A7V型泵缸体壳体加工工艺及铣上端面夹具设计
资源目录里展示的全都有,所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ:401339828 或11970985 有疑问可加】
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
1
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
铸造
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
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
(r/min)
切削速度
(m/min)
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
(r/min)
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
铸造毛坯
1
铸造毛坯
2
时效热处理
2
时效热处理
3
涂底漆
3
涂底漆
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
2
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第2步
铣
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
铣φ84的底平面
高速钢圆柱立铣刀Ф50,专用夹具,专用量具和游标卡尺
95
15
0.25
3
1
0.66min
95
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
3
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第3步
粗铣精铣顶平面
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
粗铣φ84的底平面
高速钢圆柱立铣刀Ф50,专用夹具,专用量具和游标卡尺
95
15
0.25
3
1
0.66min
2
精铣φ84的底平面
高速钢圆柱立铣刀Ф50,专用夹具,专用量具和游标卡尺
166
26
0.03
1
1
1.14min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
4
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第4步
铣
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
铣φ30的凸台面
高速钢圆柱立铣刀Ф50,专用夹具,专用量具和游标卡尺
95
15
0.25
3
1
0.66min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
5
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第5步
钻、扩、铰Φ30H7mm孔及C1倒角
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻Φ30H7mm孔
莫氏锥柄麻花钻D=28mm
250
18
0.4
23.0
1
0.64min
2
扩Φ30H7mm孔
锥柄扩孔钻D=29.7mm
47
3.66
1.2
1.80
1
1.06min
3
铰Φ30H7mm孔及C1倒角
锥柄机用铰刀D=30mm
47
3.806
1.0
0.14
1
1.48min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
6
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第6步
粗镗精镗Φ48H7mm孔及C1倒角
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用镗夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
粗镗Φ48H7mm孔
专用夹具
1000
22
0.3
7.80
1
0.54min
2
精镗Φ48H7mm孔
专用量具和游标卡尺
450
11
0.3
0.16
1
0.2min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
7
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第7步
钻孔
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻顶平面Φ12mm孔
氏锥柄麻花钻D=12mm,专用钻夹具
1000
30
0.3
9.80
1
0.64min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
8
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第8步
钻孔攻丝
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻孔攻丝顶平面M6螺纹孔
氏锥柄麻花钻D=5mm,专用钻夹具,丝锥M6
1000
30
0.3
9.80
1
0.64min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
9
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第9步
钻孔
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻顶平面6-Φ7mm孔,沉孔∅16
专用钻夹具氏锥柄麻花钻D=7,16mm,专用钻夹具
1000
30
0.3
9.80
1
0.64min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
10
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第10步
钻孔
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻顶平面4-Φ7mm孔,沉孔∅16
专用钻夹具氏锥柄麻花钻D=7,16mm,专用钻夹具
1000
30
0.3
9.80
1
0.64min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
11
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第11步
铣
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
铣宽度为28的槽
高速钢圆柱立铣刀Ф50,专用夹具,专用量具和游标卡尺
95
15
0.25
3
1
0.66min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
12
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第12步
钻孔
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻Φ8、Φ12mm孔及钻孔攻丝2-M6螺纹孔
钻Φ8、Φ12mm孔及钻孔攻丝2-M6螺纹孔
1000
30
0.3
9.80
1
0.64min
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
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
资料编号
产品名称
A7V型泵缸体
零件名称
A7V型泵缸体
共
13
页
第
13
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
金工
第13步
钻孔
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
VMC850
