转速器盘机械加工工艺以前端面为基准,精铣后表面(18凸台面)夹具设计过了答辩带图.zip
产品型号转速器盘零件图号机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品名称转速器盘零件名称转速器盘共2页 第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 时 工序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车间 工段设 备工 艺 装 备 准终 单件10铸件20热处理 30 铣 铣 10 孔端两端面X62W端面铣刀,专用夹具,游标卡尺40钻钻 10 孔的底孔 9.8Z535麻花钻,专用夹具,内径百分尺50铰铰孔10 孔达到尺寸公差Z535铰孔,专用夹具,内径百分尺60铣铣 2-9 孔端两侧面X62W端面铣刀,专用夹具,游标卡尺70钻钻 9 孔Z535麻花钻,专用夹具,内径百分尺80铣铣 2-6 孔端面X62W端面铣刀,专用夹具,游标卡尺90钻钻 2-6 孔底孔 5.8Z535 麻花钻,专用夹具,内径百分尺100铰铰孔2-6 孔达到尺寸公差Z535铰孔,专用夹具,内径百分尺110去毛刺去除锐毛剌120终检对零件各尺寸进行完工检测130防锈 用毛刷沾防锈油为零件防锈 设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)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 期产品型号零件图号机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品名称零件名称转速器盘共4页第8 页车间工序号工序名称材 料 牌 号40铣 9 孔端面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造件设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W夹具编号夹具名称切削液 工序工时(分)工位器具编号工位器具名称准终单件主轴转速切削速度进给量切削深度工步工时工步号工 步 内 容工 艺 装 备r/minm/minmm/rmm进给次数机动 辅助1粗铣 9 孔端面端面铣刀255240.181.511.141.762精铣 9 孔端面端面铣刀352240.140.510.261.16 设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期) 哈大学课程设计(论文)转速器盘零件的机械加工工艺规程及专用夹具所 在 学 院机 械 学 院专 业机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化班 级姓 名学 号指 导 老 师 目 录1 引言.12 零件分析.12.1 零件的生产纲领及生产类型.12.2 零件的作用.12.3 零件的加工工艺分析.22.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题.22.5 确定毛坯的成形方法.33 机械加工工艺规程设计.33.1 基准面的选择.33.2 表面加工方案的选择.43.3 制订机械加工工艺路线.43.4 确定机械加工余量及工序尺寸.63.5 确定切削用量及基本工时.94 夹具设计.294.1 铣床夹具的设计要点.294.2 确定设计方案.304.3 切削力及夹紧力计算.314.4 定位误差的分析.324.5 夹具设计及操作的简要说明.33结束语.34致 谢.35 1 引言1 引言自新中国成立以来,我国的制造技术与制造业得到了长足发展,一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来,我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源,有计划地推进企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化,为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在阶段性差距8。进入二十一世纪,我国发展经济的主导产业仍然是制造业,特别是在我国加入世贸组织后,世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲,我国有廉价的劳动力和广大的消费市场,加上市场需求的变化多端,产品更新换代的周期也越来越短,多品种、小批量生产的比例在提高1。这样,传统的生产技术准备工作很不适应新的生产特点。为了适应机械工业又好又快发展的需求,机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进,要求企业的高级技能人才能不断设计出构思合理、结构正确、工艺良好的各种新型夹具2。因此,我国工业要想发展,就需要有相应的技术和设备来支持。2 零件分析2 零件分析2.1 零件的生产纲领及生产类型2.1 零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中,转速器盘的生产纲领为 50000 件/年。生产类型是企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。转速器盘轮廓尺寸小,属于轻型零件。因此,按生产纲领与生产类型的关系确定,该零件的生产类型属于大批生产。2.2 零件的作用2.2 零件的作用零件上直径为10mm 的孔装一偏心轴,此轴一端通过销与手柄相连,另一端与油门拉杆相连。转动手柄,偏心轴转动,油门拉杆即可打开油门(增速)或关小油门(减速);两个直径为6mm 孔装两个定位销,起限位作用。手柄可在 120内转动,实现无级变速。转速器盘通过两个直径为9mm 的螺栓孔用 M8 螺栓与柴油机机体相连。图 2-1 转速器盘2.3 2.3 零件的加工工艺分析零件的加工工艺分析转速器盘共有九个机械加工表面,其中,两个直径为9mm 的螺栓孔与10mm 孔有位置要求;120圆弧端面与10mm 孔的中心线有位置度要求。现分述如下:(1)两个直径为9mm 的螺栓孔两个直径为9mm 的螺栓孔的表面粗糙度为 Ra6.3,螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为 185.00mm;两个螺栓孔的中心线距离为28mm;螺栓孔与直径为10mm 的孔中心线距离为72mm;与柴油机机体相连的后平面,其表面粗糙度为 Ra6.3。(2)10mm 的孔及 120圆弧端面10mm 的孔尺寸为10049.0013.0mm,表面粗糙度为 Ra6.3,其孔口倒角 0.545,两个6036.00mm 的孔表面粗糙度为 Ra3.2,120圆弧端面相对10mm 孔的中心线有端面圆跳动为 0.2mm 的要求,其表面粗糙度为 Ra6.3。从以上分析可知,转速器盘的加工精度不是很高。因此,可以先将精度低的加工面加工完后,再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的10mm 和6mm 孔。2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题从转速器盘的各个需要加工的表面来分析:后平面与机体相连,其长度尺寸精度不高,而表面质量较高;两个9mm 的螺栓孔,因需要装配螺栓进行连接,还要用于夹具定位,其加工精度可定为 IT9 级;25mm 圆柱上端面和 120 圆弧端面位置精度两端 要求不高;两个6mm 的孔需要装配定位销,表面质量要求高;10mm 孔需要装配偏心轴,其表面质量要求高;各加工面之间的尺寸精度要求不高。从以上分析可知,该零件在大批量生产条件下,不需要采用专用的机床进行加工,用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此,该零件的加工不存在技术难题。为提高孔的表面质量,在孔加工工序中采用铰削对其进行精加工。2.5 确定毛坯的成形方法2.5 确定毛坯的成形方法该零件材料为 HT200,考虑到转速器盘在工作过程中受力不大,轮廓尺寸也不大,各处壁厚相差较小,从结构形式看,几何形体不是很复杂,并且该零件年产量为 50000件/年,采用铸造生产比较合适,故可采用铸造成形。3 机械加工工艺规程设计3 机械加工工艺规程设计3.1 基准面的选择3.1 基准面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工过程中会问题百出,甚至造成零件大批量报废,使生产无法正常进行。3.1.1 粗基准的选择对于一般盘类零件而言,按照粗基准的选择原则(当零件有不加工表面时,应以 这些不加工表面为粗基准)。选取转速器盘的底平面作为粗基准,加工出后平面。而加工6mm 孔和 120 圆弧端面时,选择转速器盘的底平面为粗基准;在加工9mm 螺栓孔、18mm 圆柱端面时,以加工过的 120 圆弧端面为定位基准;加工10mm 孔时,则以后平面和两个6mm 孔为定位基准。3.1.2 精基准的选择为保证加工精度,结合转速器盘的特征,主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、120圆弧端面时,主要运用统一基准原则,即均以转速器盘的底平面作为定位基准;而在加工9mm 螺栓孔、18mm 圆柱端面、10mm 孔和6mm 孔时,选用基准重合原则,即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中,为方便加工,各工序中运用专用夹具进行夹持,将以上两种原则综合运用。3.2 表面加工方案的选择3.2 表面加工方案的选择(1)后平面表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:粗铣精铣;(2)18mm 圆柱端面表面粗糙度为 Ra12.5,经济精度为 IT11,加工方案确定为:粗铣;(3)9mm 螺栓孔表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:钻削铰孔;(4)25mm 圆柱上端面表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:粗铣精铣;(5)10mm 孔表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:钻削粗铰精铰孔倒角;(6)120圆弧端面表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:粗铣精铣;(7)6mm 孔表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:钻削铰孔。