支架殼體加工工藝及夾具設(shè)計【粗銑φ35孔右端面】【粗精鏜φ35H7和φ40H7孔】【說明書+CAD】
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金剛石刀具的磨損在石材加工中對切削力的影響S.Tuchetta摘要 用金剛石刀具進(jìn)行石材加工是一種廣泛使用的方法,主要用于制造工藝標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和設(shè)計形狀,例如瓷磚、厚板、側(cè)石等等。切削力和切削能量可以用來檢測石材加工過程,但我們需要實證模型來選擇切削條件。在這方面,切削條件對切削力和切削能量的影響與理想切屑厚度有關(guān),這些影響同樣與金剛石刀具的磨損有關(guān)。這篇文章中建立的實證模型可以用來預(yù)測切削能量的變動。因此,這些模型可以指導(dǎo)切削條件的選擇并且預(yù)測何時應(yīng)該更換刀具。切屑的產(chǎn)生和清除過程應(yīng)當(dāng)分別滿足以下要求,一是符合刀具制造的參數(shù)要求,二是滿足切削過程參數(shù)的要求。關(guān)鍵詞 石材 加工 電鍍金剛石磨盤 切削力 切削能量術(shù)語 b 切削寬度(mm) d 磨機直徑(mm) 切削深度(mm) 當(dāng)量磨削厚度(mm) 切削速度(m/min) 進(jìn)給速度(m/min) 切削力沿進(jìn)給方向的分量 (N) 切削力沿垂直于進(jìn)給方向的分量(N) 徑向切削力(N) 切向切削力(N) 和的合力(N) 和之間的夾角() 和之間的夾角 () 軋機和工件之間的接觸角()1 介紹切削力和切削能是能夠更好理解機械加工工藝的重要參數(shù),因為它們與刀具磨損、切削溫度和表面完整性直接相關(guān)。在石材加工過程中,由去除石材的礦物成分使磨粒通過加工表面。了解石材加工過程中磨料之間相互作用的現(xiàn)行機制是有效使用切削過程的必要步驟。對切削現(xiàn)象的認(rèn)識能使模型體現(xiàn)切削性能和控制參數(shù)的關(guān)系。為了更好地控制切削過程,一個模型需要確定切割和控制參數(shù)之間的關(guān)系,同時相同的模型也應(yīng)該考慮金剛石刀具的磨損。在石材切割文學(xué)中的研究比較少,Jerro展示了一個用來定義和推導(dǎo)理論切削幾何的數(shù)學(xué)方法1。由圖1,得知理論切削形狀、切削范圍和平均切屑的關(guān)系。徑向切削力和所獲得的切屑厚度的關(guān)系得到實證的研究。Brach 研究了在功率消耗中特定切削能的問題來轉(zhuǎn)換測力計讀數(shù)2。Asche 顯示了刀具磨損的過程參數(shù)的實證結(jié)果3。Tonshoff開發(fā)了一個由盤狀金剛石刀具工作地切割石模型,雖然沒有完全測試,但卻被廣泛地使用4。這個模型顯示了刀具的機械作用和工件的彈性及塑性變形,石材與金剛石之間的摩擦,石材與模型之間的摩擦。根據(jù)金剛石刀具的循環(huán)框架,Konstanty提出了一個天然石材的理論模型5。這些模型看起來并沒有經(jīng)過實驗測試。Pai收集和觀察了在掃描顯微鏡下的石材樣本,并且把他們聯(lián)系到比切削能6。Wang用單點切削刀具模擬了金剛石的切削過程,并且證明了切削力和字符凹槽有相似的趨勢7。Di Ilio展示了一個分析模型,用來預(yù)測谷物和石材的最大磨損率,它為磨損機理提供了證據(jù)8。它是基于刀具磨損率取決于兩個因素的假設(shè):前者只有一個矩陣的特征,而后者只是一粒特性,兩者都需要實驗來驗證。Ersoy建立了一種比切削能、金剛石磨損和不同類型巖石的關(guān)系9。這些研究并不打算利用在石材加工過程中發(fā)生在工件表面的現(xiàn)象來給出一個系統(tǒng)的結(jié)論。圖1 測力計測量的和這些文獻(xiàn)提供了許多關(guān)于韌性和脆性材料在研磨方面的數(shù)據(jù)。Malkin提出了一個有趣的模型,它是關(guān)于磨削功率和速率之間的關(guān)系,以及切削表面磨粒生成和陶瓷件的相互作用10。他通過在特定的磨削部位,舍入三角形頂端的影響,來加深這個模型11。對金屬材料的磨削工作顯示了許多模擬切削力的方法12。他們基于經(jīng)驗主義13或是物理學(xué)的考慮14,15。 圖2 和力的組成表1 Coreno Perlato Royal 和White Carrara石材的機械性能材料性質(zhì)Coreno Perlato RoyalWhite Carrara密度kg/27402705吸水性%4.00.06耐壓強度MPa163131楊氏模量MPa7200075000撓曲強度MPa12.816.9抗磨損性0.950.52沖擊阻力cm3261努普強度MPa20011463當(dāng)前的通過電鍍金剛石加工的工作模型被廣泛應(yīng)用在石材加工中,包括磨機和磁盤。刀具以一個恒定的速度繞其軸轉(zhuǎn)動并勻速切入工件。刀具表面的金剛石磨粒通過石材的縫隙去除石材體積。切削過程主要受石材的機械物理性能影響,例如粒度和強度:不同的礦石對切削機理、粘結(jié)劑的磨損和金剛石的磨損有不同的影響。影響這一過程的其他因素包括金剛石和原料之間的應(yīng)力、應(yīng)力在石材中的分布以及刀具和工件接觸表面的溫度。這項工作地目的是研究切削力和切削能以及相關(guān)切削因素之間的關(guān)系,例如切削深度、進(jìn)給速度,因此提供關(guān)于刀具磨損的不同看法。特別地是,這個加工條件是那些被證實得產(chǎn)業(yè)觀點中最有趣的一個。切削力和能量被建模成一個等效切屑厚度的函數(shù),這個函數(shù)是一個刀具在不同階段磨損情況的簡單通用的冪函數(shù)。在以下的模型中,為切削力和等效切削厚度以及切削能與當(dāng)量磨削厚度或材料去除率的模型中,都可以通過磨機或磁盤體現(xiàn)。然后,他們測試了不同的工藝條件。2 金剛石刀具在石材加工中的切削力為了預(yù)測在金剛石磨削加工過程中切削力而提出的模型17。在石材加工過程中,切削力可以由放置在工件下的測力計測量出,如圖1所示。一個測力計可以分別測量出作用在工件上沿進(jìn)給速度方向和沿垂直于進(jìn)給方向的切削力的分量和。由切向力和徑向力組成的切削力可以由結(jié)果計算所得。(見圖2)=Rsin (1)=Rcos (2)其中:=-Z (3)公式(3)中的參數(shù)Z取決于在在刀具A和工件C的接觸面上,弧線上合力R的應(yīng)用點的位置。因此: Z= (4)在由測量和的標(biāo)準(zhǔn)來確定分量和之前,必須找到一些估計Z值標(biāo)準(zhǔn)的方法。如果切削深度是一個小的值,那么徑向切削力和法向切削力大致相同(見圖2)。對參數(shù)Z更準(zhǔn)確的估計可以能通過實證研究發(fā)現(xiàn),例如在16中的發(fā)現(xiàn)。在這項工作中,對于1mm的切削深度,采用0.5的值是可行的。 表2 實驗計劃因素級別編號級別切削深度30.10.51.0進(jìn)給速度3200400600切削速度13000磨機磨損階段512345復(fù)制3總切削135圖3 五種刀具不同階段的磨損值切向切削力和徑向切削力對當(dāng)量磨削厚度由一個冪函數(shù)成比例。