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用钻夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
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
工时定额
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
1
钻Φ12、Φ20mm孔
钻Φ8、Φ12mm孔及钻孔攻丝2-M6螺纹孔
1000
30
0.3
9.80
1
0.64min
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
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
缸体
共
1
页
第
1
页
材 料 牌 号
铸铁
毛 坯 种 类
铸件
毛坯外形尺寸
每毛坯件数
1
每 台 件 数
1
备 注
工
序
号
工 名
序 称
工 序 内 容
车间
工
段
设 备
工时/min
准终
单件
10
铸造
铸 造
铸工
20
清沙
人工清沙
30
时效处理
人工时效
机加工
40
铣
铣下面
机加工
立式铣床X51
0.44
50
铣
铣上面
机加工
立式铣床X51
0.44
60
镗孔
镗Φ48H7孔,Φ30H7孔
机加工
卧式车床C6140
0.45
70
钻孔
钻Φ12孔,钻M6螺纹底孔攻丝M6
机加工
立式钻床Z535
1.938
80
钻孔
钻4-Φ7孔
机加工
立式钻床Z535
0.44
90
钻孔,锪孔
钻6-Φ7孔锪孔Φ14
机加工
卧式镗床T616
0.147
100
铣槽
铣宽28mm槽深5mm
机加工
卧式铣床X62
0.085
110
钻螺纹底孔攻丝
钻孔锪孔
钻Φ8孔,锪孔Φ11深8,钻M6螺纹底孔,攻丝M6
机加工
立式钻床Z535
2.654
120
钻孔,锪孔
钻Φ12H7,锪孔Φ20深14
机加工
立式钻床Z535
0.436
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
摘 要
这次毕业设计内容涵盖了机械加工工艺和机床专用夹具设计、金属切削机床、公差尺寸与机械测量等各个方面的内容。
支撑壳体加工工艺及其铣上端面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、加工工序设计及专用夹具设计这三部分。机械加工工艺设计是在机械制造技术等专业课程所学的理论知识上,发挥专业知识解决实际生产问题的一次实践训练。机械制造技术定义:机械的生产过程中,改变生产对象的形状,尺寸,相对位置和性质等使其称为半成品或者成品的工艺过程。以工艺文件的形式确定下来的工艺过程叫做工艺规程。将铸件,锻件毛坯或者钢材经过机械加工的方法,改变它们的形状,尺寸,表面质量,使其称为合格零件的过程,称为机械加工工艺过程。在工艺设计中,要对零件进行了解,了解零件的作用,应用场合,分析它的技术要求,这样可以保证零件的加工质量,还可以提高其生产效率。要研究零件毛培的工艺结构,制定出粗精基准,在设计出对应的加工工艺过程,完成工艺过程卡;然后按照工艺过程卡的要求,测量计算毛培每个工步所需的加工机床设备及其切削用量;然后按照所需加工要求,设计该机床的专用夹具,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;设计的夹具尽量操作方便,加紧稳定,从而改善加工强度来获得更好的经济效益。
关键词:切削用量;定位;误差
I
ABSTRCT
This graduation design covers all aspects of mechanical machining process and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance dimension and mechanical measurement.
Supporting shell processing technology and the design of the end face of the milling fixture design is a part of the process design, process design and fixture design of three parts. Mechanical machining process design is in the mechanical manufacturing technology and other professional courses in the theory of knowledge, play professional knowledge to solve practical problems of production practice training. Machinery manufacturing technology definition: mechanical production process, change the production process of the object of the shape, size, relative location and nature of the process, which is called the semi finished or finished products. In the form of process documentation to determine the process is called process. The casting and forging blank or steel after machining method, change their shape, size, surface quality of the qualified parts of the process, known as the machining process. To part of understanding, understanding of parts in the design process, and the application situation and analysis of its technical requirements. Only in this way can guarantee the machining quality of the parts, but also can improve the production efficiency. To hair the parts in the training process structure, develop a coarse and fine benchmark, in the design of the corresponding machining process, the complete process card; then in accordance with the requirements of process card, measurement and calculation for hair culture of each step required for machine tools and cutting parameters; then according to processing requirements, design the machine tool fixture, choice of design fixture of various components, such as element positioning, clamping element, a guide element, clip with the machine specific connection components, and other components; fixture design as easy to operate, to intensify the stability, so as to improve the processing intensity to obtain better economic benefits.