3.3 制订机械加工工艺路线3.3 制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点,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得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下,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。除此以外,还应当考 虑经济效果,以便使生产成本尽量降低。(1)工艺路线方案一工序 10 铸造;工序 20 热处理;工序 30 粗、精铣后平面;工序 40 粗铣两个直径为18mm 的圆柱前端面;工序 50 粗、精铣直径为25mm 的圆柱上端面;工序 60 钻削、铰削加工直径为9mm 的孔;工序 70 钻削、铰削加工直径为10mm 的孔并锪倒角 0.545;工序 80 粗、精铣加工 120圆弧端面;工序 90 钻削、铰削加工两个直径为6mm 的孔;工序 100 去毛刺;工序 110 检查;工序 120 入库。(2)工艺路线方案二工序 10 铸造;工序 20 热处理;工序 30 粗、精铣后平面;工序 40 粗铣两个直径为18mm 的圆柱前端面;工序 50 粗、精铣直径为25mm 的圆柱上端面;工序 60 粗、精铣加工 120圆弧端面;工序 70 钻削、铰削加工直径为9mm 的孔;工序 80 钻削并铰削加工直径为10mm 的孔并锪倒角 0.545;工序 90 钻削、铰削加工两个直径为6mm 的孔;工序 100 去毛刺;工序 110 检查;工序 120 入库。(3)工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是按工序集中原则及保证各加工面之间的尺寸精度为基础而制订的工艺路线。方案二只是按工序集中原则制订,没有考虑到各 个加工面的加工要求及设计基准。这样虽然提高了生产率,但可能因设计基准与工序基准不重合而造成很大的尺寸误差,使工件报废。特别是铣削加工 120圆弧端面,如果按方案二进行加工,则是10mm 的孔在其后加工。这样,120圆弧端面的形位公差0.2mm(端面圆跳动)根本不能保证,只保证了其与直径为25mm 的端面尺寸位置要求 402.0mm。另外,先加工出10mm 的孔,然后以该孔为定位基准,加工时工件在圆形回转工作台上围绕10mm 孔的轴线旋转,更便于加工 120圆弧端面。因此,最后与指导老师讨论后加工路线确定如下:工序 10 铸造;工序 20 热处理;工序 30 粗铣加工 120圆弧端面;工序 40 精铣加工 120圆弧端面;工序 50 钻削、铰削加工两个直径为6mm 的孔;工序 60 粗铣9 的两侧面;工序 70 粗铣18 圆柱端面;工序 80 粗铣25 圆柱端面;工序 90 精铣9 的两侧面;工序 100 精铣18 圆柱端面;工序 110 精铣25 圆柱端面;工序 120 钻削、铰削加工两个直径为9mm 的孔;工序 130 钻削、铰削加工直径为10mm 的孔并锪倒角 0.545;工序 140 去毛刺;工序 150 检查;工序 160 入库。以上工艺过程详见机械加工工艺卡片。3.4 确定机械加工余量及工序尺寸3.4 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下:(1)两螺栓孔9mm毛坯为实心,而螺栓孔的精度为 IT9(参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9),确定工序尺寸及余量:钻孔:8.9mm;铰孔:9036.00mm,2Z=0.1mm。具体工序尺寸见表 1。表 1 钻9mm 孔工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.1H9Ra6.39036.009Ra6.3钻孔8.9H12Ra12.58.9150.009.8Ra12.5(2)10049.0013.0mm 孔毛坯为实心,而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间(参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12),确定工序尺寸及余量:钻孔:9.8mm;粗铰孔:9.96mm,2Z=0.16mm;精铰孔:10049.0013.0mm,2Z=0.04mm。具体工序尺寸见表 2。表 2 钻10mm 孔工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铰孔0.04H9Ra6.310049.0013.010Ra6.3粗铰孔0.16H10Ra6.39.96058.0096.9Ra6.3钻孔9.8H12Ra12.59.8150.008.9Ra12.5(3)两个6036.00mm 孔 毛坯为实心,而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间(参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12),确定工序尺寸及余量为:钻孔:5.8mm;铰孔:6036.00mm,2Z=0.2mm。具体工序尺寸见表 3。表 3 钻6mm 孔工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H9Ra6.36036.006Ra6.3钻孔5.8H12Ra12.55.8120.008.5Ra12.5(4)后平面粗铣:Z=3.5mm;精铣:Z=1.0mm。具体工序尺寸见表 4。表 4 铣后平面工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣1.0H8Ra6.37022.007Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.58090.008Ra12.5毛坯H13Ra2511.527.005.11Ra25(5)18mm 圆柱端面 粗铣:Z=4.5mm。具体工序尺寸见表 5。表 5 铣18mm 圆柱端面工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣4.5H11Ra12.51413.0014Ra12.5毛坯H13Ra2518.533.005.18Ra253.5 确定切削用量及基本工时3.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 工序 30、40:粗、精铣 120圆弧端面(1)粗铣 120圆弧端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=13mm,选择0d=14mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=3,机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=3.5mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.2mm,由铣刀直径0d=14mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=60min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当0d16mm,3z,pa10mm,zf0.20mm/z 时,14cvm/min,279nr/min,96fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk 0.1svfsnsvkKk0.1TvfTnTvkKk故 6.120.10.19.014vcckvv(m/min)1.2510.10.19.0279nknn(r/min)4.860.10.19.096vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=235r/min,fv=78mm/min,则切削速度和每齿进给量为:33.1010002351414.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=323578=0.11(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22,查得 Pcc=0.9kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75kw=6.84kw,故 PccPcM。因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=3.5mm,fv=78mm/min,cn=235r/min,cv=10.33m/min,zf=0.11mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,120lmm,查切削用量简明手册表 3.26,4ymm,所以,1244120L(mm),fmvLt=78124=1.59(min)。(2)精铣 120圆弧端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=13mm,选择0d=14mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=3,机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa精加工,余量很小,故取pa=1.0mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.15mm,由铣刀直径0d=14mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=60min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当0d16mm,3z,pa10mm,zf0.20mm/z 时,14cvm/min,279nr/min,96fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk0.1svfsnsvkKk80.0TvfTnTvkKk故 1.108.00.19.014vcckvv(m/min)88.2008.00.19.0279nknn(r/min)12.698.00.19.096vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=190r/min,fv=63mm/min,则切削速度和每齿进给量为:35.810001901414.