機械制造技術(shù)基礎課程設計.doc
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機械制造技術(shù)基礎課程設計 說明書設計題目:零件的機械加工工藝規(guī)程設計及夾具設計學生姓名:郭強 學號:0914112105專 業(yè):機械設計制造及其自動化 指導老師: 晉中學院 2012年6月3日目 錄零件的分析零件的作用零件的工藝分析工藝規(guī)程的設計毛坯的制造形式基準面的選擇粗基準的選擇精基準的選擇制定的工藝路線機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定確定切削用量及基本工時繪制零件圖和編制工藝卡夾具設計 夾具設計任務 繪制夾具裝配圖 1.零件分析1.1 零件的作用題所給的是CA6140車床上的撥叉,它位于車床變速機構(gòu)中,主要起換擋作用,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm的孔與操作機構(gòu)相連,下方的50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸,通過上方的力撥動下方的齒輪變速,兩零件鑄造為一體,加工時分開。1.2 零件的工藝分析CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。其間有一定的位置要求,分述如下:1.2.1 以20mm為中心的加工表面這一組加工表面包括:20mm的孔,以及其上下表面,孔壁上有一個裝配時要鉆鉸的8mm的錐孔,一個M6的螺紋孔,和一個缺口。1.2.2 以50mm為中心的加工表面這一組加工表面包括:50mm的孔,以及其上、下端面;這兩組表面有一定的位置要求;(1) 50mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.07mm。(2) 20mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.05mm。(3) 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。(4) 20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um,精度為IT7。2. 工藝規(guī)程設計2.1 毛坯的制造形式零件材料為HT200,考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,故選擇鑄造毛坯。圖一 毛坯圖2.2 基準面的選擇 2.2.1 粗基準的選擇 對零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準,而對若干個不加工表面的工件,則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準,根據(jù)這個基準原則,現(xiàn)取20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準,利用一組共兩個短V形塊支承兩個20mm孔的外輪廓作主要定位面,以消除3個自由度,再用一個支承板支撐在72mm的上表面,以消除3個自由度。2.2.2 精基準的選擇 主要應考慮基準重合問題。當設計基準不重合時,應該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復。 2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1、 工藝路線方案一:工序一:退火工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑20 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm,工序四:以20 mm 的下表面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸20 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05mm 工序五:以20 mm的下表面為精基準,粗、半精鏜50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六;以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑50 mm的上表面,保證其與孔的垂直度誤差不超過0.07mm,其上、下表面尺寸為12mm工序七:銑斷工序八:以20 mm的孔為精基準,鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸 工序九:以20mm的孔為精基準,鉆5mm的孔,攻M6的螺紋 工序十:以20 mm的孔為精基準,銑缺口,保證其粗糙度為12.5um 工序十一:檢查 上面的工序可以是中批生產(chǎn),但是其效率不高,并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會偏離中心。經(jīng)綜合考慮,采用下面的方案二。 工藝路線方案二:工序一;退火工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸為30mm,50 mm的上、下表面尺寸為12mm工序四:以20 mm 的下表面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸2 0 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05 mm 工序五:以20 mm 的下表面為精基準,粗、半精鏜50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六:銑斷工序七:以20 mm的孔為精基準,鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸 工序八:以20 mm的孔為精基準,鉆5 mm的孔,攻M6的螺紋 工序九:以20 mm的孔為精基準,銑缺口,保證其粗糙度為12.5 um工序十:檢查2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件的材料為HT200硬度為190210HB,毛坯重量為2.2Kg,生產(chǎn)類型為中批量,鑄件毛坯。又由(以下稱工藝手冊表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級,表2.2-4查得加工余量等級為G級,選取尺寸公差等級為CT10。根據(jù)以上資料及路線,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯如下:1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差(20mm、50mm端面) 查工藝手冊表2.24取20mm、50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。銑削加工余量為:a)粗銑:1.5mm b)精銑:1mm毛坯尺寸及公差為:(35土0.3)mm ( 17土0.25)mm2、內(nèi)孔(50mm已鑄成孔)查工藝手冊表2.22.5,取50mm已鑄成長度余量為3mm,即已鑄成孔44mm。鏜削加工余量為:a)粗鏜:2mm b)半精鏜:1mm毛坯尺寸及公差為:(48土0.3)mm ()mm3、其他尺寸直接鑄造得到。 2.5 確定切削用量及基本工時 2.5.1 工序二:粗、精銑孔20mm、50mm的下表面(1) 加工條件工件材料:HT200。b=0.16GPa HBS=190210,鑄件機床:XA5032立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae=60mm,深度ap Pcc,故校驗合格。最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精銑孔20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進給量:由切削手冊表3.30可知機床的功為7.5KW,查切削手冊表3.5可得f=0.50.7mm/r,由于是對稱銑,選較小量f=0.7mm/rc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式: 也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實際的切削速度為 所以=119.3m/min,實際進給量 所以=0.08mm/ze)校驗機床功率 查切削手冊表3.24,Pcc=1.1KW,而機床所提供的功率Pcm為1.7KW,所以Pcm Pcc,故校驗合格。