Key words:Cutting parameter;positioning;The tolerance
I
目 录
摘 要 III
ABSTRCT IV
目 录 V
2. 零件的分析 2
2.1 零件的作用 2
2.2夹具的作用 2
2.3 零件的工艺分析 3
2.3.1零件工艺流程概念 3
2.3.2壳体工艺分析 3
3. 工艺规程设计 5
3.1 机械加工工艺规程内容 5
3.2 确定毛坯的制作形式 5
3.2.1 毛坯的设计 6
3.3基面和基准的设计 7
3.3.1基面的概念 7
3.3.2 精基准的选择 8
3.4制定工艺路线 9
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10
3.6 确定切削用量及基本工时 11
4 铣上端面夹具设计 20
4.1.提出问题 20
4.2.设计思想 20
4.3 定位计算 20
4.3.1定位分析 20
4.3.2切削力及夹紧力计算 20
4.3.3夹具操作说明 21
5. 结论与展望 23
5.1结论 23
5.2 不足之处与未来展望 24
致 谢 26
参 考 文 献 27
I
支撑壳体工艺工装设计
1. 绪 论
机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。 机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备。。据统计美国60%财富来自制造业,俄罗斯占48%,中国制造业在工业总产值中也占有40%。制造业是国家立国之本,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
壳体的加工工艺规程及其铣上端面夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。壳体是组成机器或部件的主要零件之一,对其他零件有支撑和保护的作用。壳体部分常设计有安装轴密封盖,轴承盖等零件的凸台,凹坑,沟槽等。因此结构复杂。壳体的加工质量不仅影响其装配进度和运动进度,而且影响机器工作精度,使用寿命,性能等。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,提高加工效率,减轻劳动强度,也保证零件加工精度。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。
2. 零件的分析
2.1 零件的作用
图2.1 零件图
这个零件是一个支撑壳体类型的零件,这种零件内部可以存放和保护其他零件,这个零件的作用是可以和其他的零部件进行装配链接,以实现连接过度作用。零件通过四个底孔与其他的零件相连接。
2.2夹具的作用
机床夹具的作用
夹具是机械加工中的一种工艺设备,它在机械加工中起着十分重要的作用,主要有以下的几个方面:
1)便于工件的正确定位,以保证加工精度[1]
工件装夹在夹具上后,工件上各有关的几何元素(点、线、面)之间的相互位置精度在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后,工件在夹具中又得到正确定位并被夹紧,这样就保证了再加工过程中“同批”工件对刀具和机床保持确定的相对位置,使加工得以顺利进行。
2)提高劳动生产效率和降低加工成本
采用夹具以后,可以省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序,减少了辅助时间。若采用联动夹具装置、快速夹紧装置,既能降低劳动强度,又能提高生产效率。例如采用气压、液压等传动装置,只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。
3)改善工人的劳动条件
采用夹具后,工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大,还可以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具,以实现生产过程中的自动化,进一步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。
4)扩大机床工艺范围
在单件小批量生产的条件下,工件的种类、规格多,而机床的数量、品种却有限。为了解决这种矛盾,可以设计制造专用的夹具,使机床“一机多用”。例如,可以采用专用的夹具,在车床上实现拉削。
夹具在机械加工中的作用是重要的,但是在不同的生产规模和不同的生产条件下,夹具的功用也有所侧重,其结构的复杂程度也有很大的不同。例如,在单件小批生产条件下,宜于使用通用的可调夹具,若采用专用的夹具,其结构也应求简单。在大批量生产的条件下,夹具的作用则主要是在保证加工精度的前提下提高生产效率,因此夹具的结构更完善些是必要的。虽然此时夹具的制造费用大一些,但由于生产效率的提高,产品质量的稳定,技术经济效果还是好的。
2.3 零件的工艺分析
2.3.1零件工艺流程概念
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的流程[2]。
机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤就要有详细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。
技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程,并将有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样,因为实际情况都不一样。总的来说,工艺流程是纲领,加工工艺是每个步骤的详细参数,工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。
机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。
2.3.2壳体工艺分析
壳体有2组加工面他们有位置度要求。
这2组加工面的分别为:
1,以底面为基准的加工面,这组加工面包括,基准面底面和上端面,Φ48H7,Φ30H7孔,4-Φ7孔。
2:一个Φ30H7孔为基准的加工面,这个主要是其余的各个面,孔,和槽的加工。
该零件加工底孔时,采用的是一面两销定位。一面两销定位,是壳体、盖类零件加工常用的定位方式。一面,就是壳、盖的大平面,用一周圈若干个垫块(装配后磨平)支撑,垫块用沉头螺钉紧固在夹具体上。两销,一个是圆柱销,另一个是菱形销(削边销),菱形销的长轴与两销的连心线垂直,两销的中心距等于壳、盖的定位销孔的中心距。中心距尺寸公差一般选用js6。两个销子上端,一般高出垫块上平面5mm。销子直径公称尺寸与定位销孔公称直径相同,公差一般选用h6。一面,限制了3个自由度,沿Z移动、绕X转动、绕Y转动。必须是一个圆柱销与一个菱形销,否则会过定位。2个定位孔的中心距是有公差(误差)的,与两销中心距不可能非常一致的,菱形销就是“让开”两者中心距误差、安装干涉的,限制绕Z转动的。菱形销的长轴必须垂直于两销孔的连心线。圆柱销是限制沿X、Y移动。
