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产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 第 1 步 毛坯准备 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 铸造毛坯 2 时效热处理 3 涂底漆 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 第 2 步 粗铣精铣 φ40 上 下端面和宽度为 30 的平台面 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 XA6132 万能立式升降铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/z) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣 φ40 上端面和宽度为 30 的 平台面 高速钢圆柱立铣刀 Ф50、专用量具 95 15 0.25 3 1 0.66min 2 精铣 φ40 上端面和宽度为 30 的平台面 高速钢圆柱立铣刀 Ф50、专用量具 166 26 0.03 1 1 1.31min 3 粗铣 φ40 下端面 高速钢圆柱立铣刀 Ф50、专用量具 95 15 0.25 3 1 0.29min 4 精铣 φ40 下端面 高速钢圆柱立铣刀 Ф50、专用量具 166 26 0.03 1 1 0.91min 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 第 3 步 粗精铣 φ30 凸台面 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 XA6132 万能立式升降铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣 φ30 凸台面 高速钢圆柱立铣刀 Ф50、专用量具 95 15 0.25 3 1 0.66min 2 精铣 φ30 凸台面 高速钢圆柱立铣刀 Ф50、专用量具 166 26 0.03 1 1 1.14min 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 第 4 步 钻、扩、粗铰、 精铰 Φ25H9mm 孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z550 型 1 夹具编号 夹具名称 切削液 钻床夹具 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 钻 Φ25H9mm 孔 立式钻床 Z550 型、卡规、专用量具 250 18 0.4 23.0 1 0.64min 2 扩 Φ25H9mm 孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 47 3.66 1.2 1.80 1 1.06min 3 粗铰 Φ25H9mm 孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 47 3.806 1.0 0.14 1 1.48min 4 精铰 Φ25H9mm 孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 63 4.95 0.8 0.06 1 1.33min 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 第 5 步 钻、粗铰、精铰 2×Φ8(H7)mm 孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z518 型 1 夹具编号 夹具名称 切削液 翻转式钻床夹具 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 钻 2×Φ8(H7)孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 1000 22 0.3 7.80 1 0.54min 2 粗铰 2×Φ8(H7)孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 450 11 0.3 0.16 1 0.2min 3 精铰 2×Φ8(H7)孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 720 18.1 0.3 0.04 1 5.7s 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 第 6 步 钻、粗铰、精铰 Φ10(H7)mm 孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z518 型 1 夹具编号 夹具名称 切削液 钻床夹具 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 钻 Φ10(H7)mm 孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 1000 30 0.3 9.80 1 0.64min 2 粗铰 Φ10(H7)mm 孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 450 14.07 0.3 