JS008接头零件的机械加工工艺规程和铣16槽夹具设计
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毕业设计(工艺规程)JS008接头零件的机械加工工艺规程和铣夹具设计 院 系 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师 二一五年 月 日产品名称JS008接头零件图号机械加工工艺过程卡毛坯种类锻 件共 1页每台数量1零件名称JS008接头材料牌号30CrMnSiNi2A第1 页工序号工序名称工序内容设备工艺装备锻造锻造时效处理时效处理铣床X6132专用铣夹具高速刚圆柱形铣刀粗、精铣粗精铣 R16两外端面,保证两外端面粗糙度6.3,两外端面间距为16mm钻床Z525专用钻夹具麻花钻 扩孔钻 绞刀 150o锪钻钻、扩、铰孔钻、扩、铰孔到19.5mm 铣床X6132专用铣夹具高速刚圆柱形铣刀粗铣粗铣R12.5两外侧,保证尺寸32MM, 保证两端面粗糙度6.3铣床X52K专用铣夹具高速刚圆柱形铣刀粗铣精铣粗铣精铣 16槽, 保证16槽粗糙度1.6,保证两外端面粗糙度50铣床X52K专用铣夹具,高速刚圆柱形铣刀粗铣粗铣M10X1螺纹孔端面钻床Z525专用钻夹具,麻花钻 扩孔钻 绞刀 90o锪钻钻、扩、铰孔钻、扩、铰孔到14mm钻床Z525专用钻夹具麻花钻 扩孔钻 绞刀 90o锪钻9钻孔钻10X1螺纹孔底孔,并攻丝端面粗糙度6.310清洗清洗11终检终检编制日期审核日期更改零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号工序名称铣共页零件图号第 页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备铣床X6132夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10粗精铣 R16两外端面,保证两外端面粗糙度6.3,两外端面间距为16mm高速刚圆柱形铣刀游标卡尺1220.550013152030405060零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号工序名称钻共页零件图号第 页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备钻床Z525夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10钻、扩、铰孔到19.5mm 麻花钻 扩孔钻 绞刀 150o锪钻游标卡尺1420.580013.4182030405060零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号5工序名称铣共页零件图号第 3页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备铣床X6132夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10粗铣R12.5两外侧,保证尺寸32MM, 保证两端面粗糙度6.3高速刚圆柱形铣刀游标卡尺1220.550013152030405060零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号6工序名称铣共页零件图号第 4页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备铣床X52K夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10粗铣精铣 16槽, 保证16槽粗糙度1.6高速刚圆柱形铣刀游标卡尺1220.550013152030405060零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号工序名称铣共页零件图号第页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备铣床X52K夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10粗铣M10X1螺纹孔端面高速刚圆柱形铣刀游标卡尺1220.550013152030405060零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号8工序名称钻共页零件图号第页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备钻床Z525夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10钻、扩、铰孔到14mm麻花钻 扩孔钻 绞刀 90o锪钻游标卡尺1220.50013152030405060零件名称JS008接头机械加工工序卡工序号工序名称钻共页零件图号第7页材料牌号30CrMnSiNi2A毛坯状态锻 件机床设备钻床Z525夹具专用夹具工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数走刀长度/mm切削深度/mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时10钻10X1螺纹孔底孔,并攻丝端面粗糙度6.3麻花钻 扩孔钻 绞刀 90o锪钻游标卡尺1420.580013.4182030405060毕 业 设 计 题 目 JS008 接头零件的机械加工工艺规程和铣夹具 所属系部 所属专业 所属班级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 目 录 目 录 .I 摘要 .I ABSTRACT .II 第 1 章 序言 .1 1.1 机械加工工艺概述 .1 1.2 机械加工工艺流程 .1 1.3 夹具概述 .2 1.4 机床夹具的功能 .2 1.5 机床夹具的发展趋势 .3 1.5.1 机床夹具的现状 .3 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 .3 第 2 章 JS008 接头加工工艺规程设计 .5 2.1 零件的分析 .5 2.1.1 零件的作用 .5 2.1.2 零件的工艺分析 .5 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施 .6 2.3JS008 接头加工定位基准的选择 .6 2.3.1 确定毛坯的制造形式 .6 2.3.2 粗基准的选择 .6 2.3.3 精基准的选择 .7 2.4 工艺路线的制定 .7 2.4.1 工艺方案一 .7 2.4.2 工艺方案二 .7 2.4.3 工艺方案的比较与分析 .8 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .8 2.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) .9 第 3 章 铣 16 槽夹具设计 .20 3.1 研究原始质料 .20 3.2 定位基准的选择 .20 3.3 切削力及夹紧分析计算 .20 3.4 误差分析与计算 .21 3.5 零、部件的设计与选用 .22 3.5.1 定位销选用 .22 3.5.2 定向键与对刀装置设计 .22 3.6 夹具设计及操作的简要说明 .25 结论 .26 致谢 .27 参考文献 .28 I 摘要 本次设计是对 JS008 接头零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。后 钢板弹簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知,保证平面的加 工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平 面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以 JS008 接头 大外圆端面作为粗基准,以 JS008 接头大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要 加工工序安排是先以 JS008 接头大外圆端面互为基准加工出端面,再以端面定位加 工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。 整个加工过程均选用组合机床。 