最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min2.5.2 工序三:粗、精銑孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時與工序一中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。2.5.3 工序四:鉆、擴、鉸、精鉸20mm的孔(一) 鉆18mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭,其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.1及表2.2 選修磨橫刃,=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 決定進給量fa)、按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.7,當鑄鐵的強度b200HBS do=18mm時,f=0.700.86mm/r 由于L/d=30/18=1.673,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當b=190MPa,do=18mm,鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/rc)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當b210MPa,do20.5mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設計手冊表4.2-14)時,進給量為1.5mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=0.700.86mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.80mm/r(見工藝設計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當f=0.80mm/r do=21mm時,軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=7260N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.80mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當do=18 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.80mm/r時,雙修磨橫刃的鉆頭,do=18 mm時,Vt=17m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 所以=255r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見工藝設計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當b=(170213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc=17.4m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=9mm故 =0.18min(二) 擴19.8mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼擴孔鉆頭 選擇高速鋼擴孔鉆頭,其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進給量fa)、按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.10,當鑄鐵的強度 b200HBS do=19.8mm時,f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴孔之后還須鉸孔 ,故取修正系數(shù)K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當b=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強度允許的進給量f=1.75mm/rc)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當b210MPa,do20.5mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設計手冊表4.2-14)時,進給量為1.5mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=(0.630.77)mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.64mm/r(見工藝設計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當f=0.64mm/r do=21mm時,軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=6080N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.64mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當do=19.8 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.60.9)mm,壽命T=30min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式: 可知f=0.64mm/r時, do=19.8 mm時,Vt=27m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min =370r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=375r/min(見工藝設計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當b=(170213)MPa do=20mm f=0.75mm/r vc=20m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)計算基本工時L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.13min(三) 粗鉸19.94mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進給量f 根據(jù)切削手冊表2.11,當鑄鐵的強度 b170HBS do=19.94mm時,f=(1.02.0)mm/r,又由于粗鉸之后還要精鉸,所以應該選最大的進給量 即 f=2.0mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當do=20 mm時,鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 可知,vc=7.7m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min 所以=105r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當f=2.0mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當b=(170213)MPa do=20mm f=2.0mm/r vc=10m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.14min(四) 精鉸20mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔,精度等級為IT7 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=20mm:鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o(2)切削用量1) 決定進給量f 根據(jù)切削手冊表2.11,當鑄鐵的強度 b170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時,f=(1.02.0)mm/r,由于這是粗鉸之后的精鉸,所以應該選中等的進給量 