0.16 1 1.48min 3 精铰 Φ10(H7)mm 孔 立式钻床 Z518 型、卡规、专用量具 720 22.6 0.3 0.04 1 1.33min 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 钳工 第 7 步 表面去毛刺 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 表面去毛刺 产品型号 零件图号 共 8 页机械加工工序卡片 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 检验 第 8 步 检验入库 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工时定额 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 机动 辅助 1 检验入库 产品型号 零(部)件图号机械加工工艺过程卡片 产品名称 零(部)件名称 杠杆 共 2 页 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工时工 序 号 工序 名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 准终 单件 一 毛坯 准备毛坯 1 铸造毛坯 铸造 2 时效热处理 热 3 涂底漆 油漆 二 铣 粗铣精铣 φ40 上下端面和宽度为 30 的平台面 金工 XA6132 高速钢圆柱立铣刀 Ф50 1 粗铣精铣 φ40 上端面和宽度为 30 的平台面 金工 专用夹具 1.97' 2 粗铣精铣 φ40 下端面 金工 专用量具和游标卡尺 1.20' 三 铣 粗精铣 φ30 凸台面 金工 XA6132 高速钢圆柱立铣刀 Ф50 1.80' 四 钻 钻、扩、粗铰、精铰 Φ25H9mm 孔 金工 Z550 专用钻夹具 1 钻 Φ25H9mm 孔 金工 莫氏锥柄麻花钻 D=23mm 0.64' 2 扩 Φ25H9mm 孔 金工 锥柄扩孔钻 D=24.7mm 1.06' 描 图 3 粗铰 Φ25H9mm 孔 金工 锥柄机用铰刀 D=24.94mm 1.48 ' 4 精铰 Φ25H9mm 孔 金工 锥柄机用铰刀 D=25mm 1.33' 描 校 五 钻 钻、粗铰、精铰 2×Φ8(H7)mm 孔 金工 Z518 专用钻夹具 1 钻 2×Φ8(H7)mm 孔 金工 莫氏锥柄麻花钻 D=7.8mm 0.15' 底图号 2 粗铰 2×Φ8(H7)mm 孔 金工 锥柄机用铰刀 D=7.96mm 1.00' 3 精铰 2×Φ8(H7)mm 孔 金工 锥柄机用铰刀 D=8mm 0.28' 装订号 六 钻 钻、粗铰、精铰 Φ10(H7)mm 孔 金工 专用钻夹具 设计(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 产品型号 零(部)件图号机械加工工艺过程卡片 产品名称 零(部)件名称 杠杆 共 2 页 第 2 页 材料牌号 HT150 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工时工 序 号 工序 名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 准终 单件 1 钻 Φ10(H7)mm 孔 金工 莫氏锥柄麻花钻 D=9.8mm 0.64' 2 粗铰 Φ10(H7)mm 孔 金工 锥柄机用铰刀 D=9.96mm 1.48' 3 精铰 Φ10(H7)mm 孔 金工 锥柄机用铰刀 D=10mm 1.33' 七 钳 表面去毛刺 钳工 八 检 检验入库 检验 游标卡尺 0—200 专用的量检具 描 图 描 校 底图号 装订号 设计(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 第 1 页 共 30 页 前言 机械工艺与夹具技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了,随着工业 的迅猛发展机制工艺与夹具技术更加日新月异。伴随着数学、控制理论计算机、 电子器件的发展,出现了机制工艺与夹具技术系统,并作为一门应用科学已发 展成熟,形成了自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学(含机床夹具设计) 和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计 使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论,并结合生产实习中学到的实 践知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂零件(杠 杆)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计方案。 通过这次课程设计与学习,使我能对制造活动有一个总体的、全貌的了解 与把握,能掌握金属切削过程的基本规律,掌握机械加工的基本知识,能选择 加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数,具备制订工艺规程的能力和掌握机 械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识,初步具备分析解决现场工艺问 题的能力。了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况,初步具备对制 造系统、制造模式选择决策的能力。 