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=319063=0.11(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22,查得 Pcc=0.9kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75 kw=6.84kw,故 PccPcM。因此,所选择 的切削用量是可以采用的,即:pa=1.0mm,fv=63mm/min,cn=1 90r/min,cv=8.35m/min,zf=0.11mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,120lmm,查切削用量简明手册表 3.26,4ymm,所以,1244120L(mm),97.163124fmvLt(min)。3.5.2 工序 50:钻削、铰削两个6mm 的孔(1)钻削两个5.8mm 孔(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由钻削深度pa=2.9mm,选择0d=5.8mm 的H12 级高速钢麻花钻(GB1438-85),机床选择立式钻床 Z525。(b)选择切削用量 进给量f查阅机械制造工艺设计简明手册表 4.2-16,取f=0.32mm/r。根据切削用量简明手册表 2.7,取f=0.27 mm/r 0.33mm/r,故取f=0.32mm/r。根据切削用量简明手册表 2.19,可以查出钻孔时的轴向力,当f 0.33mm/r,0d12mm 时,轴向力fF=2110N。轴向力的修正系数均为 1.0,故fF=2110N。根据立式钻床 Z525 说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力maxF=8829N,由于fFmaxF,故f=0.32mm/r 可用。切削速度cv根据切削用量简明手册表 2-15,根据f=0.32mm/r 和铸铁硬度为 HBS=200217,取cv=14m/min。根据切削用量简明手册 表 2.31,切削速度的修正系数为:0.1Tvk,88.0Mvk,9.0Svk,84.0 xvk,0.11vk,0.1Tvk,故:vckvv=31.90.10.184.09.088.00.114(m/min)cn=01000dv=8.514.331.91000=511.2(r/min)根据立式钻床 Z525 说明书,可以考虑选择选取:cn=392r/min,所以,14.710003928.514.310000ndvc(m/min)。确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12,当0d=5.8mm 时,钻头后刀面最大磨损量为0.5mm,故刀具磨钝寿命 T=20min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表 2.21,当f 0.33mm/r,0d11.1mm。查得cM=10.49Nm,根据立式钻床 Z525 说明书,当cn=392r/min,mM=72.6Nm,故cMmM,根据切削用量简明手册表 2.23,Pcc=1.0kw,根据立式钻床 Z525 说明书,PcM=2.8kw,故 PccPcM。因此,所选择的切削用量是可以采用的,即:f=0.32mm/r,cn=392r/min,cv=7.14m/min。计算基本工时fmvLt式中,ylL,11lmm,查切削用量简明手册表 2.29,5ymm,所以,16511L(mm),fmvLt=32.039216=0.13(min)。因有两个孔,所以,mt=20.13=0.26(min)。(2)粗铰两个5.96H10mm 孔(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,选择0d=5.96mm 的 H10 级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84),机床选择立式钻床 Z525。(b)选择切削用量 进给量f查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24,并根据机床说明书取 f=0.65mm/r 1.3mm/r,故取f=0.72mm/r。切削速度cv根据切削用量简明手册表 2.24,取cv=5m/min。根据切削用量简明手册表 2.31,切削速度的修正系数为:0.1Tvk,88.0Mvk,故:vckvv=4.488.00.15(m/min)cn=01000dvc=96.514.34.41000=235.1(r/min)根据立式钻床 Z525 机床说明书选取:nc=195r/min,所以,65.3100019596.514.310000ndvc(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12,当0d=5.96mm 时,铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm,故刀具磨钝寿命 T=60min。因此,所选择的切削用量:f=0.72mm/r,cn=195r/min,cv=3.65m/min。计算基本工时fmvLt式中,ylL,11lmm,查切削用量简明手册表 2.29,5ymm,所以,16511L(mm),fmvLt=72.019516=0.11(min)。因有两个孔,所以,mt=20.11=0.22(min)。(3)精铰两个6H9mm 孔(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,选择0d=6mm 的 H9 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84),机床选择立式钻床 Z525。(b)选择切削用量 进给量f查阅 切削用量简明手册 表 2.11 及表 2.24,并根据机床说明书取f=0.5mm/r 1.3mm/r,故取f=0.57mm/r。切削速度cv根据切削用量简明手册表 2.24,取cv=4m/min。根据切削用量简明手册表 2.31,切削速度的修正系数为:0.1Tvk,88.0Mvk,故:vckvv=52.388.00.14(m/min)cn=0.1000dvc=614.352.31000=186.8(r/min)根据立式钻床 Z525 机床说明书选取:cn=140r/min,所以,64.21000140614.310000ndvc(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12,当0d=6mm 时,铰刀后刀面最大磨损量为0.4mm,故刀具磨钝寿命 T=60min。因此,所选择的切削用量:f=0.57mm/r,cn=140r/min,cv=2.64m/min。计算基本工时fmvLt式中,ylL,11lmm,查切削用量简明手册表 2.29,5ymm,所以,16511L(mm),fmvLt=57.014016=0.2(min)。因有两个孔,所以,mt=20.2=0.4(min)。4.5.3 工序 60、90:粗、精铣9mm 的两侧面(1)粗铣两侧面 (a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=28mm,选择0d=80mm 的镶齿套式面铣刀(GB1129-85),根据切削用量简明手册 表 1.2,选择 YG6 硬质合金刀片,由于采用标准硬质合金面铣刀,故齿数 z=10,机床选择卧式铣床 X63。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa=4.0mm。每齿进给量zf采用不对称端铣以提高进给量,查切削用量简明手册表 3.5,当使用镶齿套式面铣刀及查阅 机械制造工艺设计简明手册 得机床的 10kw 时,得zf=0.14mm/z 0.24mm/z,故取zf=0.24mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm,由铣刀直径0d=80mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=180min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.16,当800dmm,10z,pa7.5mm,zf0.24mm/z 时,87cvm/min,345nr/min,386fvmm/min。各修正系数:89.0MvfMnMvkKk0.1tvftntvkKk0.1svfsnsvkKk故 4.770.10.189.087vcckvv(m/min)1.3070.10.189.0345nknn(r/min)5.3430.10.189.0386vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=235r/min,fv=300mm/min,则切削速度和每齿进给量为:5910002358014.310000ndvc(m/min)13.010235300znvfcfz(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.24,当工件的硬度在 HBS=174207 时,ae35mm,pa5.0mm,0d=80mm,z=10,fv=300mm/min。