0080-弹簧吊耳零件工艺及加工Φ30 两孔夹具设计
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该方案是弹簧吊耳的加工工艺以及加工30两孔的夹具的设计,弹簧吊耳一般分为前后吊耳两种,前吊耳是用于固定钢板与后桥定位,只能转动,不能移动,需要经常加注黄油或更换胶套,后吊耳则可以向后移动或延伸,一般大货车后吊耳是固定的,只是钢板延伸。小车则是活动吊耳,钢板与吊耳同时活动,主要作用于载重后,使其钢板能够得到延伸、伸展,能有正常的缓冲作用。限制钢板弹簧位置,并随着钢板弹簧上下运动而前后运动。夹具设计是针对30两孔的专用夹具,考虑到零件的数量比较大,属于大规模生产,所以效率是非常重要的,所以此设计丢去了以往的老方式,采用技术比较先进的气动作为夹紧 。零件并 有 的技术要 ,所以采用一 定位, 夹具的 同时夹紧 可 要 。该零件是 车上的一 小 件 弹簧吊耳。弹簧吊耳,一般分为前后吊耳两种,前吊耳是用于固定钢板与后桥定位,只能转动,不能移动,需要经常加注黄油或更换胶套.后吊耳则可以向后移动或延伸,一般大货车后吊耳是固定的,只是钢板延伸。小车则是活动吊耳,钢板与吊耳同时活动,主要作用于载重后,使其钢板能够得到延伸、伸展,能有正常的缓冲作用。限制钢板弹簧位置,并随着钢板弹簧上下运动而前后运动。后 板吊耳的作用 是 载 时 的 该是 着的 用 是载。工艺方案下工一currency1零件的A“B“时,D“E“两fifl 的对为 ,”要 要 。用X62专用夹具。工 currency1零件C“、D“、E“、F“时,以加工 的“A“B“两fifl 的对为 ,加工C“、D“、E“、F“, 可以使A“B“的 加工“的 重 ,小, 零件的加工 。”要 要 。用车X63车专用夹具。工currency1, , ,加工孔G,并到 1.530时,于孔G52 mm的 同,52 mm的 有 够的 “ 夹。有 于加工孔G,所以52 mm的 为 加工孔G, 要 。用 式Z550。工 currency1, , ,加工孔P1孔P2,并到 145。于 两孔,与孔G 同一对上,孔P1孔P2的位置孔G ,所以孔G对为 , 加工孔P1孔P2, 要 。用 式Z535专用夹具加工。工 currency1孔P3孔P4,零件 可以 ,孔P3孔P4两 孔是 A”98.5 mm 位置要 ,所以 孔G孔p1C“ 一“两孔 加工, 要 。用车为 式Z518专用夹具加工。工 currency1 加工 ,”要 为4 mm。以对为 ,”正。用X53K 式。工 currency1 工 currency1四川理工学院 机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号产品名称解放牌汽车零(部)件名称后钢板弹簧吊耳共 页第 页车间工序号工序名称材料牌号435钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z535夹具编号夹具名称切削液钻用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工艺装备(含:刀具、量具、专用工具)主轴转速r/min 切削速度m/min进给量mm/r切削深度Mm进给次数工 步 工 时机动辅助1钻孔到28高速钢麻花钻19517.140.5712112扩孔到29.5扩孔钻6860.5712113精扩到29.8扩孔钻686.360.5712114铰孔到30和30铰刀6870.5712115设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件名签字日期四川理工学院机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 页产品名称解放牌汽车零(部)件名称后钢板弹簧吊耳第 页材料牌号毛坯种类锻件毛坯外型尺寸每毛坯可件数每 台 件 数备 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0锻锻造锻造1铣铣A和B 两个端面机加X62铣夹具、端铣刀80、游标卡尺2铣铣C、D、E、F四个面机加X63专用夹具、高速钢镶齿三面刃铣刀、游标卡尺3钻钻,扩,精扩,铰削加工37的孔G,并到角1.530机加Z550钻夹具、麻花钻35、扩孔钻、铰刀37H74钻钻,扩,精扩,铰削加工30的孔P1和孔P2,并到角145机加Z535钻夹具、麻花钻28、扩孔钻、铰刀30H85钻钻两个10.5的孔P3和孔P4,一次加工完成机加Z518钻夹具、麻花钻10.56铣铣削加工切开断口,尺寸要求为4cm机加X53K铣夹具、锯片铣刀b=4,607涂漆机加检查入库设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)更改文件号签字日期标记处数更改文件名签字日期毕 业 设 计(论 文)说 明 书题 目 弹簧吊耳零件工艺及加工30 两孔的夹具设计 25摘要本次设计的是弹簧吊耳的加工工艺以及加工30两孔的夹具的设计,弹簧吊耳一般分为前后吊耳两种,前吊耳是用于固定钢板与后桥定位,只能转动,不能移动,需要经常加注黄油或更换胶套,后吊耳则可以向后移动或延伸,一般大货车后吊耳是固定的,只是钢板延伸。