导向块机械加工工艺及夹具设计【车中心孔】【铣底面】
导向块机械加工工艺及夹具设计【车中心孔】【铣底面】,车中心孔,铣底面,导向,机械,加工,工艺,夹具,设计,中心,底面
文件编号机械加工工艺过程卡产品型号零(部)图号共 1 页产品名称导块零(部)名称导块第 1 页材料牌号45毛坯种类型材毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车 间设 备工 艺 装 备工 时刀具检具准终单件10开料型材开料锯刀锯刀20粗铣粗铣侧边面1机加工铣床X52K铣刀游标卡尺5min6min30精铣精铣侧边面1机加工铣床X52K铣刀游标卡尺5min6min40粗铣粗铣侧边面2机加工铣床X52K铣刀游标卡尺6min7min50精铣精铣侧边面2机加工铣床X52K铣刀游标卡尺6min7min60粗铣粗铣底面机加工铣床X52K铣刀游标卡尺5min6min描图70精铣精铣底面机加工铣床X52K铣刀游标卡尺5min6min 描校80磨削磨削底面机加工磨床M7130砂轮游标卡尺5min6min90车20孔车20孔机加工车床CA6140车刀游标卡尺5min6min 底图号100检验检验入库 装订号编制(日期)校对(日期)标准化(日期)审核(日期)会签(日期)标记处号更改文件签字日期标记处号更改文件签字日期1 常州机电职业技术学院 毕业设计(论文)说明书 系 部: 机 械 工 程 系 专 业: 姓 名: 学 号: 题 目: 导向块零件的加工工艺及夹具设计 起 讫 日 期: 设计(论文)地点: 校 外 指 导 教 师: 专 业 负 责 人: 2 摘 要 本文是对导块零件加工应用及加工的工艺性分析,主要包括对零件图的分析、毛 坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺 文件的填写。选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程。此外还对零件的两道 工序的加工设计了专用夹具. 机床夹具的种类很多,其中,使用范围最广的通用夹具,规格尺寸多已标准化, 并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产,专为某工件加工工序服务的专用 夹具,则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容 是设计钻中心孔夹具。 关键词:导块,加工工艺,加工方法,工艺文件,夹具 3 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 4 目 录 摘 要 2 ABSTRACT 3 前 言 6 1 序言 6 1.1 机械加工工艺概述 6 1.2 机械加工工艺流程 7 1.3 夹具概述 8 1.4 机床夹具的功能 8 1.5 机床夹具的发展趋势 9 1.5.1 机床夹具的现状 9 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 9 2 零件的分析 11 2.1 零件的工艺分析 11 2.2 零件的工艺要求 11 3 工艺规程设计 12 3.1 加工工艺过程 12 3.2 确定各表面加工方案 12 3.2.1 影响加工方法的因素 12 3.3.2 加工方案的选择 12 3.3 确定定位基准 13 3.3.1 粗基准的选择 13 3.3.2 精基准选择的原则 13 3.4 工艺路线的拟订 14 3.4.1 工序的合理组合 14 3.4.2 工序的集中与分散 15 3.4.3 加工阶段的划分 15 3.4.4 加工工艺路线方案的比较 16 3.5 零件的偏差,加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定 17 3.5.1 毛坯的结构工艺要求 17 5 3.5.2 零件的偏差计算 18 3.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 18 4 车中心孔夹具设计 27 4.1 车床夹具设计要求说明 27 4.2 车床夹具的设计要点 27 4.3 定位机构 28 4.4 夹紧机构 29 4.5 零件的车床夹具的加工误差分析 29 4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 30 4.6 零件的车床专用夹具简单使用说明 30 5 铣面夹具设计 31 5.1 设计要求 31 5.2 夹具设计 31 5.2.1 定位基准的选择 31 5.2.2 切削力及夹紧力的计算 31 5.3 定位误差的分析 32 5.4 夹具设计及操作的简要说明 32 结 论 33 参考文献 35 致谢 36 6 前 言 机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通大学所学的知识,将理论与实践 相结合,对专业知识的综合运用训练,为我们即将走向自己的工作岗位打下良好 的基础。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法,是指导生产 的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效 益,生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要 通过机械加工工艺来体现,因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重 要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动 强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对 于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究 对机械工业有着很重要的意义,因此在大批量生产中,常采用专用夹具。 而本次对于零件加工工艺及夹具设计的主要任务是: 完成零件零件加工工艺规程的制定; 完成专用夹具的设计。 通过对零件零件的初步分析,了解其零件的主要特点,加工难易程度,主要 加工面和加工粗、精基准,从而制定出零件加工工艺规程;对于专用夹具的设计, 首先分析零件的加工工艺,选取定位基准,然后再根据切销力的大小、批量生产 情况来选取夹紧方式,从而设计专用夹具。 1 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 7 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。 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。 8 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、 9 脱落。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。 10 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。 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 2620r/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。 11 2 零件的分析 2.1 零件的工艺分析 导块是一个很重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状较复杂,但其 加工孔和底面的精度要求较高,此外还有导块小端面端要求加工,对精度要求也 很高。几何形状精度和相互位置精度,以及各表面的表面质量均影响机器或部件 的装配质量,进而影响其性能与工作寿命,因此它们的加工是非常关键和重要的。 2.2 零件的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也 就是要有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工的劳动 量最小。