= (5)= (6)其中:和是切削力系數(shù),和是常數(shù)。當(dāng)量切屑厚度等于: = (7)它是由切削深度、提供能量和切削速度與分別確定??梢缘贸鼋Y(jié)論,通過定義四個參數(shù)(,),由公式(5)和(6),可以模擬兩個切削力和。這些是大體上的方程,他們適用于不同切削因素和磨損階段。以下部分將給與證明。3 切削力模型的驗證:金剛石球磨機磨損的影響與磨機進(jìn)行石材切削相關(guān)的模型驗證的詳情見17。 圖4 切削力分力的趨勢(進(jìn)給速度=200mm/min)圖5 切削力分力的趨勢(=200mm/min)實驗是在一臺 Brembana Macchine數(shù)控加工中心上進(jìn)行的,鉆石磨機通常用來加工直徑和高度分別為20mm和37.5mm的觀賞性石材。工件材料是Coreno Perlato Royal大理石,它主要由包含海藻化石的碳酸鈣組成,從藝術(shù)的角度來看,它有一種光點和暗斑。與眾所周知的White Carrara大理石相比,它的機械特性見表1。試驗計劃如表2所示。它利用五個刀具磨損的典型條件,在刀具表面測量一個重要取樣標(biāo)準(zhǔn)的峰值。(圖3)切削條件由當(dāng)量切屑厚度體現(xiàn)。為了減小系統(tǒng)誤差的影響,實驗的切削按照一個隨機的順序進(jìn)行。切削力和已經(jīng)由 Kistler 壓電測量儀(9257型)測出。在這項實驗中,我們通過提出的模型來分析刀具磨損的影響。具體來說,為了測量在不同刀具磨損條件下切削力的組成,我們進(jìn)行了一系列的實驗。切削力分量得到了各自條件下的測量:在切向方向的和正常方向的。在公式5和6中對實驗數(shù)據(jù)的回歸分析的恒定值與刀具磨損有關(guān)。特別是對于不同的磨損條件,它可能驗證已提出模型的適用性。所有的回歸分析滿足假設(shè)殘差的正態(tài)性和均勻性。圖4顯示的是在五個不同的磨損條件下,當(dāng)量且屑厚度的切削力分量。從圖中可以得知,在測試條件為的最大值時,隨著磨損的增加,切削力分量大約從30N上升到60N。 圖7 切削力分力的趨勢(=400mm/min)圖5顯示的是在五個不同的磨損條件下,當(dāng)量且屑厚度的切削力分量。從圖中可以得知,在測試條件為的最大值時,隨著磨損的增加,切削力分量大約從70N上升到300N。圖6、7、8和9顯示,在五種磨損條件下,以當(dāng)量切屑厚度為基礎(chǔ)的,進(jìn)給速度為400mm/min和600mm/min時的切削力大小。同樣在這種情況下,我們可以注意到,隨著刀具磨損的增加,切削力的分量有一個急劇的上升。 回歸分析通過考慮其他的“線性和非線性模型有關(guān)力和工藝參數(shù),認(rèn)為所提出的模型更好并且更簡單。 圖8 切削力分力的趨勢(進(jìn)給速度=600mm/min) 圖9 切削力分力的趨勢(進(jìn)給速度=600mm/min)4 切削機理和表面質(zhì)量加工后的表面在光學(xué)顯微鏡下檢查裂紋和碎屑。通常如圖10所示的缺陷報告圖用于樣品。金剛石磨粒的主切削過程如圖10所示。在較小切削深度的條件下,大理石的破壞變形主要為塑性變形。隨著切深的增加,塑性變形變?nèi)酰欢邢鞅砻娴臋M向裂紋增加。一些小的橫向裂紋出現(xiàn)在鱗片狀的凹槽底面,帶有碎石粉末的塑性變形區(qū)仍然在切槽的底部。破碎帶作為一個連續(xù)的部分,同時剪切裂紋沿著破碎帶的邊界。沿著相對于刀具正價方向,對每一個已加工表面進(jìn)行粗糙度測量。圖11顯示的是在進(jìn)給速度為200mm/min時,五種刀具磨損條件下徑向切深下的粗糙度讀數(shù)。由圖11得知,粗糙度不取決于切削深度,并且隨著磨損的加劇它的假定下降值。這是因為事實上隨著磨損加劇,表面不規(guī)則度減小,磨損的鉆石投影更少的矩形,投影更多的圓形。進(jìn)給速度為400mm/min和600mm/m圖10 進(jìn)行磨粒切削的大理石的切削機理 圖11 五種刀具磨損值的Ra值5 結(jié)論本研究建立的在天然石材加工上的模型,用于計算切削功率和能量,具體來說,提出的模型驗證了先前關(guān)于用金剛石刀具加工天然石材的研究。為了測試切削模型進(jìn)行的實驗測試取決于刀具的磨損情況,回歸模型顯示了在不同刀具磨損情況下的適用性??偠灾?,本研究使人們用銑床和金剛石涂層磁盤加工工作天然石材時確定簡單模型來預(yù)測切削力和能量稱為可能,該模型還可以預(yù)測與刀具磨損相關(guān)的切削功率。感謝 本研究由意大利 M.I.U.R.資助進(jìn)行。參考文獻(xiàn)1. 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International Journal of Machine Tools and Manufacture 44:11891196湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第1頁車間工序號工序名稱材料牌號3粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 11.36s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑40孔左端面232.46至233mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺375117.80.13219.88s1.48s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第10頁車間工序號工序名稱材料牌號15精銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式銑床X62夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 20.94s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗精銑底板底面6.25至6mm、Ra3.2um面銑刀100、游標(biāo)卡尺4751500.091116.7s4.24s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第11頁車間工序號工序名稱材料牌號16鉆、鉸HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式鉆床Z535夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 