关键词:JS008 接头,加工工艺,专用夹具 II ABSTRACT The design of the plate after spring lug parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Spring plate after hanging parts of the main plane of the surface and pore. By the principle known Processing , the plane guarantee precision machining holes than guarantee the machining precision easy. So the design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. After selecting base plate spring lug large cylindrical face as a rough benchmark, After the leaf spring lug large cylindrical end with two holes as a precision technology benchmarks. main processes arrangements after the first spring plate lug large cylindrical face each other benchmarks machined face, End position to further processing out of holes. In addition to the follow-up processes are individual processes with end-positioning technology and other processing Kong and plane. The entire process of processing machine combinations were selected. Key words:The empress steel plate spring coil mourns the ear,Process the craft,Appropriation tongs 1 第 1 章 序言 1.1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质 使其成为合格零件的全过程,加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直 接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过 程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个 加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和 性质等,使其成为成品 或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面 说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等 等,每个步骤就要有详 细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程, 并将有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每 个厂都可能不太一样,因为实际情况都不一样。 总的来说,工艺流程是纲领,加工工艺是每个步骤的详细参数,工艺规程是某 个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 1.2 机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一, 它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书 写 成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工 件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目 及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 2 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高 经济效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变 化,新技术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程 进行修订和完善。 1.3 夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、 热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一 种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本 等,帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的 地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺 正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依 靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和 某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世,提高了更新频率的小批量零件和形状 复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展, 极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事,必先利其器。 ” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工 艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革 新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有 着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺 装备。 1.4 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件,使工件在夹具中定位和夹紧。 (1)定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准 面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位 置精度要求。 (2)夹紧 工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 由于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。 3 因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 (1)对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀 块,它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 (2)导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套,能迅速地确定钻头的位置,并引导 其进行钻削。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具(镗模) 也具有导向功能。 1.5 机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高,夹具已从一种辅助工具发 展成为门类齐全的工艺装备。 