0078-工艺夹具-铣床升降台机械加工工艺规程设计
0078-工艺夹具-铣床升降台机械加工工艺规程设计,工艺,夹具,铣床,升降台,机械,加工,规程,设计
学位论文附录二 :中文翻译 通过夹具布局设计和夹紧力的优化控制变形摘 要工件变形必须控制在数值控制机械加工过程之中。夹具布局和夹紧力是影响加工变形程度和分布的两个主要方面。在本文提出了一种多目标模型的建立,以减低变形的程度和增加均匀变形分布。有限元方法应用于分析变形。遗传算法发展是为了解决优化模型。最后举了一个例子说明,一个令人满意的结果被求得, 这是远优于经验之一的。多目标模型可以减少加工变形有效地改善分布状况。关键词:夹具布局;夹紧力; 遗传算法;有限元方法1 引言夹具设计在制造工程中是一项重要的程序。这对于加工精度是至关重要。一个工件应约束在一个带有夹具元件,如定位元件,夹紧装置,以及支撑元件的夹具中加工。定位的位置和夹具的支力,应该从战略的设计,并且适当的夹紧力应适用。该夹具元件可以放在工件表面的任何可选位置。夹紧力必须大到足以进行工件加工。通常情况下,它在很大程度上取决于设计师的经验,选择该夹具元件的方案,并确定夹紧力。因此,不能保证由此产生的解决方案是某一特定的工件的最优或接近最优的方案。因此,夹具布局和夹紧力优化成为夹具设计方案的两个主要方面。 定位和夹紧装置和夹紧力的值都应适当的选择和计算,使由于夹紧力和切削力产生的工件变形尽量减少和非正式化。 夹具设计的目的是要找到夹具元件关于工件和最优的夹紧力的一个最优布局或方案。在这篇论文里, 多目标优化方法是代表了夹具布局设计和夹紧力的优化的方法。 这个观点是具有两面性的。一,是尽量减少加工表面最大的弹性变形; 另一个是尽量均匀变形。 ANSYS软件包是用来计算工件由于夹紧力和切削力下产生的变形。遗传算法是MATLAB的发达且直接的搜索工具箱,并且被应用于解决优化问题。最后还给出了一个案例的研究,以阐述对所提算法的应用。2 文献回顾随着优化方法在工业中的广泛运用,近几年夹具设计优化已获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。King 和 Hutter提出了一种使用刚体模型的夹具-工件系统来优化夹具布局设计的方法。DeMeter也用了一个刚性体模型,为最优夹具布局和最低的夹紧力进行分析和综合。他提出了基于支持布局优化的程序与计算质量的有限元计算法。李和melkote用了一个非线性编程方法和一个联络弹性模型解决布局优化问题。两年后, 他们提交了一份确定关于多钳夹具受到准静态加工力的夹紧力优化的方法。他们还提出了一关于夹具布置和夹紧力的最优的合成方法,认为工件在加工过程中处于动态。相结合的夹具布局和夹紧力优化程序被提出,其他研究人员用有限元法进行夹具设计与分析。蔡等对menassa和devries包括合成的夹具布局的金属板材大会的理论进行了拓展。秦等人建立了一个与夹具和工件之间弹性接触的模型作为参考物来优化夹紧力与,以尽量减少工件的位置误差。Deng和melkote 提交了一份基于模型的框架以确定所需的最低限度夹紧力,保证了被夹紧工件在加工的动态稳定。大部分的上述研究使用的是非线性规划方法,很少有全面的或近全面的最优解决办法。所有的夹具布局优化程序必须从一个可行布局开始。此外,还得到了对这些模型都非常敏感的初步可行夹具布局的解决方案。夹具优化设计的问题是非线性的,因为目标的功能和设计变量之间没有直接分析的关系。例如加工表面误差和夹具的参数之间(定位、夹具和夹紧力)。以前的研究表明,遗传算法( GA )在解决这类优化问题中是一种有用的技术。吴和陈用遗传算法确定最稳定的静态夹具布局。石川和青山应用遗传算法确定最佳夹紧条件弹性工件。vallapuzha在基于优化夹具布局的遗传算法中使用空间坐标编码。他们还提出了针对主要竞争夹具优化方法相对有效性的广泛调查的方法和结果。这表明连续遗传算法取得最优质的解决方案。krishnakumar和melkote 发展了一个夹具布局优化技术,用遗传算法找到夹具布局,尽量减少由于在整个刀具路径的夹紧和切削力造成的加工表面的变形。定位器和夹具位置被节点号码所指定。krishnakumar等人还提出了一种迭代算法,尽量减少工件在整个切削过程之中由不同的夹具布局和夹紧力造成的弹性变形。Lai等人建成了一个分析模型,认为定位和夹紧装置为同一夹具布局的要素灵活的一部分。Hamedi 讨论了混合学习系统用来非线性有限元分析与支持相结合的人工神经网络( ANN )和GA。人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形,遗传算法被用来确定最佳锁模力。Kumar建议将迭代算法和人工神经网络结合起来发展夹具设计系统。Kaya用迭代算法和有限元分析,在二维工件中找到最佳定位和夹紧位置,并且把碎片的效果考虑进去。周等人。提出了基于遗传算法的方法,认为优化夹具布局和夹紧力的同时,一些研究没有考虑为整个刀具路径优化布局。一些研究使用节点数目作为设计参数。一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法,但不能两者都同时进行。 有几项研究摩擦和碎片考虑进去了。碎片的移动和摩擦接触的影响对于实现更为现实和准确的工件夹具布局校核分析来说是不可忽视的。因此将碎片的去除效果和摩擦考虑在内以实现更好的加工精度是必须的。在这篇论文中,将摩擦和碎片移除考虑在内,以达到加工表面在夹紧和切削力下最低程度的变形。一多目标优化模型被建立了。一个优化的过程中基于GA和有限元法提交找到最佳的布局和夹具夹紧力。最后,结果多目标优化模型对低刚度工件而言是比较单一的目标优化方法、经验和方法。3 多目标优化模型夹具设计一个可行的夹具布局必须满足三限制。首先,定位和夹紧装置不能将拉伸势力应用到工件;第二,库仑摩擦约束必须施加在所有夹具-工件的接触点。夹具元件-工件接触点的位置必须在候选位置。为一个问题涉及夹具元件-工件接触和加工负荷步骤,优化问题可以在数学上仿照如下: 这里的表示加工区域在加工当中j次步骤的最高弹性变形。其中是的平均值;是正常力在i次的接触点;是静态摩擦系数;fhi是切向力在i次的接触点;pos(i)是i次的接触点;是可选区域的i次接触点;整体过程如图1所示,一要设计一套可行的夹具布局和优化的夹紧力。最大切削力在切削模型和切削力发送到有限元分析模型中被计算出来。优化程序造成一些夹具布局和夹紧力,同时也是被发送到有限元模型中。在有限元分析座内,加工变形下,切削力和夹紧力的计算方法采用有限元方法。根据某夹具布局和变形,然后发送给优化程序,以搜索为一优化夹具方案。图1 夹具布局和夹紧力优化过程4 夹具布局设计和夹紧力的优化4.1 遗传算法遗传算法( GA )是基于生物再生产过程的强劲,随机和启发式的优化方法。基本思路背后的遗传算法是模拟“生存的优胜劣汰“的现象。每一个人口中的候选个体指派一个健身的价值,通过一个功能的调整,以适应特定的问题。遗传算法,然后进行复制,交叉和变异过程消除不适宜的个人和人口的演进给下一代。人口足够数目的演变基于这些经营者引起全球健身人口的增加和优胜个体代表全最好的方法。遗传算法程序在优化夹具设计时需夹具布局和夹紧力作为设计变量,以生成字符串代表不同的布置。字符串相比染色体的自然演变,以及字符串,它和遗传算法寻找最优,是映射到最优的夹具设计计划。在这项研究里,遗传算法和MATLAB的直接搜索工具箱是被运用的。 收敛性遗传算法是被人口大小、交叉的概率和概率突变所控制的 。只有当在一个人口中功能最薄弱功能的最优值没有变化时,nchg达到一个预先定义的价值ncmax ,或有多少几代氮,到达演化的指定数量上限nmax, 没有遗传算法停止。有五个主要因素,遗传算法,编码,健身功能,遗传算子,控制参数和制约因素。 在这篇论文中,这些因素都被选出如表1所列。表1 遗传算法参数的选择由于遗传算法可能产生夹具设计字符串,当受到加工负荷时不完全限制夹具。这些解决方案被认为是不可行的,且被罚的方法是用来驱动遗传算法,以实现一个可行的解决办法。1夹具设计的计划被认为是不可行的或无约束,如果反应在定位是否定的。在换句话说,它不符合方程(2)和(3)的限制。罚的方法基本上包含指定计划的高目标函数值时不可行的。因此,驱动它在连续迭代算法中的可行区域。对于约束(4),当遗传算子产生新个体或此个体已经产生,检查它们是否符合条件是必要的。真正的候选区域是那些不包括无效的区域。