变速器轴承外壳加工工艺及钻孔Φ24、Φ8、钻M6-7H螺纹孔夹具设计【含CAD图纸和说明书】
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摘 要变速器轴承外壳是汽车的重要零件。本次设计的主要内容为三部分:零件的机械工艺分析、工装设计和数控加工。其中零件的机械工艺分析包括:零件的作用分析、工艺路线的分析、工序卡片和工艺过程卡片的填写;工装设计包括:零件的定位分析、误差分析、夹具的设计和液压系统的设计;数控加工包括:三维造型、数控工序的编写和数控加工的G代码的生成。关键词:工艺、误差分析、数控加工第一章 绪 论机械制造业就是制造具有一定形状和尺寸的零件或产品,并把它们装配成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其他行业的生产提供装备,这些行业的产品再被人们所使用。社会的各行各业使用的各式各样的机器、机械、仪器和工具等都是机械制造业的产品。因此,机械制造业在国民经济中占有重要地位,是一个国家和一个地区发展的重要基础及有力支柱,尤其在发达国家它创造了1/4-1/3的国民收入。在我国工业占国民经济比重的45,是我国经济的战略重点。从某种意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。随着科学技术的不断发展,对产品的制造精度要求越来越高,产品形状也越来越复杂,品种越来越多,且小批量占主导地位,这就更加要求加工设备不仅要精度高,而且要生产效率高,自动化程度高,工人操作简单,劳动强度低。自20世纪80年代发展到21世纪初,制造技术,特别是自动化制造技术向着柔性化、集成化、智能化方向发展,并随着高精密数控机床的出现在超精密加工技术方面,其加工精度已进入纳米级,表面粗糙度已小于0.0005m;在切削速度方面,国外车削钢最高已达到915m/min;对于不断出现的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔,通过特种加工方法逐步得以解决。随着我国综合实力、机械制造业的不断发展壮大。目前,我国已形成品种繁多、门类齐全、布局合理的机械制造工业体系。许多科研机构、大专院校和企业研制出一大批成套技术装备和多种高精尖产品,有些已接近或达到国家先进水平。通过对这些产品的研发,我国已建立了自己的人才培养和软件控制技术开发基地以及高精加工设备生产基地,从而使我国的国民经济综合实力和科学技术水平迅速提高。国防尖端的生产、“神州六号”载人飞船的成功发射与回收、人们生活用品的质量提高,有力地说明了我国要械业的发展状况。第47页 第二章 零件的分析 零件为“跃进”牌汽车第二轴变速器轴承外壳,零件通过80h8定位,利用凸缘上的5-10.5mm的孔连接变速箱上80h8端面压在装于第二轴上的轴承外圈上使之轴向固定。24H8孔与8孔上支承装于该零件C面上的里程表轴,该齿轮与第二轴端上的大斜齿轮啮合将运动传于里程表轴,使里程指针转动完成记数与指示的功能。2.1零件的工艺分析:变速器轴承外壳共有3组加工表面,现分述如下:1、 76E8孔为中心加工的表面:这一组加工表面包括:右端面、76E8孔、76底面及倒角。其中,主要加工表面为76E8孔。该孔表面粗糙度为6.3,精度要求为8级,因此需粗、精车才能达到要求。2、 以80h8外圆为中心加工的表面:这一组加工表面包括:左端面、80h8外圆及80右平面。这三个表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均为6.3、外圆精度要求为8级、长度方向的精度要求为12级,需要粗、精车才能达到要求。3、 以24H8孔为中心加工的表面:这一组加工表面包括:24H8、8孔及锪平22。其中,主要加工表面为24H8、8。其表面粗糙度均为6.3,精度要求为8级和10级。需要钻孔、扩孔、铰孔才能达到要求。4、位置度要求: 左端面与80右平面平行度要求为0.04,24H8和8对端面C的垂直度要求为0.05。第三章 工艺规程设计3.1毛坯制造形式的确定零件材料为HT200,考虑该零件在实际运行中所受载荷较小,零件属成批或大批生产,零件外轮廓尺寸不大,零件内部有凹槽铸造时需采用活块,故可采用金属性铸造。3.2基面的选择3.2.1粗基准的选择:按照有关粗基准的选择原则和考虑工件各加工表面的余量分配及不需加工表面与加工表面的位置精度的要求,选用零件外圆弧轮廓作为粗准利用三爪卡盘进行装夹,以消除零件的四个自由度。在利用三爪卡盘进行装夹时零件的重量存在一定的不对称,但考虑零件的尺寸较小不对称重量较少,故此零件在装夹时不需作配重处理。3.2.2精基准的选择:精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算。因此精加工基准在下面的工序中详细说明。 3.3 制定工艺路线3.3.1 工艺路线方案一: 工序I 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面,以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床,夹具为三爪卡盘。工序II 粗车右端面、孔76及其底平面,以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序III 铣削24端面及M6端面到要求并保证2 ,以零件80及左端面为基准,选用X5020A立式升降台铣床,夹具为专用夹具。工序IV 钻孔24、8及锪平22以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z525钻床,夹具为专用夹具。,工序V 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 精车左端面、80外圆、倒0.545角及80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.3,以零件右端面及76孔为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VII 扩、铰孔24、锪平22、扩孔8、沉孔9.590、钻螺纹孔及攻螺纹。以零件80外圆及左端面为基准。选用 Z525 钻床夹具为专用夹具。 工序VIII 锪平19及钻孔5-10.5,以零件80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床,夹具为专用夹具。工序IX 终检3.3.2工艺路线方案二:工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床,夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序III 铣削24端面及M6端面到要求,以零件80外圆及左端面为基准,选用X5020A立式升降台铣床,夹具为专用夹具。工序IV 钻孔24以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z525钻床,夹具为专用夹具。,工序V 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 精车左端面、80外圆、倒0.545角及80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.3,以零件右端面及76孔为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VII 扩、铰孔24,锪平22,钻、扩孔8,沉孔9.590到要求,钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525钻床,夹具为专用夹具。 工序VIII 锪平19及钻孔5-10.5,以零件80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床,夹具为专用夹具。工序IX 终检方案比较: 以上加工方案大致看来还合理,但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后就会发现仍有问题。