机制工艺与夹具技术的应用非常广泛,如一般工业用的塑料加工机械、压 力机械、机床等,行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等,钢 铁工业用的冶金机械、提升装置等。应该提及的是,近年来,世界科学技术不 断迅速发展,各部门对机制工艺与夹具技术提出了更高的要求。同时,机制工 艺与夹具技术与电子技术的配合,广泛应用于智能机器人、海洋开发、高精度 零件的制造与加工等,使机制工艺与夹具技术的应用提高到一个崭新的高度。 通过设计实践进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中,坚持实践 是检验真理的唯一标准,坚持理论联系实际,坚持与机械制造生产情况相符合, 使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。 由于时间和水平有限,本课程设计难免有不少缺点和错误,恳请老师批评 第 2 页 共 30 页 指正。 目录 前言 1 第 1 章 零件的分析 3 1.1 零件的用途分析 3 1.2 零件的技术要求 3 1.3 零件的工艺分析 3 1.4 确定零件的生产类型 4 第 2 章 工艺规程设计 5 2.1 确定毛坯的制造形式 5 2.2 确定毛坯的制造方法 5 2.3 基面的选择 5 2.3.1 粗基准的选择 .5 2.3.2 精基准的选择 .5 2.4 工件表面加工方法的选择 5 2.5 选择加工设备及刀、量、夹具 6 2.5 确定工艺路线 7 2.5.1 工艺路线方案一 .7 2.5.2 工艺路线方案二 .8 2.5.3 工艺方案的比较和分析 .9 2.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 2.7 确定切削用量与时间定额的计算 12 设计心得 27 参考文献 28 第 3 页 共 30 页 第 1 章 零件的分析 1.1 零件的用途分析 题目给出的零件是杠杆。它主要的作用是用来支承、固定的、传递力矩的。 1.2 零件的技术要求 杠杆零件的 Φ25、Φ10、Φ8 四孔的轴线有平行度的要求。现分述如下表: 表 1.1 杠杆零件技术要求表 加工表面 尺寸及公差/mm 公差及精度 等级 表面粗糙度 Ra/μm 形位公差/mm Φ40 大表面 046.5IT12 6.3 Φ40 小表面 .0IT12 3.2 左 Φ30 表面 ,1574.8IT12 6.3 右 Φ30 表面 15 IT12 6.3 Φ25 孔 052.IT9 1.6 Φ10 孔 1.0IT7 3.2 ∥ 0.1 A 左 Φ8 孔 Ф , 5.824 IT7 1.6 ∥ 0.15 A 右 Φ8 孔 Ф , 015.8 IT7 1.6 ∥ 0.1 A 该杠杆的形状特殊、结构简单,是常见的杠杆零件。为实现起功能,对其 的配合面要求较高,加工精度要求较高。因其在工作中的工作平稳,故无须进 行热处理。 综上所述,该杠杆的各项要求制定较合理,符合其功用。 第 4 页 共 30 页 1.3 零件的工艺分析 分析零件图可知,杠杆中间的两平面和左右两边的端面要进行切削加工, Φ25、Φ10、Φ8 孔的端面均为平面,这样可以防止加工的过程中钻头钻偏, 可以保证加工的精度和配合的精度。另外,除了 Φ10 孔以外,对其余的三孔的 孔内表面的要求较高。要采取必要的措施以保证其表面精度。但这些加工精度 可以在正常的生产条件下采用经济的方法保质保量地加工出来。端面和孔的加 工可以同过通用铣床和钻床保证其加工精度,而不需要使用高精度的机床,通 过钻削、铣削的加工就可以达到要求。 1.4 确定零件的生产类型 依设计题目知:Q=5000 件/年,结合生产实际,备用品率 a%和废品率 b% 分别取 3%和 0.5% 。代入公式得 N=5000 X(1+3%)X(1+0.5)=5175.75 件/年。 通过三维软件 PROE 的实体估算,其重量为 6 千克,查参考文献得,该杠 杆属中型零件;由参考文献得,生产类型为大量生产。 第 5 页 共 30 页 第 2 章 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 杠杆零件的材料为灰铸铁 HT200。考虑到杠杆零件在工作中的载荷平稳并 且处于润滑状态,因此应该采用润滑效果较好的铸铁,以使金属纤维尽量不被 裁断,保证零件工作可靠。 2.2 确定毛坯的制造方法 由于年产量为 5000 件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大, 铸造表面质量的要求高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸 造。毛坯的拔模斜度为 5°。又由于零件的对称特性,故采取两件铸造在一起 的方法,便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。 2.3 基面的选择 2.3.1 粗基准的选择 对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的加工表面就是宽 度为 Ф40mm 的肩面表面作为加工的粗基准,可用压板对肩台进行加紧,利用 一组 V 形块支承 Φ40mm 的外轮廓作主要定位,以消除 、 、 、 四个自ZY 由度。再以一面定位消除 、 两个自由度,达到完全定位,就可加工X Φ25(H7)的孔。 第 6 页 共 30 页 2.3.2 精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用 Φ25(H7)的孔作为精基准。 