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課程設(shè)計(jì)說明書
題 目: 轉(zhuǎn)速器盤工藝及專用夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名:
專 業(yè):
指導(dǎo)教師:
職 稱:
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
轉(zhuǎn)速器盤
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
轉(zhuǎn)速器盤
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
2
頁(yè)
第
1
頁(yè)
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
備 注
工
序
號(hào)
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
鑄件
2
熱處理
3
銑
銑Ф9孔端兩側(cè)面
X62W
端面車刀,專用夾具,游標(biāo)卡尺
4
銑
銑Ф10孔端兩端面
X62W
端面車刀, 專用夾具,
6
銑
銑Ф9孔端兩端面
X62W
端面車刀, 專用夾具,游標(biāo)卡尺
7
鉆
鉆Ф10孔及Ф6孔
Z535
麻花鉆,專用夾具,內(nèi)徑百分尺
8
鉆
鉆Ф9孔
Z535
麻花鉆,專用夾具,內(nèi)徑百分尺
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
2
頁(yè)
第
2
頁(yè)
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
備 注
工
序
號(hào)
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
9
鏜
鏜Ф10孔
T618
專用夾具,內(nèi)徑百分尺
去毛刺
去除銳毛剌
10
終檢
對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)
11
防銹
用毛刷沾防銹油為零件防銹
12
入庫(kù)
按照倉(cāng)庫(kù)標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
1
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
10
鑄造
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
真空爐
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
檢驗(yàn)
游標(biāo)卡尺
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
2
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
20
銑Ф9孔端兩側(cè)面
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X62W
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
定位,夾緊
2.
粗銑上下兩平面
端面銑刀
255
24
0.18
1.5
1
1.14
1.76
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
3
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
30
銑Ф10孔端兩端面
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X62W
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑上下兩平面
端面銑刀
255
24
0.18
1.5
1
1.14
1.76
2
精銑上下兩平面
端面銑刀
352
24
0.14
0.5
1
0.26
1.16
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
4
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
40
銑Ф9孔端兩端面
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X62W
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑上下兩平面
端面銑刀
255
24
0.18
1.5
1
1.14
1.76
2
精銑上下兩平面
端面銑刀
352
24
0.14
0.5
1
0.26
1.16
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
5
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
50
鉆孔
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z535
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1.
裝 夾
2.
鉆φ7.5孔要求兩端相通
φ7.5直柄麻花鉆
195
14
0.48
1
1.1
1.76
擴(kuò)至φ8+0.10/ 0
φ8擴(kuò)孔鉆
275
21.3
1
0.87
1.16
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
6
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
60
鉆2-Ф9孔
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z535
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
裝 夾
鉆孔
鉆頭,內(nèi)徑百分表
195
144.3
0.48
1.24
1.33
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
7
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
70
鏜Ф10孔
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鏜床
T618
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗鏜孔至Ф9.2
銑刀,游標(biāo)卡尺
245
20
0.15
1.8
1
7.5
2
精鏜孔至Ф10
銑刀,游標(biāo)卡尺
245
20
0.15
0.2
1
15
1.57
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
8
頁(yè)
第
11
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
80
終檢,入庫(kù)
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
設(shè) 計(jì)(日 期)
校 對(duì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目:轉(zhuǎn)速器盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具
內(nèi)容:(1)零件一毛坯合圖 1張
(2)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 12張
(3)夾具裝配總圖 1張
(4)夾具零件圖 一張
(5)課程設(shè)計(jì)說明書 一份
原始資料:該零件圖樣一張;單件大批量生產(chǎn)。
班級(jí):
學(xué)生:
指導(dǎo)老師:
2008年 12 月 18 日
目錄
第一部分:
序言 ………………………………………………………………………… 2
一 設(shè)計(jì)目的……………………………………………………………… 2
二 設(shè)計(jì)感想與體會(huì) …………………………………………………… 2
第二部分:工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程
工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程 ……………………………………………… 4
一、設(shè)計(jì)題目,計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)型………………………………… 4
二、零件的分析………………………………………………………5 (一) 零件的作 ……………………………………………………………… 5
(二) 零件的工藝分析 ……………………………………………………… 5
三、確定毛坯的制造方法,初步確定毛坯 ……………………… 6
四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 6
(一) 定位基準(zhǔn)的選擇 ……………………………………………………6
(二)零件表面加工方法的選擇………………………………………… 7
(三)制定加工工藝路線 ……………………………………………… 8
(四)選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 ………………………………… 10
五、加工工序設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 11
(一) 確定切削用量及基本工時(shí) ………………………………………… 11
六、填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡 …………………………17
七、夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………………17
(一)問題的提出………………………………………………………………17
(二) 夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算………………………………………………17
(三) 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明…………………………………20八、主要參考文獻(xiàn)…………………………………………………………21
序 言
一、設(shè)計(jì)目的:
現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論,解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì),學(xué)生應(yīng)達(dá)到:
1、掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力;
2、掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力;
3、掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力;
4、學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等,以及學(xué)會(huì)繪制工序圖、夾具總裝圖,標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。
?