查得 Pcc=2.7kw,根据铣床X63 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=100.75kw=7.5kw,故 PccPcM,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=4.0mm,fv=300mm/min,cn=235r/min,cv=59 m/min,zf=0.13mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,50lmm,查切削用量简明手册表 3.26,29ymm,所以,792950L(mm),26.030079fmvLt(min)。(2)精铣两侧面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=28mm,选择0d=80mm 的镶齿套式面铣刀(GB1129-85)。根据切削用量简明手册 表 1.2,选择 YG6 硬质合金刀片,由于采用标准硬质合金面铣刀,故齿数 z=10,机床选择卧式铣床 X63。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=0.5mm。每齿进给量zf采用对称端铣以提高加工精度,查切削用量简明手册表 3.5,当使用镶齿套式面铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册 得机床的功率为 10kw 时,得zf=0.14 mm/z0.24mm/z,因采用对称端铣,故取zf=0.14mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm,由铣刀直径0d=80mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=180min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.16,当800dmm,10z,pa1.5mm,zf 0.24mm/z 时,110cvm/min,439nr/min,492fvmm/min。各修正系数:89.0MvfMnMvkKk0.1tvftntvkKk0.1svfsnsvkKk故 9.970.10.189.0110vcckvv(m/min)7.3900.10.189.0439nknn(r/min)8.4380.10.189.0493vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=375r/min,fv=375mm/min,则切削速度和每齿进给量为:2.9410003758014.310000ndvc(m/min)1.010375375znvfcfz(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.24,当工件的硬度在 HBS=174207 时,ea35mm,pa1.0mm,0d=80mm,z=10,fv=375mm/min,查得 Pcc=1.1kw,根据铣床 X63说明书,机床主轴允许功率为:PcM=100.75kw=7.5kw,故 PccPcM,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即:pa=0.5mm,fv=375mm/min,cn=375r/min,cv=94.2m/min,zf=0.1mm/z。计算基本工时 fmvLt式中,ylL,50lmm,查切削用量简明手册表 3.26,8ymm,所以,58850L(mm),fmvLt=37558=0.15(min)。3.5.4 工序 70、100:粗铣两个18 mm 的圆柱端面(1)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=18mm,选择0d=20mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=3,机床选择立式铣床 X52K。(a)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=4.5mm。每齿进给量zf采用对称端铣以提高加工精度,查切削用量简明手册表 3.3,当使用高速钢莫氏锥柄立铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的功率为 7.5kw 时,得zf=0.2 mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.8mm,由铣刀直径0d=20mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=60min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当200dmm,3z,pa10mm,zf0.24mm/z 时,14cvm/min,223nr/min,108fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk0.1tvftntvkKk0.1svfsnsvkKk 故 6.120.10.19.014vcckvv(m/min)7.2000.10.19.0223nknn(r/min)2.970.10.19.0108vffkvv(mm/min)按机床说明书选取:cn=190r/min,fv=78mm/min,则切削速度和每齿进给量为:93.1110001902014.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=319078=0.14(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册 表 3.22,当ea19mm,zf=0.1mm/z 0.15mm/z,pa10mm,fv184mm/min。查得 Pcc=0.9kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75kw=6.84kw,故 PccPcM,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=4.5mm,fv=78mm/min,cn=190r/min,cv=11.93m/min,zf=0.14mm/z。计算基本工时:fmvLt式中,ylL,5.4lmm,查切削用量简明手册表 2.29,8ymm,所以,5.1285.4L(mm),16.0785.12fmvLt(min)。因为有两个圆柱端面,所以,mt=0.162=0.32(min)。3.5.5 工序 80、110:粗、精铣25mm 的圆柱端面(1)粗铣25mm 的圆柱端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=25mm,选择0d=32mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=4。机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=3.5mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm,由铣刀直径0d=32mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=90min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当320dmm,4z,pa10mm,zf0.20mm/z 时,13cvm/min,129nr/min,59fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk0.1svfsnsvkKk0.1TvfTnTvkKk故 7.110.10.19.013vcckvv(m/min)1.1160.10.19.0129nknn(r/min)1.530.10.19.059vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=95r/min,fv=50mm/min,则切削速度和每齿进给量为:55.91000953214.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=49550=0.13(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22,当ea27mm,zf=0.05 mm/z 0.09mm/z,pa10mm,fv157mm/min。查得 Pcc=1.3kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75kw=6.84kw,故 PccPcM。因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=3.5mm,fv=50mm/min,cn=95r/min,cv=9.55m/min,zf=0.13mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,5.3lmm,查切削用量简明手册 表 2.29,12ymm,所以,5.15125.3L(mm),31.0505.15fmvLt(min)。(2)精铣25mm 的圆柱端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=25mm,选择0d=32mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=4。机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa精加工,余量很小,故取pa=1.0mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.25mm,由铣刀直径0d=32mm,查切削用量简明手册表 3
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全部
- 转速器盘机械加工工艺以前端面为基准,精铣后表面(18凸台面)夹具设计含CAD图
- 转速器盘机械加工工艺以前端面为基准,精铣后表面(18凸台面)夹具设计
- 以前端面为基准,精铣后表面(2-18凸台面)
- 原稿,转盘器以前端面为基准,精铣后表面(2-18凸台面)