2.4 工件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有:粗精铣宽度为 Φ40mm 的上下平台、钻 Φ10(H7)孔、 钻 2×Ф 的小孔 、粗精铣 Φ30 凸台的平台。材料为 HT200,加工方法选015.8 择如下: 1、Φ40mm 圆柱的上平台:公差等级为 IT8~IT10,表面粗糙度为 Ra6.3,采用 粗铣→精铣的加工方法,并倒 R3 圆角。 2、Φ40mm 圆柱的下平台:公差等级为 IT8~IT10,表面粗糙度为 Ra3.2,采用 采用粗铣→精铣的加工方法,并倒 R3 圆角。 3、Φ30mm 的凸台上下表面:公差等级为 IT13,表面粗糙度为 Ra6.3,采用粗 铣→精铣的加工方法。 4、钻 Φ10(H7)内孔:公差等级为 IT7~IT8,表面粗糙度为 Ra3.2,平行度为 0.1µm(A) ,采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。 5、钻 Φ25(H9)内孔:公差等级为 IT6~IT8,表面粗糙度为 Ra1.6,采用钻 孔→扩孔钻钻孔→→粗铰→精铰的加工方法,并倒 1×45°内角。 6、钻 Φ8(H7)内孔:公差等级为 IT6~IT8,表面粗糙度为 Ra1.6,采用钻孔 →粗铰→精铰的加工方法。 2.5 选择加工设备及刀、量、夹具 由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量 专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流 水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。 粗精铣宽度为 Ф40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台。考虑到工件的 定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择 XA6132 万能立式升降 第 7 页 共 30 页 铣床(参考文献:机械工艺设计手册,主编:李益民,机械工业出版社出版社) , 刀具选 D=50mm 的圆柱形铣刀(参考文献:机械工艺设计手册,主编:李益民, 机械工业出版社出版) 、专用夹具、专用量具和游标卡尺。 粗精铣宽度为 Φ30mm 的凸台表面。采用 XA6132 万能立式升降铣床,刀 具选 D=50mm 的圆柱形铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺。 钻孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф23mm。采用 Z550 型钻床,刀具选莫氏锥 柄麻花钻(莫氏锥柄 2 号刀)D=23mm,专用钻夹具,专用检具。 扩孔钻钻孔 Ф25(H9) 使尺寸达到 Ф24.8mm。采用立式 Z550 型钻床,刀具 选 D=24.7mm 的锥柄扩孔钻(莫氏锥度 3 号刀) ,专用钻夹具和专用检具。 粗铰孔 Ф25(H9) 使尺寸达到 Ф24.94mm。采用立式 Z550 型钻床,刀具选 D=24.94mm 的锥柄机用铰刀,专用钻夹具和专用检具。 精铰孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф25(H9)。采用立式 Z550 型钻床,刀具选 D=25mm 的锥柄机用铰刀,并倒 1×45°的倒角钻用铰夹具和专用检量具。 钻 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到 7.8mm。采用立式 Z518 型钻床,刀具 选用 D=7.8mm 的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具。 钻 Φ10(H7)的内孔使尺寸达到 Φ9.8mm。采用立式 Z518 型钻床,刀具 选用 D=9.8mm 的直柄麻花钻,专用的钻夹具和量检具。 粗铰 Φ10(H7)内孔使尺寸达到 Φ9.96mm。采用立式 Z518 型钻床,刀 具选用 D=10mm 的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具。 精铰 Φ10(H7)内孔使尺寸达到 Φ10(H7)mm。采用立式 Z518 型钻床, 选择刀具 D=10mm 的精铰刀,使用专用夹具和量检具。 粗铰 2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到 Φ7.96mm。采用立式 Z518 型钻床, 选择刀具为 D=8mm 直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具。 精铰 2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到 Φ8(H7) 。采用立式 Z518 型钻床, 选择刀具为 D=8mm 的直柄机用铰刀,使用专用的夹具和专用的量检具。 2.5 确定工艺路线 制订工艺路线的出发点,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(生产纲领的大小对生产组织和零 第 8 页 共 30 页 件加工工艺过程起着重要的作用,它决定了各工序所需专业化和自动化的程度, 决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。 )已确定为大批生产的条件下,可以考 虑采用万能性的机床配以专用夹具,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下降。 2.5.1 工艺路线方案一 铸造 时效 涂底漆 工序一:粗精铣宽度为 Ф40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台 工序二:粗精铣宽度为 Φ30mm 的凸台表面 工序三:钻孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф23mm。 工序四:扩孔钻钻孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф24.8mm。 工序五:铰孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф25(H9)。 工序六:钻 Φ10(H7)的内孔使尺寸达到 9.8mm。 工序七:粗铰 Φ10(H7) 内孔使尺寸达到 9.96mm。 工序八:精铰 Φ10(H7)内孔使尺寸达到 Φ10( H7)mm。 工序九:钻、粗、精铰 2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到 Φ8(H7 ) 。 工序十:检验入库。 2.5.2 工艺路线方案二 铸造 时效 涂底漆 工序Ⅰ:粗精铣宽度为 Ф40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台。 工序Ⅱ:粗精铣宽度为 Φ30mm 的凸台表面 工序Ⅲ:钻孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф23mm。 工序Ⅳ:钻 2×Ф8(H7) 的小孔使尺寸。 工序Ⅴ:扩孔钻钻孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф24.8mm。 第 9 页 共 30 页 工序Ⅵ:铰孔 Ф25(H9)使尺寸达到 Ф25(H9)。 工序Ⅶ:钻 Φ10(H7)的内孔使尺寸达到 9.8mm。 工序Ⅷ:粗铰 Φ10(H7) 内孔使尺寸达到 9.96mm。 工序Ⅸ:精铰 Φ10(H7)内孔使尺寸达到 Φ10( H7)mm。 工序Ⅹ:粗铰 2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到 7.96mm。 工序Ⅺ:精铰 2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到 Φ8(H7) 。 工序Ⅻ:检验入库。 2.5.3 工艺方案的比较和分析 上述两种工艺方案的特点是:方案一是根据宽度为 40mm 的上下肩面作为 粗基准,Ф25(H7)孔作为精基准,所以就要加工 Ф25 孔时尺寸达到要求的 尺寸,那样就保证了 2×Ф8 小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔 Ф25,而不进一步加工就钻 Ф8(H7) ,那样就很难保证 2×Ф8 的圆度跳动误 差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。结合方案一的工艺 路线,根据工序集中的加工原则,最终制定下面方案路线: 工序一:毛坯准备 工步一:铸造毛坯 工步二:表面时效热处理 工步三:涂底漆 工序二:粗铣精铣 φ40 上下端面和宽度为 30 的平台面 工步一:粗、精铣 φ40 上端面和宽度为 30 的平台面 工步二:粗、精铣 φ40 下端面 工序三:粗精铣 φ30 凸台面 工序四:钻、扩、粗铰、精铰 Φ25H9mm 孔 工步一:钻 Φ25(H9)孔 工步二:扩钻 Φ25(H9)孔 工步三:粗铰 φ25(H9)孔 工步四:精铰 φ25(H9)孔 工序五:钻、粗铰、精铰 2×Φ8(H7)mm 孔 第 10 页 共 30 页 工步一:钻 2×Φ8(H7)孔 工步二:粗铰 2×φ8(H7)孔 工步三:精铰 2×φ8(H7)孔 工序六:钻、粗铰、精铰 Φ10(H7)mm 孔 工步一:钻 Φ10(H7)孔 工步二:粗铰 Φ10(H7)孔 工步三:精铰 Φ10(H7)孔 工序七:表面去毛刺 工序八:检验入库 2.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 HT200,毛坯的重量 10kg,生产类型为大量生产。 由(参考文献:机械加工余量手册,孙本绪、熊万武,北京:国防工业出 版社)可知,要确定的毛坯机械加工余量和尺寸公差,先确定以下各项因素。 1、公差等级 由杠杆的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。 2、铸件的重量 由 PROE 的实体估算杠杆零件的重量为 6 千克,由此再估算起毛坯的重量 为 8 千克。 3、零件的分模面 根据该杠杆零件的形位特点,该零件的 Φ25、Φ8 轴线组成的平面为分模 面,属于直分模面。 4、零件的表面粗糙度 由零件图可知,该杠杆的各加工表面的粗糙度 Ra 均大于 1.6μm。 根据上述诸因素,由于毛坯采用金属模铸造,可查表确定该铸件的尺寸公差和 机械加工余量以及各加工表面的工序尺寸,所得结果见下表。 