128.61s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆孔18至18.21mm、Ra3.2um麻花鉆、塞尺、卡尺9001500.172114.3s2.15s2粗鉸孔18.21至19.72、Ra3.2um鉸刀、塞尺、卡尺3751100.222132.2s4.82s3精鉸孔19.72至20mm、Ra1.6um鉸刀、塞尺、卡尺4751300.141.5156.1s8.42s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第12頁車間工序號工序名稱材料牌號17鉆、鉸HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式鉆床Z535夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 135.27s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆孔25至25.25mm、Ra3.2um復(fù)合鉆頭、塞尺、卡尺9001500.172120.4s3.06s2粗鉸孔25.25至39.78、Ra3.2um鉸刀、塞尺、卡尺3751100.222137.8s5.67s3精鉸孔39.78.21至40mm、Ra1.6um鉸刀、塞尺、卡尺4751300.141.5158.2s8.73s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第13頁車間工序號工序名稱材料牌號18鉆、鉸HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式鉆床Z535夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 134.36s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆孔31至31.50mm、Ra3.2um復(fù)合鉆頭、塞尺、卡尺9001500.172119.47s2.92s2粗鉸孔31.50至33.50、Ra3.2um鉸刀、塞尺、卡尺3751100.222138.95s5.84s3精鉸孔33.50至35mm、Ra1.6um鉸刀、塞尺、卡尺4751300.141.5158.42s8.76s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第14頁車間工序號工序名稱材料牌號19鏜HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式鏜床T68夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 86.58s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆鏜沉孔35至41.50mm、Ra3.2um鏜刀、塞尺、卡尺3751150.172118.82s1.88s2半精鏜沉孔41.50至43.50、Ra3.2um鏜刀、塞尺、卡尺4751350.222125.10s3.76s3精鏜沉孔43.50至45mm、Ra1.6um鏜刀、塞尺、卡尺4751350.141.5156.47s5.65s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第2頁車間工序號工序名稱材料牌號4粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 10.27s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑40孔右端面46.35至47mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺375117.80.13218.93s1.34s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第3頁車間工序號工序名稱材料牌號5粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 16.75s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑35孔右端面200.46至203mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺375117.80.13217.16s0.64s2粗銑35孔左端面46.90至47mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺375117.80.13217.41s1.54s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第4頁車間工序號工序名稱材料牌號7精銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 27.85s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1精銑35孔右端面46.46至46mm、Ra3.2um三面刃銑刀200、游標(biāo)卡尺900127.50.112124.22s3.63s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第5頁車間工序號工序名稱材料牌號9粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 37.26s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑左側(cè)20孔左端面233.46至231mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺475119.80.171.5116.21s2.41s2粗銑左側(cè)20孔右端面47.90至47mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺475119.80.171.5115.19s2.45s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第6頁車間工序號工序名稱材料牌號10粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 37.26s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑右側(cè)20孔右端面217.46至215mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺475119.80.171.5116.21s2.41s2粗銑左側(cè)20孔右端面37.25至36mm、Ra6.4um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺475119.80.171.5115.19s2.45s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第7頁車間工序號工序名稱材料牌號11精銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 