6-钻φ25孔机械带CAD图.zip
CA6140 杠杆加工工艺及夹具设计I摘 要本设计是 CA6140 杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140 杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆45外圆面作为粗基准,以25孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来,然后作为定位基准,在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单,夹紧方式多采用手动夹紧,夹紧简单,机构设计简单,且能满足设计要求。关键词关键词 杠杆零件,加工工艺,夹具,定位,夹紧攀枝花学院本科毕业设计 ABSTRACTIIABSTRACTThis paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process.The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores.Generally speaking,to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore.Therefore,this design follows the principle that surface first and then the bore,and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes.The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis.The bottom is first processed out to be fixed position basis,and process the bore using the bottom as the precise basis.The whole processes choose the machine bed.In the aspects of tongs choosing,specialized tongs are used.In consideration of the simple construction size of the spare parts,clipping by hands is adopted.It is simple,and the organization design is simple,and can satisfy the design request.Key Words Lever spare parts,craft proces,tongs,fixed position,tight clip攀枝花学院本科毕业设计 目录1摘 要.IABSTRACT.II1 绪论.11.1 课题背景及发展趋势.11.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容.12 杠杆加工工艺规程设计.32.1 零件的分析.32.1.1 零件的作用.32.1.2 零件的工艺分析.32.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施.42.2.1 确定毛坯的制造形式.42.2.2 基面的选择.42.2.3 确定工艺路线.42.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.62.2.5 确定切削用量.62.2.6 确定基本工时.182.3 小结.233 专用夹具设计.243.1 加工工艺孔25 夹具设计.243.1.1 定位基准的选择.243.1.2 切削力的计算与夹紧力分析.243.1.3 夹紧元件及动力装置确定.253.1.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.263.1.5 夹具精度分析.283.1.6 夹具设计及操作的简要说明.284总结.29参考文献.30致 谢.31攀枝花学院本科毕业设计 目录2攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论11 绪论加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1 课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另一方面,技术也推动着设计。从设计美学的观点看,技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用,只要善于应用材料的特性,予以相应的结构形式和适当的加工工艺,就能够创造出实用,美观,经济的产品,即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来新的结构,新的形态和新的造型风格。材料,加工工艺,结构,产品形象有机地联系在一起的,某个环节的变革,便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,对中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置;(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构);(3)夹具体;(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等);(5)动力装置;(6)分度,对定装置;(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等);每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论2专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计:(1)定位装置的设计;(2)夹紧装置的设计;(3)对刀-引导装置的设计;(4)夹具体的设计;(5)其他元件及装置的设计。攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计32 杠杆加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是 CA6140 的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。2.1.2 零件的工艺分析 零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下:(1)主要加工面:1)小头钻0.023025以及与此孔相通的14 阶梯孔、M8 螺纹孔;2)钻0.1012.7锥孔及铣0.1012.7锥孔平台;3)钻 2M6 螺纹孔;4)铣杠杆底面及 2M6 螺纹孔端面。(2)主要基准面:1)以45 外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括:0.023025的孔、杠杆下表面2)以0.023025的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:14 阶梯孔、M8 螺纹孔、0.1012.7锥孔及0.1012.7锥孔平台、2M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和0.1012.7锥孔平台。杠杆的25 孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下:本套夹具中用于加工25 孔的是立式钻床。工件以25 孔下表面及45 孔外圆面为定位基准,在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工25 时,由于孔表面粗糙度为1.6aRm。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工12.7 是立式铣床。工件以0.023025 孔及端面和水平面底为定位基准,在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面:包括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔,由于30mm 的下平台的表面、孔表面粗糙度都为6.3aRm。其中主要的加工表面是孔 12.7,要用 12.7 钢球检查。本套夹具中用于加工与25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以0.023025孔及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准,在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时,先用7 麻花钻钻孔,再攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计4用 M8 的丝锥攻螺纹。2.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 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。便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。2.2.2 基面的选择(1)粗基准的选择 对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准,可用装夹对肩台进行加紧,利用一个 V 形块支承45 圆的外轮廓作主要定位,以限制 z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除 x、x 两个自由度,达到完全定位,就可加工25的孔。(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25 的孔作为精基准。