主要表现在两端面的加工先后和加工孔8及基准的选择。1、如果以外轮廓为粗基准、采用三爪卡盘夹持加工左端面及80外圆右端平面,由于夹持工件过短加工时车刀容易加工到卡盘上造成卡盘的损坏,所以要以外轮廓为粗基准加工右端面。2、图样规定:8和24H8表面对端面C的垂直度为0.05,由此可以看出因为8和24H8表面对端面C有垂直度的要求因此加工及测量都应以C平面为基准。这样做可以保证设计基准和工艺基准相重合。3.3.3最终的加工路线:工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床,夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序III 钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹,锪平36、22及、M6端面到要求以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床,夹具为专用夹具。工序IV 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序V精车零件左端面、80h8及80的右平面,以零件76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 扩、铰孔24H8孔8,沉孔9.590到要求。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525立式钻床,夹具为专用夹具。 工序VII锪平19及钻孔5-10.5,以零件80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床,夹具为专用夹具。工序VII终检3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定变速器轴承外壳零件材料为HT200,硬度为200HBS,毛坯重量约为0.6Kg,生产类型为大批或成批生产,采用在金属型铸造。各工序的加工余量及工序余量见附表A;根据其上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:表4.1 76E8内孔工序余量:毛坯名义尺寸:76-274毛坯最大尺寸:74+0.874.8 毛坯最小尺寸:74-0.873.2粗车最大尺寸:75.3+0.375.6 粗车最小尺寸:76-0.775.3精车后与零件图尺寸应符合:76E8加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加工 前极限尺寸最大尺寸74.875.6最小尺寸73.275.3加工后极限尺寸最大尺寸74.875.676.106最小尺寸73.275.376.06加工余量(双边)2最大2.40.806最小0.50.46加工公差(单边)表4.2 80h8外圆工序余量:毛坯名义尺寸:80+282(mm) 毛坯最大尺寸:82+0.8=82.8 毛坯最小尺寸:82-0.8=81.2粗车最大尺寸: 80+0.7=80.7 粗车最小尺寸:80.7-0.3=80.4精车后与零件图尺寸应符合,即80h8。加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加 工 前极限尺寸最大尺寸82.880.7最小尺寸81.280.4加工后极限尺寸最大尺寸82.880.780最小尺寸81.280.479.954加工余量(双边)2最大1.40.746最小0.50.4加工公差(单边)4.3 24H8孔工序余量计算表:钻孔最大尺寸:22+0.2122.21 钻孔最小尺寸:22-022扩孔最大尺寸:22.2+0.08422.284 扩孔最小尺寸:241.822.2铰孔后与零件尺寸应符合,即:24H8。加工尺 工 序寸及公差钻 孔扩 孔铰 孔加工前极限尺寸最大尺寸22.2123.8最小尺寸2223.716加工后极限尺寸最大尺寸22.2123.824.052最小尺寸2223.71624加工余量(双边)22最大1.80.252最小1.5060.2加工公差(单边)3.5 确定切削用量及基本工时:3.5.1 车右端面、76内孔及孔底平面1、车右端面:l 加工条件: 工件材料:200,硬度200 加工要求:粗车右端面 机床:620-1卧式车床。 刀具:根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择:由于行选用620-1卧式车床,车床中心高度为200mm(查表1.30620-1卧式车床技术资料),故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为(4.5mm-6mm)选4.5mm。l 刀具材料:查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3车刀切削部分的几何 形 状:前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8)主偏角=90, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 切削用量:l 吃刀深度:余量1.5+0.72.2mm,查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择:f=0.6mm/r.l 切削速度:l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀 寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面,寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 切削速度的计算:查切削用量简明手册表1.27切削速度计 算公式 (3-1)式中:54.8,0.4,m=0.2(查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)1.15, 1.0,1.04,0.73, 0.97(查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。)11.4 m/min =42.7r/min (3-2)查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料:与42.7r/min相近的有37.5r/min与46r/min现取46r/min所以实际切削速度为:12.3m/min (3-3)l 检验机床功率:查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式: (3-4)式中:900,2.2mm,1,0.75,11.4r/min,=0, (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-5)1.020.891.01.00.91查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 1223 (3-6)查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: kw (3-7)查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度: 查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-8)式中:530,2.2mm,0.9,0.75,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-9)1.050.51.01.50.79 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=581N (3-10)查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-11)式中:450,2.2mm,1.0,0.4,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-12)1.041.171.00.750.