在为了简化检查,多边形是用来代表候选区域和无效区域的。多边形的顶点是用于检查。“inpolygon ”在MATLAB的功能可被用来帮助检查。4.2 有限元分析ANSYS软件包是用于在这方面的研究有限元分析计算。有限元模型是一个考虑摩擦效应的半弹性接触模型,如果材料是假定线弹性。如图2所示,每个位置或支持,是代表三个正交弹簧提供的制约。图2 考虑到摩擦的半弹性接触模型在x , y和z 方向和每个夹具类似,但定位夹紧力在正常的方向。弹力在自然的方向即所谓自然弹力,其余两个弹力即为所谓的切向弹力。接触弹簧刚度可以根据向赫兹接触理论计算如下:随着夹紧力和夹具布局的变化,接触刚度也不同,一个合理的线性逼近的接触刚度可以从适合上述方程的最小二乘法得到。连续插值,这是用来申请工件的有限元分析模型的边界条件。在图3中说明了夹具元件的位置,显示为黑色界线。每个元素的位置被其它四或六最接近的邻近节点所包围。图3 连续插值这系列节点,如黑色正方形所示,是(37,38,31和30 ),(9,10 ,11 , 18,17号和16号)和( 26,27 ,34 , 41,40和33 )。这一系列弹簧单元,与这些每一个节点相关联。对任何一套节点,弹簧常数是:这里,kij 是弹簧刚度在的j -次节点周围i次夹具元件,Dij 是i次夹具元件和的J -次节点周围之间的距离,ki是弹簧刚度在一次夹具元件位置,i 是周围的i次夹具元素周围的节点数量为每个加工负荷的一步,适当的边界条件将适用于工件的有限元模型。在这个工作里,正常的弹簧约束在这三个方向(X , Y , Z )的和在切方向切向弹簧约束,(X , Y )。夹紧力是适用于正常方向(Z)的夹紧点。整个刀具路径是模拟为每个夹具设计计划所产生的遗传算法应用的高峰期的X ,Y ,z切削力顺序到元曲面,其中刀具通行证。在这工作中,从刀具路径中欧盟和去除碎片已经被考虑进去。在机床改变几何数值过程中,材料被去除,工件的结构刚度也改变。 因此,这是需要考虑碎片移除的影响。有限元分析模型,分析与重点的工具运动和碎片移除使用的元素死亡技术。在为了计算健身价值,对于给定夹具设计方案,位移存储为每个负载的一步。那么,最大位移是选定为夹具设计计划的健身价值。遗传算法的程序和ANSYS之间的互动实施如下。定位和夹具的位置以及夹紧力这些参数写入到一个文本文件。那个输入批处理文件ANSYS软件可以读取这些参数和计算加工表面的变形。 因此, 健身价值观,在遗传算法程序,也可以写到当前夹具设计计划的一个文本文件。当有大量的节点在一个有限元模型时,计算健身价值是很昂贵的。因此,有必要加快计算遗传算法程序。作为这一代的推移,染色体在人口中取得类似情况。在这项工作中,计算健身价值和染色体存放在一个SQL Server数据库。遗传算法的程序,如果目前的染色体的健身价值已计算之前,先检查;如果不,夹具设计计划发送到ANSYS,否则健身价值观是直接从数据库中取出。啮合的工件有限元模型,在每一个计算时间保持不变。每计算模型间的差异是边界条件,因此,网状工件的有限元模型可以用来反复“恢复”ANSYS 命令。5 案例研究一个关于低刚度工件的铣削夹具设计优化问题是被显示在前面的论文中,并在以下各节加以表述。5.1 工件的几何形状和性能工件的几何形状和特点显示在图4中,空心工件的材料是铝390与泊松比0.3和71Gpa的杨氏模量。外廓尺寸152.4mm127mm*76.2mm.该工件顶端内壁的三分之一是经铣削及其刀具轨迹,如图4 所示。夹具元件中应用到的材料泊松比0.3和杨氏模量的220的合金钢。图4 空心工件5.2 模拟和加工的运作举例将工件进行周边铣削,加工参数在表2中给出。基于这些参数,切削力的最高值被作为工件内壁受到的表面载荷而被计算和应用,当工件处于330.94 n(切)、398.11 N (下径向)和22.84 N (下轴) 的切削位置时。整个刀具路径被26个工步所分开,切削力的方向被刀具位置所确定表2加工参数和条件。5.3 夹具设计方案夹具在加工过程中夹紧工件的规划如图5所示。图5 定位和夹紧装置的可选区域一般来说, 3-2-1定位原则是夹具设计中常用的。夹具底板限制三个自由度,在侧边控制两个自由度。这里,在Y=0mm截面上使用了4个定点(L1,L2 , L3和14 ),以定位工件并限制2自由度;并且在Y=127mm的相反面上,两个压板(C1,C2)夹紧工件。在正交面上,需要一个定位元件限制其余的一个自由度,这在优化模型中是被忽略的。在表3中给出了定位加紧点的坐标范围。表3 设计变量的约束由于没有一个简单的一体化程序确定夹紧力,夹紧力很大部分(6673.2N)在初始阶段被假设为每一个夹板上作用的力。且从符合例5的最小二乘法,分别由4.43107 N/m 和5.47107 N/m得到了正常切向刚度。5.4 遗传控制参数和惩罚函数在这个例子中,用到了下列参数值:Ps=30, Pc=0.85, Pm=0.01, Nmax=100和Ncmax=20.关于f1和的惩罚函数是这里fv可以被F1或代表。当nchg达到6时,交叉和变异的概率将分别改变成0.6和0.1.5.5 优化结果连续优化的收敛过程如图6所示。且收敛过程的相应功能(1)和(2)如图7、图8所示。优化设计方案在表4中给出。图6 夹具布局和夹紧力优化程序的收敛性遗传算法 图7 第一个函数值的收敛图8第二个函数值的收敛性表4 多目标优化模型的结果 表5 各种夹具设计方案结果进行比较,5.6 结果的比较 从单一目标优化和经验设计中得到的夹具设计的设计变量和目标函数值,如表5所示。单一目标优化的结果,在论文中引做比较。在例子中,与经验设计相比较,单一目标优化方法有其优势。最高变形减少了57.5 ,均匀变形增强了60.4 。最高夹紧力的值也减少了49.4 。从多目标优化方法和单目标优化方法的比较中可以得出什么呢?最大变形减少了50.2 ,均匀变形量增加了52.9 ,最高夹紧力的值减少了69.6 。加工表面沿刀具轨迹的变形分布如图9所示。很明显,在三种方法中,多目标优化方法产生的变形分布最均匀。与结果比较,我们确信运用最佳定位点分布和最优夹紧力来减少工件的变形。图10示出了一实例夹具的装配。图9沿刀具轨迹的变形分布图10 夹具配置实例6 结论本文介绍了基于GA和有限元的夹具布局设计和夹紧力的优化程序设计。优化程序是多目标的:最大限度地减少加工表面的最高变形和最大限度地均匀变形。ANSYS软件包已经被用于健身价值的有限元计算。对于夹具设计优化的问题,GA和有限元分析的结合被证明是一种很有用的方法。 在这项研究中,摩擦的影响和碎片移动都被考虑到了。为了减少计算的时间,建立了一个染色体的健身数值的数据库,且网状工件的有限元模型是优化过程中多次使用的。 传统的夹具设计方法是单一目标优化方法或经验。此研究结果表明,多目标优化方法比起其他两种方法更有效地减少变形和均匀变形。这对于在数控加工中控制加工变形是很有意义的。参考文献1、 King LS,Hutter( 1993年) 自动化装配线上棱柱工件最佳装夹定位生成的理论方法。De Meter EC (1995) 优化机床夹具表现的Min - Max负荷模型。2、 De Meter EC (1998) 快速支持布局优化。Li B, Melkote SN (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度。3、 Li B, Melkote SN (2001) 夹具夹紧力的优化和其对工件的定位精度的影响。4、 Li B, Melkote SN (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度。5、 Li B, Melkote SN (2001) 夹具夹紧力的优化和其对工件定位精度的影响。6、 Li B, Melkote SN (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。7、 Lee JD, Haynes LS (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。8、 Menassa RJ, DeVries WR (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。9、 Cai W, Hu SJ, Yuan JX (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。