2.2.3 确定工艺路线表 2.1 工艺路线方案一工序 1粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 0.023025mm工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔工序 6粗精铣 2-M6 上端面工序 7钻 2-M6 螺纹底孔孔,攻螺纹孔 2-M6工序 8检查表 2.2 工艺路线方案二工序 1粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 0.023025mm工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5粗精铣 2-M6 上端面工序 6钻 2-5 孔,加工螺纹孔 2-M6攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计5续表 2.2工序 7加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔工序 8检查工艺路线的比较与分析:第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 14 孔,再加工螺纹孔 M8”变为“工序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。以 25mm 的孔子外轮廓为精基准,先铣下端面。再钻锥孔,从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面,再“钻 14 孔,加工螺纹孔 M8”不便于装夹,并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下,发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。表 2.3 最终工艺过程工序 1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升降台铣床 X52K。工序 2加工孔25。钻孔25 的毛坯到22mm;扩孔22mm到24.7mm;铰孔24.7mm 到 0.023025mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式钻床 Z535。采用专用夹具。工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台,仍然采用立式铣床X52K,用组合夹具。工序 4钻 12.7 的锥孔,采用立式钻床 Z535,为保证加工的孔的位置度,采用专用夹具。工序 5加工螺纹孔 M8,锪钻 14 阶梯孔。用组合夹具,保证与垂直方向成 10。工序 6粗精铣 M6 上端面。用回转分度仪加工,粗精铣与水平成 36 的台肩。用卧式铣床 X52K,使用组合夹具。工序 7钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535,为保证加工的孔的位置度,采用专用夹具工序 8检查攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计62.2.4 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 0.85kg,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下:由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量,实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产,应该采用调整法加工,因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。毛坯与零件不同的尺寸有:(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献14的铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为 0.5mm。1)加工25 的端面,根据参考文献8表 4-35 和表 4-37 考虑 3mm,粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工 1mm,同理上下端面的加工余量都是 2mm。2)对25 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工1.9mm,一次精加工 0.1mm 就可达到要求。3)加工宽度为 30mm 的下平台时,用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求6.3aRm,而铣削的精度可以满足,故采取分四次的铣削的方式,每次铣削的深度是 2.5mm。4)钻锥孔12.7 时要求加工一半,留下的余量装配时钻铰,为提高生产率起见,仍然采用12 的钻头,切削深度是 2.5mm。5)钻 14 阶梯孔,由于粗糙度要求3.2aRm,因此考虑加工余量 2mm。可一次粗加工 1.85mm,一次精加工 0.15 就可达到要求。6)加工 M8 底孔,根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。7)加工 2-M6 螺纹,根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。8)加工 2-M6 端面,粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工 1mm,可达到要求。2.2.5 确定切削用量工序 1:粗、精铣25孔下平面(1)粗铣25孔下平面加工条件:工件材料:HT200,铸造。攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计7机床:X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:15YT,100Dmm,齿数8Z,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=1.9mm所以铣削深度pa:1.9pamm每齿进给量fa:根据参考文献3表 2.4-75,取0.12/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3034,取1.33/Vm s。机床主轴转速n:1000Vnd 式(2.1)式中 V铣削速度;d刀具直径。由式 2.1 机床主轴转速n:10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-74 300/minnr实际铣削速度v:3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV:0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf:4.8/288/minmffVmm smm a:根据参考文献7表 2.4-81,40amm(2)精铣25孔下平面加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):15YT,100Dmm,齿数 12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=0.1mm铣削深度pa:0.1pamm每齿进给量fa:根据参考文献7表 3031,取0.08/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3031,取0.32/Vm s机床主轴转速n,由式(2.1)有:10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计8按照参考文献7表 3.1-31 75/minnr实际铣削速度v:3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV,由式(1.3)有:0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf:2.25/135/minmffVmm smm工序 2:加工孔25 到要求尺寸工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 25mm,公差为 H7,表面粗糙度1.6aRm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔22mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔24.7mm 标准高速钢扩孔钻;铰孔25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。(1)确定钻削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-10 可查出0.47 0.57/fmm r表,由于孔深度比0/30/221.36l d,0.9lfk,故(0.47 0.57)0.90.42 0.51/fmm r表。查 Z535 立式钻床说明书,取0.43/fmm r。根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量1.75/fmm r。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN(由机床说明书查出),根据表 28-9,允许的进给量1.8/fmm r。由于所选进给量 f 远小于f及f,故所选 f 可用。2)确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据表 28-15,由插入法得:17/minvm表,4732FN表51.69TN M表,1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3,0.88Mvk,0.75lvk,故17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min162/min22vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书,取195/minnr。