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=734 N (3-13)现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:734+0.1(581+1223)914.4N (3-14)查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为:3530,所以符合要求.l 切削用时的计算:查机械加工工艺手册李洪主编(北京出版社出版),2.5-3车削机动时间的计算,可得: (3-15) (3-16) (3-17) 为单件小批生产时的试切附加长度,查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度,=5所以: 2、粗车76内孔及孔底平面:l 加工条件:工件材料:200,硬度200 加工要求:粗车76内孔及孔底平面 机床:620-1卧式车床。 刀具:根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择:由于行选用620-1卧式车床,车床中心高度为200mm(查表1.30620-1卧式车床技术资料),故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为(4.5mm-6mm)选4.5mm。l 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状: 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=6, 刃角=0, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角=46l 切削用量:1、吃刀深度:余量(1.3+0.8)/2+(tan29.3)=1.37一次进给完成,查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择:f=0.8mm/r.2、后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。3、硬质合金粗车铸铁端面,寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, 4、加工工序尺寸链:表5.1尺寸链计算表基本尺寸esei-5.30.120-44-20.7-0.71.5+0.15-0.151.50.15-0.15+3+37A=8.31.12-1因此车刀的走刀深度为根据附表1建立工艺过程及工序尺寸链作图图5.1 粗车76内孔及孔底平面工序尺寸链图l 切削速度的计算:查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式,注:内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9 (3-18) 其中:158, 0.15,0.4,m=0.2,查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.98查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。54.2m/min =233.2r/min (3-19)查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料:与233.2r/min相近的有230/min与305r/min现取230r/min所以实际切削速度为: 53.44m/min (3-20)l 检验机床功率:查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式: (3-21)其中:900,1.3mm,1,0.75,53.44r/min,=0, (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-22)1.020.891.01.00.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 905 (3-23)查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: kw (3-24)查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为230r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度:查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-25)其中:530,1.3mm,0.9,0.75,53.44r/min,=0, (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)f=0.8m/min.= (3-26)1.050.51.241.00.65 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=381N (3-27)查表切削用量简明手册1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-28)其中:450,1.3mm,1.0,0.4,53.44r/min,=0,f=0.8m/min,= (3-29)1.041.171.2411.51查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=808 N (3-30)现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:808+0.1(381+905)936.6 (3-31)查切削用量简明手册表1.30,机构可承受有最大纵向力为:3530,所以符合要求.l 切削用时的计算: 、 粗车76内孔切削用时的计算: 查机械加工工艺手册 (3-32) (3-33) (3-34) 为单件小批生产时的试切附加长度,查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度,=5 所以:2、车底平面切削用时的计算:查机械加工工艺手册 (3-35) (3-36) (3-37) 为单件小批生产时的试切附加长度,查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度,=5 所以:3.5.2 粗车左端面、80外圆及80右平面:l 车刀的选择:l 加工条件:工件材料:200,硬度200加工要求:粗车左端面、80右平面及80外圆 机床:620-1卧式车床。刀具:根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择:由于行选用620-1卧式车床,车床中心高度为200mm(查表1.30620-1卧式车床技术资料),故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为(4.5mm-6mm)选4.5mm。l 刀具材料:查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状: 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 吃刀深度及进给量f:左端面加工余量:1.5+0.72.2mm,一次进给完成2.2mm。80右平面加工余量:1.5+0.6+(tan423)=3.7 mm,分二次进给完成1.8 mm。80外圆加工余量:(1.3+0.8)/2+5.3tan4=1.一次进给完成1.4mm。