二、設(shè)計(jì)感想與體會(huì):
三周的課程設(shè)計(jì)就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的過程。所謂1+1>2,一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作,使我們的設(shè)計(jì)成果不到三周時(shí)間就漸漸呈現(xiàn)在我們的眼前??粗矍暗氖止D紙、CAD圖和設(shè)計(jì)計(jì)算的手稿,三周的設(shè)計(jì)過程一幕幕浮現(xiàn)在眼前。
三周的設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計(jì)可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)的融會(huì)貫通,因?yàn)槲覀円郧霸?jīng)學(xué)得很好,但是都是理論的東西,學(xué)習(xí)了馬克思主義哲學(xué)之后,終于知道理論聯(lián)系實(shí)際才使我們有了更進(jìn)一步的體會(huì)。
在這次設(shè)計(jì)中,我學(xué)會(huì)的如何設(shè)計(jì)、如何計(jì)算,更重要的是我學(xué)會(huì)了合作,我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。我們以前做的設(shè)計(jì)都是一個(gè)人的,而且規(guī)模小,不需要什么規(guī)劃,這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時(shí),得到了我們的指導(dǎo)老師的大力支持。
由于我們水平所限,設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處,在此還誠(chéng)請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正。
工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程
一、根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型:
所給任務(wù)的零件是某機(jī)器上的一個(gè)轉(zhuǎn)速器盤的零件。假定該機(jī)器年產(chǎn)量為5000臺(tái),且每臺(tái)機(jī)器中僅有一件,若取其備品率為5%,機(jī)械加工廢品率為2%,則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為:
N=Qn(1+5%+2% )件/年=5400件/年。由上式可知,該零件的年產(chǎn)量為5400件,由零件的特征可知,它屬于機(jī)體類小零件,因此,可以確定其生產(chǎn)類型為單件大批量生產(chǎn)。
二 零件的分析
(一) 零件的作用
本設(shè)計(jì)任務(wù)給定的零件是該機(jī)器中的轉(zhuǎn)速器盤,即傳遞運(yùn)動(dòng)并保持其他零件正確工作方式,和保持互相之間的正確位置。其對(duì)加工平面,平行度,加工孔,垂直度,等有一定的要求,由于零件比較復(fù)雜,不成規(guī)則,故加工過程中需要用到復(fù)雜的夾具。
零件的工藝分析
該零件圖的視圖正確,完整,尺寸,公差及技術(shù)都符合要求。但是,零件的加工過程,需要有較高的平面度,某些地方需要較細(xì)的表面粗糙度,各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。
由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,加工時(shí)需要較復(fù)雜的夾具才能準(zhǔn)確的定位,并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力,可以用花盤進(jìn)行定位加緊,并用墊塊進(jìn)行輔助定位。
同時(shí)基準(zhǔn)面的選擇也是很重要的。在加工各孔的端面時(shí),先用銑刀銑出下表面,在以下表面為基準(zhǔn),銑出上面的各表面(各孔的加工也是以下端面為定為基準(zhǔn)的);在加工前后端面時(shí),由于工件前后尺寸較大,可在鏜床上銑端平面,銑出后表面。之后,以后表面為基準(zhǔn),銑出兩個(gè)Φ9孔,在加工過程中,應(yīng)盡量減少安裝的次數(shù),以減少安裝時(shí)帶來的安裝誤差。
三 確定毛坯的制造方法,初步確定毛坯形狀
根轉(zhuǎn)速器盤是一個(gè)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件,要求材料要容易成型,切削性能好,同時(shí)要求強(qiáng)度要高,重要表面的表面硬度也要高,故選用鑄鐵材料HT200,鑄鐵材料是最常見的材料,其優(yōu)點(diǎn)是:容易成型,切削性能好,價(jià)格低廉,且吸振性好。為了得到較好的強(qiáng)度和表面硬度,可在加工過程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,淬火,同時(shí)為了消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)工件的影響,可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r(shí)效處理(如果需要的話)。
由于零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,用鍛件是不太可能的,因此,需要先根據(jù)零件圖,做出鑄模,進(jìn)行鑄造,最好用成型鑄造法,以減少加工余量和保證零件的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性。