10、 Qin GH, Zhang WH, Zhou XL (2005) 夹具装夹方案的建模和优化设计。11、Deng HY, Melkote SN (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。12、Wu NH, Chan KC (1996) 基于遗传算法的夹具优化配置方法。13、Ishikawa Y, Aoyama T(1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。14、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 一项关于空间坐标对基于遗传算法的夹具优化问题的作用的调查。15、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 夹具布局优化方法成效的调查。16、Kulankara K, Melkote SN (2000) 利用遗传算法优化加工夹具的布局。17、Kulankara K, Satyanarayana S, Melkote SN (2002) 利用遗传算法优化夹紧布局和夹紧力。18、Lai XM, Luo LJ, Lin ZQ (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局的建模与优化。19、Hamedi M (2005) 通过一种人工神经网络和遗传算法混合的系统设计智能夹具。20、Kumar AS, Subramaniam V, Seow KC (2001) 采用遗传算法固定装置的概念设计。21、Kaya N (2006) 利用遗传算法优化加工夹具的定位和夹紧点。22、Zhou XL, Zhang WH, Qin GH (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。23、Kaya N, ztrk F (2003) 碎片位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。62专 业机械加工工序卡片产品型号 零(部)件图号共 1 页机制产品名称卧(立)式铣床零(部)件名称升降台第 1 页车 间工工序号工序名称材 料 牌 号机加40镗孔HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每 批 件 数每 台 件 数铸件83843665511设备名称设备型号设 备 编 号同时加工件数卧式镗床T6111夹具编号夹具名称工 位 器 具 编 号工位器具名称镗模冷 却 液工序工时准 终单 件2.31工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃 刀 深 度(毫米)走刀次数工 时 定 额描 图机动辅助描 校1粗镗孔到77Kr=通孔镗刀315760.371.510.34底图号2半精镗孔至79Kr=通孔镗刀5001240.11.010.763精镗孔至精镗刀6301580.050.511.21装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)班级姓名标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期专 业机械加工工艺过程卡片产品型号 零(部)件图号共 3 页机制产品名称卧(立)式铣床零(部)件名称升降台第 1 页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸838436655毛坯件数1每台件数1备注工序号工 序名 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件5划1以导轨中槽尺寸136及丝杠200分中,保证导轨各面机加划线台加工余量均匀,划左右各面加工线2以中槽尺寸118为基准,保证导轨各面加工余量均匀划上下各面加工线3以尺寸138为基准,保证导轨各面加工余量均匀,划前后各面加工线10铣按线找正,铣底面机加X63T端铣刀8.30描 图15铣粗铣导轨平面,中间盖板面;粗铣左面限位开关机加X63T端铣刀6.4720铣按线找正,粗、精铣右面窗口面机加X63T端铣刀5.33描 校25刨粗刨、半精刨导轨两外侧立面、导轨立面;半精刨导轨机加B2010A刨刀,样板,角尺7.42平面、中间盖板面;粗刨、半精刨两压板面;刨导轨空底图号刀槽;刨压板面空刀槽30刨粗刨、半精刨后面;粗刨、半精刨前面;粗刨、半精刨机加B2010A刨刀,样板,测槽量规,检具,角度块25.51装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)班级姓名标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期专 业机械加工工艺过程卡片产品型号 零(部)件图号共 3 页机制产品名称卧(立)式铣床零(部)件名称升降台第 2 页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸838436655毛坯件数1每台件数1备注工序号工 序名 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件后导轨平面,后斜面;刨后导轨中间1502空刀面和52空刀槽;粗刨、半精刨16H95槽;粗刨、精刨左面和右面;粗刨、精刨后面斜面和斜面;刨空刀槽35铣粗、精铣上端面;精铣左面限位开关接合面;铣左窗口机加X63T端铣刀,杆铣刀21.32上内边面,下内边面,后内边面,前内边面40镗粗、半精、精镗80J7mm前孔/80J7mm后孔/72H7机加T611镗模,镗刀,镗杆7.95描 图mm孔;粗、半精、精镗80H7mm孔及120mm端面孔及120mm端面45镗粗镗右面80mm孔0.20描 校50钻钻左面4-M12,4-M8深20,9-M6深15,2-M5深15,机加Z354.2钻头,5钻头,6.7钻头,7.42M141.5,7.8通孔;钻右面4-M8,4-M6;钻上面7.8钻头,8.5钻头,10.2钻头,底图号10-M6深15,M5深10,锪4-9至4-15深6;钻12.5钻头,18.9钻头,40钻头3-7.8深80孔,扩3-M121.25深25;钻前面8-M6钻模,锪刀装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)班级姓名标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期专 业机械加工工艺过程卡片产品型号 零(部)件图号共 3 页机制产品名称卧(立)式铣床零(部)件名称升降台第 3 页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸838436655毛坯件数1每台件数1备注工序号工 序名 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件深15,2-M8,3-M10,4-M12,2-40深18;钻后面5-M20,2-7.8与2-7.8深80孔相通55攻攻左面4-M12,4-M8深20,9-M6深15,2-M5深15,机加Z35M5丝锥,M6丝锥,M8丝锥,M10丝6.51M141.5;攻右面4-M8,4-M6;攻上面10-M6深15,锥,M12丝锥,M14丝锥,M20丝锥M5深10;攻前面8-M6深15,2-M8,3-M10,4-M12;攻后面5-M2060钳去色,去刺,倒角,整形,涂油或脂机加钳工台描 图65涂涂漆涂装油工检验入库描 校底图号装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)班级姓名标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期毕业设计(论文)摘 要机械制造业在国民经济中占有重要的地位,是一个国家或地区发展的重要支柱。其中的工艺学包括对一个零件在加工中的定位、夹紧及工艺路线制定、工序尺寸确定等问题。工序设计的合理性往往是提高劳动生产率及降低零件报废率的主要因素。