54.83s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1精銑右側(cè)20孔左端面31.25至30mm、Ra3.2um三面刃銑刀200、游標(biāo)卡尺900127.80.131.5124.84s3.58s2精銑銑右側(cè)20孔右端面35.31至35mm、Ra3.2um三面刃銑刀200、游標(biāo)卡尺900127.80.131.5124.84s3.58s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第8頁車間工序號工序名稱材料牌號12粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 26.92s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑殼體左側(cè)面85.00至83.50mm、Ra3.2um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺375117.80.151.5111.70s1.76s2粗銑殼體右側(cè)面83.50至82mm、Ra3.2um三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺375117.80.151.5111.70s1.76s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期湖南科技大學(xué)機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架殼體零件名稱支架殼體共14頁第9頁車間工序號工序名稱材料牌號14粗銑HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)金屬型鑄件23010614711設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式銑床X62夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 準(zhǔn)終單件 34.85s工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量被吃刀量進(jìn)給次數(shù)工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗銑底板頂面8.85至7.65mm、Ra6.4um面銑刀100、游標(biāo)卡尺3751350.131.5113.80s2.17s2粗銑底板底面7.65至6mm、Ra6.4um面銑刀100、游標(biāo)卡尺3751350.132114.00s2.00s 設(shè) 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會 簽(日期) 林勁標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期機電工程學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計開題報告題 目支架殼體加工工藝及夾具設(shè)計作者姓名林勁學(xué)號1103040107所學(xué)專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化1、 選題的的背景和意義選題背景: 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明,目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?,F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而,一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具,一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠,大約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具;另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中每隔3至4 年就要更新50%到80%左右專用夾具,而夾具的實際磨損量僅為10%到20%左右。研究意義: 對夾具創(chuàng)新設(shè)計的研究,對國內(nèi)機械制造行業(yè)有著重要意義: (1)保證加工精度 采用夾具安裝,可以準(zhǔn)確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置,工件的位置、精度由夾具保證,不受工人技術(shù)水平的影響,其加工精度高而且穩(wěn)定。 (2)提高生產(chǎn)率、降低成本 用夾具裝夾工件,無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊,顯著地減少了輔助工時;用夾具裝夾工件提高了工件的剛性,因此可加大切削用量;可以使用多件、多工位夾具裝夾工件,并采用高效夾緊機構(gòu),這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外, 采用夾具后,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,廢品率下降,可以安排技術(shù)等級較低的工人,明顯地降低了生產(chǎn)成本。 (3)擴(kuò)大機床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴(kuò)大機床的使用范圍,實現(xiàn)一機多能。例如,在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后,就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工;通過專用夾具還可將車床改為拉床使用,以充分發(fā)揮通用機床的作用。 (4)減輕工人的勞動強度 用夾具裝夾工件方便、快速,當(dāng)采用氣動、液壓等夾緊裝置時,可減輕工人的勞動強度。2、 設(shè)計內(nèi)容主要設(shè)計內(nèi)容: (1)完成殼體零件的三維造型 (2)完成殼體零件的工藝規(guī)程及工序卡片 (3)完成殼體上一副鉆夾具的設(shè)計任務(wù) (4)完成殼體上一副銑夾具的設(shè)計任務(wù) (5)完成夾具全部零件的三維造型及裝配關(guān)鍵問題:(1)對于殼體零件的定位基準(zhǔn)不好選擇。定位基準(zhǔn)通常應(yīng)優(yōu)先考慮產(chǎn)品設(shè)計時的設(shè)計基準(zhǔn),并且盡可能的選擇加工面做基準(zhǔn),不采用過多的毛坯面定位。 (2)完成零件工藝卡片時,所需采用的機床型號不好選擇??梢圆檎覚C械加工手冊。 (3)機床夾具設(shè)計精度難以把握??