左端面进给量:f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm,取f=0.6 mm/r,80右平面进给量f0.71.0 mm/r, 3.0 mm,工件直径100 mm,现取f=0.7。80外圆进给量:f=0.81.2, 25mm(z525钻床允许的轴向力为8830N查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料)=0.52 mm/r从以上三个进给量比较可以看出受限制的进给量是工艺要求其值为=0.780.96 mm/r根据Z525钻床说明书选择=0.81mm/r。由于加工通孔为避免孔即将钻穿时钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验,查切削用量简明手册表2.19、查出钻孔时轴向力,当=0.81mm/r、25mm、=8630 N轴向力修正系数=1.0、=1.0、=1.0故=8630 N,根据Z525钻床说明书机床进给机构强度允许的最大轴向力为=8830 N.由于20mm查得 =14m/min切削速度修正系数:=1.0、=1.0、=0.75、=1.0、=1.0 m/min (3-90) r/min (3-91)根据Z525钻床说明书可考虑n=195 r/min但因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级,即取=0.52mm/r,也可选较低转速n=140 r/min, =0.81mm/r,故比较两方案:方案1:=0.52mm/r、 n=195 r/min n*=195*0.52=101.4 mm/min方案2:=0.81mm/r、n=140 r/min n*=0.81*140=113.4 mm/min因方案2乘积较大、基本工时较少故第2方案较好此时=9.6 m/min、=0.81mm/r。l 校验机床扭矩及功率:根据切削用量简明手册表2.21,当=0.81mm/r、=22mm、=1.0故。根据Z525钻床说明书,当=140 r/min、根据切削用量简明手册表2.23高速钢钻头钻灰铸铁时消耗的功率 =0.81mm/r、=22mm、=9.6 m/min、=1.0 KW 根据Z525钻床说明书、=2.80.81=2.26 KW,由于、故选择的切削用量可用。即=0.81mm/r、n=140 r/min、=9.6 m/minl 切削力的计算:查切削用量简明手机械加工工艺过程卡片产品型号Zcw零(部)件图号Zcw-001共 1 页产品名称“跃进”牌汽车零(部)件名称变速器轴承外壳第 1 页材料牌号HT200毛坯种类金属性铸造毛坯外型尺寸12612653.5mm每毛坯可制件数每 台 件 数1备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造毛坯铸造2热处理时效机加3车粗车粗车右端面、孔76及其底平面机加C620-190车刀、92车刀、游标卡尺4车粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面机加C620-192车刀、游标卡尺5钻钻孔24、8, 机加Z55022mm高速钢钻头、7.2高速钢钻头、6车精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角机加C620-192车刀、45车刀、游标卡尺7车精车零件左端面、80外圆及80的右平面机加C620-193车刀、游标卡尺8钻锪平36、22及铣M6端面,扩、铰孔24,扩孔8,钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹,沉孔9.590到要求机加数控钻床36锪刀、22锪刀、铣刀、23.8扩孔钻、8扩孔钻、9.590沉头钻,24H8铰孔钻、塞规、游标卡尺10钻锪平19及钻孔5-10.5机加Z52519锪刀、10.5高速钢钻头、塞规11钳去毛刺机加12检查第3章 钻孔24、8、钻M6螺纹孔夹具3.1 夹具的设计在本次夹具设计中,设计钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔(一个夹具)夹具,在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是:针对性强,刚性好,容易操作,装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高,但是设计制造周期长,产品更新换代时往往不能继续使用适应性差,费用较高。3.1.1 定位分析在工件的定位中有很多种不同的定位方法,如:工件以平面定位,工件一心轴定位,工件以小V型块定位等。根据零件的形状,我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准,以便减小加工误差。所以在这道设计中采用以“零件左端面及80的外圆作为基准”的方案设计,外圆表面以及底平面和一侧端面为定位基准。3.1.2 定位原理在机械加工过程中,为了保证工件某道工序的加工要求,必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时,是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置,必须做到以下三点:(1) 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置;(2) 使夹具在机床上占有正确的位置;(3) 使刀具相对于夹具占有正确的位置。工件在夹具中定位,就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置,这就可以通过设置定位支承点,限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之前,可视为一个处于空间自由状态的刚体,根据运动原理学可知,任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度,即沿三个坐标轴轴向移动的自由度,分别用、来表示;绕三个坐标轴的转动的自由度,分别用、来表示。由此看来,未限制六个自由度的工件的位置是不确定的,当然也是无法加工的。因此要使工件在夹具中处于正确的位置,必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。工件的六个自由度都是客观存在的,是工件在夹具中所占空间位置确定的最高程度。也就是说。工件最多只有六个自由度,限制工件在某一方向的自由度,工件在夹具中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位,意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。3.1.3 定位元件的分析在加工过程中,因为该零件较为复杂,加上零件的特殊性,因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度,定位板限制了零件的X 、Y的移动方向和旋转方向,设计一拉杆限制了零件绕Z轴旋转的方面,一共限制了零件的五个自由度,达到不完全定位状态。不完全定位可分为下列两种情况:. 由于工件的加工前的结构特点,无法也没有必要限制某些方面的自由度;. 由于加工工序的加工精度要求,工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。3.1.4 夹紧元件的选择工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中,即使有很小的夹紧力也可以产生很大的应力,由于定加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。但是后面还要考虑液压缸的活塞杆与工作台的相对位置安装误差,必须进行自位平衡,则钻模板和夹具体之间采用铰链连接,使钻模板形成自位平衡。本次设计中钻模板材料为45钢,其外还有自制导轨。.选择钻套钻套装在衬套中,而衬套则是压配在夹具体上或钻模板中。钻套有固定钻套,固定钻套直接压入钻模板采用或配合,磨损后不容易更换,适用于中、小批量生产或用来加工孔距较小以及孔距精度较高的孔。