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哈理工榮成學院
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
共 1頁
產(chǎn)品名稱
零(部)件名稱
夾具底座
第 1 頁
車 間
工序號
工序名稱
材料牌號
金工
6
鉆削
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄件
1
設備名稱
設備型號
設備編號
同時加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
定位銷
乳化液
定位軸
工序工時
準終
單件
夾具體
序號
工 步 內 容
工 藝 裝 備
主軸
轉速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機動
輔助
1
鉆2×Φ8孔
Z525; 麻花鉆 Φ7
452
10
0.32
13
1
0.2
2
粗鉸2×Φ8孔
Z525;
300
7
0.41
0.8
1
0.3
3
精鉸2×Φ8孔
Z525;
136
5
0.56
0.1
2
0.7
編制(日期)
審核(日期)
會簽(日期)
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
更改文件號
簽字
日期
楊仁山
機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
8301
第 1 頁
產(chǎn)品名稱
夾具底座
零(部)件名稱
支架
共 1 頁
材料牌號
HT200
毛坯種類
鑄造件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備注
工序號
工序名稱
工 序 內 容
車間
工段
設備
工藝裝備
工時
準終
單件
1
鑄造
金屬型鑄造
鑄造
100KN摩擦壓力機
DM01-2
2
熱處理
正火
熱處理
3
銑削
銑2×Φ8mm孔端面
金工
X63
XZ01-2
0.628
4
銑削
銑3×Φ8mm孔端面
金工
X63
XZ01-1
0.58
5
銑削
銑左、前、后、下端面
金工
X63
XZ01-2
0.32
6
鉆削
鉆、粗鉸、精鉸2×Φ8mm孔并按圖樣尺寸倒角
金工
Z525
ZZ01-1
1.21
7
鉆削
鉆并擴2×Φ8mm孔并倒角
金工
Z525
ZZ01-2
1.209
8
鉆削
鉆、粗鉸、精鉸2×Φ8mm孔并按圖樣尺寸倒角
金工
Z530
ZZ01-2
2.85
9
鉆削
鉆并擴3×Φ8mm孔并倒角
金工
Z525
ZZ01-1
0.61
10
去毛刺
去除工件表面的毛刺
金工
11
檢驗
終檢
質檢室
編制 (日期)
審核 (日期)
會簽 (日期)
楊仁山
、
處 數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 1 1 機械制造技術課程設計說明書 設計題目:制定夾具底座零件(圖 5-37)的加工工 藝,設計鉆 3×M8底孔的鉆床夾具 專 業(yè): 機電一體化技術 班 級: 機電 11-3 學 號: 1130320230 姓 名: 楊仁山 指導教師: 張學偉 機械工程系 2013年 11月 20日 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 2 2 目 錄 序言 .................................................... 1 第 1 章 零件分析 ....................................... . 2 1.1零件的作用 ...................................... 2 1.2零件的工藝分析 .................................. 2 第 2 章 工藝規(guī)程設計 ..................................... 2 2.1確定毛坯的制造形式 ............................. 2 2.2基面的選擇 ..................................... 3 2.3制定工藝路線 .................................... 3 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ......... 5 2.5確定切削用量及基本工時 ........................ 6 第 3 章 專用夾具設計 .................................... 9 3.1確定設計方案 .................................. 9 3.2機械加工工序卡片 .............................. 11 課程設計心得體會 ...................................... 12 參考文獻 ............................................... 12 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 3 3 序言 機械制造工藝課程設計是在我們完成了全部基礎課、技術基礎課、 大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè) 設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習,也是一次理論聯(lián) 系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 通過本次課程設計,應該得到下述各方面的鍛煉: 1.