梢杂镁C合分析公式計算出來。3、設(shè)計的方法及措施:可行性分析: 設(shè)計專用殼體夾具,可以保證加工精度,提高工作效率,減低勞動強度,全面提高經(jīng)濟(jì)效益,最大程度的減少人力損耗。各種創(chuàng)新夾具的設(shè)計,既能節(jié)省材料,又能節(jié)省時間,提高勞動生產(chǎn)率,促進(jìn)社會和諧發(fā)展。由于銑削加工切削用量及切削力較大,又是多刃斷續(xù)切削,加工時易產(chǎn)生振動, 因此設(shè)計銑床夾具時應(yīng)注意:夾緊力要足夠且反行程自鎖;夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠, 即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置;夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)要合理。 對于鉆夾具,鉆套安裝在鉆模板或夾具體上,用來確定工件上加工孔的位置,引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工,提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆模板用于安裝鉆套,確保鉆套在鉆模上的正確位置,鉆模板多裝在夾具體或支架上。方法及措施: (1)題目所給的零件是殼體,所以對密封性要求較高。零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn),而且零件的加工尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率,保證加工精度后,可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜,因此形狀毛坯可與零件形狀盡量接近。由技術(shù)要求可知該零件是鑄件,參考機床夾具設(shè)計手冊可知,根據(jù)鑄件制造方法,采用金屬型鑄造經(jīng)濟(jì)精度最好。還可用proe 軟件畫出該零件的三維造型圖進(jìn)行綜合分析。 (2)殼體加工工序前后一般都穿插有其它普通的加工工序,如銜接的不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內(nèi)容的同時,要清楚殼體加工工序與普通零件加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點,從而保證質(zhì)量目標(biāo)及綜合以上原則。 (3)為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專門的銑夾具和鉆夾具。設(shè)計夾具時,首先要確定工件的定位方式及定位元件的結(jié)構(gòu);其次要確定工件的夾緊方式,選擇合適的夾緊機構(gòu);再者要確定刀具的對刀、導(dǎo)向方式,選擇對刀、導(dǎo)向元件。4、預(yù)期設(shè)計成果: 殼體零件的三維造型,工藝及工序過程卡,一副鉆夾具裝配圖,一副銑夾具裝配圖, 全部零件的三維造型圖及裝配圖。5、設(shè)計工作計劃: 第7 學(xué)期 第7 周-第16 周 收集資料,撰寫開題報告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯 第17 周-第20 周 完成零件三維造型及圖紙轉(zhuǎn)化,確定工藝總體方案 第8 學(xué)期 第1 周-第2 周 完成工藝規(guī)程設(shè)計 第3 周-第4 周 完成第一套夾具的設(shè)計及該部分設(shè)計說明 第5 周-第6 周 完成第二套夾具的設(shè)計及該部分設(shè)計說明 第7 周 完成兩套夾具的三維造型及裝配,完成說明書 第8 周 審查 第9 周 準(zhǔn)備答辯材料,答辯6、 參考文獻(xiàn):1機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 鄒青、呼詠主編 機械工業(yè)出版社2機床夾具設(shè)計實例教程 李名望主編 化學(xué)工業(yè)出版社3現(xiàn)代機床夾具設(shè)計 吳拓主編 化學(xué)工業(yè)出版社4機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 胡忠舉主編 中南大學(xué)出版社5機床夾具設(shè)計集錦 吳拓主編 機械工業(yè)出版社3湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)摘 要本課題的主要研究內(nèi)容是某種殼體零件的機械加工工藝及其夾具設(shè)計。殼體零件是一種很重要的零件,它起到了支承和包容傳動的作用。本課題的主要任務(wù)就是設(shè)計一種加工成本低,加工時間短,加工過程合理的方案,以及設(shè)計一種專用夾具。在設(shè)計初,首先要看懂零件圖,并對零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析,明確粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇,確定零件的加工余量與毛坯的尺寸,從而明確零件的加工工藝過程,最后再計算各工序的切削用量及工時。夾具是零件加工的定位夾緊裝置,是加工零件的一種必不可少的裝置。隨著零件的尺寸變化,越來越多的夾具被淘汰了,因此,設(shè)計一套專用夾具是十分有必要的。在設(shè)計專用夾具時要考慮工件的定位方案(如:定位原理分析、定位方法、定位元件及其裝置),工件的夾緊方案和設(shè)計夾緊機構(gòu),夾具的其他組成部分,夾具的結(jié)構(gòu)形式等。關(guān)鍵字:殼體,工藝分析,專用夾具AbstractThe main research contents of this subject is mechanical processing technology and fixture design of some of the shell parts.The shell parts of all kinds of parts is very important,and it plays a supporting and embracing transmission function.The main task of this project is to design a low cost,short processing time,a scheme of reasonable,but also to design a special fixture.At the beginning of the design,first of all to understand the part drawing,and the structure and process of parts is analyzed,clear and benchmark crude benchmarks