实际切削速度为:022195/min14/min10001000d nmmrvm由表 28-5,1.06MFMTkk,故47321.065016()FNN攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计951.691.0654.8TN mN m3)校验机床功率 切削功率mP为/)mMMmPPn n k表(1.25(195/246)1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即022dmm,0.43/fmm r,195/minnr,14/minvm相应地5016FN,54.8TN m,1.05mPkW(2)确定扩孔切削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-31,f:表(0.70.8)m m/r0.7=0.490.56m m/r。根据 Z535 机床说明书,取f=0.57mm/r。2)确定切削速度v及n 根据参考文献7表 28-33,取25/minvm表。修正系数:0.88mvk,24.7221.02(/1.50.9)2ppRa vpaka根据故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表(1000 11.22/min/(24.7)286/minmmmmr查机床说明书,取275/minnr。实际切削速度为3010vd n 324.7275/min 1021.3/minmmrm(3)确定铰孔切削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-36,1.3 2.6fmm表,按该表注4,进给量取小植。查 Z535 说明书,取1.6/fmm r。2)确定切削速度v及n 由参考文献7表 28-39,取8.2/minvm表。由参考文献7表 28-3,得修正系数0.88Mvk,0.99pa vk攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计102524.7(/0.1251.2)2pRpaa根据故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm表01000/()nvd表1000 7.14(/min)/(25)91.5/minmmmr查 Z535 说明书,取100/minnr,实际铰孔速度3010vd n 325100/min 107.8/minmmrm(4)各工序实际切削用量 根据以上计算,各工序切削用量如下:钻孔:022dmm,0.43/fmm r,195/minnr,14/minvm扩孔:024.7dmm,0.57/fmm r,275/minnr,21.3/minvm铰孔:025dmm,1.6/fmm r,100/minnr,7.8/minvm工序 3:粗精铣宽度为 30mm 的下平台(1)粗铣宽度为 30mm 的下平台加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:15YT,100Dmm,齿数8Z,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度pa:2pamm每齿进给量fa:根据参考文献3表 2.4-75,取0.12/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3034,取1.33/Vm s。由式 2.1 得机床主轴转速n:10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-74 300/minnr实际铣削速度v:3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV:0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf:4.8/288/minmffVmm smm 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计11a:根据参考文献7表 2.4-81,30amm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知30lmm,刀具切入长度1l:2210.5()(1 3)lDDa 式(2.2)220.5(10010030)(1 3)5.3mm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1(2)精铣宽度为 30mm 的下平台加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。由参考文献7表 3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):15YT,100Dmm,齿数 12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度pa:1.0pamm每齿进给量fa:根据参考文献7表 3031,取0.08/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3031,取0.32/Vm s机床主轴转速n,由式(2.1)有:10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-31 75/minnr实际铣削速度v:3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV,由式(2.3)有:0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf:2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知40lmm 刀具切入长度1l:精铣时1100lDmm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1工序 4:钻 12.7 的锥孔工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 12.7mm,表面粗糙度6.3aRm。加工机床为 Z535 立式钻床,钻孔12mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计12量。(1)确定钻削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-10 可查出0.47 0.57/fmm r表,由于孔深度比0/30/221.36l d,0.9lfk,故(0.47 0.57)0.90.42 0.51/fmm r表。查 Z535 立式钻床说明书,取0.43/fmm r。根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量1.75/fmm r。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN(由机床说明书查出),根据参考文献7表 28-9,允许的进给量1.8/fmm r。由于所选进给量 f 远小于f及f,故所选 f 可用。2)确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据参考文献7表 28-15,由插入法得:17/minvm表,4732FN表51.69TN M表,1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3,0.88Mvk,0.75lvk,故17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min162/min22vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书,取195/minnr。实际切削速度为:022195/min14/min10001000d nmmrvm由参考文献7表 28-5,1.06MFMTkk,故47321.065016()FNN51.691.0654.8TN mN m3)校验机床功率 切削功率mP为/)mMMmPPn n k表(1.25(195/246)1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即022dmm,0.43/fmm r,195/minnr,14/minvm相应地5016FN,54.8TN m,1.05mPkW攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计13(2)确定扩孔切削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-31,f:表(0.70.8)m m/r0.7=0.490.56m m/r。根据 Z535 机床说明书,取f=0.57mm/r。2)确定切削速度v及n 根据参考文献7表 28-33,取25/minvm表。修正系数:0.88mvk,24.7221.02(/1.50.9)2ppRa vpaka根据故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表(1000 11.22/min/(24.7)286/minmmmmr查机床说明书,取275/minnr。实际切削速度为3010vd n 324.7275/min 1021.3/minmmrm工序 5:钻 M8 螺纹孔锪钻14 阶梯孔(1)加工 M8 底孔工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 8mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻孔至7,选用7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹,选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度pa:10.5pamm进给量f:根据参考文献5表 2.4-39,取rmmf/25.0切削速度V:参照参考文献5表 2.4-41,取smV/43.0由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 0.43 601174/min3.14 7Vnrd,取900/minnr实际切削速度V:03.14 7 9000.33/10001000 60d nVm s 被切削层长度l:12.5lmm刀具切入长度1l:17(1 2)12024.122rDlctgkctgmm刀具切出长度2l:02l攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计14走刀次数为 1攻 M81.5 的螺纹机床:Z535 立式钻床刀具:细柄机用丝锥(8 1.5M)进给量f:由于其螺距mmp5.1,因此进给量rmmf/5.1切削速度V:参照参考文献5表 2.4-105,取min/88.8/148.0msmV由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 8.88353.5/min3.14 8Vnrd,取360/minnr丝锥回转转速0n:取360/minnnr实际切削速度V:03.14 8 3600.15/10001000 60d nVm s (2)锪钻14 阶梯孔工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 14mm,表面粗糙度3.2aRm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为锪钻,加工刀具为:锪钻孔14mm 小直径端面锪钻。