能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學 到的實踐知識,正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝 路線安排、工藝尺寸確定等問題,保證零件的加工質量。 2.提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練,應當獲得根據(jù)被加 工零件的加工要求,設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質 量的夾具的能力。 3.會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、 出處、能夠做到熟練運用。 就我個人而言,通過這次設計,基本上掌握了零件機械加工工藝 規(guī)程的設計,機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查 閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理 論知識,解決現(xiàn)代實際工藝設計問題,鞏固和加深了所學到的東西。 并在設計過程中,學到了很多課堂上沒有學到的東西。 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 4 4 第 1 章 零件分析 1.1 零件的作用 夾具底座主要起支撐的作用。 本設計任務給定的零件對加工平面、加工孔等有一定的要求,由 于零件相對比較復雜,故加工過程中需要用到較復雜的夾具。 1.2 零件的工藝分析 1.以銑下端面為基準的加工面,這組加工面主要是銑頂端面,鉆, 擴,鉸 Φ8 孔。 2. 以 Φ8 孔為基準的加工面,這組加工面主要是銑底面。 3. 以銑左端面為基準的加工面,這組加工面主要是銑右端面, 鉆,擴,鉸 Φ8 孔。 由以上分析可知,對于這三組加工表面而言,可以先加工其中一 組表面,然后借助于專用夾具加工另一組表面,并保證它們之間的位 置精度要求。 第 2 章工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 該零件材料為HT200,從結構上看,零件形狀并不復雜,因此毛坯 形狀可以與零件的形狀盡量接近,內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加 工余量后再決定。由于零件成批生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,選 用砂型鑄造,采用機械翻砂造型。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質量 也是有利的。 2.2 基面的選擇 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 5 5 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;孢x擇得正確、 合理,可以保證加工質量,提高生產(chǎn)效率。否則,就會使加工工藝過 程問題百出,嚴重的還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法進行。 本零件先以左端面為粗基準,粗銑右端面,再以右端面為粗基準, 粗銑左端面,再以左端面為精基準,精銑右端面,然后以左端面為基 準鉆出兩個 Φ8 的孔,并對兩個 Φ8 的孔粗鉸和精鉸。以右端面為基 準,銑前表面,然后再以前表面為基準,銑后表面。以上端面為粗基 準,粗銑下端面,再以下端面為粗基準,粗銑上端面,然后以上端面 為精基準,精銑下端面,再以下端面為精基準,精銑上端面,然后鉆 出三個 Φ8 的孔,并對三個 Φ8 的孔粗鉸和精鉸。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度(尺寸精度、形狀精度、位 置精度)和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng) 確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機床配以專用夾具,并 盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應考慮經(jīng)濟效果,以便 降低生產(chǎn)成本。 工藝路線方案一 工序號 工序內容 1 鑄造 2 熱處理 3 粗銑右端面 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 6 6 4 粗銑左端面 5 精銑右端面 6 精銑左端面 7 鉆,倒角,擴孔 2×Φ8 8 鉆,倒角,粗鉸,精鉸孔 2×Φ8 9 鉆,倒角,擴孔 3×Φ8 10 鉆,倒角,粗鉸,精鉸孔 3×Φ8 11 去毛刺 12 清洗 13 終檢 方案二: 工序號 工序內容 1 鑄造 2 鉆,倒角,擴孔 2×Φ8 3 鉆,倒角,粗鉸,精鉸孔 2×Φ8 4 鉆,倒角,擴孔 3×Φ8 5 鉆,倒角,粗鉸,精鉸孔 3×Φ8 6 粗銑右端面 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 7 7 7 粗銑左端面 8 精銑右端面 9 精銑左端面 10 去毛刺 11 熱處理 12 清洗 13 終檢 機械加工工序應遵循“先粗后精” 、 “先主后次” 、 “基準先行” 、 “先面后孔”的原則。鑄造成型后切邊,進行調制,調制硬度為 190~220HBS,并進行酸洗,噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度,增加 耐磨性,消除毛胚表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響;綜合考 慮,應該選擇第一種方案。 