selection,determination of machining allowance and blank parts size,machining process so as to clear the parts,then calculate the amount of cutting and working hours of each working procedure.Fixture clamping device parts processing,is a device for processing parts.Along with the change in the size of the fixture parts,more and more to be eliminated,therefore,to design a special fixture is very necessary.In the design of special furniture to consider the work piece positioning program (such as:positioning principle analysis,positioning method,positioning device and device),work piece clamping scheme and the design of clamping mechanism,the other part of the the furniture,fixture structure etc.Keywords:Housing,Process Analysis,Special fixture I目 錄第一章 前言 3 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 52.1 零件的分析 5 2.1.1 殼體支架的用途 5 2.1.2 殼體支架的技術(shù)要求 6 2.1.3 確定殼體支架的生產(chǎn)類型 62.2 確定毛坯 6 2.2.1 選擇毛坯 6 2.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 72.3 擬定支架殼體工藝路線 7 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 7 2.3.2 各表面加工方案的確定 7 2.3.3 加工階段的劃分 7 2.3.4 工序的集中與分散 8 2.3.5 工序順序的安排 8 2.3.6 機床設(shè)備及工藝裝備的選用 9 2.3.7 確定工藝路線 92.4 確定加工余量和工序尺寸 10 2.4.1 工序3和工序4加工20孔兩端面至設(shè)計尺寸 10 2.4.2 工序5和工序7加工35孔右端面至設(shè)計尺寸 12 2.4.3 工序9和工序11加工左側(cè)20孔兩端面至設(shè)計尺寸 14 2.4.4 工序10和工序11加工右側(cè)20孔兩端面至設(shè)計尺寸 16 2.4.5 工序12加工殼體側(cè)面至設(shè)計尺寸 18 2.4.6 工序14和工序15加工底板兩端面至設(shè)計尺寸 20 2.4.7 工序16鉆、粗鉸、精鉸20孔 22 2.4.8 工序17鉆、粗鉸、精鉸40孔 232.5 確定切削用量及時間定額 24 2.5.1 確定切削用量 24 2.5.2 時間定額的計算 26第3章 專用夾具設(shè)計 303.1 銑床夾具設(shè)計 30 3.1.1 銑床夾具的設(shè)計要點 30 3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇和定位誤差的分析 30 3.1.3 銑削力和夾緊力的計算 31 3.1.4 夾具的結(jié)構(gòu)組成 32 3.1.5 夾具的操作方法 333.2 鏜床夾具設(shè)計 33 3.2.1 鏜床夾具的設(shè)計要點 33 3.2.2 鏜床夾具的結(jié)構(gòu)分析和誤差分析 37 3.2.3 切削力和夾緊力的計算 39 3.2.4 鏜床夾具的結(jié)構(gòu)組成 40 第四章 總結(jié) 41致謝 43參考文獻(xiàn) 44附錄 45第一章 前 言本次畢業(yè)設(shè)計的題目為支架殼體加工工藝及其夾具設(shè)計,該零件屬于批量生產(chǎn),因此,我們需要考慮使用專用夾具來提高生產(chǎn)率。通過查工藝手冊,以及結(jié)合零件的技術(shù)要求與外型特點,進(jìn)行機械加工工藝設(shè)計。本科畢業(yè)設(shè)計需要我們結(jié)合大學(xué)四年所學(xué)的多門專業(yè)課程的知識,加以相關(guān)資料的知識補充。機械加工工藝規(guī)程的制定需要達(dá)到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求,與此同時還要兼顧產(chǎn)品的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。這樣的設(shè)計要求需要設(shè)計者具有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和扎實的機械制造工藝基礎(chǔ)理論知識。合理的機械加工工藝規(guī)程,可以促使產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗的生產(chǎn)。另一方面,機械加工工藝規(guī)程也是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計劃調(diào)度的主要依據(jù),有了機械加工工藝規(guī)程,則后續(xù)原材料和毛坯的供應(yīng),機床的調(diào)整,專用工藝裝備的設(shè)計與制造,生產(chǎn)作業(yè)計劃的編排,勞動力的組織,以及生產(chǎn)成本的核算都基本可以進(jìn)行確定和預(yù)先安排。在機械加工工藝規(guī)程制訂時,可以根據(jù)零件的生產(chǎn)類型和設(shè)備條件,考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性條件制定多套工藝方案,最后在幾套方案中選擇最優(yōu)方案。機床夾具設(shè)計的初衷是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和減輕勞動強度以及降低生產(chǎn)成本,夾具的主要作用是使工件相對于機床或刀具擁有正確的位置,并且在加工過程中保持這個位置不變。夾具在大批量生產(chǎn)中的使用可以有效的提高經(jīng)濟(jì)效益。用夾具裝夾工件有以下優(yōu)點:(1) 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度。不因為人員技術(shù)差異產(chǎn)生產(chǎn)品的較大差異。(2) 能提高勞動生產(chǎn)率。減少輔助工時,提高勞動生產(chǎn)率;工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性,因此可加大切削用量。