可换钻套:可换钻套装在衬套中,而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定,以防止转动。钻套与衬套间采用或配合,钻套磨损后,可以迅速更换。适于大批量生产。快换钻套:当要取出钻套时,只要将钻套朝逆时方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边上面,即可取出钻套。在这次设计中我选择可换钻套,因为是大批量生产。但是本道工序里要用自制钻套和衬套,必须把钻套和衬套加长来保证精度和它的高度。快换钻套如图所示:图4-1 快换钻套.夹具底座与工作台的连接 由于加工过程中选用的机床为Z525摇臂钻床,机械加工工艺手册 孟少农 主编第二卷,表10.1-5摇臂钻床联系尺寸可得,底座T型槽数为5个,工作台上面T型槽数为5个,工作台侧面槽数为3个,。3.1.5定位误差的分析定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案,只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3,即可认为该定方案符合加工精度的要求。在用夹具装夹工件时,当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时,工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说,因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差,且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差,因此,虽然工件已经定位,但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化,这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。该夹具以2个平面和1个支撑钉定位,螺旋机构, 要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得:1 定位误差: 当以任意边接触时 当以固定边接触时 式中为彼此最小间隙通过分析可得: 因此:当以任意边接触时 2 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.1.6切削力及夹紧力的计算该孔的设计基准为中心轴,故以回转面做定位基准,实现“基准重合”原则;参考文献,因夹具的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力:F夹KF (N)扭距:Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内,安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得:切削力公式: 式(2.17)式中 按照D=24最大的来取值 查表得: 即:实际所需夹紧力:由参考文献16机床夹具设计手册表得: 安全系数K可按下式计算,由式(2.5)有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献16机床夹具设计手册表 可得: 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用液压泵螺旋夹紧机构。取,螺旋夹紧时产生的夹紧力,由式(2.9)有:式中参数由16机床夹具设计手册可查得: 其中: 由16机床夹具设计手册表得:原动力计算公式:由上述计算易得: 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.2 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工孔。采用螺纹螺旋夹紧机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。致谢工艺文件零件名称: 学 生: 指导教师: 目录摘 要1Abstract2第1章 绪 论4第2章 零件的分析62.1零件的工艺分析:6第3章 工艺规程设计73.1毛坯制造形式的确定73.2基面的选择73.2.1粗基准的选择73.2.2精基准的选择73.3 制定工艺路线73.3.1 工艺路线方案一:73.3.2工艺路线方案二:83.3.3最终的加工路线:93.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.5 确定切削用量及基本工时:123.5.1 车右端面、76内孔及孔底平面123.5.2 粗车左端面、80外圆及80右平面193.5.3 钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹,锪平36、22及、M6端面283.5.4精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角363.5.5 精车零件左端面、80外圆及80的右平面393.5.6 扩、铰孔24,扩孔8,沉孔9.590433.5.7 锪平19及钻孔5-10.548第4章 夹具设计524.1 夹具的设计524.1.1 定位分析524.1.2 定位原理524.1.3 定位元件的分析534.1.4 夹紧元件的选择534.1.5定位误差的分析544.1.6切削力及夹紧力的计算554.2 夹具设计及操作的简要说明56参考文献57第1页 摘 要变速器轴承外壳是汽车的重要零件。本次设计的主要内容为三部分:零件的机械工艺分析、工装设计和数控加工。其中零件的机械工艺分析包括:零件的作用分析、工艺路线的分析、工序卡片和工艺过程卡片的填写;工装设计包括:零件的定位分析、误差分析、夹具的设计和液压系统的设计;数控加工包括:三维造型、数控工序的编写和数控加工的G代码的生成。关键词:工艺、误差分析、数控加工AbstractTransmission bearing shell is an important part of automobile. The main content of this design is three parts: mechanical process analysis of parts, tooling design and CNC machining. Among them, the mechanical process analysis of parts includes: part function analysis, process route analysis, process card and process card filling; tooling design includes: part positioning analysis, error analysis, fixture design and hydraulic system design; CNC processing includes: three-dimensional modeling, NC process preparation and NC machining G code generation.Key words: process, error analysis, NC machining第一章 绪 论机械制造业就是制造具有一定形状和尺寸的零件或产品,并把它们装配成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其他行业的生产提供装备,这些行业的产品再被人们所使用。社会的各行各业使用的各式各样的机器、机械、仪器和工具等都是机械制造业的产品。因此,机械制造业在国民经济中占有重要地位,是一个国家和一个地区发展的重要基础及有力支柱,尤其在发达国家它创造了1/4-1/3的国民收入。在我国工业占国民经济比重的45,是我国经济的战略重点。从某种意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。