1)确定切削用量确定进给量 f 根据参考文献7表 28-10 可查出0.25 0.31/fmm r表,由于孔深度比0/3/120.25l d,1.0lfk,故(0.25 0.31)1.00.25 0.31/fmm r表。查 Z535 立式钻床说明书,取0.23/fmm r。根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量1.75/fmm r。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN(由机床说明书查出),根据参考文献7表 28-9,允许的进给量1.8/fmm r。由于所选进给量 f 远小于f及f,故所选 f 可用。确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据表 28-15,由插入法得:17/minvm表,4732FN表51.69TN M表,1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3,0.88Mvk,0.75lvk,故17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计15010001000 11.22/min298/min12vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书,取195/minnr。实际切削速度为012195/min7.35/min10001000d nmmrvm由参考文献7表 28-5,1.0MFMTkk,故47321.04732()FNN51.691.051.69TN mN m校验机床功率 切削功率mP为/)mMMmPPn n k表(1.25(195/298)1.00.82kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即012dmm,0.23/fmm r,195/minnr,7.35/minvm相应地4732FN,51.69TN m,0.82mPkW 工序 6:粗精铣 M6 上端面工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。要求粗糙度3.2aRm,用回转分度仪加工,粗精铣与水平成 36 的台肩。用立式铣床 X52K,使用组合夹具。(1)粗铣 M6 上端面加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:15YT,100Dmm,齿数8Z,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度pa:2pamm每齿进给量fa:根据参考文献3表 2.4-75,取0.12/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3034,取1.33/Vm s由式(2.1)机床主轴转速n:10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计16按照参考文献7表 3.1-74 300/minnr实际铣削速度v:3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV:0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf:4.8/288/minmffVmm smm a:根据参考文献7表 2.4-81,40amm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知40lmm,刀具切入长度1l:2210.5()(1 3)lDDa 220.5(10010040)(1 3)7mm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1(2)精铣 M6 上端面加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):15YT,100Dmm,齿数 12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度pa:1.0pamm每齿进给量fa:根据参考文献7表 3031,取0.08/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3031,取0.32/Vm s机床主轴转速n,由式(1.1)有:10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-31 75/minnr实际铣削速度v:3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV,由式(2.3)有:0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf:2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知40lmm 刀具切入长度1l:精铣时1100lDmm刀具切出长度2l:取mml22攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计17走刀次数为 1工序 7:钻 2-M6工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻孔至5,选用5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹,选用 M6 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度pa:mmap25.4进给量f:根据参考文献5表 2.4-39,取rmmf/25.0切削速度V:参照参考文献5表 2.4-41,取smV/43.0由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 0.43 601643/min3.14 5Vnrd,取900/minnr实际切削速度V:03.14 5 9000.24/10001000 60d nVm s 被切削层长度l:15lmm刀具切入长度1l:15(1 2)12023.522rDlctgkctgmm刀具切出长度2l:02l走刀次数为 1攻 M61.5 的螺纹机床:Z535 立式钻床刀具:细柄机用丝锥(6 1.5M)进给量f:由于其螺距mmp5.1,因此进给量rmmf/5.1切削速度V:参照参考文献5表 2.4-105,取min/88.8/148.0msmV由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 8.88471.3/min3.14 6Vnrd,取480/minnr丝锥回转转速0n:取480/minnnr实际切削速度V:03.14 6 4800.15/10001000 60d nVm s 被切削层长度l:15lmm刀具切入长度1l:14.5lmm刀具切出长度2l:02l走刀次数为 1攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计18工序 8:校验2.2.6 确定基本工时(1)粗铣、精铣25 孔下平面加工条件:工件材料:HT200 铸铁,b200MPa机床:X525K 机床刀具:高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度l:由毛坯尺寸可知90lmm,刀具切入长度1l:2210.5()(1 3)lDDa 220.5(10010040)(1 3)7mm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1机动时间1jt:12190720.34min288jmllltf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间10.41ft精铣的切削工时被切削层长度l:由毛坯尺寸可知90lmm 刀具切入长度1l:精铣时1100lDmm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1机动时间2jt:12290 10021.42min135jmllltf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间20.41ft铣25 孔下表面的总工时为:t=1jt+2jt+1ft+2ft=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min(2)钻孔加工条件:工件材料:HT200 铸铁,b200MPa机床:Z535 立式钻床 刀具:钻孔标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔标准高速钢扩孔钻;铰孔标准高速铰刀钻孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量0.43/fmm r,机床主轴转速攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计19195/minnr,铰孔:025dmm,1.6/fmm r,100/minnr,7.8/minvm1t=(3