3. 工艺规程设计
3.1 机械加工工艺规程内容
设计步骤及要求:
⑴生产类型大批。
⑵对零件进行工艺分析〔采用新国标〕。
⑶确定毛坯的种类、形状、尺寸和精度。
⑷拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步,其主要工作是:选择定位基准,确定各表面的加工方法,安排加工顺序,确定工序集中与分散的程度,以及安排热处理、检验及其它辅助工序。在拟定工艺路线时,一般是提出几个可能的方案,进行分析比较,最后确定 一个最佳的方案。
⑸确定工序所采用的设备。选择机床时,应注意以下几个基本原则: ①机床的加工尺寸范围应与工件的外形尺寸相适应。 ②机床的精度应与工序 要求的精度相适应。 ③机床的生产率应与工件的生产类型相适应。如果工件尺寸太大、精度要求过高,没有适当的设备可供选择时,应考虑机床改装或设计专用机床。这时需要根据具体工序提出机床改装(或设计)任务书,任务书中应提出与工序加工有关的必要数据、资料。例如:工序尺寸、工序公差及技术要求、工件的定位、夹压方式,以及机床的总体布局、机床的生产率等。
⑹确定各工序所采用的工艺装备。选择工艺装备时应注意以下几点原则: ①对夹具的选择。 ②对刀具的选择:一般情况下应尽量 选用标准刀具。在组合机床上加工时,按工序集中原则组织生产,可采用专用的复合刀具。 ③对量具的选择 :量具主要是根据生产类型和所要求 检验的精度来选择的。单件小批量生产中应采用通用夹具,大批量生产中,应采用极限量规、高生产率的检验夹具和检验仪器等。
⑺确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。
⑻确定各工序的切削用量。但对于大批量流水线生产,尤其是自动线生产,则各工序、工步都需要规定切削用量,以便计算各工序的生产节拍。
⑼确定时间定额。
⑽填写工艺文件。
3.2 确定毛坯的制作形式
零件的生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型,不同的生产类型有着各自不同的工艺特征。单件生产的基本特点是:生产的产品种类繁多,每种产品的产量都很少,而且很少重复生产。例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产。成批生产的特点是分批的生产相同的产品,生产呈周期性重复。如机床制造,电机制造等属于成批生产。成批生产又可按其批量大小分为小批生产,中批生产和大批生产三种类型[3]。其中,小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件和大量生产的工艺特点类似;中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间。大量生产的基本特点是产量大,品种少,大多数工作的长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工。例如,汽车,拖拉机,轴承等制造都属于大量生产。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算:
根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领,再通过查表,就能确定该零件的生产类型。
根据本零件的设计要求,根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表1-3,表1-4可知该零件为轻型零件。本设计零件JS124壳体的生产类型为中批量生产。采用砂型铸造
3.2.1 毛坯的设计
壳体零件材料为 HT200(灰铸铁200),硬度范围是195HBS-220HBS,毛坯重约1Kg。
根据本零件设计要求,根据《工程材料》
表3-1 灰铸铁强度表
牌号
铸件厚度/mm
抗拉强度Rm/N·mm-2
显微组织
>
≦
基体
石墨
HT200
2.5
10
200
珠光体 中等片状
10
20
195
20
30
170
30
50
160
灰铸铁抗拉强度和塑性低,但铸造性能和减震性能好,主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。 生产类型为成批生产,采用砂型铸造,机械翻砂造型,2级精度组。
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量,零件加工工艺路线确定后,在进一步安排各个工序的具体内容时,应正确地确定工序的工序尺寸,为确定工序尺寸,首先应确定加工余量。 由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度,因此要留有加工余量,以便经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量[4]。 对毛坯初步设计如下:
1. Ø48mmΦ30mm的孔
因为孔只有Φ30mm大,Φ30孔的粗糙度为6.3,6.3:半精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面,如不要求定心和配合特性的表面,例螺栓孔、螺钉通孔、铆钉孔。粗镗既可以满足要求,查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm。
2. 壳体的上下端面
该阀体的上下端面粗糙度都是12.5,只需要进行粗铣加工就可以满足该阀体端面的光洁度要求。根据资料可知,选取加工余量等级为G,选取尺寸公差等级为9级。
所以根据相关资料和经验可知,阀体的上下端面的单边余量为3mm,符合要求。
3. 宽28mm的槽2端面
宽28mm2端面的粗糙度为12.5,一次粗铣即可满足要求。
所以根据相关资料和经验可知宽70mm的2端面的单边余量为2mm。
根据上述原始资料及加工工艺,确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸,这样毛坯的尺寸就可以定下来了,毛坯的具体形状和尺寸见图“壳体”零件毛坯简
图3.1毛坯图
3.3基面和基准的设计
3.3.1基面的概念
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法进行[5]。 基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念,机械产品从设计时零件尺寸的标注,制造时工件的定位,校验时尺寸的测量,一直到装配时零部件的的装配位置确定等,都要用到基准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点,线或面.