2.3-12,用查表方法確定各表面的加工余量如下表所示:
表1
加工表面
基本尺寸
加工余量等級(jí)
加工余量數(shù)值
說明
右側(cè)面
28mm
H
2mm
單側(cè)加工
左端面
8mm
H
2mm
單側(cè)加工
右端面
14mm
H
2mm
單側(cè)加工
中間端面
4mm
H
2mm
單側(cè)加工
四 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
定位基準(zhǔn)的選擇:
定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高,否則,加工工藝過程中會(huì)問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇:考慮到以下幾點(diǎn)要求,選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔或面的加工余量盡量均勻,此外,還要保證定位夾緊的可靠性,裝夾的方便性,減少輔助時(shí)間,所以粗基準(zhǔn)為上端面。本零件是有精度較高要求的孔的盤狀零件,平面和孔是設(shè)計(jì)的基準(zhǔn),也是裝配和測(cè)量的基準(zhǔn),在加工時(shí),應(yīng)盡量以大平面為基準(zhǔn)。
例如,先銑出下表面,再以下表面為基準(zhǔn),加工出上端各表面,同樣,也是以下表面為基準(zhǔn)鉆出3個(gè)孔;加工前后端面時(shí),先以下表面為基準(zhǔn),在鏜床上銑出后端面,再以后端面為基準(zhǔn),加工出2個(gè)Φ9的孔的前端面。
由于扇形部分的表面比較不易加工,首先以加工出來的下端面為基準(zhǔn)加工出各孔處的各個(gè)上端面,再以上端面為基準(zhǔn),加工出其它孔處的下端面;零件的2個(gè)Φ9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準(zhǔn)的。
零件表面加工方法的選擇:
本設(shè)計(jì)任務(wù)給的零件需要加工的表面有:端面,內(nèi)孔等,其加工方法如下:
(1)下表面(大面積表面):雖然不是重要的表面,沒有粗糙度要求,但是定位基準(zhǔn)面,用銑車進(jìn)行端銑平面,粗銑即可。
(2)上邊緣面:不是重要表面,粗銑即可。
(3)各孔處的上端面:是重要表面,表面粗糙度R6.3,可以進(jìn)行粗銑后,再進(jìn)行半精銑或精銑。
(4)后端面:是重要表面,也是定為基準(zhǔn)面,表面粗糙度R6.3,進(jìn)行粗銑再半精銑或精銑。
(5)2個(gè)Φ9孔的前端面:表面粗糙度R12.5,只需進(jìn)行粗銑。
(6)2個(gè)Φ9孔的加工:表面粗糙度R12.5,以下端面為基準(zhǔn),粗鏜出2個(gè)Φ9孔;;普通鏜床即可。
(7)Φ10孔的加工:表面粗糙度R6.3,可用鏜床進(jìn)行鏜孔,粗鏜或擴(kuò)孔均可。
(8)Φ6孔的加工:表面粗糙度R3.2,是要求較高的孔,可進(jìn)行粗鏜→半精鏜,或者孔→精擴(kuò),既可滿足要求。
(10)園角:有R3,R5,R6.5,R15幾種園角,可用立銑刀周銑出園角。(三) 制定加工工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度(尺寸精度、形狀精度、位置精度)和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。由于是單件小批量生產(chǎn),故加工工藝采用工序集中原則。
方案一:表2
工序號(hào)
工序內(nèi)容
01
鑄造
02
時(shí)效
03
涂漆
04
銑Φ9端兩側(cè)面
05
銑Φ10端兩端面
06
銑Φ9端兩端面
07
鉆通孔Φ10與鉆通孔Φ6
08
鉆通孔Φ9
09
鏜孔Φ10,孔口倒角0.5X45度
10
檢驗(yàn)
11
入庫(kù)
方案二:表3
工序號(hào)
工序內(nèi)容
01
鑄造
02
時(shí)效
03
涂漆
04
銑Φ9端兩端面
05
銑Φ10端兩端面
06
銑Φ9端兩側(cè)面
07
鉆通孔Φ10與鉆通孔Φ6
08
鏜孔Φ10,孔口倒角0.5X45度
09
鉆通孔Φ9
10
檢驗(yàn)
11
入庫(kù)
工藝方案的比較與分析:
因左右兩端面均對(duì)φ10mm孔有較高的位置要求,故它們的加工宜采用工序集中原則,減少裝次數(shù),提高加工精度。
根據(jù)先面后孔,先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則,將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面,下端面的精銑放在后面,每一階段要首先加工上端面后鉆孔,左端面上φ10mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則,但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如,銑Φ9端兩端面與銑Φ9端兩側(cè)面,兩工序前后對(duì)調(diào),這樣保證了加工面的定位精度。工序鏜孔Φ10及孔口倒角0.5X45度應(yīng)在工序最終完成,使孔面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效,減少受力變形和受熱變形對(duì)Φ10mm通孔加工精度的影響。
通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析,最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表1和附表2,機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。
(四) 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具