专用夹具设计的简单化、高效化和经济合理化是保证加工质量的前提条件。当前,制造工艺技术正向高精度、高效率、低成本、高智能化和洁净化等方面趋势发展。本篇论文共包括:铣床升降台零件的分析、工艺规程设计及镗孔夹具的设计三大部分。关键词:工艺路线,镗孔夹具41ABSTRACTThe mechanical manufacturing industry holds the important status in the national economy, is a national or the local development important prop. Technology including to a components in processing localization, clamps and the craft route formulation, the working procedure size firmly grades the question. The working procedure design rationality often is enhances the labor productivity and reduces the components condemnation factor the primary factor. The unit clamp designs the simplification, is highly effective and the economical rationalization is guarantees the processing quality the prerequisite. Presently, the manufacture craft technology to the high accuracy, the high efficiency, the low cost, the high intellectualization and is pure and so on the aspect tendency development. This paper altogether includes: Milling machines with table of variable height with horizontal or vertical spindle-Testing component analysis, technological process design and boring jig design three major parts. Key word: Craft route, boring jig 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.1 1.2 零件的工艺分析.1第2章 工艺规程设计.2 2.1 确定毛坯制造形式.2 2.2 基面的选择.2 2.3 零件表面加工方法的选择.2 2.4 制定工艺路线.3 2.5 机械加工余量及毛坯尺寸的确定.5 2.6 确定切削用量及基本工时.6第3章 夹具设计.313.1 问题的提出.313.2 夹具设计.313.2.1定位基准的选择.313.2.2切削力及夹紧力的计算.333.2.3定位误差的分析.333.2.4夹具设计及操作的简要说明.33结论.34参考文献.35致谢.36前 言毕业设计是我们学习了大学的全部基础课程课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们对所学课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言,通过这次毕业设计,希望在设计中能锻练自己分析问题、解决问题的能力,这样不仅会增强自己的专业基础知识,而且对自己即将踏入的工作岗位的适应期将会大大的缩短,能更好的融入到工作中去。 由于能力所限,设计尚有很多不足之处,恳请老师给予指教。第一章 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是卧(立)式铣床中的升降台,它可沿着床身的垂直导轨上下移动,以适应不同高度工件的加工。升降台上装有床鞍,它可沿着升降台的水平导轨作横向移动。升降台内装有进给电动机和进给变速、传动机构和操纵机构,使工作台、床鞍和升降台分别作纵向、横向、升降的进给以及快速移动。1.2零件的工艺分析从所给升降台这个零件图可知,它一共有四组加工表面,而这四组加工表面之间有一定的位置要求,现将这四组加工表面分述如下:(1)以导轨平面为中心的加工表面 这一组表面包括:与导轨平面平行的尺寸为mm的压板面,尺寸为mm的与导轨平面平行的中间盖板面以及80J7mm的孔,左面限位开头,右面窗口面和导轨平面。 (2)以80J7mm孔的中心的加工表面这一组加工表面包括:二个80J7mm的孔及一个72H7mm的孔,还有在平面上的三个M10的螺孔。其中,主要加工表面为80J7mm的两个孔。(3)以后导轨面为中心的加工表面这一组加工表面包括:后导轨面,后面,前面,空刀面,后斜面,燕尾槽,水平导轨平面。(4)以mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:mm孔及端面。这四组加工表面之间有着一定的位置精度要求,主要是:(1)80J7mm孔与导轨平面的平行度公差为0.04mm; (2)两80J7mm孔的同轴度公差为0.04mm; (3)导轨平面与压板面的平行度公差为0.2mm; (4)导轨平面与空刀面的垂直度公差为0.04/300; (5)导轨平面与燕尾槽面的垂直度公差为300:0.02; (6)后导轨平面与水平导轨立面垂直度公差为0.02/300;(7)mm孔与燕尾槽面的平行度公差为0.04mm。 由以上分析,对于这四组加工表面而言,我们可以先加工其中一组表面,然后借助专用夹具对其它组表面加工,并且保证它们之间的位置精度要求。第二章 工艺规程设计2.1确定毛坯制造形式零件材料为HT150,只能铸造,其轮廓尺寸较大,结构比较复杂,根据选择毛坯应考虑的因素:采用砂型铸造。由于零件年产量为500件,已达成批生产的水平,因此可以采用机器造型。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。本零件是一箱体零件,结构比较复杂,加工表面较多,根据粗基准的选择原则,可选择精度要求较高的导轨面作为粗基准,以此划线来加工各加工表面。精基准根据加工表面的具体情况,另行选择,选择时应遵遁“基准重合”和“基准统一”的原则,以保证其精度要求。2.3零件表面加工方法的选择本零件的加工面有零件各表面、内孔、槽及小孔等,材料为HT150,参照机械制造工艺设计简明手册,其加工方法选择如下: (1)底面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um,只需进行粗铣(表1.4-8); (2)导轨平面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra1.6um,需进行粗铣、半精铣(半精刨)(表1.4-8); (3)中间盖板面:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗铣、半精铣(半精刨)(表1.4-8); (4)压板面:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗刨、半精刨(表1.4-8); (5)右面窗口面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗铣、半精铣(表1.4-8); (6)左面限位开关:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗铣、半精铣(表1.4-8); (7)导轨外侧立面:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗刨、半精刨(表1.4-8); (8)导轨立面:公差等级按IT11,表面粗糙度为Ra1.6um,需进行粗刨、半精刨(表1.4-8); (9)后面,前面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗刨、半精刨(表1.4-8); (10)左面,右面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra12.5um,只需进行粗刨(表1.4-8); (11)1502空刀面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um,只需进行粗刨(表1.4-8); (12)16H95槽:公差等级按IT9,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗刨、半精刨(表1.4-8); (13)上面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗铣、半精铣(表1.4-8); (14)后导轨平面:公差等级按IT10,表面粗糙度为Ra1.6um,需进行粗刨、半精刨(表1.4-8); (15)80J7mm孔:公差等级按IT7,表面粗糙度为Ra1.6um,需进行粗镗、半精镗、精镗(表1.4-7); (16)80H7mm孔:公差等级按IT7,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗镗、半精镗、精镗(表1.4-7); (17)120mm端面:公差等级按IT9,表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗镗、半精镗、精镗(表1.4-8) (18)右面80mm孔:,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra12.5um,需进行粗镗(表1.4-8); (19)其它的连接孔可采用钻孔,螺纹孔可先钻孔,后攻丝。2.4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。在生产纲领确定为成批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,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。按照先加工基准面及先粗后精的原则,升降台加工可按如下工艺路线进行:工序:划 1,以导轨中槽尺寸136及丝杠200分中,保证导轨各面加工余量均匀,划左右各面加工线;2,以中槽尺寸118为基准,保证导轨各面加工余量均匀,划上下各面加工线;3,以尺寸138为基准,保证导轨各面加工余量均匀,划前后各面加工线。所使用设备为划线台。 工序:铣 粗铣底面,选用X63T卧式铣床加工。 工序:铣 以底面为基准定位,粗铣导轨平面,中间盖板面;粗铣左面限位开关。选用X63T铣床进行加工。 工序:铣 以底面为基准定位,粗铣、精铣右面窗口面。选用X63T铣床加工。 工序:刨 以底面为基准,拉直导轨立面粗刨、半精刨导轨两外侧立面、导轨立面;半精刨导轨平面、中间盖板面;粗刨、半精刨两压板面;刨导轨空刀槽;刨压板面空刀槽。选用B2010A龙门刨床加工。 工序:刨 以水平导轨平面及立面定位,粗刨、半精刨后面;粗刨、半精刨前面;粗刨、半精刨后导轨平面,后斜面;刨后导轨中间空刀面和空刀槽;粗刨、半精刨槽;粗刨、精刨左面和右面;粗刨、精刨后面斜面和斜面;刨空刀槽。选用B2010A龙门刨床加工。 工序:铣 以下面为基定位,粗铣、精铣上端面;粗铣左面限位开关,先铣左窗口上内边面,后铣左窗口下内边面,再铣左窗口后内边面,后铣前内边面。选用X63T铣床加工。 工序:镗 以水平导轨平面及立面为基定位,粗镗、半精镗、精镗80J7mm前孔/80J7mm后孔/72H7mm孔;粗铣、半精铣、精铣80H7mm孔及120mm端面。选用T611镗床。 工序:镗 以下面为基定位,粗镗80mm孔。选用T611镗床。工序:钻 钻左面4-M12,4-M8深20,9-M6深15,2-M5深15,M141.5G,7.8通孔;钻右面4-M8,4-M6;钻上面10-M6深15,M5深10G,锪4-9至4-15深6;钻3-7.8深80孔,扩3-M121.25深25;钻前面8-M6深15,2-M8,3-M10,4-M12,2-40深18;钻后面5-M20,2-7.8与2-7.8深80孔相通,选用Z35摇臂钻床。工序:攻 攻左面4-M12,4-M8深20,9-M6深15,2-M5深15,M141.5G;攻右面4-M8,4-M6;攻上面10-M6深15,M5深10G;攻前面8-M6深15,2-M8,3-M10,4-M12;攻后面5-M20。选用Z35摇臂钻床。工序:钳 去色,去刺,倒角,整形,涂油或脂。在钳工台上进行。工序:涂漆,检验入库。2.5机械加工余量及毛坯尺寸的确定“铣床升降台”零件材料为HT150,毛坯重量约300Kg,生产类型为成批生产,采用砂型机器造型,这样可提高其生产率,查机械加工工艺手册表2.3-6,加工余量等级为MA-G,尺寸公差等级为CT10。根据砂型铸造的铸件,顶面的加工余量等级比底面、侧面的加工余量等级需降一级选用。砂型铸造孔的加工余量等级可选用与顶面相同的等级。于是可根据机械加工工艺手册表2.3-5可确定其加工余量:高度方向基本尺寸(mm)加工余量等级加工余量数值(mm)下面825G6.5上面640H8.5导轨平面H8.5中间盖板面H8.5压板面H8.580H7孔H3.0120端面H6.5宽度方向基本尺寸(mm)加工余量等级加工余量数值(mm)后导轨423G5.5两外侧立面G6.5导轨立面G6.5左面限位开关G6.5右面窗口面G5.080孔H3.0长度方向基本尺寸(mm)加工余量等级加工余量数值(mm)前面G6.5后导轨面G6.580J7孔H3.0后导轨空刀面G6.52.6确定切削用量及基本工时工序 铣底面所选刀具为硬质合金端铣刀(根据GB5342-85),铣刀直径d=400,齿数Z=14。已知铣削宽度=340,铣削宽度=6.5。机床选用X63T卧式铣床。1)计算切削用量(1)决定每齿进给量查机械加工工艺手册表2.4-73,得到=0.140.24 ,现取=0.20 。 (2)决定切削速度和工作台每分钟进给量查机械加工工艺手册表2.4-96,按公式计算 (2-1)式中:d=400,T=25.210 s=420 min,=6.5,=340,=0.20 mm/z,=1.0= =49于是转速=39 (2-2)根据机械加工工艺手册表3.1-74,X63T卧式铣床主轴转速,选择n=35。则实际切削速度:=44 (2-3)工作台每分钟进给量:=0.21435=98 (2-4)根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=110。则实际的每齿进给量:= =0.22 (2-5)2)检验机床效率铣削时功率(单位KW)为:= (2-6)主切削力= (2-7)式中:=6.5,=0.2 ,=340 ,=14,=400 ,=0.79 = = 8836=44=0.73 =6.45X63T铣床的主电机功率为10,故所选的切削用量可以采用。3)切削工时根据机械加工工艺手册表6.2-7,端铣刀铣平面的基本时间为: (2-8)式中:=788,取 工序 铣导轨平面,中间盖板面,左面限位开关面(一)粗铣导轨平面所选刀具为硬质合金镶齿套式面铣刀,查机械加工工艺手册表4.4-4,直径D=160,z=16。已知铣削宽度=121.5mm,铣削深度=3.5mm。根据机械加工工艺手册表2.4-72,查得T=240min。1)计算切削用量(1)确定切削深度根据机械加工工艺实用手册表8.31,平面第一次粗加工余量可达46mm,现取Z=7mm,分两次走刀,于是=3.5mm。(2)确定进给量根据机械加工工艺手册表2.4-73,查得=0.140.24,取=0.2。(3)确定切削速度同上 = =65 于是转速=129根据机械加工工艺手册表3.1-74,=140 实际速度=70工作台每分钟进给量:= =0.216140 =448 根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=450 。则实际的每齿进给量:= = mm/z =0.20 2)切削工时同上 式中:=655,取 (二)粗铣中间盖板面 所选刀具同上,D=250mm,z=20,根据机械加工工艺手册表2.4-72,查得T=240min。 已知铣削宽度=183mm,铣削深度=3.5mm,分两次走刀。