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CA6140 杠杆加工工艺及夹具设计I摘 要本设计是 CA6140 杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140 杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆45外圆面作为粗基准,以25孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来,然后作为定位基准,在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单,夹紧方式多采用手动夹紧,夹紧简单,机构设计简单,且能满足设计要求。关键词关键词 杠杆零件,加工工艺,夹具,定位,夹紧攀枝花学院本科毕业设计 ABSTRACTIIABSTRACTThis paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process.The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores.Generally speaking,to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore.Therefore,this design follows the principle that surface first and then the bore,and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes.The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis.The bottom is first processed out to be fixed position basis,and process the bore using the bottom as the precise basis.The whole processes choose the machine bed.In the aspects of tongs choosing,specialized tongs are used.In consideration of the simple construction size of the spare parts,clipping by hands is adopted.It is simple,and the organization design is simple,and can satisfy the design request.Key Words Lever spare parts,craft proces,tongs,fixed position,tight clip攀枝花学院本科毕业设计 目录1摘 要.IABSTRACT.II1 绪论.11.1 课题背景及发展趋势.11.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容.12 杠杆加工工艺规程设计.32.1 零件的分析.32.1.1 零件的作用.32.1.2 零件的工艺分析.32.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施.42.2.1 确定毛坯的制造形式.42.2.2 基面的选择.42.2.3 确定工艺路线.42.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.62.2.5 确定切削用量.62.2.6 确定基本工时.182.3 小结.233 专用夹具设计.243.1 加工工艺孔25 夹具设计.243.1.1 定位基准的选择.243.1.2 切削力的计算与夹紧力分析.243.1.3 夹紧元件及动力装置确定.253.1.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.263.1.5 夹具精度分析.283.1.6 夹具设计及操作的简要说明.284总结.29参考文献.30致 谢.31攀枝花学院本科毕业设计 目录2攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论11 绪论加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1 课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另一方面,技术也推动着设计。从设计美学的观点看,技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用,只要善于应用材料的特性,予以相应的结构形式和适当的加工工艺,就能够创造出实用,美观,经济的产品,即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来新的结构,新的形态和新的造型风格。材料,加工工艺,结构,产品形象有机地联系在一起的,某个环节的变革,便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,对中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置;(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构);(3)夹具体;(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等);(5)动力装置;(6)分度,对定装置;(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等);每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论2专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计:(1)定位装置的设计;(2)夹紧装置的设计;(3)对刀-引导装置的设计;(4)夹具体的设计;(5)其他元件及装置的设计。攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计32 杠杆加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是 CA6140 的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。2.1.2 零件的工艺分析 零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下:(1)主要加工面:1)小头钻0.023025以及与此孔相通的14 阶梯孔、M8 螺纹孔;2)钻0.1012.7锥孔及铣0.1012.7锥孔平台;3)钻 2M6 螺纹孔;4)铣杠杆底面及 2M6 螺纹孔端面。(2)主要基准面:1)以45 外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括:0.023025的孔、杠杆下表面2)以0.023025的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:14 阶梯孔、M8 螺纹孔、0.1012.7锥孔及0.1012.7锥孔平台、2M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和0.1012.7锥孔平台。杠杆的25 孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下:本套夹具中用于加工25 孔的是立式钻床。工件以25 孔下表面及45 孔外圆面为定位基准,在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工25 时,由于孔表面粗糙度为1.6aRm。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工12.7 是立式铣床。工件以0.023025 孔及端面和水平面底为定位基准,在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面:包括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔,由于30mm 的下平台的表面、孔表面粗糙度都为6.3aRm。其中主要的加工表面是孔 12.7,要用 12.7 钢球检查。本套夹具中用于加工与25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以0.023025孔及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准,在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时,先用7 麻花钻钻孔,再攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计4用 M8 的丝锥攻螺纹。2.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 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。便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。2.2.2 基面的选择(1)粗基准的选择 对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准,可用装夹对肩台进行加紧,利用一个 V 形块支承45 圆的外轮廓作主要定位,以限制 z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除 x、x 两个自由度,达到完全定位,就可加工25的孔。(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25 的孔作为精基准。