基准分为:⑴ 设计基准、⑵ 工艺基准
工艺基准又分为: ⑴工序基准、 ⑵ 定位基准、⑶ 测量基准、 ⑷装配基准
基准面是指以之为基准用来确定其他点,线,面等尺寸的表面,分为设计基准面和加工基准面,前者指图纸上的基准面,后者用于实际加工,该两者最好是指工件的同一个表面,基准面通常是指一个平面。在实际的操作中,基准面是为了保证加工精度和便于测量,在工件上选定的一个面作为定位面,在车削加工,常以工件的外圆面、台阶面或端面做为基准,目的就是为了便于加工和测量。
在加工中,尽量使设计基准和定位基准相重合,在多工步加工中尽量使用同一个基准面,也不要使用毛坯面做为基准面,这样便于保证加工的准确性,减少由于基准不重合造成的误差。
粗基准选择应当满足以下要求:
(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。
(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。
(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。
(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。先选取φ40外圆为定位基准,利用V型块为定位元件。
3.3.2 精基准的选择
精基准的选择应满足以下原则:
(1)“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。
(2)“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。
(3)“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。
(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。
(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。
以φ12和φ30孔(一面2销)为定位精基准,加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。
3.4制定工艺路线
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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来方案一
工序Ⅰ:铸造
工序Ⅱ:清沙
工序Ⅲ:时效处理
工序Ⅳ:铣下端面
工序Ⅴ:铣上端面
工序Ⅵ:钻4-Φ7孔
工序Ⅶ:镗Φ48H7,Φ30H7孔
工序Ⅷ:钻Φ12孔,钻M6螺纹底孔攻丝M6
工序Ⅸ:钻6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X:铣宽28mm槽深5mm
工序XI:钻2-M6螺纹底孔攻丝M6
钻Φ8孔锪孔Φ11
工序XII:钻孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII:去毛刺
工序XIV:检验
方案二
工序Ⅰ:铸造
工序Ⅱ:清沙
工序Ⅲ:时效处理
工序Ⅳ:铣下端面
工序Ⅴ:铣上端面
工序Ⅵ:镗Φ48H7,Φ30H7孔
工序Ⅶ:钻Φ12孔,钻M6螺纹底孔攻丝M6
工序Ⅷ:钻4-Φ7孔
工序Ⅸ:钻6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X:铣宽28mm槽深5mm
工序XI:钻2-M6螺纹底孔攻丝M6
钻Φ8孔锪孔Φ11
工序XII:钻孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII:去毛刺
工序XIV:检验
工艺路线三:
工序I铸造
工序II:清沙
工序III:时效处理
工序IV:铣下端面
工序V:铣上端面
工序Ⅵ:镗Φ48H7,Φ30H7孔
工序Ⅶ:钻Φ12孔,钻M6螺纹底孔攻丝M6
工序Ⅷ:钻4-Φ7孔
工序Ⅸ:钻6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X:铣宽28mm槽深5mm
工序XI:钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻Φ8孔锪孔Φ11
工序XII:钻孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII:去毛刺
工序XIV:质检
工艺方案二和方案一,方案三区别在于方案二先镗Φ30,Φ48孔钻Φ12孔这样可以利用加工好的这几个孔作为定位基准,加工Φ48和Φ30更好地保证了工件的加工精度,综合考虑我们选择方案一
具体的工艺路线如下
工序I铸造
工序II:清沙
工序III:时效处理
工序IV:铣下面
工序V:铣上面
工序VI:镗Φ48H7,Φ30H7孔
工序VII:钻Φ12孔,钻M6螺纹底孔攻丝M6
工序VII:钻4-Φ7孔
工序IX:钻6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X:铣宽28mm槽深5mm
工序XI:钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻Φ8孔锪孔Φ11
工序XII:钻孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII:去毛刺
工序XIV:质检
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
壳体零件材料为HT200,生产类型为大批量生产,采用砂型机铸造毛坯[6]。
1、 壳体的上下端面
因为壳体的上下和左右端面没有精度要求,粗糙度要求为12.5,光洁度要求不高,其加工余量为2.5mm。
3、壳体的孔
毛坯为空心,铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间,参照参数文献,确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5。
3.6 确定切削用量及基本工时
1、工序IV:铣下端面
1. 选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀,刀片采用YG8[7]。
由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。
硬质合金牌号:YG8 密度g/cm2: 14.5-14.9 抗弯强度不低于N/cm2: 1600 硬度不低于HRA: 89.5。
常 见 用 途: 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中,不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣,一般孔和深孔的钻孔、扩孔。 相当于ISO: K30 。
,,
切削深度,刀具直径,刀具旋转线速度
2. 决定铣削用量
1) 决定铣削深度
因为加工余量不大,一次加工完成
2) 决定每次进给量及切削速度
根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。
根据表查出 ,则
按机床标准选取=750
切削速度 V_c=πdn/1000 n=(1000V_c)/πd
n-转速(r/min) d-工件毛坯直径(mm) V_c-线速度(m/min)
(切削速度)
当=750r/min时
按机床标准选取(每分钟进给)
3) 计算工时
tj=D×π×i/vf(min) 铣圆周表面
切削工时:,,,则机动工时.