而设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺 问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 图 2.1 零件零件图 该加工有七个加工表面:平面加工包括零件底面、底部平面;孔系加工包括 小孔。 以平面为主有: 零件底面的粗、精铣加工,其粗糙度要求是 ;2.3Ra 导块端面的粗、精铣加工,其粗糙度要求是 。. 单边余量一般在 ,结构细密,能承受较大的压力,占用生产的面积13m 较小。 上面主要是对零件零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析,选择 12 了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式,从而为工艺规程设计提供 了必要的准备。 3 工艺规程设计 3.1 加工工艺过程 由以上分析可知,该零件零件的主要加工表面是平面、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,对于零件来说,加工过 程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关 系以各尺寸精度。 由上面的一些技术条件分析得知:零件的尺寸精度,形状精度以及位置关系 精度要求都不是很高,这样对加工要求也就不是很高。 3.2 确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就 是要有加工的可能性,要便于加工,要能保证加工的质量,同时使加工的劳动量 最小。设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。对于我们设计零件的加工工 艺来说,应选择能够满足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从 加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求 及生产率的条件下,应选择价格较底的机床。 3.2.1 影响加工方法的因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求,根据各加工表面的技术要求, 选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择,在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小 批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工, 在小批量生产时,采用钻、扩、铰加工方法;而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质,例如:淬火钢必须采用磨削或电加工;而有 色金属由于磨削时容易堵塞砂轮,一般都采用精细车削,高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和 设备,推广新技术,提高工艺水平。 此外,还要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求, 工件形状和重量等。 3.3.2 加工方案的选择 1 由参考文献3表 2.112 可以确定,平面的加工方案为:粗铣精铣 ( ) ,粗糙度为 6.30.8,一般不淬硬的平面,精铣的粗糙度可以较79IT:aR 13 小。 2 小孔钻孔加工方法: 因为孔的表面粗糙度的要求 ,所以我们采用钻铰的加工方法。6.1Ra 3.3 确定定位基准 3.3.1 粗基准的选择 选择粗基准时,考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量,使不加工 表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求: 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。 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。 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。 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 初加工。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证零件在整个加 工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知,主要是选择加 工零件底面的装夹定位面为其加工粗基准。 3.3.2 精基准选择的原则 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定 位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则,应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证 各表面间的位置精度,避免基准转换所带来的误差,并且各工序所采用的夹具比 较统一,从而可减少夹具设计和制造工作。例如:轴类零件常用顶针孔作为定位 基准。车削、磨削都以顶针孔定位,这样不但在一次装夹中能加工大多书表面, 而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时,有时两个被加工面,可以互为基准反 复加工。例如:对淬火后的齿轮磨齿,是以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨 14 齿面,这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则,有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,可以选择加 工表面本身为基准。例如:磨削机床导轨面时,是以导轨面找正定位的。此外, 像拉孔在无心磨床上磨外圆等,都是自为基准的例子。 此外,还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固 可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证零件在整个加 工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知,它的底平面, 适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够,如果使用 典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准 定位的要求。至于两侧面,因为是非加工表面,所以也可以用 的孔为加工基4 准。 选择精基准的原则时,考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 3.4 工艺路线的拟订 对于中批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。零件的加工的第 一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底 面底部平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 3.4.1 工序的合理组合 确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备 等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则: 工序分散原则 工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机 床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。 