2.2.3 确定工艺路线表 2.1 工艺路线方案一工序 1粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 0.023025mm工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔工序 6粗精铣 2-M6 上端面工序 7钻 2-M6 螺纹底孔孔,攻螺纹孔 2-M6工序 8检查表 2.2 工艺路线方案二工序 1粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 0.023025mm工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5粗精铣 2-M6 上端面工序 6钻 2-5 孔,加工螺纹孔 2-M6攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计5续表 2.2工序 7加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔工序 8检查工艺路线的比较与分析:第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 14 孔,再加工螺纹孔 M8”变为“工序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。以 25mm 的孔子外轮廓为精基准,先铣下端面。再钻锥孔,从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面,再“钻 14 孔,加工螺纹孔 M8”不便于装夹,并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下,发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。表 2.3 最终工艺过程工序 1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升降台铣床 X52K。工序 2加工孔25。钻孔25 的毛坯到22mm;扩孔22mm到24.7mm;铰孔24.7mm 到 0.023025mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式钻床 Z535。采用专用夹具。工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台,仍然采用立式铣床X52K,用组合夹具。工序 4钻 12.7 的锥孔,采用立式钻床 Z535,为保证加工的孔的位置度,采用专用夹具。工序 5加工螺纹孔 M8,锪钻 14 阶梯孔。用组合夹具,保证与垂直方向成 10。工序 6粗精铣 M6 上端面。用回转分度仪加工,粗精铣与水平成 36 的台肩。用卧式铣床 X52K,使用组合夹具。工序 7钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535,为保证加工的孔的位置度,采用专用夹具工序 8检查攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计62.2.4 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 0.85kg,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下:由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量,实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产,应该采用调整法加工,因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。毛坯与零件不同的尺寸有:(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献14的铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为 0.5mm。1)加工25 的端面,根据参考文献8表 4-35 和表 4-37 考虑 3mm,粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工 1mm,同理上下端面的加工余量都是 2mm。2)对25 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工1.9mm,一次精加工 0.1mm 就可达到要求。3)加工宽度为 30mm 的下平台时,用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求6.3aRm,而铣削的精度可以满足,故采取分四次的铣削的方式,每次铣削的深度是 2.5mm。4)钻锥孔12.7 时要求加工一半,留下的余量装配时钻铰,为提高生产率起见,仍然采用12 的钻头,切削深度是 2.5mm。5)钻 14 阶梯孔,由于粗糙度要求3.2aRm,因此考虑加工余量 2mm。可一次粗加工 1.85mm,一次精加工 0.15 就可达到要求。6)加工 M8 底孔,根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。7)加工 2-M6 螺纹,根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。8)加工 2-M6 端面,粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工 1mm,可达到要求。2.2.5 确定切削用量工序 1:粗、精铣25孔下平面(1)粗铣25孔下平面加工条件:工件材料:HT200,铸造。攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计7机床:X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:15YT,100Dmm,齿数8Z,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=1.9mm所以铣削深度pa:1.9pamm每齿进给量fa:根据参考文献3表 2.4-75,取0.12/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3034,取1.33/Vm s。机床主轴转速n:1000Vnd 式(2.1)式中 V铣削速度;d刀具直径。由式 2.1 机床主轴转速n:10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-74 300/minnr实际铣削速度v:3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV:0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf:4.8/288/minmffVmm smm a:根据参考文献7表 2.4-81,40amm(2)精铣25孔下平面加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):15YT,100Dmm,齿数 12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=0.1mm铣削深度pa:0.1pamm每齿进给量fa:根据参考文献7表 3031,取0.08/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3031,取0.32/Vm s机床主轴转速n,由式(2.1)有:10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计8按照参考文献7表 3.1-31 75/minnr实际铣削速度v:3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV,由式(1.3)有:0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf:2.25/135/minmffVmm smm工序 2:加工孔25 到要求尺寸工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 25mm,公差为 H7,表面粗糙度1.6aRm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔22mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔24.7mm 标准高速钢扩孔钻;铰孔25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。(1)确定钻削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-10 可查出0.47 0.57/fmm r表,由于孔深度比0/30/221.36l d,0.9lfk,故(0.47 0.57)0.90.42 0.51/fmm r表。查 Z535 立式钻床说明书,取0.43/fmm r。根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量1.75/fmm r。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN(由机床说明书查出),根据表 28-9,允许的进给量1.8/fmm r。由于所选进给量 f 远小于f及f,故所选 f 可用。2)确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据表 28-15,由插入法得:17/minvm表,4732FN表51.69TN M表,1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3,0.88Mvk,0.75lvk,故17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min162/min22vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书,取195/minnr。