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的確定 “夾具底座”零件材料為 HT200,硬度 190HBS,毛坯重量約為 2.8KG,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),采用鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加 工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量,工序及毛坯尺寸如下: 1.底座的各個面的加工余量 通過查找相關資料可知加工余量留 2mm比較合適。 2.通孔 Φ8mm 的加工余量 毛坯為實心,不沖孔。通孔精度要求介于 IT7~IT8 之間,參照 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 8 8 《工藝手冊》表 2.3-9及表 2.3-12確定工序尺寸及余量為: 鉆孔:Φ2mm 鉆孔:Φ6mm 2Z=4mm 擴孔:Φ7mm 2Z=1mm 粗鉸:Φ7.6mm 2Z=0.6mm 精鉸:Φ8mm 2Z=0.4mm 2.5 確定切削用量及基本工時 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)、進給量 f及切削速度 Vc 。(2)確定方法是: 確定切削深度——>確定進給量——>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;在中等功率機床上一次走刀 ap可達 8~10mm。②按本工序 或工步加工表面粗糙度確定進給量:對粗加工工序或工步按加工表面 粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構強度:③可用查表法或計 算法得出切削速度 Vc 查 ,用公式 換算出查表或計算法所得的轉速 nc查 , 根據(jù) Vc 查 在選擇機床實有的主軸轉速表中選取接近的主軸轉速 n 機 作為 實際的轉速,再用 換算出實際的切削速度 Vc 機 填入工藝文件中。對粗 加工,選取實際切削速度 Vc 機 、實際進給量 f 機 和背吃刀量 asp之后, 還要校驗機床功率是否足夠等,才能作為最后的切削用量填入工藝文 件中。 1.工序粗、精銑左右端面 (1) 粗銑 1)、選擇刀具: 根據(jù)《工藝手冊》表 3.1-27,選擇用一把 YG6硬質合金端銑刀,其參 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 9 9 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,一次走刀內切完,則:a p=1.5mm 3)、確定每齒進給量 fz: 根據(jù)《切削手冊》表 3.5,用硬質合金銑刀在功率為 4.5kw的 X51銑床 加工時,選擇每齒進給量 fz=0.14~0.24mm/z,由于是粗銑,取較大的 值?,F(xiàn)?。篺z=0.18mm/z 4)、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度: 根據(jù)《切削手冊》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》表 3.8銑刀直徑 d0=100mm 的硬質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》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) X51型立銑床說明書(表 4.2-35) nc=255 r/min V?c=400 mm/min 6)、計算基本工時: l=50mm l2=2 T=0.28min (2)精銑 1)、選擇刀具: 根據(jù)《工藝手冊》表 3.1-27,選擇用一把 YG6硬質合金端銑刀,銑刀 外徑 d0=100mm,銑刀齒數(shù) Z=10 2)、確定銑削深度 ap: 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 10 10 由于單邊加工余量 Z=0.5,故一次走刀內切完,則:a p= 0.5 mm 3)、確定每齒進給量 fz: 由《切削手冊》表 3.5,用硬質合金銑刀在功率為 4.5kw的 X51銑床加 工時,選擇每齒進給量 fz=0.14~0.24mm/z,半精銑取較小的值?,F(xiàn)?。?fz=0.14mm/z 4)、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度: 根據(jù)《切削手冊》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》表 3.8銑刀直徑 d0=100mm 的硬質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》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 6)、計算基本工時: l=40 mm , l2 =2 所以本工序的基本時間為: T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min 2. 工序鉆 2個 φ8mm 孔 (1)、加工條件 工件材料:HT200 正火,бb=220MPa,190~220HBS 加工要求:鉆鉸孔 φ8mm. 機床選擇:選用立式鉆床 Z5140A(見《機械制造技術基礎課程設計》 P115頁表 5-6) (2)、確定切削用量及基本工時 選擇 φ8mm 高速鋼錐柄標準麻花鉆(《機械制造技術基礎課程設計》 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 11 11 P32頁表 2-19) d=40 L=25mm f 機 =0.48mm/r (見《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-37 Vc 查 =13m/min (見《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-38) 按機床選取 n 機 =195r/min(按《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14- 36) 所以實際切削速度: m/min.14.3v? 