小车则是活动吊耳,钢板与吊耳同时活动,主要作用于载重后,使其钢板能够得到延伸、伸展,能有正常的缓冲作用。限制钢板弹簧位置,并随着钢板弹簧上下运动而前后运动。夹具设计是针对30两孔的专用夹具,考虑到零件的数量比较大,属于大规模生产,所以效率是非常重要的,所以此设计丢去了以往的老方式,采用技术比较先进的气动作为夹紧力来源。零件并没有过高的技术要求,所以采用一个销定位,配合夹具的左右同时夹紧便可满足要求。关键词:工艺设计、基准选择、切削用量、夹具设计、定位基准、定位误差。 ABSTRCTWhat this design around is the spring shackle processing craft as well as the processing 30liang hole jigs design, the spring shackle divides into the shackle two kinds generally, the first shackle is uses in the fixed steel plate and the rear axle of car localization, can only rotate, cannot move, needs frequently the replenishment butter or the replacement gum cover, the latter shackle may move backward or extend, after generally big freight vehicle, the shackle is fixed, is only the steel plate extends. The car is moves the shackle, the steel plate and the shackle also moves, leading role after the carrying capacity, enables its steel plate to obtain extends, the extension, can have the normal cushioning effect. Limit spring position, and along with spring vertical motion, but around movement. The jig design aims at 30liang the hole unit clamp, considered the components quantity is quite big, belongs to the large scale production, therefore the efficiency is very important, therefore this design has discarded the former old way, uses the technical quite advanced air operated achievement clamping force origin. Components not high specification, therefore uses one to sell the localization, coordinates jigs about simultaneously to clamp then may satisfy the request. Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error目 录中文摘要.英文摘要.前言.1第1章 零件的分析.11.1 零件的作用.11.2 零件的工艺分析.2第2章 工艺规程设计.3 2.1 确定毛坯的制造形式.32.2 基准的选择.32.3 制定工艺路线.4 2.3.1 工艺路线方案一.5 2.3.2 工艺路线方案二.5 2.3.3 工艺路线的比较与最终工艺方案.6 2.4 机械加工余量和工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6 2.5 确定切削用量及基本工时.7 2.5.1 工序一.9 2.5.2 工序二.11 2.5.3 工序三.12 2.5.4 工序四.16 2.5.5 工序五.19 2.5.6 工序六.20第3章 专用夹具设计.213.1 问题的提出.213.2 夹具设计.21 3.2.1 定位基准的选择.21 3.2.2 夹紧力的计算及汽缸的相关数据计算.21 3.2.3 定位误差的分析.24 3.2.4 夹具设计及操作的简要说明.25第4章 结论.26参考文献27致谢28附录A:XXX附录B:XXX前 言本次设计是在我们学完了大学的全部基础课,技术基础课以及全部专业课程之后进行的。是对大学四年所学知识的一个综合复习,也是一次理论联系实际的一个训练,更是我们大学四年的一个能力总结。因此,它在我们四年的大学生活中占有很总要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是汽车上的一个小部件弹簧吊耳。弹簧吊耳,一般分为前后吊耳两种,前吊耳是用于固定钢板与后桥定位,只能转动,不能移动,需要经常加注黄油或更换胶套.