- 压板.dwg--点击预览
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- 截图,转盘器以前端面为基准,精铣后表面(转速器盘直径为9mm的下端面)
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转速
机械
加工
工艺
以前
之前
端面
基准
精铣后
表面
18
台面
夹具
设计
答辩
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产品型号转速器盘零件图号机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品名称转速器盘零件名称转速器盘共2页 第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 时 工序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车间 工段设 备工 艺 装 备 准终 单件10铸件20热处理 30 铣 铣 10 孔端两端面X62W端面铣刀,专用夹具,游标卡尺40钻钻 10 孔的底孔 9.8Z535麻花钻,专用夹具,内径百分尺50铰铰孔10 孔达到尺寸公差Z535铰孔,专用夹具,内径百分尺60铣铣 2-9 孔端两侧面X62W端面铣刀,专用夹具,游标卡尺70钻钻 9 孔Z535麻花钻,专用夹具,内径百分尺80铣铣 2-6 孔端面X62W端面铣刀,专用夹具,游标卡尺90钻钻 2-6 孔底孔 5.8Z535 麻花钻,专用夹具,内径百分尺100铰铰孔2-6 孔达到尺寸公差Z535铰孔,专用夹具,内径百分尺110去毛刺去除锐毛剌120终检对零件各尺寸进行完工检测130防锈 用毛刷沾防锈油为零件防锈 设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)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 期产品型号零件图号机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品名称零件名称转速器盘共4页第8 页车间工序号工序名称材 料 牌 号40铣 9 孔端面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造件设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W夹具编号夹具名称切削液 工序工时(分)工位器具编号工位器具名称准终单件主轴转速切削速度进给量切削深度工步工时工步号工 步 内 容工 艺 装 备r/minm/minmm/rmm进给次数机动 辅助1粗铣 9 孔端面端面铣刀255240.181.511.141.762精铣 9 孔端面端面铣刀352240.140.510.261.16 设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期) 哈大学课程设计(论文)转速器盘零件的机械加工工艺规程及专用夹具所 在 学 院机 械 学 院专 业机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化班 级姓 名学 号指 导 老 师 目 录1 引言.12 零件分析.12.1 零件的生产纲领及生产类型.12.2 零件的作用.12.3 零件的加工工艺分析.22.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题.22.5 确定毛坯的成形方法.33 机械加工工艺规程设计.33.1 基准面的选择.33.2 表面加工方案的选择.43.3 制订机械加工工艺路线.43.4 确定机械加工余量及工序尺寸.63.5 确定切削用量及基本工时.94 夹具设计.294.1 铣床夹具的设计要点.294.2 确定设计方案.304.3 切削力及夹紧力计算.314.4 定位误差的分析.324.5 夹具设计及操作的简要说明.33结束语.34致 谢.35 1 引言1 引言自新中国成立以来,我国的制造技术与制造业得到了长足发展,一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来,我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源,有计划地推进企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化,为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在阶段性差距8。进入二十一世纪,我国发展经济的主导产业仍然是制造业,特别是在我国加入世贸组织后,世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲,我国有廉价的劳动力和广大的消费市场,加上市场需求的变化多端,产品更新换代的周期也越来越短,多品种、小批量生产的比例在提高1。这样,传统的生产技术准备工作很不适应新的生产特点。为了适应机械工业又好又快发展的需求,机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进,要求企业的高级技能人才能不断设计出构思合理、结构正确、工艺良好的各种新型夹具2。因此,我国工业要想发展,就需要有相应的技术和设备来支持。2 零件分析2 零件分析2.1 零件的生产纲领及生产类型2.1 零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中,转速器盘的生产纲领为 50000 件/年。生产类型是企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。转速器盘轮廓尺寸小,属于轻型零件。因此,按生产纲领与生产类型的关系确定,该零件的生产类型属于大批生产。2.2 零件的作用2.2 零件的作用零件上直径为10mm 的孔装一偏心轴,此轴一端通过销与手柄相连,另一端与油门拉杆相连。转动手柄,偏心轴转动,油门拉杆即可打开油门(增速)或关小油门(减速);两个直径为6mm 孔装两个定位销,起限位作用。手柄可在 120内转动,实现无级变速。转速器盘通过两个直径为9mm 的螺栓孔用 M8 螺栓与柴油机机体相连。图 2-1 转速器盘2.3 2.3 零件的加工工艺分析零件的加工工艺分析转速器盘共有九个机械加工表面,其中,两个直径为9mm 的螺栓孔与10mm 孔有位置要求;120圆弧端面与10mm 孔的中心线有位置度要求。现分述如下:(1)两个直径为9mm 的螺栓孔两个直径为9mm 的螺栓孔的表面粗糙度为 Ra6.3,螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为 185.00mm;两个螺栓孔的中心线距离为28mm;螺栓孔与直径为10mm 的孔中心线距离为72mm;与柴油机机体相连的后平面,其表面粗糙度为 Ra6.3。(2)10mm 的孔及 120圆弧端面10mm 的孔尺寸为10049.0013.0mm,表面粗糙度为 Ra6.3,其孔口倒角 0.545,两个6036.00mm 的孔表面粗糙度为 Ra3.2,120圆弧端面相对10mm 孔的中心线有端面圆跳动为 0.2mm 的要求,其表面粗糙度为 Ra6.3。从以上分析可知,转速器盘的加工精度不是很高。因此,可以先将精度低的加工面加工完后,再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的10mm 和6mm 孔。2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题从转速器盘的各个需要加工的表面来分析:后平面与机体相连,其长度尺寸精度不高,而表面质量较高;两个9mm 的螺栓孔,因需要装配螺栓进行连接,还要用于夹具定位,其加工精度可定为 IT9 级;25mm 圆柱上端面和 120 圆弧端面位置精度两端 要求不高;两个6mm 的孔需要装配定位销,表面质量要求高;10mm 孔需要装配偏心轴,其表面质量要求高;各加工面之间的尺寸精度要求不高。从以上分析可知,该零件在大批量生产条件下,不需要采用专用的机床进行加工,用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此,该零件的加工不存在技术难题。为提高孔的表面质量,在孔加工工序中采用铰削对其进行精加工。2.5 确定毛坯的成形方法2.5 确定毛坯的成形方法该零件材料为 HT200,考虑到转速器盘在工作过程中受力不大,轮廓尺寸也不大,各处壁厚相差较小,从结构形式看,几何形体不是很复杂,并且该零件年产量为 50000件/年,采用铸造生产比较合适,故可采用铸造成形。3 机械加工工艺规程设计3 机械加工工艺规程设计3.1 基准面的选择3.1 基准面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工过程中会问题百出,甚至造成零件大批量报废,使生产无法正常进行。3.1.1 粗基准的选择对于一般盘类零件而言,按照粗基准的选择原则(当零件有不加工表面时,应以 这些不加工表面为粗基准)。选取转速器盘的底平面作为粗基准,加工出后平面。而加工6mm 孔和 120 圆弧端面时,选择转速器盘的底平面为粗基准;在加工9mm 螺栓孔、18mm 圆柱端面时,以加工过的 120 圆弧端面为定位基准;加工10mm 孔时,则以后平面和两个6mm 孔为定位基准。3.1.2 精基准的选择为保证加工精度,结合转速器盘的特征,主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、120圆弧端面时,主要运用统一基准原则,即均以转速器盘的底平面作为定位基准;而在加工9mm 螺栓孔、18mm 圆柱端面、10mm 孔和6mm 孔时,选用基准重合原则,即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中,为方便加工,各工序中运用专用夹具进行夹持,将以上两种原则综合运用。