但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。 工序集中原则 工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数 和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些 表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提 高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生 产准备工作量大。 一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由 于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织 15 流水线生产。 加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%809c: 苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零 件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中与分散 制订工艺路线时,应考虑工序的数目,采用工序集中或工序分散是其两个不 同的原则。所谓工序集中,就是以较少的工序完成零件的加工,反之为工序分散。 工序集中的特点 工序数目少,工件装夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和 生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表 面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高 生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产 准备工作量大。 工序分散的特点 工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备,简单的机 床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。 但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点,必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体 情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由 于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织 流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现,使得工序集中的优点更为突出, 即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量,从而 可取的良好的经济效果。 3.4.3 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为几个阶段: 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属,为以后的精加工创造较好的条件, 并为半精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发现毛坯的缺陷,予以报 废或修补,以免浪费工时。 粗加工可采用功率大,刚性好,精度低的机床,选用大的切前用量,以提高 生产率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生的内 16 应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备,保 证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为 Ra101.25m。 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量,工序变形小,有利于提高加工精 度精加工的加工精度一般为 IT6IT7,表面粗糙度为 Ra101.25m。 此外,加工阶段划分后,还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的 不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中,对于刚性好,精度 要求不高或批量小的工件,以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段, 在满足加工质量要求的前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精 加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的,不能以某一表面的加工 或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面,在粗加工阶段就要加工的很 准确,而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 3.4.4 加工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下,成批量生产可 以考虑采用专用机床,以便提高生产率。但同时考虑到经济效果,降低生产成本, 拟订三个加工工艺路线方案。 方案一: 10 开料 型材开料 20 粗铣 粗铣侧边面 1 30 精铣 精铣侧边面 1 40 粗铣 粗铣侧边面 2 50 精铣 精铣侧边面 2 60 粗铣 粗铣底面 70 精铣 精铣底面 80 磨削 磨削底面 90 车 20 孔 车 20 孔 17 100 检验 检验入库 方案二: 10 开料 型材开料 20 粗铣 粗铣侧边面 1 30 精铣 精铣侧边面 1 40 粗铣 粗铣侧边面 2 50 精铣 精铣侧边面 2 60 粗铣 粗铣底面 70 精铣 精铣底面 80 磨削 磨削底面 90 车 20 孔 车 20 孔 100 检验 加工工艺路线方案的论证: 从前两步工序可以看出:方案把粗、精加工都安排在一个工序中,以便装夹、 安装工件。而且方案一有磨削加工,而方案二则无,那根据图纸有 0.8 的粗糙度 要求,应该有磨削的工艺要求。 方案 2 中其工序较为集中,如粗、精加工都安排在一个工序中,以便装夹、 安装工件。 由以上分析:方案 1 为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如 下表: 10 开料 型材开料 20 粗铣 粗铣侧边面 1 30 精铣 精铣侧边面 1 40 粗铣 粗铣侧边面 2 50 精铣 精铣侧边面 2 60 粗铣 粗铣底面 70 精铣 精铣底面 80 磨削 磨削底面 90 车 20 孔 车 20 孔 100 检验 18 3.5 零件的偏差,加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件的采用的是型材,其材料是 45 3.5.1 毛坯的结构工艺要求 零件为锻造件,对毛坯的结构工艺性有一定要求: 由于铸造件尺寸精度较高和表面粗糙度值低,因此零件上只有与其它机 件配合的表面才需要进行机械加工,其表面均应设计为非加工表面。 为了使金属容易充满模膛和减少工序,铸造件外形应力求简单、平直的 对称,尽量避免铸造件截面间差别过大,或具有薄壁、高筋、高台等结构。 铸造件的结构中应避免深孔或多孔结构。 铸造件的整体结构应力求简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一,尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时,要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近,可以减少 加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但这样可能导致毛坯制造困难, 需要采用昂贵的毛坯制造设备,增加毛坯的制造成本。