后吊耳则可以向后移动或延伸,一般大货车后吊耳是固定的,只是钢板延伸。小车则是活动吊耳,钢板与吊耳同时活动,主要作用于载重后,使其钢板能够得到延伸、伸展,能有正常的缓冲作用。限制钢板弹簧位置,并随着钢板弹簧上下运动而前后运动。后弓子板吊耳的作用就是在在承载过度时它的角度就应该是“横着的”用它来观看是否超载。1.2 零件的工艺分析 后钢板弹簧吊耳是一个结构并不复杂的零件,实际尺寸也不大,零件各方面的要求都不高,实际加工中都不复杂。该零件有两组加工面。 现在分析如下:1.2.1长度为76mm的左右两个端面两个端面的尺寸要求为76mm,表面要求为6.3,在加工上很容易实现。铣削加工就可以完成。在此表面上还要加工一个37mm的孔,粗糙度要求为1.6mm,左右孔口都要倒角(要求深度为1.5 mm,角度为30度)。该孔和60 mm,52 mm的圆柱是同轴心,以52 mm的圆柱为粗基准加工该孔。1.2.2左右两个吊耳的四个表面这四个表面要求不高,粗糙度要求都为12.5,已经很低,在加工上很容易实现,只是要保证左右两个吊耳的厚度为22 mm,两个内表面之间的距离为77 mm。然后在左右吊耳上要加工出两个对称的孔,尺寸要求为30的通孔,两孔有同轴度要求(以A为基准保证两孔的同轴度误差为0.01 mm)。并且通过两孔分别加工出一个10.5 mm的孔。基本尺寸为30 mm的两个孔都要倒角,并且对称,粗糙度要求为1.6。然后以30 mm孔为基准(A)来定位10.5 mm的孔,并且两个孔的中心距离要保持在98.5 mm,粗糙度要求为12.5。1.2.3以中心线为要求左右吊耳都要加工出一个4mm的缺口以中心线为要求左右吊耳都要加工出一个4mm的缺口并且与基本尺寸30 mm的孔相连。 第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为35号钢,零件为后钢板弹簧吊耳。主要是用于汽车承载后钢板能够得到延伸、伸展,能有正常的缓冲作用。所以该零件是一个经常在交变应力下工作的零件,他应该有很好的承受交变载荷及冲击性载荷的能力,因此该零件应该选用锻件比较适合,以使金属纤维尽量不被切断,保证该零件工作可靠。有于零件产量为10000件,以达到批量生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采用,模锻成型。这对提高生产率和保证加工质量也有利。锻件力学性能也好,强度高。2.2 基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。此设计中的基准选择可参考如下视图进行: (图1-1)2.2.1粗基准的选择对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,粗基准的选择分别如下:一:铣零件的A面和B面时,选择D面和E面两距离间的对称中心线为粗基准,加工A面和B面(这样保证了左右两个吊耳的对称性),保证相关尺寸要求,和粗糙度要求。二:钻,扩,精扩,铰加工孔G,并到角1.530时,由于孔G和52 mm的外圆同轴心,52 mm的外圆有足够的外圆表面提供装夹。有利于加工孔G,所以选择52 mm的外圆为粗基准,加工孔G,保证相关要求。2.2.2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时,应该进行尺寸换算。此设计中的精基准选择如下:一:铣零件C面、D面、E面、F面时,选择以加工过的面A面和B面两距离间的对称中心线为精基准,加工C面、D面、E面、F面,这样可以使A面和B面的基准和现加工面的两个基准重合,减小误差,提高零件的加工精度。二:钻,扩,精扩,铰加工孔P1和孔P2,并到角145。由于这两孔,与孔G在同一对称中心线上,孔P1和孔P2的位置由孔G来保证,所以选择孔G和对称中心线为精基准,来加工孔P1和孔P2,保证相关要求。三:钻孔P3和孔P4,由零件图可以知道,孔P3和孔P4两个孔是由基准A和尺寸98.5 mm来保证位置要求,所以选择精基准孔G和孔p1和C面(一面两孔)来加工,保证相关要求四:铣削加工切开断口,宽度尺寸要求为4 mm,选择对称中心线为精基准,加工时保证相关要求。2.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。2.3.1工艺路线方案一:工序一 铣A面和B面两个端面,选择D面和E面两距离间的对称中心线为粗基准,达到要求尺寸,和表面粗糙度。工序二 铣C面、D面、E面、F面。选择A面和B面两距离间的对称中心线为精基准,尺寸要求厚度为22 mm,内表面之间距离为77 mm,达到要求的粗糙度。工序三 钻,扩,精扩,铰加工孔G,并到角1.530。选择52 mm的外圆表面为粗基准,达到相关要求。工序四 钻,扩,精扩,铰加工孔P1和孔P2,并到角145。选择孔G和对称中心线为精基准,保证加工达到相关要求。工序五 钻孔P3和孔P4,一次加工完成。选择选择精基准孔G和孔p1和C面(一面两孔)来加工,保证加工达到相关要求工序六 铣削加工切开断口,宽度尺寸要求为4 mm。选择对称中心线为基准,保证加工达到相关要求。工序七 涂漆工序八 检查2.3.2工艺路线方案二:工序一 铣A面和B面两个端面,达到要求尺寸,和表面粗糙度。选择C面和D面两距离间的对称中心线为粗基准。工序二 铣C面和F面,到相关要求。