(1). 機(jī)床的選擇
(a)工序4,5,6用的是銑床,分別進(jìn)行粗銑,精銑。用普通的臥銑床X62W型萬能臥銑床即可。
(b)工序9用的是鏜床進(jìn)行端面的鏜削加工,使用普通的鏜床即可。
(c)工序7加工一個(gè)Φ10孔,2個(gè)Φ6孔,工序8加工2個(gè)Φ9孔,采用花盤加緊,在立式鉆床即可。可選用Z535型立式鉆床。(2). 選擇夾具本零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,不成規(guī)則,故夾緊定位比較困難,可采用花盤來定位,并可以使用一些墊塊來輔助定位加緊。
例如,在加工上端面時(shí),扇形部分下部分懸空,需要用一些墊塊墊住,然后用花盤加緊,以防零件加緊時(shí)發(fā)生變形。在加工前后端面時(shí),用花盤或壓板都可以加緊。
(3)選擇刀具
(a) 在工工序4,5,6銑平面時(shí),銑刀可以選擇直齒或錯(cuò)齒的端銑刀和周銑刀,工序中有粗銑和精銑,在粗銑后,要留有一定的加工余量,供精銑工序加工。
(b) 鉆孔有Φ10孔,需要留一定的加工余量,可用Φ8麻花鉆直接鉆出來。
(c) 鏜孔需要鏜三種孔Φ10有粗鏜和精鏜,粗加工可用YT15,精加工可用YT30。
(4). 選擇量具
本零件是單件小批量生產(chǎn),故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法的極限誤差來選擇。在這里選的是第一種方法。
(a)選擇平面的量具:
由零件圖上看,各平面的相互位置要求不是非常嚴(yán)格,其最小不確定度為0.2mm,選用分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺就行了,因?yàn)槠洳淮_度為0.02mm,顯然滿足要求。
(b)選擇內(nèi)孔的量具:
此零件對(duì)孔的精度要求較高,其中例如I孔的下偏差要求在0.013之內(nèi),故可選用分度值為0.01mm,測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺,其不確定度為0.008,滿足測(cè)量精度的要求。
工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具???
1 28 0.5 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺???
2 12 0.2 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺???
3 14 --- 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺???
4 Φ10 0.013 分度值為0.01mm,測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺???Φ6 0.030????Φ9 --- 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺
注:本零件要求測(cè)量的尺寸并不是很復(fù)雜,故只要這兩種量具就足夠了。
五 加工工序設(shè)計(jì)
(一) 確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指:背吃刀量asp(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是:確定切削深度——>確定進(jìn)給量——>確定切削速度.(3)具體要求是:①由工序或工步余量確定切削深度:精、半精加工全部余量在一次走刀中去除;在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)8~10mm。②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量:對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度:③可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查,用公式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查,根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速,再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。對(duì)粗加工,選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后,還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等,才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。
1 工序鉆2個(gè)φ9mm孔
(1)、加工條件
工件材料:HT200正火,бb=220MPa,190~220HBS
加工要求:鉆擴(kuò)孔φ9mm
機(jī)床選擇:選用立式鉆床Z525(見《工藝手冊(cè)》表4.2-14)
(2)、確定切削用量及基本工時(shí)
選擇φ9mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(見《工藝手冊(cè)》P84)
d=9 L=14mm
f機(jī)=0.48mm/r (見《切削手冊(cè)》表2.7和《工藝手冊(cè)》表4.2-16)
Vc查=13m/min (見《切削手冊(cè)》表2.15)
按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min(按《工藝手冊(cè)》表4.2-15)
所以實(shí)際切削速度: m/min.