基本工時: l=80mm ) l2=(1~4)mm(取 4mm) 按《金屬機械加工工藝人員手冊》表 14-44公式計算 1.24(min) 第 3 章 夾具設計 鉆 Φ8 孔的鉆床夾具 本夾具主要用于鉆 Φ8 孔,由于該孔精度要求不高,所以,在本 道工序加工時,主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度。 3.1 確定設計方案 ⑴、定位基準的選擇: 由零件圖可知,Φ8 孔對上表面有垂直度要求。為了使定位誤差為零, 應該選擇以 φ8 孔定位的定心夾具。 ⑵、切削力及夾緊力計算: 刀具:YG6 硬質合金可轉位鉆頭 (見《切削手冊》表 3.28) 其中: CF=54.5,a p=4.5,X F=0.9,f Z=0.18,Y F=0.74,a e=75,U F=1.0,d 0=100 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 12 12 ,q F=1.0,n=255,W F=0,Z=10 ∴F=54.5×4.5 0.9×0.180.74×75×10/(100×2550)≈444.64(N) 水平分力:F H=1.1F 實 ≈489.1(N) 垂直分力:F V=0.3F 實 ≈133.39(N) 在計算切削力時,必須安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù): K=K 1K2K3K4。 其中:K 1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1 ∴F / =KFH=(1.5×1.1×1.1×1.1)×489.1=976.48 (N) 實際加緊力為 F 加 = KFH/(U1*U2)=976.48/0.5=1952.96 (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細牙三角螺紋,產(chǎn)生的加緊力為 W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/(D 2- d2) 其中: M=19000 N.M D2=14.8mm a=2 029, D=23mm d=16mm 解得: W=1O405 (N) 此時螺母的加緊力 W已大于所需的 1952.96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的許用彎曲應力為: 158Mpa 彎曲應力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/[3.14X(0.022)2] =2.67<< 許用彎曲應力 158Mpa (3)定位誤差分析 由于基準重合,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)定為與零件內孔有公 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 13 13 差相同。因為夾緊與原定位達到了重合,能較好地保證了鉆 φ8mm 孔 所得到的尺寸和下端面形位公差要求。 (4)夾具結構設計及操作簡要說明: 如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率。為此,在螺母 夾緊時采用活動手柄,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位槽可使整 個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于鉆削加工。結果, 本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊裝置,可使夾具在 一批零件的加工之前很好的對刀(與塞尺配合使用);同時,夾具體 底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位 置,以有利于銑削加工. 3.2.機械加工工序卡片 見附圖 課程設計心得體會 通過本次持續(xù)兩周的夾具設計,首先通過零件圖來確定加工余量, 會毛坯圖,而后通過小組的合作分工計算切削余量,繪制工藝卡。通 過繪制工藝卡片,確定每道工序的定位與夾緊方式,有老師分配任務 進行夾具設計。整個過程中對以往所學的知識進行了回顧和復習,同 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 14 14 時也是一種查缺補漏的鞏固過程。通過老師的指導,對很多設計過 程遇到的問題進行了解決,也學到了很多知識,受益匪淺。 參考文獻 [1]華楚生.機械制造技術基礎. 重慶:重慶大學出版社,第二版 [2]柯建宏.機械制造技術基礎課程設計.上海:華中科技大學出版社, 2008年 [3]趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊. 上海:上??茖W技術出版社, 哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 15 15 第三版 [4]李益民.機械制造工藝設計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1999 年 [5]馬智賢.實用機械加工手冊. 遼寧:遼寧科學技術出版社,2002 年 [6]丁殿忠,姜鴻維.金屬工藝學課程設計[M].北京:機械工業(yè)出版社, 1997.6~14. [7]王先逵.機械制造工藝學(第二版).北京:機械工業(yè)出版社,2006 年