工序V:铣上端面
1. 选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀,刀片采用YG8,
,,
2. 决定铣削用量
4) 决定铣削深度
因为加工余量不大,一次加工完成
5) 决定每次进给量及切削速度
根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。
根据表查出 ,则
按机床标准选取=750
当=750r/min时
按机床标准选取
6) 计算工时
切削工时:,,,则机动工时为
工序Ⅵ:镗Φ30H7,Φ48H7孔
1. 选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀,刀片采用高速钢,
,d=0.8mm,n=1000r/min
根据C6140说明书,功率5KW,中性刚度。
查表得,则
②阶台轴或阶台孔
tj=(L+L1+L2)×i/(f×n)=(L+L1+L2)×d×π×i/(f×Vc×1000) (min)
t=(80+7+3)*1/(0.2*1000)=0.45min
工序Ⅶ:钻Φ12孔,钻M6螺纹底孔攻丝M6
工步一:钻Φ12孔的切削用量及基本工时
(1)钻Φ12mm孔
机床:Z525立式钻床
刀具:根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ12
1)进给量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)确定机床主轴转速
ns== 796r/min
与796r/min相近的机床转速为900r/min。现选取=900r/min。
所以实际切削速度==
4) 切削工时,按《工艺手册》表6.2-1。
t=i ;其中l=40mm; =4mm; =3mm;
t
t= ==0.4(min)
工步二:钻M6螺纹底孔Φ5
确定进给量:根据参考文献Ⅳ表2-7,当
钢的,时,。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则
根据Z525机床说明书,现取
切削速度:根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14,查得切削速度所以
根据机床说明书,取,故实际切削速度为
切削工时:,,,则机动工时为
.
工步三:攻丝M6
按机床选取,则
机动时 ,,
攻M6孔
工序VIII:钻4-Φ7孔
工步一:钻Φ7孔的切削用量及基本工时
(1)钻Φ7mm孔
机床:Z525立式钻床
刀具:根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ7
1)进给量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)确定机床主轴转速
ns== 1364r/min
与1364r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。
所以实际切削速度==
5) 切削工时,按《工艺手册》表6.2-1。
t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm;
t
t=4x() =4x()=0.36(min)
工序IX:钻6-Φ7孔锪孔Φ14
工步1:钻6-Φ7孔;
机床:Z525立式钻床
刀具:根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ5
1)进给量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)确定机床主轴转速
ns== 1364r/min
与1364r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。
所以实际切削速度==
5) 切削工时,按《工艺手册》表6.2-1。
t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm;
t=6x() =6x()=0.081(min)
工步2:锪孔Φ14
锪孔的目的是为了保证孔口与孔中心线的垂直度,以便与孔连接的零件位置正确,连接可靠。 锪孔不需要进行大量切削,只需要用锪形钻锥,锪孔时的切削速度应比钻孔低,一般为钻孔切削速度的1/2~1/3。 锪孔时,由于锪孔的切削面积小,标准锪钻的切削刃数目多,切削较平稳,所以进给量为钻孔的2~3倍。则:
1)进给量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l=1mm; =3mm;
t=6x() =6x()=0.066(min)
工序X:铣宽28mm的槽
选择刀具
刀具选取高速钢三面刃铣刀,刀片采用YG8,
,,
2. 决定铣削用量
7) 决定铣削深度
因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则
8) 决定每次进给量及切削速度
根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。
根据表查出 ,则
按机床标准选取=375
当=375r/min时
按机床标准选取
9) 计算工时
切削工时: ,,则机动工时为
工序XI:钻2-M6螺纹底孔攻丝M6
钻Φ8孔锪孔Φ11
工步一:钻M6螺纹底孔Φ5
确定进给量:根据参考文献Ⅳ表2-7,当
钢的,时,。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则
根据Z525机床说明书,现取
切削速度:根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14,查得切削速度所以
根据机床说明书,取,故实际切削速度为
切削工时:,,,则机动工时为
工步二:攻丝M6