选择A面和B面距离间的对称中心线为精确基准。工序三 铣D面和E面,到相关要求。选择A面和B面距离间的对称中心线为精确基准。工序四 钻,扩,精扩,铰削加工孔G,并到角1.530。选择52 mm的外圆为粗基准。保证加工达到相关要求。工序五 钻孔P3和孔P4,一次加工完成。选择孔G和C面为精基准,保证加工达到相关要求。工序六 钻,扩,精扩,铰削加工孔P1和孔P2,并到角145。选择孔G和对称中心线为精基准,保证加工达到相关要求。工序七 铣削加工切开断口,尺寸要求为4 mm。选择对称中心线为粗基准,保证加工达到相关要求 。工序八 涂漆工序九 检。2.3.3工艺路线方案的比较与最终工艺路线方案如下: 工艺方案一比方案二少一工序,在工时上就会比方案二节约时间,从经济角度考虑方案一要比方案二可行,但是在实际生产中应该从全方面考虑加工问题。所以再对方案分析如下,在方案二中,它是先加工两个10.5 mm的孔,然后加工基本尺寸为30 mm的孔,这样的好处是加工孔时会比较容易,其次由于基本尺寸为30 mm 的孔要求比较高,这样对他精度不会造成影响。但是在这里就出现了一个工艺问题,两个10.5 mm的孔是以基本尺寸为30 mm的孔来确定位置的,所以如果先加工两个10.5 mm就会出现更大的工艺问题,也不符合工艺要求的先主后次。所以此加工方法不可行。 最后工艺路线方案如下:工序一 铣零件的A面和B面时,选择D面和E面两距离间的对称中心线为粗基准,保证尺寸要求和粗糙度要求。选用X62机床和专用夹具。工序二 铣零件C面、D面、E面、F面时,选择以加工过的面A面和B面两距离间的对称中心线为精基准,加工C面、D面、E面、F面,这样可以使A面和B面的基准和现加工面的基准重合,减小误差,提高零件的加工精度。保证尺寸要求和粗糙度要求。选用机车X63机车和专用夹具。工序三 钻,扩,精扩,铰加工孔G,并到角1.530时,由于孔G和52 mm的外圆同轴心,52 mm的外圆有足够的外圆表面提供装夹。有利于加工孔G,所以选择52 mm的外圆为粗基准加工孔G,保证相关要求。选用立式钻床Z550。工序四 钻,扩,精扩,铰加工孔P1和孔P2,并到角145。由于这两孔,与孔G在同一对称中心线上,孔P1和孔P2的位置由孔G来保证,所以选择孔G和对称中心线为精基准,来加工孔P1和孔P2,保证相关要求。选用立式钻床Z535和专用夹具加工。工序五 钻孔P3和孔P4,由零件图可以知道,孔P3和孔P4两个孔是由基准A和尺寸98.5 mm来保证位置要求,所以选择精基准孔G和孔p1和C面(一面两孔)来加工,保证相关要求。选用机车为立式钻床Z518和专用夹具加工。工序六 铣削加工切开断口,尺寸要求为4 mm。以对称中心线为基准,保证尺寸正确。选用X53K立式铣床。工序七 涂漆工序八 检查2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为35钢,硬度HBS149187,毛坯的重量约为3.0kg,生产类型为大批量,采用锻造模锻毛坯。据以上原始资料及加工路线,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:1 该零件的结构,尺寸都不复杂。有六个要加工的表面,表面要求都不高,所以尺寸为76 mm的左右两个端面的加工余量确定如下:根据实际情况查(机械制造工艺设计简明手册表2.214)其中锻件重量约为3.0kg,锻件的复杂形状系数为S,锻件材质系数取M,锻件轮廓尺寸(长度方向)在3080mm之间,故长度方向偏差为mm。长度方向的余量查机械制造工艺设计简明手册表2.225,其余量值规定为1.72.2mm,选用1.7 mm就可以满足加工要求,所以毛坯余量为1.7 mm。表面要求不高,粗铣一次就可以完成。参考机械制造工艺设计简明手册第七章七小节。2 左右两个吊耳的四个表面的加工余量确定如下:根据实际情况查(机械制造工艺设计简明手册表2.214)其中锻件重量约为3.0kg,锻件的复杂形状系数为S,锻件材质系数取M,锻件轮廓尺寸(长度方向)在030mm之间,故长度方向偏差为mm。长度方向的余量查机械制造工艺设计简明手册表2.225,其余量值规定为1.72.2mm,选用1.7 mm就可以满足加工要求,所以毛坯余量为1.7 mm每一个面的余量为1.7 mm,对于这四个表面要求都不高,均可粗铣一次完成,达到次寸要求就可以了。337 mm的孔粗糙度要求为1.6,并倒角。参考机械制造工艺设计简明手册表2.3(8.9) 尺 寸 余 量钻孔 35 mm 2 mm扩孔 36.5 mm 0.5 mm精扩 36.8 mm 0.2 mm铰孔 37 mm 410.5 mm的孔,查机械制造技术基础表6.4,一次钻削加工完成。530 mm的孔粗糙度要求为1.6,并倒角。参考机械制造工艺设计简明手册表2.3(8.9)。由于两孔的直径误差要求有一点区别,所以应先加工小误差的哪个孔,在通过一定距离加工后一个孔,因为两孔有一定距离,钻头越长误差就会大一些。 尺 寸 余 量钻孔 28 mm 2 mm扩孔 29.5 mm 0.5 mm精扩 29.8 mm 0.2 mm铰孔 30 mm 6宽度为4的断口,一次铣削加工完成。 