即 f=1.5mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當do=20 mm時,鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 可知,vc=9.64m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min 所以=131r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當f=1.6m do=21 mm 時 Mt=125.6Nm扭矩的修正系數(shù)均為1.0,故Mc=125.6 Nm 又根據(jù)切削手冊表2.23,當b=(170213)MPa do=20mm f=1.5mm/r vc=10m/min時 Pc=1.5KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.19min2.5.4 工序五:粗、精鏜50 mm的孔(1) 粗鏜48mm孔 1)加工條件 工藝要求:孔徑d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔 機床 :T616鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀(2)切削用量a) 確定切削深度ap ap=2mmb) 確定進給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l=100mm時 f=0.400.60mm/r 按T616機床進給量(工藝設計手冊表4.2-21)選f=0.58mm/rc) 確定切削速度 v按 切削手冊表1.27和表1.28 其中:cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min =414r/min又按T616機床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/mind) 確定粗鏜48mm孔的基本時間選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 所以=0.09min(2)半精鏜50mm的孔1)加工條件 工藝要求:孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 機床 :T616鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀2)切削用量e) 確定切削深度ap ap=1mmf) 確定進給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l3,故取修正系數(shù)K=0.8所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當b=190MPa,do=4.3mm,鉆頭強度允許的進給量f=0.5mm/r c)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當b210MPa,do10.2mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設計手冊表4.2-14)時,進給量為1.63mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=(0.1440.176) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說明書,選f=0.17mm/r(見工藝設計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當f=0.17mm/r do=12mm時,軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=1230N 根據(jù)Z525鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于FfFmax,故f=0.17mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當do= 6 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.20mm/r時,標準鉆頭,do=4 mm時,Vt=20m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min 所以=1354r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見工藝設計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當f=0.17mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min時 Pc=0.8KW根據(jù)Z525鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.17mm/r n=nc=1360r/min vc=17m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.15min 2.5.7 工序八:鉆5mm的孔,攻螺紋M6 (1)加工條件 工藝要求;孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 機床;Z525立式鉆床刀具: 高速鋼麻花鉆選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm鉆頭的幾何形狀為(由切削手冊表2.7可知鑄鐵的強度頭幾何形狀為:由切削手冊表2.1及表2.2 選=30o o=16o 2=118o 21=70o (2)切削用量1) 決定進給量fa)、按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.7,當鑄鐵的強度 b200HBS do=5mm時,f=0.270.33mm/r 由于L/d=6/5=1.23,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當b=190MPa,do=5.4mm,鉆頭強度允許的進給量f=0.6mm/r c)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當b210MPa,do10.2mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設計手冊表4.2-14)時,進給量為1.63mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=(0.270.33) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說明書,選f=0.28mm/r(見工藝設計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當f=0.33mm/r do=12mm時,軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=2110N 根據(jù)Z525鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于FfFmax,故f=0.28mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當do= 6 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.30mm/r時,標準鉆頭,do=5 mm時,Vt=16m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min 所以=866r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見工藝設計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當f=0.33mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min時 Pc=1.0KW根據(jù)Z525鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.03min(2)攻M6的螺紋 由工藝設計手冊表6.2-14可知 其中:l1=(13)p l2=(23)p公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min); i為使用絲錐的數(shù)量;n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);d為螺紋大徑;f為工件每轉(zhuǎn)進給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關資料有; f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以(1) 切削速度 所以=10.7m/min(2) 基本工時=0.03min 2.5.8 工序九:銑缺口(1)加工條件工件尺寸:長為25mm, 寬為10mm機床:XA5032立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae=90mm,深度ap=6mm,齒數(shù)Z=10時,取刀具直徑do=100mm。