按机床选取,则
机动时 ,,
攻M6孔
工步三:钻Φ8孔;
机床:Z525立式钻床
刀具:根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ8
1)进给量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)确定机床主轴转速
ns== 1193r/min
与1193r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。
所以实际切削速度==
5) 切削工时,按《工艺手册》表6.2-1。
t=i ;其中l=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.14(min)
工步4:锪孔Φ11
1)进给量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l=8mm; =3mm;
t= ==0.03(min)
工序XII:钻孔Φ12锪孔Φ20深14
工步1:钻Φ12孔;
机床:Z525立式钻床
刀具:根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ10
1)进给量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)确定机床主轴转速
ns== 795r/min
与795r/min相近的机床转速为900r/min。现选取=900r/min。
所以实际切削速度==
5) 切削工时,按《工艺手册》表6.2-1。
t=i ;其中l=36mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.36(min)
工步2:锪孔Φ20至深14
1)进给量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l=14mm; =3mm;
t= ==0.076(min)
4 铣上端面夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
4.1.提出问题
(1)怎样限制零件的自由度;V形块加小平面限制5个自由度,定位销限制1个自由度。
(2)怎样夹紧;设计夹具由螺旋夹紧配合V形块夹紧工件。
(3)设计的夹具怎样排削;此次加工利用加工,通过下底面排削。
(4)怎样使夹具使用合理,便于装卸。
4.2.设计思想
设计必须保证零件的加工精度,保证夹具的操作方便,夹紧可靠,使用安全,有合理的装卸空间,还要注意机构密封和防尘作用,使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对副变速拨叉铣圆柱左右面进行加工,这个孔尺寸精度要求为IT8,表面粗糙度Ra6.3。
4.3 定位计算
4.3.1定位分析
1. (1)定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。由零件图可知孔的设计基准是所以可用V型块,平面定位,以孔的设计基准为工艺基准,做到了基准统一。
(2)定位误差的分析
定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块,因为该定位元件的定位基准为孔的轴线,所以基准重合△B=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。
△Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm
4.3.2切削力及夹紧力计算
(1)工步
1、背吃刀量的确定
ap=7.8mm
2、进给量的确定
由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r
3、切削速度的计算
由表5-22,按工件材料为45的条件选取,切削速度v可取为22m/min.由公式n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=897.6r/min参照表4-9所列四面组合钻床的主轴转速,取转速n=960r/min.再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=960r/min×π×7.8mm/1000=23.5m/min.
(2)粗铰工步
1、背吃刀量的确定
ap=0.16mm
2、进给量的确定
由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r
3、切削速度的计算
由表5-31,按工件材料为45的条件选取,切削速度v可取为2m/min.由公式n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=80r/min参照表4-9所列四面组合钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=97r/min×π×7.96mm/1000=2.4m/min.
(3)精铰工步
1、背吃刀量的确定
ap=0.04mm
2、进给量的确定
由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r
3、切削速度的计算
由表5-31,按工件材料为45的条件选取,切削速度v可取为4m/min.由公式n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=159.2r/min参照表4-9所列四面组合钻床的主轴转速,取转速n=195r/min.再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=195r/min×π×8mm/1000=4.86m/min.
