K140-支架的加工工藝及銑底面氣動夾具設計

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Keyword: Process planning, process, machining allowance, tolerance, time quota.6目錄第1章 緒論1第2章 零件的工藝分析22.1 零件的工藝分析22.2 確定毛坯的制造形式2第3章 擬定圓盤的工藝路線 33.1 定位基準的選擇3 3.1.1 精基準的選擇 33.1.2粗基準的選擇 33.2 加工路線的擬定4第4章 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5第5章 確定切削用量及基本工時65.1 工序 03粗銑、精銑8090端面65.2 工序04銑兩R5的槽 7 5.3 工序05銑38的兩端面85.4 工序06粗銑、精銑16端面9 5.5 工序07擴18孔至19.8、鉸19.8孔至20H710 5.6 工序08鉆8孔 11結 論 12致 謝 13參考文獻 14第1章 緒論機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。支架的加工工藝設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。第2章 零件工藝的分析2.1 零件的工藝分析零件共有六組加工表面，現(xiàn)分述如下：1 8090端面2 兩R5的槽3 38的兩端面416端面5. 20H7孔6. 8孔2.2 確定毛坯的制造形式由于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般支架零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號選用HT200，由于零件年生產(chǎn)量2萬臺，已達到大批生產(chǎn)的水平，通常采用金屬摸機器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當減少。第3章 擬定支架加工的工藝路線3.1 定位基準的選擇在制訂工藝規(guī)程時，定位基準選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置 精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件時，定位 基準的選擇還會影響到夾具結構的復雜程度。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。選擇定位基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準的選擇應先選擇精基準，再選擇粗基準。3.1.1 精基準的選擇選擇精基準時，主要應考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。其選擇原則如下：(1) 基準重合原則 即選用設計基準作為定位基準，以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。2) 基準統(tǒng)一原則 應采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準統(tǒng)一原則。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設計、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準備周期；由于減少了基準轉換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類零件時，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準，均屬于基準統(tǒng)一原則。(3) 自為基準原則 (4) 互為基準原則 當對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進行加工時，需要用兩個表面互相作為基準，反復進行加工，以保證位置精度要求。例如要保證精密齒輪的齒圈跳動精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。再如車床主軸的前錐孔與主軸支承軸頸間有嚴格的同軸度要求，加工時就是先以軸頸外圓為定位基準加工錐孔，再以錐孔為定位基準加工外圓，如此反復多次，最終達到加工要求。這都是互為基準的典型實例。(5) 便于裝夾原則 所選精基準應保證工件安裝可靠，夾具設計簡單、操作方便。4 本零件的工藝精基準選擇為8090端面3.1.2 粗 基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 根據(jù)粗基準的選擇原則，要以非加工表面為粗基準，且粗基準只能使用一次，對本工件來說選擇20內(nèi)孔的鑄造毛坯孔為定位粗基準是非常合理的。3.2 加工路線的擬定工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容工藝裝備01鑄造鑄造02熱處理人工時效03銑粗銑、精銑8090端面X5104銑銑兩R5的槽 X5105銑銑38的兩端面 X6206銑粗銑、精銑16端面 X5107鉆擴18孔至19.8、鉸19.8孔至20H7Z52508鉆鉆8孔Z52509去毛刺去毛刺10檢檢驗至圖紙要求11入庫入庫 第4章 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 零件材料屬于灰鑄鐵，采用金屬摸機器造型，根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）查表2.2-3，知其公差等級CT79級根據(jù)工藝手冊表2.2-4，知工件機械加工余量Z=2.01.8090端面，表面粗糙度Ra6.3 um，根據(jù)工藝手冊，表2.35，單邊總余量Z=2.0mm粗銑 單邊余量Z=1.6m精銑 單邊余量Z=0.4m2兩R5的槽，尺寸都小于30，直接鑄造成型會增大成本，在此采用實心鑄造。3.38的兩端面，表面粗糙度Ra12.5um，根據(jù)工藝手冊，表2.35，單邊總余量Z=2.0mm316端面，表面粗糙度Ra6.3 um，根據(jù)工藝手冊，表2.35，單邊總余量Z=2.0mm粗銑 單邊余量Z=1.6m精銑 單邊余量Z=0.4m4. 20H7孔，尺寸小于30，直接鑄造成型會增大成本，在此采用實心鑄造。5. 8孔，尺寸小于30，直接鑄造成型會增大成本，在此采用實心鑄造。6、支架上其他的不加工表面，要求不高，鑄造即可滿足其要求。第5章 確定切削用量及基本工時5.1 工序03粗銑、精銑8090端面工步一：粗銑8090端面（1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵HT200加工要求：粗銑8090端面機床：立式銑床X51刀具：采用端銑刀量具：游標卡尺 （2）計算銑削用量 已知毛坯最大加工余量為Zmax=2.0mm,粗糙度為Ra6.3，分兩次車削，粗銑切削深度ap=1.6mm確定進給量f：根據(jù)工藝手冊），表2.475,確定fz=0.25mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定V=150m/min 根據(jù)表2.486,取nw=1000r/min故實際切削速度為：V=dwnw /1000=157(m/min)當nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fznz=0.21000=200(mm/min)根據(jù)機床取fm=200(mm/min)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=90+1.6+3=94.6mm 故機動工時為： tm =94.61000=0.095min輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.095=0.014min其他時間計算： tb+tx=6%(0.095+0.014)=0.007min故工步一的粗加工單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =0.095+0.014+0.007=0.116min工步二：精銑8090端面（1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵HT200加工要求：精銑8090端面機床：立式銑床X51刀具：采用端銑刀量具：游標卡尺 （2）計算銑削用量 已知毛坯最大加工余量為Zmax=2.0mm,粗糙度為Ra6.3，分兩次銑削，切削深度ap=0.4mm確定進給量f：根據(jù)工藝手冊），表2.475,確定fz=0.25mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定V=150m/min 