多件、多工位裝夾工件的夾具以及高效夾緊機構(gòu),也可以提高勞動生產(chǎn)率。(3)能擴(kuò)大機床的使用范圍(4)能降低成本。夾具在批量生產(chǎn)過程中,勞動生產(chǎn)率提高,降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本在大批生產(chǎn)的前提下基本可以被平均化,小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低的成本。批量愈大,夾具經(jīng)濟(jì)效益就越顯著。本次對于支架殼體零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是: 1. 了解支架類零件的結(jié)構(gòu)特點2. 設(shè)計該支架的加工工藝路線3. 設(shè)計并繪制夾具的裝配圖4. 掌握較復(fù)雜零件的機械加工工藝規(guī)程的制定5. 對夾具設(shè)計過程進(jìn)一步地了解由于編者水品有限,畢業(yè)設(shè)計說明書中難免有誤漏欠妥之處,懇請各位老師批評指正。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的分析2.1.1 殼體支架的用途本次設(shè)計的零件是支架殼體。支架殼體是一種起支撐、連接、固定其他零件和承受負(fù)載的零件。同時也起著保護(hù)運動零件和其他零件的作用。該零件通過零件上下側(cè)通孔的管道和其他殼體零件連接在一起,使這些零件在空間中保證正確的位置關(guān)系,在機械結(jié)構(gòu)中殼體零件有著重要作用,故支架殼體零件的加工需要我們不斷優(yōu)化工藝以適應(yīng)生產(chǎn)要求。圖2.1和圖2.2分別為該零件的三維圖和零件圖。圖2.1 支架殼體三維仿真圖圖2.2 支架殼體零件圖2.1.2 殼體支架的技術(shù)要求此支架殼體的的外形較為復(fù)雜,需要我們采用鑄造工藝來進(jìn)行下料完成初步造型。在工藝過程中主要加工面是上下的兩個通孔,軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求,同時在不同軸孔之間有相互的位置關(guān)系。該殼體支架的全部技術(shù)要求列于表2.1中。表2.1 殼體支架零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度表面粗糙度形位公差/mm底板底面12IT93.2底板頂面12IT1212.535孔兩端面46IT12/IT912.5/3.240孔兩端面46IT1212.520孔兩端面30/35IT12/IT912.5/3.2殼體側(cè)面82IT1212.520孔20IT71.6與40孔平行度為0.0240孔40IT71.6同軸度為0.0135孔35IT71.645沉孔45IT93.22.1.3 確定殼體支架的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知:Q=3000臺/年,m=1件/臺;結(jié)合生產(chǎn)實際,備品率a%和廢品率b%分別取3%和5%。代入式:N=Qm(1+a%)(1+b%),得N=3105.45件/年根據(jù)殼體支架的質(zhì)量查表得知,該殼體支架屬于輕型零件;再查機械加工零件生產(chǎn)類型劃分表得知,該殼體支架的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。2.2 確定毛坯2.2.1 選擇毛坯根據(jù)零件圖可知,零件材料為灰口鑄鐵,零件形狀為非圓柱體,外形較為復(fù)雜,為了保證準(zhǔn)確造型并且盡量減少加工余量,減輕勞動強度,提高勞動效率,同時兼顧本次中批生產(chǎn)的生產(chǎn)要求,本次零件我們選用鑄造毛坯工藝,這樣的下料方式可以讓毛坯形狀與成品相似,加工方便,省工省料。這里我們可以選擇金屬型來進(jìn)行鑄造加工,毛胚余量放3-5mm。由于本次加工過程中零件需要進(jìn)行裝夾定位來保證鏜孔精度,但是零件的外形不適合普通裝夾工具等裝夾,所以我們考慮在鑄造是增加工藝底板添加輔助工藝定位基準(zhǔn)面。2.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量查鑄件的機械加工余量表和毛坯鑄件典型的機械加工余量等級表,可確定如下各項因素。1.公差等級 由支架殼體的功用和技術(shù)要求,確定該零件的公差等級為普通級。2.零件表面粗糙度由零件圖可知,該支架殼體各加工表面的粗糙度均大于等于1.5um,即Ra1.6um。2.3 擬定支架殼體工藝路線2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分,通常先確定精基準(zhǔn),然后確定粗精準(zhǔn)。1. 精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)支架殼體零件的技術(shù)要求和裝配要求,選擇支架殼體軸孔35H7右端面,軸孔35H7和軸孔20H7右端面作為精基準(zhǔn),符合“基準(zhǔn)重合”原則;同時,零件上很多表面都可以采取該組表面作為精基準(zhǔn),又遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。另外,可選用工藝底板底面和尺寸106作為精基準(zhǔn),軸孔20H7和軸孔40H7符合“互為基準(zhǔn)”原則。2. 粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該零件粗基準(zhǔn)采用支架零件工藝底板尺寸12下底面,原因是該面加工后為后續(xù)加工端面以及鏜孔和端面孔鉆削提供了保證,定位方式可以采用一壓板。2.3.2 各表面加工方案的確定根據(jù)支架殼體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,查孔和平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度表,確定各表面加工方案,如表2-2所示。2.3.3 加工階段的劃分在選定支架殼體各表面加工方法后,就需要進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線中的順序及位置,這就涉及加工階段劃分方面的問題。對于精度要求較高的表面,總是先粗加工后精加工,但工藝過程劃分成幾個階段是對整個加工過程而言的,不能拘泥于某一表面的加工。該支架殼體加工質(zhì)量要求較高,可將加工階段分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。在粗加工階段,首先將精基準(zhǔn)(底板底面)準(zhǔn)備好,使后繼工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工,保證其他加工表面的精度要求;另外,底板右端面、上通孔右端面的粗銑也都要放在粗加工階段進(jìn)行。