1.5.1 机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件 种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应 市场激烈的竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面, 在多品种生产的企业中,约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损 量仅为 15%左右。特别是近年来,数控机床(NC) 、加工中心(MC) 、成组技术(GT) 、 柔性制造系统(FMS)等新技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求: 1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。 2)能装夹一组具有相似性特征的工件。 3)适用于精密加工的高精度机床夹具。 4)适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5)采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置,以进一步提高劳动生产率。 6)提高机床夹具的标准化程度。 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方 面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹 具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密 车削的高精度三爪卡盘,其定心精度为 5m;精密心轴的同轴度公差可控制在 1m 内;又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆度公差可达 0.20.5m。 4 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率, 减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧 动力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高 5 倍左右; 在车床上使用的高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在(试验)转速为 2600r/min 的 条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、拼装、组 合等方式,以适应可变因素的能力。可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件 的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹 具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内,夹具的柔性化将是夹 具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基 础上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立类型尺寸系列或变型,以减少功能 用途相近的夹具元件和部件的型式,屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹 具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入,主要 是确立夹具零件或部件的尺寸系列,为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我 国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148T225991 以及各类通用夹具、组合 夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备 周期,降低生产总成本。 5 第 2 章 JS008 接头加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是 JS008 接头。JS008 接头的主要作用 JS008 接头零件的加工 质量会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车 JS008 接头主要作用是保证安 装正确部分功能、导向功能。 图 2.1 JS008 接头零件图 2.1.2 零件的工艺分析 由 JS008 接头零件图知可将其分为两组加工表面。它们相互间有一定的位置要 求。现分析如下: (1)以 R16 两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括: 。R16 两外圆端面的铣削,加工 19.5mm 的孔,其中 R16 两外圆端面表面粗糙度要 求为 ,19.5mm 的孔表面粗糙度要求为6.3Ram1.6Ram (2)以 14mm 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括: 2 个 14mm 的孔,宽度为 16 的开口槽的铣削宽度为 14 的开口槽的表面粗糙度要求为 。1. 6 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面 的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于该零件来说,加工过程中的 主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之 间的相互关系。 该类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工零件的基准平面,以基准平 面定位加工其他平面。然后再加工孔系。JS008 接头的加工自然应遵循这个原则。 这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔 的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工 精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。 JS008 接头零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明 确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 由于 JS008 接头的生产量很大。怎样满足 JS008 接头生产率要求也是过程中的 主要考虑因素。 2.3JS008 接头加工定位基准的选择 2.3.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 30CRMNSINI2A。由于生量已达到大批生产的水平,而且零件的轮 廓尺寸不大,故可以采用铸造成型,这对提高生产效率,保证加工质量也是有利的。 2.3.2 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求: (1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面 的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中 与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、 少装夹等。 (2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是 其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底 面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表 层保留而细致的组织,以增加耐磨性。 (3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工 余量。 (4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准 确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加 7 工。 (5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次 使用难以保证表面间的位置精度。 为了满足上述要求,基准选择以 JS008 接头大外圆端面作为粗基准,先以 JS008 接头大外圆端面互为基准加工出端面,再以端面定位加工出工艺孔。在后续 工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。 2.3.3 精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应 当进行尺寸换算。 2.4 工艺路线的制定 由于生产类型为大批生产,应尽量使工序集中来提高生产率,除此之外,还应 降低生产成本。 2.4.1 工艺方案一 表 2.1 工艺方案一表 工序 1: 锻造 工序 2: 时效处理 工序 3: 粗精铣 R16 两外端面,保证两外端面粗糙度 6.3,两外端面间距为 16mm 工序 4: 钻、扩、铰孔到19.5mm 工序 5: 粗铣R12.5 两外侧,保证尺寸32MM, 保证两端面粗糙度6.3 工序 6: 粗铣精铣 16槽, 保证16槽粗糙度1.6,保证两外端面粗糙度50 工序 7: 粗铣M10X1螺纹孔端面 工序 8: 钻、扩、铰孔到14mm 工序 9: 钻10X1螺纹孔底孔,并攻丝端面粗糙度6. 工序 10: 清洗 工序 11: 终检 2.4.2 工艺方案二 表 2.2 工艺方案二表 工序 1: 锻造 工序 2: 时效处理 8 工序 3: 钻、扩、铰孔到 19.5mm 工序 4: 钻、扩、铰孔到 14mm 工序 5: 粗精铣 R16 两外端面,保证两外端面粗糙度 6.3,两外端面间距为 16mm 工序 6: 粗铣R12.5 两外侧,保证尺寸32MM, 保证两端面粗糙度6.3 工序 7: 粗铣精铣 16槽, 保证16槽粗糙度1.6,保证两外端面粗糙度50 工序 8: 粗铣M10X1螺纹孔端面 工序 9: 钻10X1螺纹孔底孔,并攻丝端面粗糙度6. 工序 10: 清洗 工序 11: 终检 2.4.3 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工 R16 两外圆端面,然后再以此 为基面加工 孔,内外侧面以及宽度为 16 的开口槽铣,则与方案二相反,19.5mm 先加工 孔的内外侧面,再以此为基面加工的内外侧面,不符合先面后孔的 加工原则,工余量更大,所用加工时间更多,这样加工路线就不合理,同理,宽度 为 16 的开口槽应放在最后一个工序加工。所以合理具体加工艺如下: 表 2.3 工艺方案表 工序 1: 锻造 工序 2: 时效处理 工序 3: 粗精铣 R16 两外端面,保证两外端面粗糙度 6.3,两外端面间距为 16mm 工序 4: 钻、扩、铰孔到19.5mm 工序 5: 粗铣R12.5 两外侧,保证尺寸32MM, 保证两端面粗糙度6.3 工序 6: 粗铣精铣 16槽, 保证16槽粗糙度1.6,保证两外端面粗糙度50 工序 7: 粗铣M10X1螺纹孔端面 工序 8: 钻、扩、铰孔到14mm 工序 9: 钻10X1螺纹孔底孔,并攻丝端面粗糙度6. 工序 10: 清洗 工序 11: 终检 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “JS008 接头”零件材料为 30CRMNSINI2A,硬度 HBS 为 149187,生产类型为 9 大批量生产,采用铸造毛坯。 根据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: (1) 铣 R16 两外圆端面 考虑其加工表面粗糙度要求为 ,可以先粗铣,再精铣,根据机械加6.3Ram 工工艺手册表 2.3-5,取 2Z=5 已能满足要求 (2) 加工 孔19.5m 其表面粗糙度要求较高为 ,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根1.6a 据机械加工工艺手册表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为: (3) 铣宽度为 16 的开口槽 考虑其表面粗糙度要求为 ,只要求粗加工,根据 机械加工工艺手册16.5Ram 表 2.348,取 2Z=16 已能满足要求。 2.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 工序 3:粗精铣 R16 两外端面,保证两外端面粗糙度 6.3,两外端面间距为 16mm 机床:铣床 X6132 刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数 ,细齿数63dm6Z10Z (1) 、粗铣 铣削深度 :wa3 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-13,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-23,取 ,V (24)inV 机床主轴转速 : 式(2-1)n01Vd 取 =30, =63 代入公式(2-1)得:0dn13(12)/min.46r 根据机械加工工艺师手册表 11-4,取 169/minr 实际铣削速度 :V03.143.4d 10 工作台每分进给量 : 式(2-2)mfzwfn 取 = , , = 代入公式(2-2 )得:zf0.8fa6Z169m19.2/i 取 /inf 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :2l 走刀次数为 1 机动时间 : 式(2-3)jt12jmlf 取 , , , 代入公式(2-3)得:60l13l2l801jt.5in8 以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为 12.12.3mijt (2) 、精铣 铣削深度 :wa 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-13,取f 0.6/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-23,取 ,V (24)inV 取 =30, =63 代入公式(2-1)得:0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工n013(102)/in.46Vrd 艺师手册表 11-4,取 2/minr 实际铣削速度 :03.41.5/min1 取 = , , = 代入公式(2-2)得:zf0.8fa6Zwn2 11 工作台每分进给量 :mf0.6126/minzwfn 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知llm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 取 , , 代入公式(2-3)得:60lm3lml2 机动时间 : 以上为铣一个端面的机动1jt12603.7injf 时间,故本工序机动工时为 10.7346injt 工序4:钻、扩、铰孔到19.5mm 机床:钻床 Z525 刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀 (1) 、钻孔 切削深度 :pa1.25m 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-10,取f (0.6.7)/fmr 由于本零件在加工 孔时属于底刚度零件,故进给量应乘系数 0.75,则3(0.6.7)0.5/(0.63.52)/f rr 根据机械加工工艺师手册表 28-13,取 0.45/fmr 取切削速度 24/minV 取 =24, =35 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手012418/in3.5rd 册表 9-3,取 23/inr 实际切削速度 : V0.423.6/min1 12 被切削层长度 :l76m 刀具切入长度 : 120 刀具切出长度 : l3 走刀次数为 1 机动时间 : 式 (2-4)jt12jlfn 取 , , , , 代入公式(2-4)得:60l13l2l0.4523n1jt7.94mi2.5 (2) 、扩孔 切削深度 :pa1. 