根據(jù)表2.486,取nw=1000r/min故實際切削速度為：V=dwnw /1000=157(m/min)當nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fznz=0.21000=200(mm/min)根據(jù)機床取fm=200(mm/min)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=90+0.4+3=93.4mm 故機動工時為： tm =93.41000=0.093min輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.093=0.014min其他時間計算： tb+tx=6%(0.093+0.014)=0.006min故工步二的粗加工單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =0.093+0.014+0.006=0.113min5.2 銑兩R5的槽（1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵HT200加工要求：銑兩R5的槽機床：立式銑床X51刀具：采用立銑刀量具：游標卡尺 （2）計算銑削用量 已知毛坯最大加工余量為Zmax=2.0mm，分兩次銑削，切削深度ap=2.5mm確定進給量f：根據(jù)工藝手冊），表2.475,確定fz=0.25mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定V=35m/min 根據(jù)表2.486,取nw=1000r/min故實際切削速度為：V=dwnw /1000=31.4(m/min)當nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fznz=0.21000=200(mm/min)根據(jù)機床取fm=200(mm/min)切削時由于是銑，故整個銑刀刀盤不必車過整個工件，則行程為l+l1+l2=40+15+0=55mm 故機動工時為： tm =551000=0.055min輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.055=0.008min其他時間計算： tb+tx=6%(0.103+0.015)=0.004min故加工單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =0.055+0.008+0.004=0.067min5.3 工序05：銑38的兩端面 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：銑38的兩端面 機床：臥式銑床X62 刀具：采用三面刃銑刀走刀一次 f=0.25mm/r（工藝手冊2.4-38) v=200m/min（工藝手冊2.4-41) ns=1000v/dw=636.9(r/min)按機床選取nw=600r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.287min=0.043min其他時間計算： tb+tx=6%(0.287+0.043)min=0.020min鉆孔單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =(0.287+0.011+0.005)min=0.089min5.4 工序06 粗銑、精銑16端面工步一：粗銑16端面 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：粗銑16端面 機床：立式銑床X51 刀具：采用端銑刀f=0.25mm/r（工藝手冊2.4-38) v=0.53m/s=31.8m/min（工藝手冊2.4-41) ns=1000v/dw=506.4(r/min)按機床選取nw=500r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.136min=0.020min其他時間計算： tb+tx=6%(0.136+0.020)min=0.009min故工步一的銑單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =(0.136+0.020+0.009)min=0.165min工步二：精銑16端面 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：精銑16端面 機床：立式銑床X51 刀具：采用端銑刀f=0.25mm/r（工藝手冊2.4-38) v=0.53m/s=31.8m/min（工藝手冊2.4-41) ns=1000v/dw=506.4(r/min)按機床選取nw=500r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.136min=0.020min其他時間計算： tb+tx=6%(0.136+0.020)min=0.009min故工步二的銑單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =(0.136+0.020+0.009)min=0.165min5.5 工序07 擴18孔至19.8、鉸19.8孔至20H7工步一：擴18孔至19.8f=0.57mm/r（工藝手冊2.4-52）v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-53）ns=1000v/dw=424.6(r/min)按機床選取nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度 輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.267min=0.040min 其他時間計算： tb+tx=6%(0.267+0.040)min=0.018min 故單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =(0.267+0.040+0.018)min=0.325min 工步二：鉸19.8孔至20f=0.57mm/r（工藝手冊2.4-52）v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-53）ns=1000v/dw=424.6(r/min)按機床選取nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度 輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.264min=0.040min 其他時間計算： tb+tx=6%(0.264+0.040)min=0.018min 故單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =(0.264+0.040+0.018)min=0.322min 5.6 工序08 鉆8孔f=0.20mm/r（工藝手冊2.4-52）v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-53）ns=1000v/dw=1051 (r/min)按機床選取nw=1000r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度 輔助時間為： tf=0.15tm=0.150.100min=0.015min 其他時間計算： tb+tx=6%(0.100+0.015)min=0.007min 故單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =(0.100+0.015+0.007)min=0.122min 結論課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。致謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻1， 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，23， 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4， 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，125， 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 20006， 黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，77， 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