3.2 表面加工方案的选择3.2 表面加工方案的选择(1)后平面表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:粗铣精铣;(2)18mm 圆柱端面表面粗糙度为 Ra12.5,经济精度为 IT11,加工方案确定为:粗铣;(3)9mm 螺栓孔表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:钻削铰孔;(4)25mm 圆柱上端面表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:粗铣精铣;(5)10mm 孔表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:钻削粗铰精铰孔倒角;(6)120圆弧端面表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:粗铣精铣;(7)6mm 孔表面粗糙度为 Ra6.3,经济精度为 IT9,加工方案确定为:钻削铰孔。3.3 制订机械加工工艺路线3.3 制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点,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得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下,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。除此以外,还应当考 虑经济效果,以便使生产成本尽量降低。(1)工艺路线方案一工序 10 铸造;工序 20 热处理;工序 30 粗、精铣后平面;工序 40 粗铣两个直径为18mm 的圆柱前端面;工序 50 粗、精铣直径为25mm 的圆柱上端面;工序 60 钻削、铰削加工直径为9mm 的孔;工序 70 钻削、铰削加工直径为10mm 的孔并锪倒角 0.545;工序 80 粗、精铣加工 120圆弧端面;工序 90 钻削、铰削加工两个直径为6mm 的孔;工序 100 去毛刺;工序 110 检查;工序 120 入库。(2)工艺路线方案二工序 10 铸造;工序 20 热处理;工序 30 粗、精铣后平面;工序 40 粗铣两个直径为18mm 的圆柱前端面;工序 50 粗、精铣直径为25mm 的圆柱上端面;工序 60 粗、精铣加工 120圆弧端面;工序 70 钻削、铰削加工直径为9mm 的孔;工序 80 钻削并铰削加工直径为10mm 的孔并锪倒角 0.545;工序 90 钻削、铰削加工两个直径为6mm 的孔;工序 100 去毛刺;工序 110 检查;工序 120 入库。(3)工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是按工序集中原则及保证各加工面之间的尺寸精度为基础而制订的工艺路线。方案二只是按工序集中原则制订,没有考虑到各 个加工面的加工要求及设计基准。这样虽然提高了生产率,但可能因设计基准与工序基准不重合而造成很大的尺寸误差,使工件报废。特别是铣削加工 120圆弧端面,如果按方案二进行加工,则是10mm 的孔在其后加工。这样,120圆弧端面的形位公差0.2mm(端面圆跳动)根本不能保证,只保证了其与直径为25mm 的端面尺寸位置要求 402.0mm。另外,先加工出10mm 的孔,然后以该孔为定位基准,加工时工件在圆形回转工作台上围绕10mm 孔的轴线旋转,更便于加工 120圆弧端面。因此,最后与指导老师讨论后加工路线确定如下:工序 10 铸造;工序 20 热处理;工序 30 粗铣加工 120圆弧端面;工序 40 精铣加工 120圆弧端面;工序 50 钻削、铰削加工两个直径为6mm 的孔;工序 60 粗铣9 的两侧面;工序 70 粗铣18 圆柱端面;工序 80 粗铣25 圆柱端面;工序 90 精铣9 的两侧面;工序 100 精铣18 圆柱端面;工序 110 精铣25 圆柱端面;工序 120 钻削、铰削加工两个直径为9mm 的孔;工序 130 钻削、铰削加工直径为10mm 的孔并锪倒角 0.545;工序 140 去毛刺;工序 150 检查;工序 160 入库。以上工艺过程详见机械加工工艺卡片。3.4 确定机械加工余量及工序尺寸3.4 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下:(1)两螺栓孔9mm毛坯为实心,而螺栓孔的精度为 IT9(参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9),确定工序尺寸及余量:钻孔:8.9mm;铰孔:9036.00mm,2Z=0.1mm。具体工序尺寸见表 1。表 1 钻9mm 孔工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.1H9Ra6.39036.009Ra6.3钻孔8.9H12Ra12.58.9150.009.8Ra12.5(2)10049.0013.0mm 孔毛坯为实心,而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间(参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12),确定工序尺寸及余量:钻孔:9.8mm;粗铰孔:9.96mm,2Z=0.16mm;精铰孔:10049.0013.0mm,2Z=0.04mm。具体工序尺寸见表 2。表 2 钻10mm 孔工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铰孔0.04H9Ra6.310049.0013.010Ra6.3粗铰孔0.16H10Ra6.39.96058.0096.9Ra6.3钻孔9.8H12Ra12.59.8150.008.9Ra12.5(3)两个6036.00mm 孔 毛坯为实心,而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间(参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12),确定工序尺寸及余量为:钻孔:5.8mm;铰孔:6036.00mm,2Z=0.2mm。具体工序尺寸见表 3。表 3 钻6mm 孔工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H9Ra6.36036.006Ra6.3钻孔5.8H12Ra12.55.8120.008.5Ra12.5(4)后平面粗铣:Z=3.5mm;精铣:Z=1.0mm。具体工序尺寸见表 4。表 4 铣后平面工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣1.0H8Ra6.37022.007Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.58090.008Ra12.5毛坯H13Ra2511.527.005.11Ra25(5)18mm 圆柱端面 粗铣:Z=4.5mm。具体工序尺寸见表 5。表 5 铣18mm 圆柱端面工序尺寸表工序间工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序间尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣4.5H11Ra12.51413.0014Ra12.5毛坯H13Ra2518.533.005.18Ra253.5 确定切削用量及基本工时3.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 工序 30、40:粗、精铣 120圆弧端面(1)粗铣 120圆弧端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=13mm,选择0d=14mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=3,机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=3.5mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.2mm,由铣刀直径0d=14mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=60min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当0d16mm,3z,pa10mm,zf0.20mm/z 时,14cvm/min,279nr/min,96fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk 0.1svfsnsvkKk0.1TvfTnTvkKk故 6.120.10.19.014vcckvv(m/min)1.2510.10.19.0279nknn(r/min)4.860.10.19.096vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=235r/min,fv=78mm/min,则切削速度和每齿进给量为:33.1010002351414.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=323578=0.11(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22,查得 Pcc=0.9kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75kw=6.84kw,故 PccPcM。因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=3.5mm,fv=78mm/min,cn=235r/min,cv=10.33m/min,zf=0.11mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,120lmm,查切削用量简明手册表 3.26,4ymm,所以,1244120L(mm),fmvLt=78124=1.59(min)。