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-30,f(0.92).7(063.84)f/mr 参照机械加工工艺师手册表 28-31,取 0.72f/mr 切削速度 :参照机械加工工艺师手册表 28-31,取V 19/inV 取 =19, =36.8 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师n011964/in3.8Vrd 手册表 9-3 取 74/mir 实际切削速度 : 0.1.720.1/minn 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 :l76 刀具切入长度 14m 刀具切出长度 : 2l3 走刀次数为 1 取 , , , , 代入公式( 2-4)得:74ll2l0.72f14n 机动时间 :1jt163.6min.jf 13 (3)铰孔 切削深度 :pa0.15m 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-35,取f (0.952.1)/fmr 根据机械加工工艺师手册表 28-36,取 1.2/fmr 取切削速度 9.1/inV 取 =9.1, =37 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手019.78/in34rd 册表 9-3,取 72/minr 实际切削速度 : V0.128/min 被切削层长度 :l6 刀具切入长度 : 15 刀具切出长度 : 2l0m 走刀次数为 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:76l5l2l1.2f7n 机动时间 :jt1650.6min.jfn (4)倒角 。采用 锪钻。为缩短辅助时间,取倒角是的主轴转速与.530 扩孔时相同: ,手动进给。74/minr 工序5:粗铣R12.5两外侧,保证尺寸32MM, 保证两端面粗糙度6.3 机床:铣床 X6132 刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数50d6Z 铣削深度 :pa1.wm 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-29,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-29,取 ,V 24/inV 取 =24, =50 代入公式(2-1)得0d 14 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手n012415/min3.Vrd 册表 11-4,取 69/mir 实际铣削速度 :0.4692.5/in1n 取 = , , = 代入公式(2-2 )得:zf0.8fa6Zw 工作台每分进给量 :mf0.8619./mizfn 取 /inmf 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 取 , , , 代入公式(2-3)得:60lm3lml280f 机动时间 :1jt1631.5injf 以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为 12.52.3injt 工序 6:粗铣精铣 16 槽, 保证 16 槽粗糙度 1.6 机床:铣床 X52K 刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数10dm6Z 铣削深度 :pa.5w 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-29,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-29,取 ,V 24/inV 取 =24, =50 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手n012415/min3.Vrd 册表 11-4,取 69/mir 15 实际铣削速度 :V03.14692.5/min0dn 取 = , , = 代入公式(2-2 )得:zf0.8fa6Zw 工作台每分进给量 :mf.8619./izfn 取 /inmf 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l 60lm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 取 , , , 代入公式(2-3)得:60lm3lml280f 机动时间 :1jt1631.5injf 以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为 12.52.3injt 工序 7:粗铣 M10X1 螺纹孔端面 机床:铣床 X52K 刀具:高速面铣刀 粗齿数 80dm20Z4L 铣削深度 :wa2 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-13,取f 0.5/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-23,取 ,V (24)inV 取 =30, =63 代入公式(2-1)得:0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手n013120/min.48Vrd 册表 11-5,取 8/mir 实际铣削速度 :03.52.8/in1n 取 = , , = 代入公式(2-2)得:zf0.5fa2Zw8 16 工作台每分进给量 :mf0.5218/minzwfn 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知llm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 取 , , , 代入公式(2-3)得:0l3l2l18mf 机动时间 :1jt1032.4injf 工序 8:钻,扩,铰 14mm 孔 机床:钻床 Z525 刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀 (1) 、钻孔 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-10,取f (0.45.)/fmr 由于本零件在加工 孔时属于底刚度零件,故进给量应乘系数 0.75,则35m(0.45.)0.7/(0.41)/f rmr 根据机械加工工艺师手册表 28-13,取 0.32/fr 取切削速度 24/inV 取 =24, =28 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手01247/in3.8rd 册表 9-3,取 23/minr 实际切削速度 : V0.14230.4/min 被切削层长度 :l 刀具切入长度 : 12 刀具切出长度 : l3m 走刀次数为 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:2l0l2l0.45f23n 17 机动时间 :jt1203.4min.5jlfn 以上为钻一个孔的机动时间,故本工序机动工时为 120.43.86mijt (2) 、扩孔 切削深度 :pa1.5 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-30,f(0.8).7(06.)f/mr 参照机械加工工艺师手册表 28-31,取 0.6f/mr 切削速度 :参照机械加工工艺师手册表 28-31,取V 19.8/inV 取 =19.8, =29.8 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师n0119.82/in3.4Vr 手册表 9-3 取 23/mir 实际切削速度 : 0.19.8321./min0dn 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 :l2 刀具切入长度 14m 刀具切出长度 : 2l3 走刀次数为 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:l4l2l0.6f23n 机动时间 :1jt14.0minjf 以上为扩一个孔的机动时间,故本工序机动工时为 120.4minjt (3)铰孔 切削深度 :pa.125 18 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-35,取f (0.81)/fmr 根据机械加工工艺师手册表 28-36,取 1.2/fmr 取切削速度 9./minV 取 =9.9, =30 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手019.105/in34rd 册表 9-3,取 96/inr 实际切削速度 : V0.96/min1 被切削层长度 :l2m 刀具切入长度 : 15 刀具切出长度 : 2l0 走刀次数为 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:l5l2l1.2f96n 机动时间 :jt150.41min.jfn 以上为铰一个孔的机动时间,故本工序机动工时为 120.482mijt 4)倒角 。