随着科学技术的不断发展,对产品的制造精度要求越来越高,产品形状也越来越复杂,品种越来越多,且小批量占主导地位,这就更加要求加工设备不仅要精度高,而且要生产效率高,自动化程度高,工人操作简单,劳动强度低。自20世纪80年代发展到21世纪初,制造技术,特别是自动化制造技术向着柔性化、集成化、智能化方向发展,并随着高精密数控机床的出现在超精密加工技术方面,其加工精度已进入纳米级,表面粗糙度已小于0.0005m;在切削速度方面,国外车削钢最高已达到915m/min;对于不断出现的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔,通过特种加工方法逐步得以解决。随着我国综合实力、机械制造业的不断发展壮大。目前,我国已形成品种繁多、门类齐全、布局合理的机械制造工业体系。许多科研机构、大专院校和企业研制出一大批成套技术装备和多种高精尖产品,有些已接近或达到国家先进水平。通过对这些产品的研发,我国已建立了自己的人才培养和软件控制技术开发基地以及高精加工设备生产基地,从而使我国的国民经济综合实力和科学技术水平迅速提高。国防尖端的生产、“神州六号”载人飞船的成功发射与回收、人们生活用品的质量提高,有力地说明了我国要械业的发展状况。第二章 零件的分析 零件为“跃进”牌汽车第二轴变速器轴承外壳,零件通过80h8定位,利用凸缘上的5-10.5mm的孔连接变速箱上80h8端面压在装于第二轴上的轴承外圈上使之轴向固定。24H8孔与8孔上支承装于该零件C面上的里程表轴,该齿轮与第二轴端上的大斜齿轮啮合将运动传于里程表轴,使里程指针转动完成记数与指示的功能。2.1零件的工艺分析:变速器轴承外壳共有3组加工表面,现分述如下:1、 76E8孔为中心加工的表面:这一组加工表面包括:右端面、76E8孔、76底面及倒角。其中,主要加工表面为76E8孔。该孔表面粗糙度为6.3,精度要求为8级,因此需粗、精车才能达到要求。2、 以80h8外圆为中心加工的表面:这一组加工表面包括:左端面、80h8外圆及80右平面。这三个表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均为6.3、外圆精度要求为8级、长度方向的精度要求为12级,需要粗、精车才能达到要求。3、 以24H8孔为中心加工的表面:这一组加工表面包括:24H8、8孔及锪平22。其中,主要加工表面为24H8、8。其表面粗糙度均为6.3,精度要求为8级和10级。需要钻孔、扩孔、铰孔才能达到要求。4、位置度要求: 左端面与80右平面平行度要求为0.04,24H8和8对端面C的垂直度要求为0.05。第57页 第三章 工艺规程设计3.1毛坯制造形式的确定零件材料为HT200,考虑该零件在实际运行中所受载荷较小,零件属成批或大批生产,零件外轮廓尺寸不大,零件内部有凹槽铸造时需采用活块,故可采用金属性铸造。3.2基面的选择3.2.1粗基准的选择:按照有关粗基准的选择原则和考虑工件各加工表面的余量分配及不需加工表面与加工表面的位置精度的要求,选用零件外圆弧轮廓作为粗准利用三爪卡盘进行装夹,以消除零件的四个自由度。在利用三爪卡盘进行装夹时零件的重量存在一定的不对称,但考虑零件的尺寸较小不对称重量较少,故此零件在装夹时不需作配重处理。3.2.2精基准的选择:精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算。因此精加工基准在下面的工序中详细说明。 3.3 制定工艺路线3.3.1 工艺路线方案一: 工序I 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面,以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床,夹具为三爪卡盘。工序II 粗车右端面、孔76及其底平面,以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序III 铣削24端面及M6端面到要求并保证2 ,以零件80及左端面为基准,选用X5020A立式升降台铣床,夹具为专用夹具。工序IV 钻孔24、8及锪平22以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z525钻床,夹具为专用夹具。,工序V 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 精车左端面、80外圆、倒0.545角及80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.3,以零件右端面及76孔为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VII 扩、铰孔24、锪平22、扩孔8、沉孔9.590、钻螺纹孔及攻螺纹。以零件80外圆及左端面为基准。选用 Z525 钻床夹具为专用夹具。 工序VIII 锪平19及钻孔5-10.5,以零件80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床,夹具为专用夹具。工序IX 终检3.3.2工艺路线方案二:工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床,夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序III 铣削24端面及M6端面到要求,以零件80外圆及左端面为基准,选用X5020A立式升降台铣床,夹具为专用夹具。工序IV 钻孔24以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z525钻床,夹具为专用夹具。,工序V 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 精车左端面、80外圆、倒0.545角及80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.3,以零件右端面及76孔为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VII 扩、铰孔24,锪平22,钻、扩孔8,沉孔9.590到要求,钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525钻床,夹具为专用夹具。 工序VIII 锪平19及钻孔5-10.5,以零件80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床,夹具为专用夹具。工序IX 终检方案比较: 以上加工方案大致看来还合理,但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后就会发现仍有问题。主要表现在两端面的加工先后和加工孔8及基准的选择。1、如果以外轮廓为粗基准、采用三爪卡盘夹持加工左端面及80外圆右端平面,由于夹持工件过短加工时车刀容易加工到卡盘上造成卡盘的损坏,所以要以外轮廓为粗基准加工右端面。2、图样规定:8和24H8表面对端面C的垂直度为0.05,由此可以看出因为8和24H8表面对端面C有垂直度的要求因此加工及测量都应以C平面为基准。这样做可以保证设计基准和工艺基准相重合。3.3.3最终的加工路线:工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床,夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序III 钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹,锪平36、22及、M6端面到要求以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床,夹具为专用夹具。工序IV 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序V精车零件左端面、80h8及80的右平面,以零件76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 扩、铰孔24H8孔8,沉孔9.590到要求。