7由于毛坯及以后各道工序(或工步)的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上,加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定的零件为大批生产,应该采用调整发加工,因此在计算最大、最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定。尺寸为76 mm的左右两个端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差如下:毛坯名义尺寸:76+1.72=79.4(mm)毛坯最大尺寸:79.4+0.82=81(mm)毛坯最小尺寸:79.4-0.42=78.6(mm)粗铣后最大尺寸:76+0.2=76.2(mm)粗铣后最小尺寸:76-0.6=75.4(mm)最后,将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表2-1。 表2-1 加工余量计算表 工序加工尺寸及公差锻件毛坯(圆)粗铣加工前尺寸最大81 mm最小78.6 mm加工后尺寸最大81 mm76.2 mm最小78.6 mm75.4 mm加工余量(单边)1.7 mm最大2.4 mm最小 0.521 mm加工公差(单边) mm-0.22/2 mm2.5 确立切削用量及基本工时2.5.1工序一 粗铣76mmm的左右两个端面2.5.1.1加工条件 材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢),尺寸为60的一个圆,粗糙度要求为6.3,加工余量为1.7 mm,可以粗铣一次完成。选用X62机床和专用夹具。2.5.1.2选择刀具 1) 根据切削用量简明手册表1.2,选择YT15硬质合金刀片。根据切削用量简明手册表3.1,铣削深度a0.08mm),副后角为9度,刀齿斜角为-10度,尖刃为30,过度刃为20,副刃为5,过渡刃宽度1.2mm。2.5.1.3选择切削用量1) 决定铣削深度a,由于加工余量小,故一次走刀完成,则 a=1.7mm。2) 决定每齿进给量f,根据切削用量简明手册表3.5,当使用YT15,铣床功率为7.5kw(查机械制造工艺设计简明手册表4.2-38) f=0.090.18mm/z 但因为采用不对称端铣,取f=0.18mm/z3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命,根据切削用量简明手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm,由于铣刀直径为80mm,故刀具寿命T=180min(查切削用量简明手册表3.8)。4) 决定切削速度v和每分钟进给量v,切削速度v可以根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算,也可以直接查出)。根据切削用量简明手册表3.13),查出v=173m/min,n=414r/min, v=212mm/min各修正系数为:K=K= K=1.0(查切削用量简明手册3.14) K=K=K=0.8(查切削用量简明手册3.15) v=1731.00.8=138.4m/min (21) n=4141.00.8=331.2r/ min (22) v=2121.00.8=169.6mm/min (23)根据铣床说明书或查查机械设计课程设计手册表4.239,40选择: n=375r/min v=150mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为: v=94.2m/min (24) f=0.1mm/z (25) 5) 检验机床功率 根据切削用量简明手册表3.23,查出P=1.1KW,机床主轴允许的功率为P=7.5KW,因为P P,因此所选择的切削用量可以采用,既a=1.7mm, v=150mm/min, n=375r/min, v=138.4m/min, f=0.18mm/z。6) 计算基本工时: t= (26)L=l+y+,l=60mm,根据切削用量简明手册表3.26,不对称按装铣刀,入切量及超切量y+=29mm,则L=89mm,故 t=0.59min因为是铣削双面,所以加工工时应该为2t,所以总工时为1.18min。2.5.2工序二 粗铣左右两吊耳的内外表面。以上一道工序已经加工的面为基准,加工这四个面,表面要求不高,可粗铣一次完成。保证尺寸要求,选用机车X63卧式铣床和专用夹具。2.5.2.1已知条件如下:材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢),平面要求12.5,加工余量为1.7 mm,可以粗铣一次完成。2.5.2.2选择刀具 刀具为两把高速钢镶齿三面刃铣刀,对工件的两个端面同时进行加工。2.5.2.3选择切削用量 f=0.08/齿(参考切削用量简明手册表3.3) 切削速度:参考有关手册,确定v=27m/min。 采用高速钢镶齿三面刃铣刀,d=225m,齿数z=20。 (27) 现在才用X63卧式铣床,根据机床说明书(见机械制造工艺设计简明手册表4.2-39),取n=37.5r/min,故实际切削速度为 当n=37.5r/min时,工作台的每分钟进给量f应为f= fz n=0.08=60(mm/min) (28) 查机床说明书,刚好有f=60m/min,故直接选用该值。