1)确定切削用量(1)=0.2(2) =65.7于是转速=84根据1表3.1-74,=90 实际速度=71工作台每分钟进给量:= =0.22090 =360 根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=315 。则实际的每齿进给量:= = mm/z =0.182)切削工时=4.36(三)粗铣左面限位开关接合面所用刀具D=100mm,z=10,已知铣削宽度=60mm,铣削深度=5.5mm,T=180min1)确定切削用量(1)=0.2(2)=70于是转速=223根据机械加工工艺手册表3.1-74,=224工作台每分钟进给量:= =0.210224 =448根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=450 。2)切削工时=0.17机床选用X63T卧式铣床。选用硬质合金端铣刀,=320mm,z=12,T=300已知铣削宽度=190mm,铣削深度=5.5mm工序 粗,精铣右面窗口面(一)粗铣右面窗口面1)确定切削用量(1)=0.2(2)查机械加工工艺手册表2.4-87,得=1.08,需乘切削速度修正系数1.34,则 =1.081.34=1.45=87于是转速=87根据机械加工工艺手册表3.1-74,=90 实际速度=90工作台每分钟进给量:= =0.21290 =216 根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=220 。则实际的每齿进给量:= = mm/z =0.202)切削工时=1.39式中:=38,=2(二)精铣右面窗口面所选刀具同上步,=320mm,z=12,T=300已知铣削宽度=190mm,铣削深度=1mm1)确定切削用量(1)查机械加工工艺手册表2.4-73,精铣达到Ra2.55,则=0.51.0,取=0.8。 每齿进给量=0.067(2)=112于是转速=111根据机械加工工艺手册表3.1-74,=112工作台每分钟进给量:= =0.06712112 =90根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=80 。2)切削工时=3.76工序 粗刨、半精刨导轨两外侧立面、导轨立面;半精刨导轨平面、中间盖板面;粗刨、半精刨两压板面;刨导轨空刀槽;刨压板面 空刀槽该工序均选择龙门刨床B2010A。其刨削最大长度3000mm,最大宽度1000mm,最大高度800mm。此道工序所查数据如不特别说明,均查自机械加工工艺手册机械工业出版社,孟少农编。用2表示。(一)粗刨导轨两外侧立面选刀杆截面mm,根据2表7.2-8,可用两个刀架同时加工两侧面。2)确定切削用量(1)切削深度 由2表7.2-10(4),粗刨时余量Z=5mm,即=5mm。(2)进给量 由2表7.2-10(1),=3.02.4,取=2.7。(3)切削速度 查表7.2-18,=27。2)切削工时查2表7.2-36,T= (2-9)式中:=21 (2-10)6mm,=13mm,取=2mm其中:,661.5+150=811.5mm根据2表7.2-37,当工件长度2000mm时,200mm,现取=150mm。如不说明,后面计算中的均取150mm。 T=0.81(二)半精刨导轨两外侧立面1)确定切削用量(1)切削深度 半精刨时=1.5mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),=1020,取=15。(3)切削速度 查表7.2-18,=1418,取=16。2)切削工时 B=38mm,=3mm,=2mm,=12,=15 T=0.24(三)粗刨导轨两立面1)确定切削用量(1)切削深度 由2表7.2-10(4),粗刨时=5mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),=2.7。(3)切削速度 查2表7.2-18,=27。2)切削工时B=28mm,=6mm,=2mm,=21,=2.7T=0.63(四)半精刨中间盖板面及导轨两立面 根据2表7.2-38,可以采用一个垂直刀架及两个水平刀架同时加工平面与侧面。1)确定切削用量(1)切削深度 半精刨时=1.5mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),=1020,取=15。(3)切削速度 查表7.2-18,=1418,取=16。2)切削工时刨中间盖板面:B=170mm,=2mm,=2mm,=12,=15T=0.97刨导轨两立面:B=28mm,=2mm,=2mm,=12,=15T=0.18(五)半精刨导轨两平面切削用量同6.5.2,=1.5mm,=15,=16B=115mm,=2mm,=0,=12,=15T=0.65, 两平面,则T=1.3(六)粗刨导轨两压板面1)确定切削用量(1)切削深度 由2表7.2-10(4),粗刨时=38mm,取=7mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),取=1.4。(3)切削速度 查2表7.2-18,取=30。2)切削工时B=25mm,=2mm,=0,=23,=1.4T=0.84, 两平面,则T=1.68(七)半精刨导轨两压板面切削用量同6.5.2,=1.5mm,=15,=16B=25mm,=2mm,=0,=12,=15T=0.18, 两平面,则T=0.36(八)粗刨导轨空刀槽1)确定切削用量(1)切削深度 槽深H=6mm,则=6mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),=0.280.35,取=0.30。(3)切削速度 查2表7.2-21,取=19。2)切削工时T= (2-11)式中: H=6mm,=15,=3.0 T=1.33(九)粗刨压板面空刀槽1)确定切削用量(1)切削深度 槽深H=1mm,则=1mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),=0.280.35,取=0.30。(3)切削速度 查2表7.2-21,取=19。2)切削工时H=1mm,=15,=0.3T=0.22工序 粗刨、半精刨后面;粗刨、半精刨前面;粗刨、半精刨后导轨平面,后斜面;刨后导轨中间1502空刀面和52空刀槽;粗刨、半精刨16H95槽;粗刨、精刨左面和右面;粗刨、精刨后面斜面和斜面;刨空刀槽该工序均选择龙门刨床B2010A。(一)粗刨后面1)确定切削用量(1)切削深度 由2表7.2-10(4),粗刨时=5mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),取=2.7。(3)切削速度 查2表7.2-18,取=25。2)切削工时B=60mm,=6mm,=2mm,=20,=2.7T=1.26(二)精刨后面1)确定切削用量(1)切削深度 精刨时=1.5mm。(2)进给量 由2表7.2-10(2),=1020,取=15。(3)切削速度 查2表7.2-18,=1418,取=16。2)切削工时 B=60mm,=3mm,=2mm,=13,=15T=0.33(三)粗刨导轨两平面切削用量同6.6.1,=5mm,=2.7,=25B=340mm,=6mm,=2mm,=26,=2.7T=4.96(四)半精刨前面切削用量同6.6.2,=1.5mm,=15,=16 B=340mm,=2mm,=2mm,=17,=15T=1.35(五)粗刨后导轨平面切削用量同6.6.1,=5mm,=2.7,=25B=363.5mm,=6mm,=0,=20,=2.7T=6.84(六)半精刨后导轨平面切削用量同6.6.2,=1.5mm,=15,=16 B=363.5mm,=6mm,=0,=13,=15T=1.89(七)粗刨后导轨后斜面 根据2表7.2-8,选择偏刀来刨削后斜面查2表7.2-22,=5mm;=0.60.8,取=0.7;=1215,取=15 B=42mm,=6mm,=0,=12,=0.7T=5.71(八)半精刨后导轨后斜面 根据2表7.2-8,选择偏刀来刨削后斜面查2表7.2-22,=1.5mm;=0.40.8,取=0.5;=2025,取=20 B=42mm,=6mm,=0,=16,=0.5T=6.00(九)刨后导轨中间空刀面 选择切刀,其宽度B=20mm。