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525立式钻床,夹具为专用夹具。 工序VII锪平19及钻孔5-10.5,以零件80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床,夹具为专用夹具。工序VII终检3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定变速器轴承外壳零件材料为HT200,硬度为200HBS,毛坯重量约为0.6Kg,生产类型为大批或成批生产,采用在金属型铸造。各工序的加工余量及工序余量见附表A;根据其上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:表4.1 76E8内孔工序余量:毛坯名义尺寸:76-274毛坯最大尺寸:74+0.874.8 毛坯最小尺寸:74-0.873.2粗车最大尺寸:75.3+0.375.6 粗车最小尺寸:76-0.775.3精车后与零件图尺寸应符合:76E8加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加工 前极限尺寸最大尺寸74.875.6最小尺寸73.275.3加工后极限尺寸最大尺寸74.875.676.106最小尺寸73.275.376.06加工余量(双边)2最大2.40.806最小0.50.46加工公差(单边)表4.2 80h8外圆工序余量:毛坯名义尺寸:80+282(mm) 毛坯最大尺寸:82+0.8=82.8 毛坯最小尺寸:82-0.8=81.2粗车最大尺寸: 80+0.7=80.7 粗车最小尺寸:80.7-0.3=80.4精车后与零件图尺寸应符合,即80h8。加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加 工 前极限尺寸最大尺寸82.880.7最小尺寸81.280.4加工后极限尺寸最大尺寸82.880.780最小尺寸81.280.479.954加工余量(双边)2最大1.40.746最小0.50.4加工公差(单边)4.3 24H8孔工序余量计算表:钻孔最大尺寸:22+0.2122.21 钻孔最小尺寸:22-022扩孔最大尺寸:22.2+0.08422.284 扩孔最小尺寸:241.822.2铰孔后与零件尺寸应符合,即:24H8。加工尺 工 序寸及公差钻 孔扩 孔铰 孔加工前极限尺寸最大尺寸22.2123.8最小尺寸2223.716加工后极限尺寸最大尺寸22.2123.824.052最小尺寸2223.71624加工余量(双边)22最大1.80.252最小1.5060.2加工公差(单边)3.5 确定切削用量及基本工时:3.5.1 车右端面、76内孔及孔底平面1、车右端面:l 加工条件: 工件材料:200,硬度200 加工要求:粗车右端面 机床:620-1卧式车床。 刀具:根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择:由于行选用620-1卧式车床,车床中心高度为200mm(查表1.30620-1卧式车床技术资料),故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为(4.5mm-6mm)选4.5mm。l 刀具材料:查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3车刀切削部分的几何 形 状:前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8)主偏角=90, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 切削用量:l 吃刀深度:余量1.5+0.72.2mm,查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择:f=0.6mm/r.l 切削速度:l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀 寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面,寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 切削速度的计算:查切削用量简明手册表1.27切削速度计 算公式 (3-1)式中:54.8,0.4,m=0.2(查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)1.15, 1.0,1.04,0.73, 0.97(查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。)11.4 m/min =42.7r/min (3-2)查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料:与42.7r/min相近的有37.5r/min与46r/min现取46r/min所以实际切削速度为:12.3m/min (3-3)l 检验机床功率:查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式: (3-4)式中:900,2.2mm,1,0.75,11.4r/min,=0, (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-5)1.020.891.01.00.91查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 1223 (3-6)查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: kw (3-7)查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度: 查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-8)式中:530,2.2mm,0.9,0.75,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-9)1.050.51.01.50.79 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=581N (3-10)查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-11)式中:450,2.2mm,1.0,0.4,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-12)1.041.171.00.750.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=734 N (3-13)现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:734+0.1(581+1223)914.4N (3-14)查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为:3530,所以符合要求.l 切削用时的计算:查机械加工工艺手册李洪主编(北京出版社出版),2.5-3车削机动时间的计算,可得: (3-15) (3-16) (3-17) 为单件小批生产时的试切附加长度,查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度,=5所以: 2、粗车76内孔及孔底平面:l 加工条件:工件材料:200,硬度200 加工要求:粗车76内孔及孔底平面 机床:620-1卧式车床。 