(2)精铣 120圆弧端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=13mm,选择0d=14mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=3,机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa精加工,余量很小,故取pa=1.0mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.15mm,由铣刀直径0d=14mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=60min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当0d16mm,3z,pa10mm,zf0.20mm/z 时,14cvm/min,279nr/min,96fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk0.1svfsnsvkKk80.0TvfTnTvkKk故 1.108.00.19.014vcckvv(m/min)88.2008.00.19.0279nknn(r/min)12.698.00.19.096vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=190r/min,fv=63mm/min,则切削速度和每齿进给量为:35.810001901414.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=319063=0.11(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22,查得 Pcc=0.9kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75 kw=6.84kw,故 PccPcM。因此,所选择 的切削用量是可以采用的,即:pa=1.0mm,fv=63mm/min,cn=1 90r/min,cv=8.35m/min,zf=0.11mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,120lmm,查切削用量简明手册表 3.26,4ymm,所以,1244120L(mm),97.163124fmvLt(min)。3.5.2 工序 50:钻削、铰削两个6mm 的孔(1)钻削两个5.8mm 孔(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由钻削深度pa=2.9mm,选择0d=5.8mm 的H12 级高速钢麻花钻(GB1438-85),机床选择立式钻床 Z525。(b)选择切削用量 进给量f查阅机械制造工艺设计简明手册表 4.2-16,取f=0.32mm/r。根据切削用量简明手册表 2.7,取f=0.27 mm/r 0.33mm/r,故取f=0.32mm/r。根据切削用量简明手册表 2.19,可以查出钻孔时的轴向力,当f 0.33mm/r,0d12mm 时,轴向力fF=2110N。轴向力的修正系数均为 1.0,故fF=2110N。根据立式钻床 Z525 说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力maxF=8829N,由于fFmaxF,故f=0.32mm/r 可用。切削速度cv根据切削用量简明手册表 2-15,根据f=0.32mm/r 和铸铁硬度为 HBS=200217,取cv=14m/min。根据切削用量简明手册 表 2.31,切削速度的修正系数为:0.1Tvk,88.0Mvk,9.0Svk,84.0 xvk,0.11vk,0.1Tvk,故:vckvv=31.90.10.184.09.088.00.114(m/min)cn=01000dv=8.514.331.91000=511.2(r/min)根据立式钻床 Z525 说明书,可以考虑选择选取:cn=392r/min,所以,14.710003928.514.310000ndvc(m/min)。确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12,当0d=5.8mm 时,钻头后刀面最大磨损量为0.5mm,故刀具磨钝寿命 T=20min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表 2.21,当f 0.33mm/r,0d11.1mm。查得cM=10.49Nm,根据立式钻床 Z525 说明书,当cn=392r/min,mM=72.6Nm,故cMmM,根据切削用量简明手册表 2.23,Pcc=1.0kw,根据立式钻床 Z525 说明书,PcM=2.8kw,故 PccPcM。因此,所选择的切削用量是可以采用的,即:f=0.32mm/r,cn=392r/min,cv=7.14m/min。计算基本工时fmvLt式中,ylL,11lmm,查切削用量简明手册表 2.29,5ymm,所以,16511L(mm),fmvLt=32.039216=0.13(min)。因有两个孔,所以,mt=20.13=0.26(min)。(2)粗铰两个5.96H10mm 孔(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,选择0d=5.96mm 的 H10 级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84),机床选择立式钻床 Z525。(b)选择切削用量 进给量f查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24,并根据机床说明书取 f=0.65mm/r 1.3mm/r,故取f=0.72mm/r。切削速度cv根据切削用量简明手册表 2.24,取cv=5m/min。根据切削用量简明手册表 2.31,切削速度的修正系数为:0.1Tvk,88.0Mvk,故:vckvv=4.488.00.15(m/min)cn=01000dvc=96.514.34.41000=235.1(r/min)根据立式钻床 Z525 机床说明书选取:nc=195r/min,所以,65.3100019596.514.310000ndvc(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12,当0d=5.96mm 时,铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm,故刀具磨钝寿命 T=60min。因此,所选择的切削用量:f=0.72mm/r,cn=195r/min,cv=3.65m/min。计算基本工时fmvLt式中,ylL,11lmm,查切削用量简明手册表 2.29,5ymm,所以,16511L(mm),fmvLt=72.019516=0.11(min)。因有两个孔,所以,mt=20.11=0.22(min)。(3)精铰两个6H9mm 孔(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,选择0d=6mm 的 H9 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84),机床选择立式钻床 Z525。(b)选择切削用量 进给量f查阅 切削用量简明手册 表 2.11 及表 2.24,并根据机床说明书取f=0.5mm/r 1.3mm/r,故取f=0.57mm/r。切削速度cv根据切削用量简明手册表 2.24,取cv=4m/min。根据切削用量简明手册表 2.31,切削速度的修正系数为:0.1Tvk,88.0Mvk,故:vckvv=52.388.00.14(m/min)cn=0.1000dvc=614.352.31000=186.8(r/min)根据立式钻床 Z525 机床说明书选取:cn=140r/min,所以,64.21000140614.310000ndvc(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12,当0d=6mm 时,铰刀后刀面最大磨损量为0.4mm,故刀具磨钝寿命 T=60min。因此,所选择的切削用量:f=0.57mm/r,cn=140r/min,cv=2.64m/min。计算基本工时fmvLt式中,ylL,11lmm,查切削用量简明手册表 2.29,5ymm,所以,16511L(mm),fmvLt=57.014016=0.2(min)。因有两个孔,所以,mt=20.2=0.4(min)。4.5.3 工序 60、90:粗、精铣9mm 的两侧面(1)粗铣两侧面 (a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=28mm,选择0d=80mm 的镶齿套式面铣刀(GB1129-85),根据切削用量简明手册 表 1.2,选择 YG6 硬质合金刀片,由于采用标准硬质合金面铣刀,故齿数 z=10,机床选择卧式铣床 X63。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa=4.0mm。每齿进给量zf采用不对称端铣以提高进给量,查切削用量简明手册表 3.5,当使用镶齿套式面铣刀及查阅 机械制造工艺设计简明手册 得机床的 10kw 时,得zf=0.14mm/z 0.24mm/z,故取zf=0.24mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm,由铣刀直径0d=80mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=180min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.16,当800dmm,10z,pa7.5mm,zf0.24mm/z 时,87cvm/min,345nr/min,386fvmm/min。各修正系数:89.0MvfMnMvkKk0.1tvftntvkKk0.1svfsnsvkKk故 4.770.10.189.087vcckvv(m/min)1.3070.10.189.0345nknn(r/min)5.3430.10.189.0386vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=235r/min,fv=300mm/min,则切削速度和每齿进给量为:5910002358014.310000ndvc(m/min)13.010235300znvfcfz(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.24,当工件的硬度在 HBS=174207 时,ae35mm,pa5.0mm,0d=80mm,z=10,fv=300mm/min。