,取
由式(2.1)機床主軸轉速:
,取
實際切削速度:
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
攻M6×1.5的螺紋
機床:Z525立式鉆床
刀具:細柄機用絲錐()
進給量:由于其螺距,因此進給量
切削速度:參照參考文獻[5]表2.4-105,取
由式(2.1)機床主軸轉速:
,取
絲錐回轉轉速:取
實際切削速度:
工序90:先鉆M8螺紋底孔,锪Ф14孔,然后進行攻絲M8
(1)加工M8底孔
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS??椎闹睆綖?mm。加工機床為Z525立式鉆床,加工工序為鉆孔至Φ7,選用Φ7的麻花鉆頭。攻M8螺紋,選用M8細柄機用絲錐攻螺紋。
切削深度:
進給量:根據(jù)參考文獻[5]表2.4-39,取
切削速度:參照參考文獻[5]表2.4-41,取
由式(2.1)機床主軸轉速:
,取
實際切削速度:
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
攻M8×1.5的螺紋
機床:Z525立式鉆床
刀具:細柄機用絲錐()
進給量:由于其螺距,因此進給量
切削速度:參照參考文獻[5]表2.4-105,取
由式(2.1)機床主軸轉速:
,取
絲錐回轉轉速:取
實際切削速度:
(2)锪鉆Φ14階梯孔
工件材料為HT200鐵,硬度200HBS。孔的直徑為14mm,表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床,加工工序為锪鉆,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。由于機床進給機構允許的軸向力(由機床說明書查出),根據(jù)參考文獻[7]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。
確定切削速度、軸向力F、轉矩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,故應對所的結論進行修正。
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
由參考文獻[7]表28-5,,故
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
,,,
相應地
,,
2.3小結
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對加工工藝規(guī)程的設計,可以了解了加工工藝對生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。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)。
3 銑18平面夾具設計
3.1研究原始質料
利用本夾具主要用來粗、精銑18平面,在銑此平面時,為了保證技術要求,最關鍵是找到定位基準。同時,應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
3.2定位基準的選擇
由零件圖可知:在對18平面進行加工前,底平面進行了粗、精銑加工,孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此,定位、夾緊方案有:
方案:選底平面、工藝孔和大頭孔定位,即一面、心軸定位,夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。
銑該平面時其對孔的要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內,采用一面一銷一調節(jié)支撐釘?shù)亩ㄎ环绞?,這種定位在結構上簡單易操作。
3.3 切削力及夾緊分析計算
刀具:錯齒三面刃銑刀(硬質合金)
刀具有關幾何參數(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,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。
查參考文獻[5]1~2~26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(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,
即:
由上述計算易得:
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。
3.4 誤差分析與計算
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,所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設計與選用
3.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷銷來定位,其參數(shù)如下表:
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
14~30
16
22
~0.011
22
5
1
4
M12
4
3.5.2 定向鍵與對刀裝置設計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷,加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示:
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4:
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
~0.012
~0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成銑加工,所以選用側裝對刀塊。
塞尺選用平塞尺,其結構如圖5.3所示:
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5:
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
~0.006
0.25
3.6 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述,應該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設計采用了手動夾緊方式,在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認真分析和比較,選用了手動夾緊方式(螺旋夾緊機構)。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大,在機床夾具中很廣泛的應用。
此外,當夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。
結 論
通過近一個月的課程設計,使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟,不僅是對所學知識的一個鞏固,也從中得到新的啟發(fā)和感受,同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力,而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程。
在整個設計過程中,我本著實事求是的原則,抱著科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度,主要按照課本的步驟,到圖書館查閱資料,在網(wǎng)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計,也是最難的一次。在設計的時候不停的計算、比較、修改,再比較、再修改,我也付出了一定的心血和汗水,在期間也遇到不少的困難和挫折,幸好有老師的指導和幫助,才能夠在設計中少走了一些彎路,順利的完成了設計。
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致 謝
在本文完成之際,首先向我最尊敬的導師老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。幾個月以來,他不遺余力地對我的設計進行了指導。在我課程設計這段時間,無論在學習還是在生活上,恩師都給予了我無微不至的關懷。他以其淵博的知識,寬厚的胸懷、無私的敬業(yè)精神以及嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和開拓進取的精神激勵著我,并言傳身教,身體力行地不斷培養(yǎng)我獨立思考,深入探索,解決實際問題的能力,使我受益匪淺。老師給與了該設計關鍵性的技術指導,并指明了研究的方向,雖然平日里工作繁多,但在我做課程設計的過程中,特別在說明書的撰寫和修改上給予了我悉心的指導,特此向老師表示衷心的感謝和敬意!
課程設計雖已完成了,但由于知識水平的局限,實際經(jīng)驗缺乏,設計還存在許多不足,有很多地方需要改進。對于這些不足,我將在以后的工作中利用盡自已所能的去補充和完善,讓自己成為對社會作更多的貢獻,成為有用之才。
此外還要感謝那些給予過我關心、幫助的老師和同學,正是有了大家的關懷、鼓力和我自己的努力,此設計才得以順利完成。