刀具:根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择:由于行选用620-1卧式车床,车床中心高度为200mm(查表1.30620-1卧式车床技术资料),故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为(4.5mm-6mm)选4.5mm。l 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状: 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=6, 刃角=0, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角=46l 切削用量:1、吃刀深度:余量(1.3+0.8)/2+(tan29.3)=1.37一次进给完成,查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择:f=0.8mm/r.2、后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。3、硬质合金粗车铸铁端面,寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, 4、加工工序尺寸链:表5.1尺寸链计算表基本尺寸esei-5.30.120-44-20.7-0.71.5+0.15-0.151.50.15-0.15+3+37A=8.31.12-1因此车刀的走刀深度为根据附表1建立工艺过程及工序尺寸链作图图5.1 粗车76内孔及孔底平面工序尺寸链图l 切削速度的计算:查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式,注:内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9 (3-18) 其中:158, 0.15,0.4,m=0.2,查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.98查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。54.2m/min =233.2r/min (3-19)查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料:与233.2r/min相近的有230/min与305r/min现取230r/min所以实际切削速度为: 53.44m/min (3-20)l 检验机床功率:查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式: (3-21)其中:900,1.3mm,1,0.75,53.44r/min,=0, (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)= (3-22)1.020.891.01.00.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 905 (3-23)查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: kw (3-24)查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为230r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度:查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-25)其中:530,1.3mm,0.9,0.75,53.44r/min,=0, (查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.)f=0.8m/min.= (3-26)1.050.51.241.00.65 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=381N (3-27)查表切削用量简明手册1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式: (3-28)其中:450,1.3mm,1.0,0.4,53.44r/min,=0,f=0.8m/min,= (3-29)1.041.171.2411.51查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=808 N (3-30)现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:808+0.1(381+905)936.6 (3-31)查切削用量简明手册表1.30,机构可承受有最大纵向力为:3530,所以符合要求.l 切削用时的计算: 、 粗车76内孔切削用时的计算: 查机械加工工艺手册 (3-32) (3-33) (3-34) 为单件小批生产时的试切附加长度,查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度,=5 所以:2、车底平面切削用时的计算:查机械加工工艺手册 (3-35) (3-36) (3-37) 为单件小批生产时的试切附加长度,查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度,=5 所以:3.5.2 粗车左端面、80外圆及80右平面:l 车刀的选择:l 加工条件:工件材料:200,硬度200加工要求:粗车左端面、80右平面及80外圆 机床:620-1卧式车床。刀具:根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择:由于行选用620-1卧式车床,车床中心高度为200mm(查表1.30620-1卧式车床技术资料),故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为(4.5mm-6mm)选4.5mm。l 刀具材料:查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状: 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 吃刀深度及进给量f:左端面加工余量:1.5+0.72.2mm,一次进给完成2.2mm。80右平面加工余量:1.5+0.6+(tan423)=3.7 mm,分二次进给完成1.8 mm。80外圆加工余量:(1.3+0.8)/2+5.3tan4=1.一次进给完成1.4mm。左端面进给量:f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm,取f=0.6 mm/r,80右平面进给量f0.71.0 mm/r, 3.0 mm,工件直径100 mm,现取f=0.7。80外圆进给量:f=0.81.2, 25mm(z525钻床允许的轴向力为8830N查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料)=0.52 mm/r从以上三个进给量比较可以看出受限制的进给量是工艺要求其值为=0.780.96 mm/r根据Z525钻床说明书选择=0.81mm/r。由于加工通孔为避免孔即将钻穿时钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验,查切削用量简明手册表2.19、查出钻孔时轴向力,当=0.81mm/r、25mm、=8630 N轴向力修正系数=1.0、=1.0、=1.0故=8630 N,根据Z525钻床说明书机床进给机构强度允许的最大轴向力为=8830 N.由于20mm查得 =14m/min切削速度修正系数:=1.0、=1.0、=0.75、=1.0、=1.0 m/min (3-90) r/
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