又由切削手冊表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=8o,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,過渡刃寬b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進給量:由切削手冊表3.30可知機床的功為7.5KW,查切削手冊表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是對稱銑,選較小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式 也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數(shù)為:Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min又根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=235r/min vf =375mm/s,則實際的切削速度為: 所以=73.8m/min,實際進給量為: 所以=0.16mm/ze)校驗機床功率 查切削手冊表3.24, 當b=(174207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似為 Pcc=4.6KW根據(jù)XA5032型立銑說明書(切削手冊表3.30),機床主軸允許的功率為Pcm=7.5x0.75=5.63KW故 PccPcm 因此選擇的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min3. 繪制零件圖和編制工藝文件3.1 繪制零件圖圖二:零件圖3.2 編制工藝文件1 機械加工工藝過程的組成工藝過程 改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等,使其成為成品或半成品的過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。機械加工工藝過程 用機械加工方法,改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量,使其成為零件的過程。零件的機械加工工藝過程由許多工序組合而成,每個工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀。工序 一個或一組工人,在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。安裝 工件經(jīng)一次裝夾(定位和夾緊)后所完成的那一部分工序。工位 為了完成一定的工序部分,一次裝夾工件后,工件與夾具或設備的可動部分一起,相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。工步 當加工表面、加工工具和切削用量中的轉(zhuǎn)速和進給量均保持不變的情況下完成的那一部分工序。2 工序的合理組合確定加工方法以后,就要按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù).確定工序數(shù)有兩種基本原則可供選擇.工序分散原則 工序多,工藝過程長,每個工序所包含的加工內(nèi)容很少,極端情況下每個工序只有一個工步,所使用的工藝設備與裝備比較簡單,易于調(diào)整和掌握,有利于選用合理的切削用量,減少基本時間,設備數(shù)量多,生產(chǎn)面積大.工序集中原則 零件的各個表面的加工集中在少數(shù)幾個工序內(nèi)完成,每個工序的內(nèi)容和工步都較多,有利于采用高效的機床,生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作得到簡化,生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)量減少,工件裝夾次數(shù)減少,輔助時間縮短,加工表面間的位置精度易于保證,設備、工裝投資大,調(diào)整、維護復雜,生產(chǎn)準備工作量大.批量小時往往采用在通用機床上工序集中的原則,批量大時即可按工序分散原則組織流水線生產(chǎn),也可利用高生產(chǎn)率的通用設備按工序集中原則組織生產(chǎn).將工藝規(guī)程的內(nèi)容,填入具有規(guī)定的格式的卡片中,使之成為生產(chǎn)準備和施工依據(jù)的工藝規(guī)程文件。4. 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。(一)問題的提出本夾具主要用來鉆M6螺紋底孔,該孔為斜孔,跟撥叉的中線有一定的角度要求,在加工時應保證孔的角度要求。此外,在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,而其位置尺寸為自由公差,精度不是主要問題。(二)夾具設計1、定位基準選擇 由零件圖可知,M6螺紋孔為斜孔,相對于撥叉中線有的要求,為使定位誤差為零,應該選擇撥叉中線為定位基準保證該角度。此外,還應以20孔端面為基準,從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。 為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置,并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。2、切削力及夾緊力計算 刀具:硬質(zhì)合金麻花鉆,。由實際加工的經(jīng)驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查切削手冊表2.3,切削力計算公式為: 其中:,與加工材料有關,取0.94;與刀具刃磨形狀有關,取1.33;與刀具磨鈍標準有關,取1.0,則: 在20孔兩個端面只需要采用開口墊圈和六角螺母適當夾緊后本夾具即可安全工作. 3、定位誤差分析(1)定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個定位銷,這兩個定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相匹配軸的尺寸與公差相同,即。此外,這兩定位銷共同保證加工孔偏斜的角度,其中心連線與工作臺面成10角。(2)計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為:襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為:則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為:0.026-0.005=0.021。(3)計算定位銷軸與工作臺的平行度誤差。定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為:夾具體孔的長度為14mm,則上述間隙引起的最大平行度誤差為:0.034/14,即0.24/100。4、夾具設計及操作的簡要說明 如前所述,在設計夾具時,應該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此,設計采用了快換裝置。拆卸時,松開夾緊螺母12扣,拔下開口墊圈,實現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時,松開壓緊螺母即可替換可換鉆套,進行攻螺紋加工。5、鉆床夾具的裝配圖見附圖- 配套講稿:
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