2.5.2.4切削工时:故由于是粗铣,故整个铣刀盘不必铣过整个工件,利用做图法,可以得出行程l+l+l=105mm,则机动时间为: t=1.75(min) (29) 由于左右两吊耳一共为四个加工面,使用双面铣刀铣削也要两次走刀才能完成。故加工工时应该为2t,所以总工时为t=3.5(min)。2.5.3工序三 钻,扩,精扩,铰削加工37mm的孔,并到角1.5302.5.3.1加工条件材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢)工艺要求:孔径d=37mm,孔深76mm,通孔,粗糙度要求为1.6。选用机床为Z550。(查机械制造工艺设计简明手册表4.214和15和16)钻床型号为Z550型立式钻床.主轴转速:32 47 63 89 125 185 250 351 500 735 996 1400(r/min)进给量: 0.12 0.19 0.20 0.40 0.62 0.90 1.17 1.80 2.64(mm/r)2.5.3.1选择钻头: 选用高速刚麻花钻钻削,麻花钻直径为d=35mm,钻头几何形状为(查切削用量简明手册表2.1及2.2):双锥修磨横刃:=30,2=118,2=70,二重刃长度b=5mm,o12,=50,b=3mm,l=6mm。2.5.3.2选择切削用量:决定进给量f:1)按加工要求决定进给量:根据(切削用量简明手册表2.7),因为材料为35钢硬度为149187HB,b =530/Mpa ,d=35mm时,所以f=0.60.7mm/r。 由于,故应孔深修正系数K=1.0则f=0.60.7mm/r2)按钻头强度决定进给量:根据(切削用量简明手册表2.8), 当b =530/Mpa,d=35mm,钻头强度允许的进给量是f=2.0mm/r3)按机车进给机构强度决定进给量:根据(切削用量简明手册表2.9),当b 640/Mpa,d=35mm,机车进给机构允许的轴向力为20100N,进给量为0.88mm/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f=0.60.7。根据Z550钻床的实际情况,选择f=0.62mm/r。由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故在孔即将钻穿的时候停止自动进给采用手动进给。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在进行比较来校验。由(切削用量简明手册表2.19)可以查出钻孔时的轴向力,当f=0.60mm/r,,d=35时,轴向力F= 14830N ,由于实际进给量要大0.02,所以把轴向力F取大一些,F= 15000N轴向力的修正系数为0.88 ,故F=132000N根据Z535钻床的实际情况,机床进给机构强度允许的最大轴向力为F=24525N,由于F F校验成功,故f=0.62mm/r可用。 2.5.3.4决定钻头磨钝标准及寿命:查(切削用量简明手册表2.12),当d=35mm时,钻头后刀面最大磨损量取0.8mm.寿命T=70min2.5.3.5决定切削速度:由于材料为35钢,b =530Mpa,硬度为149187HBS,查(切削用量简明手册表2.14)可以得出加工类型为4类。在由切削用量简明手册表2.13,加工性为4类,进给量f=0.62mm/r, d=35mm,双横刃磨的钻头,所以取切削速度V=13m/min。查(切削用量简明手册表2.15)切削速度的修正系数为: 故m/min根据Z535钻床的实际钻速,可以考虑选择n=125r/min。故实际的切削速度2.5.3.6检验机床的扭矩及功率根据(切削用量简明手册表2.20),当f0.64mm/r, d=35mm时,取M=264.9N.m扭矩的修正系数均为0.88,故取. 根据Z550钻床说明书,最大扭矩784.8N.M当n=125r/min时,M=289N.m。根据(切削用量简明手册表2.22),当b =480560Mpa,取与实际情况比较接近的数据的出如下情况:d=34.5mm,f=0.64,v=10m/min时,p=1.7kw根据机械制造工艺设计简明手册表4.214,可以得出P=7.5由于MM,PP,故选择的切削用量可用,即f=0.62mm/r, n=n=125r/min,V=13.7375m/min.计算基本工时 (210)L=l+y+,入切量及超切量(查切削用量简明手册表2.29)y+=16mm。故 min2.5.3.7扩孔由于扩孔尺寸为36.5mm,材料为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa查切削用量简明手册表2.10扩孔进给量为0.91.1mm/r,根据有关手册的规定,扩钻的切削用量可以根据钻孔的切削用量选取f=(0.91.1)0.7=0.630.77(mm/r)根据机床说明书,选取f=0.62mm/r扩孔转扩孔的切削速度,根据其他有关资料确定为: v=0.4v 其中v为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度故:机床转速为:根据机床实际情况选取n=63r/min。切削工时L=l+y+,入切量及超切量(查切削用量简明手册表2.29)y+=15mm。