4.3.3夹具操作说明
如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸。
5. 结论与展望
5.1结论
设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入设计打下了好的基础。
经历了一个多月的探索与设计,终于要告一段落了。此次毕业设计是在一边工作一边做设计的情况下完成的,这样让我更加深刻的体会到了实际生产与理论知识的区别,同时也让我把二者融入到了一起。
毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节;是教学计划中综合性最强的实践性教学环节,它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力,并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。毕业设计能使我们在以下几个方面有较大提高。
1.通过阅读有关资料对当前先进的机械制造业的发展有进一步的了解。
2.融汇、贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识。
3.综合运用所学专业理论知识和技能提高独立分析问题和解决实际问题的能力。
此时回想过去工作之余在做设计的日子,体会很多,感慨也不少。我基本上按照我初定的三阶段计划认真做我的毕业设计的。设计过程也如我所料,遇到不少的问题。
在查阅资料学习阶段,我重新温习了我们以前所学过的知识,查阅了许多有关夹具设计、机床的图书资料和工艺设计方面的书籍。经过这一阶段的学习,我对夹具有了大体的认识,这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。
具体设计阶段是最主要,最重要,最艰难的阶段。万事开头难,这一阶段的第一个难点就是总体方案的确定。认真研究往届的设计方案,再比较现在有类似夹具设计后,最终确定自己的设计方案的。我本以为总体方案确定后,接下来的设计应该就不难了,但真正的设计过程中的困难超出我的所料。不管是具体零部件分析选择和还是装配图的绘制,我都遇到不少问题,充分暴露以往学习的知识缺漏,自己独立解决实际问题能力的不足。幸好在此过程中常得到指导老师的指导、同学们的帮助,让我基本上解决了问题,完成了这一阶段的设计。
最后的修改阶段,我自己先认真检查修改一遍自己的设计,包括零件图以及说明书。然后交给鲍老师,请他帮我检查。鲍经过详细的检查后对我的设计给予详细的、指正和修改建议。
5.2 不足之处与未来展望
本次毕业设计主要加工的是底孔,对于其他面的精度保证计算来保证,孔加工方面,做的是一面两销定位,作为定位基准的两个孔没有做到高精度,对于底孔的垂直度不能达到一个很高的位置度要求。专用钻夹具很多都需要自制,应该考虑到自制的成本。
机械加工工艺是一门有着悠久历史的学科。今天,机械加工在一般的加工方法上已经拥有完善而成熟的体系,加工设备也日益臻于完善。如今,这一学科正在朝向特种加工,超精密加工,快速制造等方向发展。本文即针对其中的快速成型制造技术谈谈机械加工工艺未来的发展前景。
快速成形制造(RPM)技术是国外80年代后期发展起来的一门新兴技术。RPM技术尽管发展
的时间不长,但发展速度很快,而且从其重要性和对制造业的推动作用来看越来越受到人们的关注。RPM技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状的三维实体的技术,是机械工程、CAD、NC、激光、材料等多学科相互渗透与交叉的产物。可以说,它是自动地、快速地、准确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造出零件(包括模具)的技术,是制造技术的一次新的变革。
快速成型最重要的就是制造工艺的新思路以及实现它的设备。一下列出了现在已经较为完善且已经投入实际生产的快速成型技术:
a、叠层实体成型制造技术与设备(LOM)
通过激光沿着二维轮廓线切割各层箔材,然后将各层箔材相互粘接而得到成型零件几何体的快速成型技术与设备。
b、选择性激光烧结成型技术与设备(SLS)
通过电扫描装置控制的CO2激光有选择性地将零件结构范围内粉末状的原材料加热至熔点温度进行烧焙的快速成型技术与设备。
c、熔融沉积成型制造技术与设备(FDM)
将固状原材料在热喷嘴中融化,在计算机的控制下,通过挤压成型的方式得到零件几何体的快速成型技术与设备。
d、液态光敏固化成型技术与设备(SLA)
液态光敏聚合物受到根据控制系统指令的紫外激光束的照射后快速固化,形成相应的固态截面轮廓的快速成型技术与设备。
e、三维打印成型技术与设备(TDP)
按照截面轮廓的信息,喷头喷出熔化的热塑性材料石蜡或粘合剂,从而成型三维实体的快速成型技术与设备。
快速制造技术具有以下特点:
(1)制造快速;
(2)技术高度集成;
(3)自由成型制造;
(4)制造过程高柔度性;
(5)广泛的应用领域等
由于该技术的独特性和技术优点,使得它成为21世纪关系到生产力水平的一项重要的先进制164造技术,成为制造业的研究热点。同时,绿色制造也是当今制造行业的热带内和发展趋势,因其是实现生态工业和社会可持续发展的关键技术。
快速制造技术的缺点在于适用面窄,成本高。将来的发展方向必然是从原型制造向零件批量生产发展。而适用的材料也将向金属合金等热门材料发展,甚至是复合材料和纳米材料。同时,快速制造也将向着绿色节能环保的方向发展。
古代三次材料变革最终形成了机械制造业,近代和现代三次工业革命又大大推动了制造业的发展,但真正推动制造技术(主要指主体技术的工艺技术)发展是制造革命。
第一次制造革命发展了特种加工,在现有加工方法的基础上扩展了加工范围。第二次制造革命又发展了增材加工,开辟了加工方法的新领域。
增材加工尤其是快速成型制造正迅速向前发展。目前已能快速制造产品样件。不久的将来能直接快速制造产品零件。它将成为21世纪的重要加工方法。
致 谢
这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。
这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢老师,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
参 考 文 献
[1] 艾兴,肖诗纲. 切削用量简明手册[M].机械工业出版社出版,1994.
[2] 郭宗连,秦宝荣. 机械制造工艺学第二版[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3] 陈锦昌,刘
收藏