采用 锪钻。为缩短辅助时间,取倒角是的主轴转速与扩孔59 时相同: ,手动进给。3/inr 工序9:钻10X1螺纹孔底孔,并攻丝 端面粗糙度6.3 机床:钻床 Z525 刀具:麻花钻、扩孔钻、 (1) 、钻孔 切削深度 :pa0.85m 进给量 :根据机械加工工艺师手册表 28-10,取f (0.2.8)/fmr 由于本零件在加工 孔时属于底3 19 刚度零件,故进给量应乘系数 0.75,则(0.2.8)0.75/(0.165.2)/f mrmr 根据机械加工工艺师手册表 28-13,取 0.2/fr 取切削速度 24/inV 取 =24, =9 代入公式(2-1)得0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺师手012489/min3.rd 册表 9-3,取 72/minr 实际切削速度 : V0.14721.8/in 被切削层长度 :l48 刀具切入长度 : 1 刀具切出长度 : 2l3m 走刀次数为 1 取 , , , , 代入公式( 2-4)得:48ll2l0.2f7n 机动时间 :jt1483.8min.jfn 以上为钻一个孔的机动时间,故本工序机动工时为120.38.76mijt 20 第 3 章 铣 16 槽夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来粗、精铣 16 槽,该槽对孔 的中心线要满足对称度19.5H 要求以及其槽两边的平行度要求。在铣此槽时,为了保证技术要求,最关键是找到 定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 3.2 定位基准的选择 由零件图可知:在对槽进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工,孔 进行了钻、扩、铰加工,因此,定位、夹紧方案有:19.5H 方案:选底平面、 工艺孔和挡销定位,即一面、心轴和挡销定位,19.5H 夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。 3.3 切削力及夹紧分析计算 刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 015001顶 刃 0n侧 刃 6015 30rK4Dm6d2.5Lm2Z.8/famzap.2 由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式: 0.8.10.5pzFafBzn 有: .8.1.10.13254836.2()N 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的 瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全 系数作为实际所需夹紧力的数值,即: FKW 安全系数 K 可按下式计算: 6543210 式中: 为各种因素的安全系数,查参考文献5121 可知其公式参6 数: 123456.,.0,.,3KK 21 由此可得: 1.20.1.301.56K 所以 83645()WFN 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 定选用手动螺旋夹紧机构。 查参考文献51226 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公 式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有: )(210 tgtQLz 式中参数由参考文献5可查得: 6.2.76zr90105229 其中: 3()Lm)(8N 螺旋夹紧力: 04.W 该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如 2.1. 由表 得:原动力计算公式 261001KLWl 即: 0478.23.932.75()KLNl 由上述计算易得: K 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 定选用手动螺旋夹紧机构。 3.4 误差分析与计算 该夹具以一面一销挡销定位,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。 gwj 与机床夹具有关的加工误差 ,一般可用下式表示:j MjjWDAZWj 由参考文献5可得: 定位误差 : 11minDd 2i 2min.DDdJWarctgL 其中: ,10.52Dm20D ,d .3d 22 , 1min02min0.34 .6DWm .2J 夹紧误差 : cos)(minaxyj 其中接触变形位移值: 1()(9.62nHBZyRaZkNl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jy 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mjm5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD. 误差总和: 0.853jwm 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。 3.5 零、部件的设计与选用 3.5.1 定位销选用 本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位,其参数如下表: 表 5.1 定位销 D d H 公称尺寸 允差 1 h1b1dC1 14 18 16 15 0.011 22 5 1 4 M12 4 3.5.2 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。 通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台 的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹 具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。 根据 GB220780 定向键结构如图所示:o 图 5.1 夹具体槽形与螺钉 23 根据 T 形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表 5.4: 表 5.4 定向键 夹具体槽形尺寸 B 2B 公称 尺寸 允差 d 允差 4 L H h D 1 公称尺寸 允差 D 2h 18 0.012 0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成拨叉槽精铣加工,所以选用侧装对刀块。根据 GB2243 80 侧装对刀块的结构和尺寸如图 5.2 所示: 1032705486 图 5.2 侧装对刀块 塞尺选用平塞尺,其结构如图 5.3 所示: 标 记四 周 倒 圆 图 5.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表 5.5: 表 5.5 塞尺 公称尺寸 H 允差 d C 24 3 0.006 0.25 3.6 夹具设计及操作的简要说明 如前所述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧 和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和
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