实际切削速度为:022195/min14/min10001000d nmmrvm由表 28-5,1.06MFMTkk,故47321.065016()FNN攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计951.691.0654.8TN mN m3)校验机床功率 切削功率mP为/)mMMmPPn n k表(1.25(195/246)1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即022dmm,0.43/fmm r,195/minnr,14/minvm相应地5016FN,54.8TN m,1.05mPkW(2)确定扩孔切削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-31,f:表(0.70.8)m m/r0.7=0.490.56m m/r。根据 Z535 机床说明书,取f=0.57mm/r。2)确定切削速度v及n 根据参考文献7表 28-33,取25/minvm表。修正系数:0.88mvk,24.7221.02(/1.50.9)2ppRa vpaka根据故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表(1000 11.22/min/(24.7)286/minmmmmr查机床说明书,取275/minnr。实际切削速度为3010vd n 324.7275/min 1021.3/minmmrm(3)确定铰孔切削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-36,1.3 2.6fmm表,按该表注4,进给量取小植。查 Z535 说明书,取1.6/fmm r。2)确定切削速度v及n 由参考文献7表 28-39,取8.2/minvm表。由参考文献7表 28-3,得修正系数0.88Mvk,0.99pa vk攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计102524.7(/0.1251.2)2pRpaa根据故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm表01000/()nvd表1000 7.14(/min)/(25)91.5/minmmmr查 Z535 说明书,取100/minnr,实际铰孔速度3010vd n 325100/min 107.8/minmmrm(4)各工序实际切削用量 根据以上计算,各工序切削用量如下:钻孔:022dmm,0.43/fmm r,195/minnr,14/minvm扩孔:024.7dmm,0.57/fmm r,275/minnr,21.3/minvm铰孔:025dmm,1.6/fmm r,100/minnr,7.8/minvm工序 3:粗精铣宽度为 30mm 的下平台(1)粗铣宽度为 30mm 的下平台加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:15YT,100Dmm,齿数8Z,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度pa:2pamm每齿进给量fa:根据参考文献3表 2.4-75,取0.12/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3034,取1.33/Vm s。由式 2.1 得机床主轴转速n:10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-74 300/minnr实际铣削速度v:3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV:0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf:4.8/288/minmffVmm smm 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计11a:根据参考文献7表 2.4-81,30amm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知30lmm,刀具切入长度1l:2210.5()(1 3)lDDa 式(2.2)220.5(10010030)(1 3)5.3mm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1(2)精铣宽度为 30mm 的下平台加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。由参考文献7表 3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):15YT,100Dmm,齿数 12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度pa:1.0pamm每齿进给量fa:根据参考文献7表 3031,取0.08/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3031,取0.32/Vm s机床主轴转速n,由式(2.1)有:10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-31 75/minnr实际铣削速度v:3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV,由式(2.3)有:0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf:2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知40lmm 刀具切入长度1l:精铣时1100lDmm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1工序 4:钻 12.7 的锥孔工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 12.7mm,表面粗糙度6.3aRm。加工机床为 Z535 立式钻床,钻孔12mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计12量。(1)确定钻削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-10 可查出0.47 0.57/fmm r表,由于孔深度比0/30/221.36l d,0.9lfk,故(0.47 0.57)0.90.42 0.51/fmm r表。查 Z535 立式钻床说明书,取0.43/fmm r。根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量1.75/fmm r。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN(由机床说明书查出),根据参考文献7表 28-9,允许的进给量1.8/fmm r。由于所选进给量 f 远小于f及f,故所选 f 可用。2)确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据参考文献7表 28-15,由插入法得:17/minvm表,4732FN表51.69TN M表,1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3,0.88Mvk,0.75lvk,故17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min162/min22vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书,取195/minnr。实际切削速度为:022195/min14/min10001000d nmmrvm由参考文献7表 28-5,1.06MFMTkk,故47321.065016()FNN51.691.0654.8TN mN m3)校验机床功率 切削功率mP为/)mMMmPPn n k表(1.25(195/246)1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即022dmm,0.43/fmm r,195/minnr,14/minvm相应地5016FN,54.8TN m,1.05mPkW攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计13(2)确定扩孔切削用量1)确定进给量 f 根据参考文献7表 28-31,f:表(0.70.8)m m/r0.7=0.490.56m m/r。根据 Z535 机床说明书,取f=0.57mm/r。2)确定切削速度v及n 根据参考文献7表 28-33,取25/minvm表。修正系数:0.88mvk,24.7221.02(/1.50.9)2ppRa vpaka根据故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表(1000 11.22/min/(24.7)286/minmmmmr查机床说明书,取275/minnr。