故 min2.5.3.8精扩:有于尺寸相差很小,和节约加工工时,所以选用相同的转速和进给量, ,由于故: 切削工时和上到工序一样2.5.3.9铰孔: 铰孔为加工这个孔的最后一道工序,加工后基本尺寸为37, 材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢) 根据以上情况查切削用量简明手册表2.24高速钢铰刀铰孔时的切削用量。铰刀直径在2050mm之间 进给量取0.50.6mm/r之间 切削速度在57m/min 根据机床的实际情况选取进给量为0.62mm/r,假定切削速度为7m/min,求机床转速如下: 根据实际情况选取机床转速为2.5.4工序四 钻,扩,精扩,铰削加工30的孔,并到角1452.5.4.1加工条件:材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢)工艺要求:孔径d=28mm,孔深121mm(实际需要钻削深度只有44,中间有一部分是中空),通孔,粗糙度要求为1.6。选用机床为Z535。(查机械制造工艺设计简明手册表4.214和15和16)钻床型号为Z535型立式钻床.主轴转速:68 100 140 195 275 400 530 750 1100(r/min)进给量:0.11 0.15 0.20 0.25 0.32 0.43 0.57 0.72 0.96 1.22 1.60(mm/r)2.5.4.1选择钻头: 选用高速刚麻花钻钻削,麻花钻直径为d=28mm,钻头几何形状为(查切削用量简明手册表2.1及2.2):双锥修磨横刃,=30,2=118,2=70,二重刃长度b=5mm,o12,=50,b=3mm,l=6mm。2.5.4.2选择切削用量:1)决定进给量f:1)按加工要求决定进给量:根据(切削用量简明手册表2.7),因为材料为35钢硬度为149187HB,b =530/Mpa ,d=28mm时,所以f=0.450.56mm/r。 由于,故应乘孔深修正系数K=0.95,则f=(0.450.56)0.95mm/r=0.42750.532mm/r2)按钻头强度决定进给量:根据(切削用量简明手册表2.8), 当b =530Mpa, d=28mm,钻头强度允许的进给量是f=1.6mm/r3)按机车进给机构强度决定进给量:根据(切削用量简明手册表2.9),当b 640/Mpa,d=28mm,机车进给机构允许的轴向力为14120N(Z535钻床允许的轴向力为15696N见机械制造工艺设计简明手册表4.2-14)时,进给量为0.69mm/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f=0.42750.532。根据Z535钻床的实际情况,选择f=0.57mm/r。由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故在孔即将钻穿的时候停止自动进给采用手动进给。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在进行比较来校验。由(切削用量简明手册表2.19)可以查出钻孔时的轴向力,当f=0.57mm/r, d30时,轴向力F= 12360N 轴向力的修正系数为0.85 ,故F=10506N根据Z535钻床的实际情况,机床进给机构强度允许的最大轴向力为F=15696N,由于F F校验成功.故f=0.57mm/r可用。2.5.4.3决定钻头磨钝标准及寿命:查(切削用量简明手册表2.12),当d=28mm时,钻头后刀面最大磨损量取0.8mm。寿命T=50min2.5.4.4决定切削速度:由于材料为35钢,b =530Mpa,硬度为149187HBS,查(切削用量简明手册表2.14)可以得出加工类型为4类。在由切削用量简明手册表2.13,加工性为4类,进给量f=0.57mm/r, d=28mm,双横刃磨的钻头.所以取切削速度V=17m/min查(切削用量简明手册表2.15)切削速度的修正系数为: 故m/min根据Z535钻床的实际钻速,可以考虑选择n=195r/min。故实际的切削速度2.5.4.5检验机床的扭矩及功率:根据(切削用量简明手册表2.20),当f0.64mm/r, d30mm时,M=125.56N.m扭矩的修正系数均为1.0,故取 根据Z535钻床说明书,当n=195r/min时,M=243N.m。根据(切削用量简明手册表2.22),当b =480560Mpa,d30mm,f=0.57,v=17.1444m/min时,p=2.2kw根据机械制造工艺设计简明手册表4.214,可以的出P=4.5由于MM,PP,故选择的切削用量可用,即f=0.57mm/r, n=n=195r/min,V=17.1444m/min.2.5.4.6计算基本工时L=l+y+,入切量及超切量(查切削用量简明手册表2.29)y+=14mm。故 min在实际加工中,在中间部分有77cm是不加工的,故为了节约加工时间,可以在钻穿第一个孔的时候改为手动加工,加快进给时间,然后在加工下一部分。在之后的几到工序都可以这样做,可以大大节约加工工时。