主要毛坯尺寸及公差 主要尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 CT 第 11 页 共 30 页 2×Φ8(H7)之间 的中心距离 168 — 168 4 Φ10(H7)孔尺寸 10 2.0 10 3 Φ25(H9)孔尺寸 25 3.0 25 4 Φ8(H7)孔尺寸 8 2.0 8 3 各加工表面表面总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 (mm) 说明 Ф40mm 的上 下平台 宽度 30mm 的 平台 40 30 G H 4 3 加工上下底面 加工上表面 Ø30mm 的凸 台上下面 30 H 3 凸台上下面 Φ10(H7)孔 10 H 3 加工内孔 Φ 8(H7)孔 8 H 3 加工内孔 Φ25(H9) 孔 25 G 4 加工内孔 各加工表面的工序尺寸 Ф40mm 的上、下平台,宽度 30mm 的平台 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 毛坯 62 1.862 1.8 粗铣 56 3(单边) 0.4 04.56 第 12 页 共 30 页 精铣 54 1(单边) 0.4 046.5 Φ30mm 的左凸台上下表面 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 毛坯 54 1.854 1.8 粗铣 57 3(单边) 0.4 4.057 精铣 58 1(单边) 0.4 74.08 Φ25(H9)孔 加工表面 加工方法 加工余量 公差等级 工序尺寸 Φ25(H9) 钻孔 11.5(单侧) — Φ23 Φ25(H9) 扩孔 0.9(单侧) — Φ24.8 Φ25(H9) 粗铰孔 0.07(单侧) Φ24.94 Φ25(H9) 精铰孔 0.03(单侧) H9 Φ25(H9) Φ10(H7)孔 加工表面 加工方法 加工余量 公差等级 工序尺寸 Φ10(H7) 钻孔 4.9(单侧) — Φ9.8 Φ10(H7) 粗铰孔 0.08(单侧) — Φ9.96 Φ10(H7) 精铰孔 0.02(单侧) H7 Φ10(H7) 2×Φ8(H7)孔 第 13 页 共 30 页 加工表面 加工方法 加工余量 公差等级 工序尺寸 2×Φ8(H7) 钻孔 4.9(单侧) — Φ7.8 2×Φ8(H7) 粗铰孔 0.08(单侧) — Φ7.96 2×Φ8(H7) 精铰孔 0.02(单侧) H7 Φ8(H7) 2.7 确定切削用量与时间定额的计算 工序一:毛坯准备(省略) 工步一:铸造毛坯 工步二:表面时效热处理 由于毛坯铸造内应力较大。为了消除内应力,减少变形,保证精度的稳定 性,铸造后要安排人工时效处理(加热到 500-550℃,加热速度 50-120℃ /h,保温 4-6h,冷却速度≤30℃/h,出炉温度≤200℃) 。 工步三:涂底漆 工序二:粗铣精铣 φ40 上下端面和宽度为 30 的平台面 工步一:粗、精铣 φ40 上端面和宽度为 30 的平台面 1、加工条件 工件材料:灰铸铁,铸造。 加工要求:粗、精铣 φ40 上端面和宽度为 30 的平台面,使表面粗糙度达 到 Ra=3.2。 机床:XA6132 万能立式升降铣床(查《机械制造工艺手册》表[4-16]) 刀具:根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社) ,选择高速钢圆柱形铣刀铣 φ40 上端面和宽度为 30 的平台面,铣刀直径可根据铣削深度 ,铣削宽度 ,pawa 按下式计算确定: 端铣刀: =56-64mmwad)( 6.140 式中: 为铣刀直径, 为铣削宽度 根据表 21.2,铣刀直径选择 50mm,根据表 21.4,圆柱形铣刀规格 第 14 页 共 30 页 (GB1115-85) ,铣刀直径 D=50mm,极限偏差 js16 ;L=80mm,极限)( 80. 偏差 js16 ;d=22mm,极限偏差 H7 ;)( 80.)( 021. ;粗铣用粗齿,齿数 Z=6;精铣用细齿,齿数12,5430n, Z=8。 粗铣平面选用 =3~8mm,精铣平面选用 =0.1~1mm。由于铸造加工余量papa (+6.5mm~-4.5mm) ,查《 金属机械加工工艺人员手册 》 (第三版)P1012 表[12- 2]选精度等级为 14 级。 (2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸 要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削。此时,在确定好铣削量的同时, 使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣 =3mm,精铣 =1mm。papa (3)进给量的选择 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)表[6-12]取圆柱铣刀铣削铸造件的 进给量粗铣 =0.25mm/齿,精铣 =0.06mm/齿。zf zf (4)切削速度 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)表[6-14] 由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷较大,故 V 应取较小值。 V=15m/min。精铣 26m/min。 (5)铣刀直径和工作台的进给量 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)表[10-38]和[10-39]得 D=50mm 则 粗铣: =1000×15/3.14×50=95.54r/min 取 =96r/minsn sn 按机床(XA6132 万能立式升降铣床)选取 =95r/minw v=3.14×95×50/1000=14.92m/min 当 时,工作台的每分钟的进给量 ,min/95rw mf 第 15 页 共 30 页 =0.25×6×95=142.5m/minmzwfn 精铣: =1000×26/3.14×50=165.6r/min 取 =166r/mins sn 按机床(XA6132 万能立式升降铣床)选取 =150r/minwn v=3.14×50×150/1000=23.55m/min 当 时,工作台的每分钟的进给量 ,min/150rw mf =0.06×8×150=72m/minmzf (6)切削工时 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)选 =83mm, =8.3mm, =3mml1l2l 粗铣: 94.3/142.5=0.66min12mltf 精铣: 94.3/72=1.31min12mltf 工步二:粗、精铣 φ40 下端面 1、加工条件 工件材料:灰铸铁,铸造。 加工要求:粗、精铣 φ40 下端面,使表面粗糙度达到 Ra=3.2 。m 机床:XA6132 万能立式升降铣床(查《机械制造工艺手册》表[4-16]) 刀具:根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社) ,选择高速钢圆柱形铣刀铣 粗、精铣 φ40 下端面,铣刀直径可根据铣削深度 ,铣削宽度 ,按下式计pawa 算确定: 端铣刀: =56-64mmwad)( 6.140 第 16 页 共 30 页 式中: 为铣刀直径, 为铣削宽度0dwa 根据表 21.2,铣刀直径选择 50mm,根据表 21.4,圆柱形铣刀规格 (GB1115-85) ,铣刀直径 D=50mm,极限偏差 js16 ;L=80mm,极限)( 80. 偏差 js16 ;d=22mm,极限偏差 H7 ;)( 80.)( 021. ;粗铣用粗齿,齿数 Z=6;精铣用细齿,齿数12,5430n, Z=8。 粗铣平面选用 =3~8mm,精铣平面选用 =0.1~1mm。由于铸造加工余量papa (+6.5mm~-4.5mm) ,查《 金属机械加工工艺人员手册 》 (第三版)P1012 表[12- 2]选精度等级为 14 级。 (2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸 要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削。此时,在确定好铣削量的同时, 使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣 =3mm,精铣 =1mm。papa (3)进给量的选择 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)表[6-12]取圆柱铣刀铣削铸造件的 进给量粗铣 =0.25mm/齿,精铣 =0.03mm/齿。zf zf (4)切削速度 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)表[6-14] 由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷较大,故 V 应取较小值。 V=15m/min。精铣 30m/min。 (5)铣刀直径和工作台的进给量 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)表[10-38]和[10-39]得 D=50mm 则 粗铣: =1000×15/3.14×50=95.54r/min 取 =96r/minsn sn 按机床(XA6132 万能立式升降铣床)选取 =95r/minw v=3.14×95×50/1000=14.92m/min 第 17 页 共 30 页 当 时,工作台的每分钟的进给量 ,min/95rw mf =0.25×6×95=142.5m/minmzf 精铣: =1000×30/3.14×50=165.6r/min 取 =190r/minsn sn 按机床(XA6132 万能立式升降铣床)选取 =190r/minw v=3.14×50×190/1000=29.83m/min 当 时,工作台的每分钟的进给量 ,min/190rnw mf =0.03×8×190=45.6m/minmzf (6)切削工时 查《金属切削手册》 (上海科学出版社)选 =30mm, =8.3mm, =3mml1l2l 粗铣: 41.3/142.5=0.29min12mltf 精铣: 41.3/45.6=0.91min12mltf 工序三:粗精铣 φ30 凸台面 1、加工条件 工件材料:灰铸铁,铸造。 加工要求:粗、精铣 2—φ30 凸台面,使表面粗糙度达到 Ra=6.3 。m 机床:XA6132 万能立式升降铣床(查《机械制造工艺手册》表[4-16]) 刀具:根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社) ,选择高速钢圆柱形铣 刀粗、精铣 2—φ30 凸台面,铣刀直径可根据铣削深度 ,铣削宽度 ,按下pawa 式计算确定: 第 18 页 共 30 页 端铣刀: =42-48mmwad)( 6.140 式中: 为铣刀直径, 为铣削宽度 根据表 21.2,铣刀直径选择 50mm,根据表 21.4,圆柱形铣刀规格 (GB1115-85) ,铣刀直径 D=50mm,极限偏差 js16 ;L=80mm,极限)( 80. 偏差 js16 ;d=22mm,极限偏差 H7 ;)( 80.)( 021. ;粗铣用粗齿,齿数 Z=6;精铣用细齿,齿数12,5430n, Z=8。
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