实际切削速度为3010vd n 324.7275/min 1021.3/minmmrm工序 5:钻 M8 螺纹孔锪钻14 阶梯孔(1)加工 M8 底孔工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 8mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻孔至7,选用7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹,选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度pa:10.5pamm进给量f:根据参考文献5表 2.4-39,取rmmf/25.0切削速度V:参照参考文献5表 2.4-41,取smV/43.0由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 0.43 601174/min3.14 7Vnrd,取900/minnr实际切削速度V:03.14 7 9000.33/10001000 60d nVm s 被切削层长度l:12.5lmm刀具切入长度1l:17(1 2)12024.122rDlctgkctgmm刀具切出长度2l:02l攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计14走刀次数为 1攻 M81.5 的螺纹机床:Z535 立式钻床刀具:细柄机用丝锥(8 1.5M)进给量f:由于其螺距mmp5.1,因此进给量rmmf/5.1切削速度V:参照参考文献5表 2.4-105,取min/88.8/148.0msmV由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 8.88353.5/min3.14 8Vnrd,取360/minnr丝锥回转转速0n:取360/minnnr实际切削速度V:03.14 8 3600.15/10001000 60d nVm s (2)锪钻14 阶梯孔工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 14mm,表面粗糙度3.2aRm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为锪钻,加工刀具为:锪钻孔14mm 小直径端面锪钻。1)确定切削用量确定进给量 f 根据参考文献7表 28-10 可查出0.25 0.31/fmm r表,由于孔深度比0/3/120.25l d,1.0lfk,故(0.25 0.31)1.00.25 0.31/fmm r表。查 Z535 立式钻床说明书,取0.23/fmm r。根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量1.75/fmm r。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN(由机床说明书查出),根据参考文献7表 28-9,允许的进给量1.8/fmm r。由于所选进给量 f 远小于f及f,故所选 f 可用。确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据表 28-15,由插入法得:17/minvm表,4732FN表51.69TN M表,1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3,0.88Mvk,0.75lvk,故17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计15010001000 11.22/min298/min12vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书,取195/minnr。实际切削速度为012195/min7.35/min10001000d nmmrvm由参考文献7表 28-5,1.0MFMTkk,故47321.04732()FNN51.691.051.69TN mN m校验机床功率 切削功率mP为/)mMMmPPn n k表(1.25(195/298)1.00.82kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即012dmm,0.23/fmm r,195/minnr,7.35/minvm相应地4732FN,51.69TN m,0.82mPkW 工序 6:粗精铣 M6 上端面工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。要求粗糙度3.2aRm,用回转分度仪加工,粗精铣与水平成 36 的台肩。用立式铣床 X52K,使用组合夹具。(1)粗铣 M6 上端面加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:15YT,100Dmm,齿数8Z,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度pa:2pamm每齿进给量fa:根据参考文献3表 2.4-75,取0.12/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3034,取1.33/Vm s由式(2.1)机床主轴转速n:10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计16按照参考文献7表 3.1-74 300/minnr实际铣削速度v:3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV:0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf:4.8/288/minmffVmm smm a:根据参考文献7表 2.4-81,40amm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知40lmm,刀具切入长度1l:2210.5()(1 3)lDDa 220.5(10010040)(1 3)7mm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1(2)精铣 M6 上端面加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):15YT,100Dmm,齿数 12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度pa:1.0pamm每齿进给量fa:根据参考文献7表 3031,取0.08/famm Z铣削速度V:参照参考文献7表 3031,取0.32/Vm s机床主轴转速n,由式(1.1)有:10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-31 75/minnr实际铣削速度v:3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV,由式(2.3)有:0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf:2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知40lmm 刀具切入长度1l:精铣时1100lDmm刀具切出长度2l:取mml22攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计17走刀次数为 1工序 7:钻 2-M6工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻孔至5,选用5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹,选用 M6 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度pa:mmap25.4进给量f:根据参考文献5表 2.4-39,取rmmf/25.0切削速度V:参照参考文献5表 2.4-41,取smV/43.0由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 0.43 601643/min3.14 5Vnrd,取900/minnr实际切削速度V:03.14 5 9000.24/10001000 60d nVm s 被切削层长度l:15lmm刀具切入长度1l:15(1 2)12023.522rDlctgkctgmm刀具切出长度2l:02l走刀次数为 1攻 M61.5 的螺纹机床:Z535 立式钻床刀具:细柄机用丝锥(6 1.5M)进给量f:由于其螺距mmp5.1,因此进给量rmmf/5.1切削速度V:参照参考文献5表 2.4-105,取min/88.8/148.0msmV由式(2.1)机床主轴转速n:010001000 8.88471.3/min3.14 6Vnrd,取480/minnr丝锥回转转速0n:取480/minnnr实际切削速度V:03.14 6 4800.15/10001000 60d nVm s 被切削层长度l:15lmm刀具切入长度1l:14.5lmm刀具切出长度2l:02l走刀次数为 1攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计18工序 8:校验2.2.6 确定基本工时(1)粗铣、精铣25 孔下平面加工条件:工件材料:HT200 铸铁,b200MPa机床:X525K 机床刀具:高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度l:由毛坯尺寸可知90lmm,刀具切入长度1l:2210.5()(1 3)lDDa 220.5(10010040)(1 3)7mm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1机动时间1jt:12190720.34min288jmllltf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间10.41ft精铣的切削工时被切削层长度l:由毛坯尺寸可知90lmm 刀具切入长度1l:精铣时1100lDmm刀具切出长度2l:取mml22走刀次数为 1机动时间2jt:12290 10021.42min135jmllltf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间20.41ft铣25 孔下表面的总工时为:t=1jt+2jt+1ft+2ft=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min(2)钻孔加工条件:工件材料:HT200 铸铁,b200MPa机床:Z535 立式钻床 刀具:钻孔标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔标准高速钢扩孔钻;铰孔标准高速铰刀钻孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量0.43/fmm r,机床主轴转速攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计19195/minnr,铰孔:025dmm,1.6/fmm r,100/minnr,7.8/minvm1t=(3
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