2.5.4.7扩孔由于扩孔尺寸为29.5mm,材料为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa查切削用量简明手册表2.10扩孔进给量为0.81.0mm/r,f=(0.81.0)0.7=0.560.7(mm/r)根据机床说明书,选取f=0.57mm/r扩孔转扩孔的切削速度,根据其他有关资料确定为: v=0.4v 其中, v为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故:机床转速为根据机床实际情况选取n=68r/min。切削工时L=l+y+,入切量及超切量(查切削用量简明手册表2.29)y+=14mm。故 min2.5.4.8精扩:有于尺寸相差很小,和节约加工工时,所以选用相同的转速和进给量, ,由于故: 切削工时和上到工序一样2.5.4.9铰孔: 铰孔为加工这个孔的最后一道工序,加工后基本尺寸为30, 材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢) 根据以上情况查切削用量简明手册表2.24高速钢铰刀铰孔时的切削用量.铰刀直径在2050mm之间 进给量取0.50.6mm/r之间 切削速度在57m/min 根据机床的实际情况选取进给量为0.57mm/r,切削速度为7m/min,求机床转速如下: 根据实际情况选取机床转速为2.5.5工序五 钻两个10.5的孔,一次加工完成。选用机车为立式钻床Z535和专用夹具加工。加工过程以对称中心线和基准A来定位,保证尺寸。2.5.5.1 加工条件材料为为35钢,硬度为HBS 149187,b =530/Mpa(查机械设计课程设计手册表27优质炭素结构钢)工艺要求:孔径d=10.5mm:孔深约为47mm,通孔,粗糙度要求为12.5。选用机床为Z535(查机械制造工艺设计简明手册表4.214和15和16)可以的出如下数据:主轴转速:68 100 140 195 275 400 530 750 1100(r/min)进给量:0.11 0.15 0.20 0.25 0.32 0.43 0.57 0.72 0.96 1.22 1.60(mm/r)2.5.5.2. 确定切削用量根据切削用量简明手册表2.7,可以查出此条件下的进给量取值范围为f=0.220.28(mm/r)根据Z535机车说明书,现取f=0.25(mm/r)切削速度:根据切削用量简明手册表2.13及表2.14,查的切削速度v=17m/min。所以 根据机车说明书,取n=530r/min,故实际切削速度为 2.5.5.3切削工时: L=l+y+,入切量及超切量(查切削用量简明手册表2.29)y+=5mm。故 (min) 以上为钻一个孔时的机动时间,故总工时为 t=2 t=0.78(min)2.5.6工序六 铣削加工切开断口,尺寸要求为4mm。以对称中心线为基准,保证尺寸正确。粗铣一次可以完成。 选用圆锯片切断铣刀,宽度B=4mm,铣刀d=110mm,f=0.02mm/z(参考切削用量简明手册表3.4)其他情况根据机车实际情况决定。第3章 专用夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。经过与指导教师协商,决定设计第四道工序钻,扩,精扩,铰削加工30的孔,并到角145。本夹具将用于Z535型立式钻床。 3.1 问题的提出 本夹具的设计是设计加工第四道工序钻,扩,精扩,铰削加工30的孔的夹具,由于该孔是在零件的对称中心线上,长度方向的位置由37的孔来保证,而相对于宽度上的尺寸只有靠中心线来保证。怎样才能保证在加工的时候能准确的找到对称中心这一条线呢?这就是夹具所要考虑的主要问题。其次就是该零件的生产量很大,效率也就成为了一个很重要的问题,怎样设计夹具来提高效率呢?3.2夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知,该孔是以对称中心线和60 mm的孔的圆心为基准定位,保证尺寸。为了减小定位误差,所以用一个长销以60 mm的孔为基准定位,保证尺寸,使设计基准和工艺基准重合。同时设计的夹具是两边同时夹紧工件,保证了加工孔的中心,和定位基准60 mm的孔的中心在同一轴线上,使左右方向的位移误差为零,这样就只存在销与60 mm的孔的上下方向的配合位移误差。3.2.2夹紧力计算及其汽缸的相关数据3.2.2.1计算夹紧力由于本工序有四个小步组成,分别是钻,扩,精扩,铰削,由加工余量可以知道,第一小步钻削加工是加工余量最大的一步,所以这以步受的轴向力和切削扭矩是最大的,所以以这一小步,的加工情况来计算夹紧力,这样能保证安全性,和合理性。 由机械制造工艺设计手册第四章 钻削与铰削表3-36知如下:切削扭矩:(NM) (31)轴向力: F=(N) (32) 钻削的相关数据如下:d=28mm,f=0.57mm/r,b =530Mpa(材料为35钢),n=195r/min。查机械制造工艺设计手册第四章 钻削与铰削表3-36知C=333.54 x=2 y=0.8 K=0.87C=833.85 y=0.7 以上数据带入公式后如下: M=333.54280.57100.87=145.118 NM F=833.85280.57=15752 N由机械制造工艺设计手册第四章 钻削与铰削表3-36知K= K=()=0.7825 (33)所以M和F应该为如下数值: M=145.1180.78
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