因此,毛坯的种类形状及 尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类 形状及尺寸确定后,必要时可据此绘出毛坯图。 3.5.2 零件的偏差计算 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余量的计算。根据工序要求,其加工分粗、精铣加工。各工步余 19 量如下: 粗铣:由参考文献4表 1119。其余量值规定为 2-3mm,现取 3mm。查3 可知其粗铣时精度等级为 IT12,粗铣平面时厚度偏差取 0.21m 3.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 工序 10:型材开料 工序:20:粗精铣侧边面 1。 机床:立式铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数15YT0Dm ,此为粗齿铣刀。5Z 因其单边余量:Z=3mm 所以铣削深度 : =3mmpa2.m 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度 :p1.0 每齿进给量 :根据参考文献3表 2.473,取 :根据参fa 0.15/famZ 考文献3表 2.481,取铣削速度 2.8/Vms 每齿进给量 :根据参考文献3表 2.473,取 根据参考f f/8. 文献3表 2.481,取铣削速度 .47/ 机床主轴转速 :n102.601.9/in31Vrd 按照参考文献3表 3.174,取 475m 实际铣削速度 :v .402.9/106ns 进给量 : fV.1857/0.1/ffaZ 工作台每分进给量 : m.2475minfVs :根据参考文献3表 2.481,取aa6 切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 14l8l 刀具切入长度 :1 20.5()(3lDa2.061)2m 20 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 : jt12420.36min7.5jmlf 机动时间 :1jt1268.19i.jlf 所以该工序总机动时间 105injjtt 工序 30:粗精铣侧边面 2 机床:立式铣床 X52K 刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数 10mdw4014Z (1)粗铣 铣削深度 :pam3 每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取f Zmaf/25.0 铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/4 机床主轴转速 : ,取n in/1940.3610rdV in/r 实际铣削速度 : smn/.6210 进给量 :fVZaff /7.10/425. 工作台每分进给量 :m in2.sVf :根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a ma4 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知ll31 刀具切入长度 :1D2)(5.02 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 :1jt min5.02.743121mjfl (2)精铣 铣削深度 :pa5. 21 每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取fa Zmaf/15.0 铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/6 机床主轴转速 : ,取n in/28401.360rdV in/3r 实际铣削速度 : smn/.60 进给量 :fVZaff /5.10/3145. 工作台每分进给量 : m in.sVf 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l ml 刀具切入长度 :精铣时1Dl401 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 :2jt min18.63024121mjfl 本工序机动时间in7.8.5021jjjtt 工序 40:粗精铣底面 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金端铣刀 YG8,硬常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号1/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)201粗铣侧边面1面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号2/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)301粗铣侧边面1面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号3/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)401粗铣侧边面2面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号4/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)501粗铣侧边面2面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号5/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K 铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)601粗铣底面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号6/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称X52K 铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)701粗铣底面铣刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号7/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称M7130磨床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)801磨削底面砂轮游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期常州机电职业技术学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号8/8 导块材料牌号及名称毛坯外型尺寸45 导块零件毛重零件净重硬 度设 备 型 号设 备 名 称CA6140车床专 用 工 艺 装 备名 称代 号专用夹具机动时间单件工时定额每合件数5min1技 术 等 级冷 却 液中工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)901车20孔车刀游标卡尺95.4561.70.8380编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期
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