1)确定切削用量(1)切削深度 由于H=2mm,则=2mm。(2)进给量 由2表7.2-10(3),=0.400.48取=0.46。(3)切削速度 查2表7.2-21,取=16。2)切削工时H=2mm, =14,=0.46T=0.31(十)刨后导轨空刀槽 选择切刀,其宽度B=5mm。1)确定切削用量(1)切削深度 由于H=2mm,则=2mm。(2)进给量 由2表7.2-10(3),=0.280.35取=0.30。(3)切削速度 查2表7.2-21,取=19。2)切削工时H=2mm, =15,=0.30T=0.44(十一)粗刨后导轨槽选择硬质合金切刀,其宽度B=16mm。1)确定切削用量(1)切削深度 粗刨时=4mm。(2)进给量 由2表7.2-10(3),=0.600.70,取=0.65。(3)切削速度 查2表7.2-21,取=14。2)切削工时 H=4mm, =11,=0.65T=0.56(十二)精刨后导轨槽切削深度=1mm;进给量=0.65;切削速度=14切削工时: H=1mm, =11,=0.65 T=0.14(十三)刨左、右面 采用两个水平刀架同时加工左、右面。切削用量同6.5.1,=5mm,=2.7,=25刨左面:B=85mm,=6mm,=2mm,=20,=2.7T=1.72刨右面:B=35mm,=6mm,=2mm,=20,=2.7T=0.80(十四)精刨左、右面切削用量同6.5.2,=1.5mm,=15,=16刨左面:B=85mm,=3mm,=2mm,=13,=15T=0.46刨右面:B=35mm,=3mm,=2mm,=13,=15T=0.21(十五)粗刨后面斜面通过计算,粗刨时z=16.5mm,分三次走刀,=5.5mm,留z=1.18mm待精刨。切削用量, 同6.5.1,即=2.7,=25B=12mm,=6mm,=2mm,=18,=2.7T=1.23(十六)精刨后面斜面 切削用量同6.5.2,即=15,=16 B=12mm,=3mm,=2mm,=13,=15T=0.09(十七)粗刨后面斜面 通过计算,粗刨时z=4.5mm,一次走刀完成,=4.5mm,留z=1.24mm待精刨。切削用量, 同6.5.1,即=2.7,=25B=35.4mm,=6mm,=2mm,=18,=2.7T=0.89(十八)精刨后面斜面 切削用量同6.5.2,即=15,=16 B=35.4mm,=3mm,=2mm,=13,=15T=0.21(十九)刨空刀槽选择切刀,其宽度B=6mm。1)确定切削用量(1)切削深度 由于H=6mm,则=6mm。(2)进给量 由2表7.2-10(3),=0.600.70取=0.65。(3)切削速度 查2表7.2-21,取=14。2)切削工时H=6mm, =11,=0.65T=0.56工序 粗、精铣上端面;精铣左面限位开关接合面;铣左窗口上内边面,下内边面,后内边面,前内边面。本道工序机床选用X63T铣床。以下1如不特别说明,均指机械加工工艺手册北京出版社,李洪编。(一)粗铣上端面选用硬质合金端铣刀,查1表4.4-4,D=100mm,z=10,已知铣削宽度=63mm,铣削深度=3.8mm,分两次走刀。查1表2.4-72,T=180min。1)确定切削用量(1)确定每齿进给量查12.4-73,=0.140.24,取=0.2。(2)确定切削速度 =73.3于是转速=233根据1表3.1-74,=224 实际速度=70工作台每分钟进给量:= =0.210224 =448 根据X63T卧式铣床工作台进给量1表3.1-75,选择=450 。2)切削工时 式中:=423,=15mm,=2mm。 (二)精铣上端面刀具和上步相同,查1表2.3-59,精铣余量Z=0.9,即=0.9mm,铣削宽度=63mm。1)确定切削用量(1)查1表2.4-73,精铣达到Ra2.55,则=0.51.0,取=0.8。 每齿进给量=0.08(2)=125于是转速=398根据1表3.1-74,=355 实际速度=114工作台每分钟进给量:= =0.0810355 =284根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=315 。则实际的每齿进给量:= = mm/z =0.092)切削工时=1.40(三)精铣左面限位开关接合面所选镶齿套式面铣刀直径D=100,z=10,铣削宽度=60mm,铣削深度=1.0mm。1)确定切削用量(1)查1表2.4-73,精铣达到Ra2.55,则=0.51.0,取=0.8。 每齿进给量=0.08(2)=125于是转速=398根据1表3.1-74,=355 实际速度=114工作台每分钟进给量:= =0.0810355 =284根据X63T卧式铣床工作台进给量,选择=315 。则实际的每齿进给量:= = mm/z =0.092)切削工时 =0.18(四)粗铣左窗口上内边面,下内边面,后内边面,前内边面查相关手册,第一次粗铣可达46mm,现余量z=5。因此可以一次走刀完成。由1表4.4-16,选高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),其D=16,粗齿z=4。1)计算切削用量(1)确定进给量查1表2.4-77,进给量=0.040.06,取=0.05。(2)确定切削速度 查1表2.4-87,=0.22=13.2。于是转速=263根据1表3.1-74,=280 实际速度=14工作台每分钟进给量:= =0.054280 =56查1表3.1-75,X63T卧式铣床工作台进给量,刚好有此值,故直接选用该值。 2)切削工时铣上、下内边面:=7.60铣前、后内边面:=9.18工序 粗镗、半精镗、精镗80J7mm前孔/80J7mm后孔/72H7mm孔;粗铣、半精铣、精铣80H7mm孔及120mm端面本工序采用T611卧式镗床。下面3表示机械加工工艺实用设计手册。(一)粗镗J7mm孔所选刀具为高速钢Kr=通孔镗刀。其耐用度T=60。1)计算切削用量(1)确定切削深度 单边余量z=1.5,则=1.5mm。 (2)确定进给量 查1表3.1-42,=0.300.40,取=0.37。 (3)确定切削速度 查3表8.4-8,按公式 (2-12)式中:=189.8,=0.2,=1.5,=0.37,=0.15,=0.2,=0.9,T=60 =84于是转速=347根据1表3.1-41,选择=3152)切削工时 查1表2.5-3,T= (2-13)式中:=30mm,=4mm,=4mm,=0.37,=315 T=0.34后孔:T=0.23孔: T=0.15(二)半精镗J7mm孔所选刀具同上。其耐用度T=60。1)计算切削用量 (1)确定切削深度 单边余量z=1.0,则=1.0mm。 (2)确定进给量 =0.1。 (3)确定切削速度 查3表8.4-8,按公式=119于是转速=480根据1表3.1-41,选择=5002)切削工时=30mm,=4mm,=4mm,=0.1,=500T=0.76后孔:T=0.5孔: T=0.34(三)精镗J7mm孔1)计算切削用量(1)确定切削深度 单边余量z=0.5,则=0.5mm。 (2)确定进给量 =0.05。 (3)确定切削速度 查3表8.4-8,按公式 =152于是转速=605根据1表3.1-41,选择=6302)切削工时=30mm,=4mm,=4mm,=0.35,=T=1.21后孔:T=0.79孔: T=0.54(四)粗镗mm端面所选取刀具为YG6硬质合金端面镗刀。查1表4.3-63,d=20mm。1)计算切削用量 (1)确定切削深度 余量z=6mm,分两次走刀完成加工,则=3mm。 (2)确定进给量 根据1表2.4-5,=0.35。 (3)确定切削速度 查3表8.4-8,按公式=78于是转速=207根据1表3.1-41,选择=2002)切削工时根据1表2.5-3,T= (2-14)式中:=34mm T=0.92(五)精镗mm端面1)计算切削用量 (1)确定切削深度 余量z=0.5mm,则=0.5mm。 (2)确定进给量 =0.05。 (3)确定切削速度 查3表8.4-8,按公式=152于是转速=403根据1表3.1-41,选择=4002)切削工时T=0.17(六)镗孔同镗孔,切削工时有所不同。粗 镗:T=0.25半精镗:T=0.7精 镗:T=1.11工序 镗右面孔查1表4.3-63,选择镗刀。1)计算切削用量 (1)确定切削深度 一次性镗完2Z=6mm,则=3mm。 (2)确定进给量 查1表2.4-66,=0.350.70,结合1表3.1-42,取=0.52。 (3)确定切削速度 查相关手册=1.3=78于是转速=311根据1表3.1-41,选择=3152)切削工时=14mm,=5mm,=4mm,=0.52,=315T=0.2工序 钻左面4-M12,4-M8深20,9-M6深15,2-M5深15,M141.5G,7.8通孔;钻右面4-M8,4-M6;钻上面10-M6深15,M5深10G,锪4-9至4-15深6;钻3-7.8深80孔,扩3-M121.25深25;钻前面8-M6深15,2-M8,3-M10,4-M12,2-40深18;钻后面5-M20,2-7.8与2-7.8深80孔相通此工序由于孔比较多,故我们选用摇臂钻床Z35。所选刀具均为高速钢钻头。(一)钻左面孔4-M12查1表4.3-11,钻头直径选用D=10.2mm,钻4个通孔。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.350.43,取=0.40。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.41=24.6。 转速=768根据1表3.1-31,选择=800 实际速度=262)切削工时根据1表2.5-7 T= (2-15)式中:=25,6,取=2 T=0.41(二)钻左面孔4-M8深20mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=6.7mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.270.33,取=0.32。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.45=27。 转速=1283根据1表3.1-31,选择=1250 实际速度=262)切削工时=20,5, =0T=0.27(三)钻左面孔9-M6深15mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=5.0mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.200.24,取=0.20。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.52=31.6。 转速=2012根据1表3.1-31,选择=1250 实际速度=202)切削工时=15,4,=0T=0.76(四)钻左面孔2-M5深15mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=4.2mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.130.17,取=0.16。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.64=38.4。 转速=2912按机床取=1250,故=16.5。2)切削工时=15,4,=0T=0.21(五)钻左面7.8mm孔查1表4.3-11,钻头直径选用D=7.8mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.360.44,取=0.40。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.39=23.4。 转速=955按机床取=800,故=20。2)切削工时=35,5,取=2T=0.13(六)钻右面孔4-M8同6.11.2钻头直径D=6.7mm,=0.32,=26,=1250。=14,5,取=2T=0.21(七)钻右面孔4-M6同6.11.3钻头直径D=5.0mm,=0.20,=20,=1250。=19,4,取=2T=0.42(八)钻上面孔10-M6深15mm同6.11.3钻头直径D=5.0mm,=0.20,=20,=1250。=15,4, =0T=0.84(九)钻上面孔M5深10mm同6.11.3钻头直径D=4.2mm,=0.16,=16,=1250。=10,4, =0T=0.08(十)钻上面9mm孔查1表4.3-11,钻头直径选用D=9mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.360.44,取=0.40。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.40=24。于是转速=849按机床取=800,故=22.6。2)切削工时=27,6,取=2T=0.44(十一)锪孔4-9至4-15深6mm查1表4.3-37,选带导柱直柄平底锪钻(GB4260-84),直径选用D=15mm,z=4。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-67,=0.100.15,取=0.13。(2)切削速度 为缩短时间,主轴转速取与钻9孔时相同,则=800,故=22.6。2)切削工时查1表2.5-7 T=0.27(十二)钻3-7.8mm深80mm孔同6.11.5 钻头直径D=7.8mm,=0.40,=20,=800。=80,5,取=2T=0.82(十三)钻前面孔8-M6深15mm同6.11.3钻头直径D=5.0mm,=0.20,=20,=1250。=15,4, =0T=0.84(十四)钻前面孔2-M8同6.11.2钻头直径D=6.7mm,=0.32,=26,=1250。=30,5,取=2T=0.19(十五)钻前面孔3-M10mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=8.5mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.270.33,取=0.32。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.47=27.2。 转速=1019按机床取=1250,故=33。2)切削工时=30,6,=2T=0.29(十六)钻前面孔4-M12同6.11.1钻头直径D=10.2mm,=0.40,=26,=800。=30,6,取=2T=0.48(十七)钻前面孔2-40mm深18mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=40mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=1.01.2,取=1.0。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.39=23.4。 转速=186按机床取=200,故=25。2)切削工时=18,21,=0T=0.39(十八)钻后面孔5-M20mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=17.4mm。1)确定切削用量(1)进给量 查1表2.4-38,=0.520.64,取=0.63。(2)切削速度 查1表2.4-41,=0.44=26.4。 转速=483按机床取=500,故=27。2)切削工时=35,21,=2T=0.92(十九)钻2-7.8mm与2-7.8mm孔相通同6.11.5 钻头直径D=7.8mm,=0.40,=20,=800。=12,5,取=2T=0.12工序 攻左面4-M12,4-M8深20,9-M6深15,2-M5深15,M141.5G;攻右面4-M8,4-M6;攻上面10-M6深15,M5深10G;攻前面8-M6深15,2-M8,3-M10,4-M12;攻后面5-M20此工序同样需要攻丝的孔比较多,也采用摇臂钻床Z35。所用刀具YG类硬质合金刀具。(一)攻左面螺纹4-M12mm根据1表4.6-7,刀具选择长柄机用丝锥(GB3465-83),d=12mm,螺距p=1.75=f。1)确定切削速度查1表2.4-105,=0.148=8.88 机床转速 =236按机床取=250,故=9.4。2)机动工时按照1表2.5-9 T= (2-16)式中:=25,攻盲孔时, T=
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