查得 Pcc=2.7kw,根据铣床X63 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=100.75kw=7.5kw,故 PccPcM,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=4.0mm,fv=300mm/min,cn=235r/min,cv=59 m/min,zf=0.13mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,50lmm,查切削用量简明手册表 3.26,29ymm,所以,792950L(mm),26.030079fmvLt(min)。(2)精铣两侧面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=28mm,选择0d=80mm 的镶齿套式面铣刀(GB1129-85)。根据切削用量简明手册 表 1.2,选择 YG6 硬质合金刀片,由于采用标准硬质合金面铣刀,故齿数 z=10,机床选择卧式铣床 X63。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=0.5mm。每齿进给量zf采用对称端铣以提高加工精度,查切削用量简明手册表 3.5,当使用镶齿套式面铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册 得机床的功率为 10kw 时,得zf=0.14 mm/z0.24mm/z,因采用对称端铣,故取zf=0.14mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm,由铣刀直径0d=80mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=180min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.16,当800dmm,10z,pa1.5mm,zf 0.24mm/z 时,110cvm/min,439nr/min,492fvmm/min。各修正系数:89.0MvfMnMvkKk0.1tvftntvkKk0.1svfsnsvkKk故 9.970.10.189.0110vcckvv(m/min)7.3900.10.189.0439nknn(r/min)8.4380.10.189.0493vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=375r/min,fv=375mm/min,则切削速度和每齿进给量为:2.9410003758014.310000ndvc(m/min)1.010375375znvfcfz(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.24,当工件的硬度在 HBS=174207 时,ea35mm,pa1.0mm,0d=80mm,z=10,fv=375mm/min,查得 Pcc=1.1kw,根据铣床 X63说明书,机床主轴允许功率为:PcM=100.75kw=7.5kw,故 PccPcM,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即:pa=0.5mm,fv=375mm/min,cn=375r/min,cv=94.2m/min,zf=0.1mm/z。计算基本工时 fmvLt式中,ylL,50lmm,查切削用量简明手册表 3.26,8ymm,所以,58850L(mm),fmvLt=37558=0.15(min)。3.5.4 工序 70、100:粗铣两个18 mm 的圆柱端面(1)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=18mm,选择0d=20mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=3,机床选择立式铣床 X52K。(a)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=4.5mm。每齿进给量zf采用对称端铣以提高加工精度,查切削用量简明手册表 3.3,当使用高速钢莫氏锥柄立铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的功率为 7.5kw 时,得zf=0.2 mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.8mm,由铣刀直径0d=20mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=60min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当200dmm,3z,pa10mm,zf0.24mm/z 时,14cvm/min,223nr/min,108fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk0.1tvftntvkKk0.1svfsnsvkKk 故 6.120.10.19.014vcckvv(m/min)7.2000.10.19.0223nknn(r/min)2.970.10.19.0108vffkvv(mm/min)按机床说明书选取:cn=190r/min,fv=78mm/min,则切削速度和每齿进给量为:93.1110001902014.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=319078=0.14(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册 表 3.22,当ea19mm,zf=0.1mm/z 0.15mm/z,pa10mm,fv184mm/min。查得 Pcc=0.9kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75kw=6.84kw,故 PccPcM,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=4.5mm,fv=78mm/min,cn=190r/min,cv=11.93m/min,zf=0.14mm/z。计算基本工时:fmvLt式中,ylL,5.4lmm,查切削用量简明手册表 2.29,8ymm,所以,5.1285.4L(mm),16.0785.12fmvLt(min)。因为有两个圆柱端面,所以,mt=0.162=0.32(min)。3.5.5 工序 80、110:粗、精铣25mm 的圆柱端面(1)粗铣25mm 的圆柱端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=25mm,选择0d=32mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=4。机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取pa=3.5mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm,由铣刀直径0d=32mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=90min。切削速度cv和每分钟进给量fv根据切削用量简明手册表 3.14,当320dmm,4z,pa10mm,zf0.20mm/z 时,13cvm/min,129nr/min,59fvmm/min。各修正系数:9.0MvfMnMvkKk0.1svfsnsvkKk0.1TvfTnTvkKk故 7.110.10.19.013vcckvv(m/min)1.1160.10.19.0129nknn(r/min)1.530.10.19.059vffkvv(mm/min)按机床选取:cn=95r/min,fv=50mm/min,则切削速度和每齿进给量为:55.91000953214.310000ndvc(m/min)zf=znvcf=49550=0.13(mm/z)检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22,当ea27mm,zf=0.05 mm/z 0.09mm/z,pa10mm,fv157mm/min。查得 Pcc=1.3kw,根据铣床 X52K 说明书,机床主轴允许功率为:PcM=9.1250.75kw=6.84kw,故 PccPcM。因此,所选择的切削用量是可以采用的,即pa=3.5mm,fv=50mm/min,cn=95r/min,cv=9.55m/min,zf=0.13mm/z。计算基本工时fmvLt式中,ylL,5.3lmm,查切削用量简明手册 表 2.29,12ymm,所以,5.15125.3L(mm),31.0505.15fmvLt(min)。(2)精铣25mm 的圆柱端面(a)选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度ea=25mm,选择0d=32mm 的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85),故齿数 z=4。机床选择立式铣床 X52K。(b)选择切削用量 切削深度pa精加工,余量很小,故取pa=1.0mm。每齿进给量zf查切削用量简明手册表 3.3 及根据机床的功率为 7.5kw,得zf=0.2mm/z 0.3mm/z,故取zf=0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.25mm,由铣刀直径0d=32mm,查切削用量简明手册表 3
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