基本工時(shí):
l=80mm ) l2=(1~4)mm(取4mm)
按《工藝手冊(cè)》表6.2-5公式計(jì)算1.24(min)
2 工序 粗、精銑左右端面
(2) 粗銑
1)、選擇刀具:
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27,選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀,其參數(shù)為:銑刀外徑d0=100mm,銑刀齒數(shù)Z=10。
2)、確定銑削深度a p:
單邊加工余量Z=1.5±0.27,余量不大,一次走刀內(nèi)切完,則:a p=1.5mm
3)、確定每齒進(jìn)給量fz:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5,用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí),選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14~0.24mm/z,由于是粗銑,取較大的值。現(xiàn)?。篺z=0.18mm/z
4)、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm,現(xiàn)取1.2mm,根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。
5)、確定切削速度Vc:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16可以查Vc:
由 ap=1.5mm fz=0.18mm/z,查得
Vc=77mm/z n=245mm/z V?=385mm/z
根據(jù)X62W型立銑床說明書(表4.2-35)
nc=255 r/min V?c=400 mm/min (橫向)
6)、計(jì)算基本工時(shí):
l=47mm l2=2 T=0.14 min
(2)精銑
1)、選擇刀具:
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27,選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀,銑刀外徑d0=100mm,銑刀齒數(shù)Z=10
2)、確定銑削深度ap:
由于單邊加工余量Z=0.5,故一次走刀內(nèi)切完,則:a p= 0.5 mm
3)、確定每齒進(jìn)給量fz:
由《切削手冊(cè)》表3.5,用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí),選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14~0.24mm/z,半精銑取較小的值?,F(xiàn)取:fz=0.14mm/z
4)、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm,現(xiàn)取1.2mm,根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。
5)、確定切削速度Vc:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16可以查Vc:
由 ap≤4mm ?z=0.14mm/z,查得:
Vc=110mm/z n=352mm/z V?=394mm/z
根據(jù)X62W型立銑床說明書(表4.2-35)
nc=380 r/min V?c=400 mm/min (橫向)
6)、計(jì)算基本工時(shí):
l=40 mm l2 =2
? 所以本工序的基本時(shí)間為:
T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min
(3)工序鏜φ10工序
φ8粗鏜余量參考文獻(xiàn)[1]表3-83取粗鏜為1.8mm,精鏜切削余量為0.2mm,鉆孔后尺寸為8H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表2-3
加工表面
加工方法
余量
公差等級(jí)
工序尺寸及公差
φ8
粗鏜
1.8
____
?9.8
φ9.2
精鏜
0.2
H8
10H8
孔軸線到底面位置尺寸為56mm,精鏜后工序尺寸為10.02±0.08mm,與下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為0.06mm,且定位夾緊時(shí)基準(zhǔn)重合,故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。
(2.1) 鉆孔φ8mm
選擇φ8mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(見《工藝手冊(cè)》P84)
d=8 L=8mm f機(jī)=0.48mm/r (見《切削手冊(cè)》表2.7和《工藝手冊(cè)》表4.2-16)
Vc查=13m/min (見《切削手冊(cè)》表2.15)
按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min(按《工藝手冊(cè)》表4.2-15)
所以實(shí)際切削速度:
基本工時(shí):
l=80mm ) l2=(1~4)mm(取4mm)
按《工藝手冊(cè)》表6.2-5公式計(jì)算 1.10min
粗鏜孔時(shí)因余量為1.8mm,故ap=1.8mm,
查文獻(xiàn)[1]表2. 4-8
取V=0.4m/s=24m/min
去進(jìn)給量為f=0.02mm/r
n=1000V/πd=1000*24/3.14*20=380r/min
查文獻(xiàn)的Fz=9.81*60^nFzCFzapXFzV^nFzKFz
pm=FzV*10^-3
CF2=180,
XFz=1
Yfz=0.75
nFz=0
Rfz=9.81*60°*180*2.75ˊ*0.2^0.75*0.4°*1
=1452 N
P=0.58 kw
取機(jī)床效率為0.85
0.78*0.85=0.89kw>0.58kw
故機(jī)床的功率足夠。
下面計(jì)算工序09的時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)時(shí)間
粗鏜時(shí):L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s
精鏜時(shí):f取0.1mm/s
L/(f*n)=45/0.1*380=15s
總機(jī)動(dòng)時(shí)間:T=7.5+15=0.38min
六 填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡
工藝文件詳見附表。
七 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)成本,需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置,設(shè)計(jì)工序銑Φ9端兩端面銑床夾具與鏜Φ10鏜床夾具。
銑Φ9端兩端面銑床夾具
(一) 問題的提出:
本夾具主要用于銑Φ9端兩端面,由于該端面精度要求高,所以,在本道工序加工時(shí),應(yīng)該考慮其精度要求,同時(shí)也要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
(二) 夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算:
⑴、定位基準(zhǔn)的選擇:
由零件圖可知,Φ9端兩端面應(yīng)對(duì)下端面有垂直度要求,并且左右兩端面有平行度要求。為了使定位誤差為零,應(yīng)該選擇以φ10孔定位的定心夾具。但這種定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜,因此這里只選用以φ9和下端面為主要定位基面。
⑵、切削力及夾緊力計(jì)算:
刀具:YG6硬質(zhì)合金端銑刀
(見《切削手冊(cè)》表3.28)
其中:CF=54.5,ap=4.5,XF=0.9,fZ=0.18,YF=0.74,ae=28,UF=1.0,d0=100,qF=1.0,n=255,WF=0,Z=10
∴F=54.5×4.50.9×0.180.74×28×10/(100×2550)≈166.1(N)
水平分力:FH=1.1F實(shí)≈182.7(N)
垂直分力:FV=0.3F實(shí)≈49.8(N)
在計(jì)算切削力時(shí),必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù): K=K1K2K3K4。
其中:K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1
∴F/=KFH=(1.5×1.1×1.1×1.1)×182.7=364.8 (N)
實(shí)際加緊力為F加= KFH/(U1*U2)=364.8/0.5=729.6 (N)
其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù),U1=U2=0.025
螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋,產(chǎn)生的加緊力為
W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/(D2- d2)
其中: M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm
解得: W=1O405 (N)
此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的729.6的加緊力F加,故本夾具可安全工作。
心軸取材料為Q235
查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為: 158Mpa
彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/[3.14X(0.022)2]
=2.67<< 許用彎曲應(yīng)力158Mpa
(3)定位誤差分析
由于基準(zhǔn)重合,故軸,徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差,故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差,只需保證夾具的心軸的制造精度和安裝精度。且工件是以內(nèi)孔在心軸上定位,下端面靠在定位塊上,該定位心軸的尺寸及公差現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔有公差相同。因?yàn)閵A緊與原定位達(dá)到了重合,能較好地保證了銑φ32mm端面所得到的尺寸和下端面形位公差要求。
(三) 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明:
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此,在螺母夾緊時(shí)采用活動(dòng)手柄,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位槽可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果,本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置,可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀(與塞尺配合使用);同時(shí),夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置,以有利于銑削加工。
鏜Φ10鏜床夾具
定位基準(zhǔn)的選擇:
由零件圖可知,有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇選用下平作為定位基準(zhǔn),為了提高加工效率,根據(jù)工序要求先采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金鏜刀刀具對(duì)工藝孔進(jìn)行粗鏜削加工;然后采用硬質(zhì)合金鏜刀對(duì)其進(jìn)行精加工,準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊方式夾緊。
切削力的計(jì)算與夾緊力分析
由于本道工序主要完成工藝孔的鏜加工,參考文獻(xiàn)[9]得:
鏜削力
鏜削力矩
式中:
夾緊元件及動(dòng)力裝置確定
采用手動(dòng)夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊,夾緊可靠,機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。
襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
工藝孔的加工需粗、精鏜切削才能滿足加工要求。故選用固定鉆套以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。鉆模板選用固定式鉆模板,工件以底面及側(cè)面分別靠在夾具支架的定位快,夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。
夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí),機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系,最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中,當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后,應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算??椎谋砻娲植诙龋杀竟ば蛩x用的加工工步粗鏜精滿足。
夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
鏜Φ10孔的夾具如夾具裝配圖所示。裝卸工件時(shí),先將工件放在定位塊上;用壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊;然后加工工件。當(dāng)工件加工完后,將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開,取出工件。
主要參考文獻(xiàn)
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