在半精加工階段,完成底板底面的精銑加工。在精加工階段,進(jìn)行上通孔右端面的精銑加工。表2.2 支架殼體零件各表面加工方案加工表面經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度Ra/um加工方案底板底面IT93.2粗銑精銑底板頂面、右端面IT1212.5粗銑35孔右端面IT93.2粗銑精銑20H7孔IT71.6鉆粗鉸精鉸40H7孔IT71.6鉆粗鉸精鉸35H7孔IT71.6鉆粗鉸精鉸45沉孔IT93.2粗鏜半精鏜精鏜殼體側(cè)面IT1212.5粗銑20孔兩端面IT12/IT912.5/3.2粗銑/粗銑精銑2.3.4 工序的集中與分散工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù),它直接影響整個工藝路線的工序數(shù)目及設(shè)備、工裝的選用等。由于支架殼體零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),確定選用工序集中的原則組織工序內(nèi)容,一方面可以采用萬能、通用機床配以專用夾具加工,以提高生產(chǎn)率;另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù),有利于保證各加工表面之間的相互位置精度,并可以縮短輔助時間。2.3.5 工序順序的安排1. 機械加工工序1) 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則,首先加工精基準(zhǔn)底板底面106mm。2) 遵循“先粗后精”原則,對各加工表面都是先安排粗加工工序,后安排精加工工序。3) 遵循“先主后次”原則,先加工主要表面底板底面和20H7孔、40H7孔和35H7孔;后加工次要表面上通孔右端面和底板右端面。4) 遵循“先面后孔”原則,先加工底板底面,再加工20H7孔;先加工40H7孔和35H7孔,再加工45沉孔。2. 熱處理工序35孔右端面在精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火,淬火硬度大于47HRC,有利于提高耐磨性。3. 輔助工序粗加工35孔右端面和熱處理后,安排校直工序;在半精加工后,安排去毛刺、中檢工序;精加工后,安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述,該支架殼體的安排順序為:基準(zhǔn)加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工,期間穿插一些輔助工序。2.3.6 機床設(shè)備及工藝裝備的選用1.機床設(shè)備的選用在中批生產(chǎn)條件下,可以選用通用萬能設(shè)備和數(shù)控機床設(shè)備。支架殼體各工序選用機床設(shè)備詳見表2-3。2.工藝裝備的選用工藝裝備主要包括刀具、夾具、量檢具和輔具等。支架殼體各工序所選刀具、量具詳見表2-3。夾具均采用專用機床夾具。2.3.7 確定工藝路線歸納以上考慮,制定了支架殼體的工藝路線,詳見表2.3。表2.3 支架殼體工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機床設(shè)備刀具量具 1鑄造 2時效處理 3粗銑40孔左端面立式銑床X51三面刃銑刀游標(biāo)卡尺 4粗銑40孔右端面立式銑床X51三面刃銑刀游標(biāo)卡尺 5粗銑35孔兩端面立式銑床X51三面刃銑刀游標(biāo)卡尺 635孔右端面局部淬火淬火機等 7精銑35孔右端面立式銑床X51三面刃銑刀200游標(biāo)卡尺 8校直35孔右端面鉗工臺手錘 9粗銑左側(cè)20孔兩端面立式銑床X51三面刃銑刀游標(biāo)卡尺 10粗銑右側(cè)20孔兩端面立式銑床X51三面刃銑刀游標(biāo)卡尺11精銑左側(cè)20孔左端面和右側(cè)20孔右端面立式銑床X51三面刃銑刀200游標(biāo)卡尺12粗銑殼體側(cè)面 立式銑床X51三面刃銑刀游標(biāo)卡尺 13校正底板兩端面鉗工臺手錘 14粗銑底板頂面、底面臥式銑床X62面銑刀100游標(biāo)卡尺 15精銑底板底面臥式銑床X62面銑刀100游標(biāo)卡尺16鉆、粗鉸、倒角、精鉸20孔立式鉆床Z535麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)17鉆、粗鉸、倒角、精鉸40孔立式鉆床Z535復(fù)合鉆頭、鉸刀卡尺、塞規(guī)18鉆、粗鉸、倒角、精鉸35孔立式鉆床Z535復(fù)合鉆頭、鉸刀卡尺、塞規(guī)19粗鏜、半精鏜、精鏜45沉孔臥式鏜床T68鏜刀卡尺、塞規(guī) 20去毛刺鉗工臺平銼 21清洗清洗機 22終檢塞尺、卡尺等2.4 確定加工余量和工序尺寸2.4.1 工序3和工序4加工40孔兩端面至設(shè)計尺寸1.工序加工過程第一道工序的加工過程為:以35孔右端面定位,粗銑40孔左端面,保證工序尺寸。第二道工序的加工過程為:以40孔左端面定位,粗銑40孔右端面,保證工序尺寸,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D的要求,D=46mm。2.查找工序尺寸鏈,畫出加工過程示意圖查找出全部工序尺寸鏈,如圖2-4所示。加工過程示意圖如圖2-3所示。3.求解各工序尺寸及公差(1)確定工序尺寸從圖2-4a知,=mm。(2)確定工序尺寸從圖2-4b知,=+,其中為粗銑余量,按照銑平面加工余量表確定=1mm,則=(46+1)mm=47mm。由于工序尺寸是在粗加工中保證的,故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知,粗銑加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9IT13,因此確定該工序的尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初步確定工序尺寸=。(3)加工余量的校核為驗證工序尺寸及公差的合理性,還需對加工余量進(jìn)行校核。1)余量Z2的校核在圖2-4a所示尺寸鏈中是封閉環(huán),故 Z2max=P1max-P2min=47+0-(46-0.3)mm=1.3mm Z2min=P1min-P2max=47-0.35-(46+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量的大小是合適的。2)余量的校核在圖2-4b所示的尺寸鏈?zhǔn)欠忾]環(huán),故 Z1max=P1max-P2min=47+0-(46-0.3)mm=1.3mm Z1min=P1min-P2max=47-0.35-(46+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量的大小是合適的。經(jīng)上述分析計算,可確定各工序尺寸分別為=mm,mm。圖2.3 第3、4道工序加工過程示意圖圖2.4 第3、4道工序工藝尺寸鏈圖2.4.2 工序5和工序7加工35孔右端面至設(shè)計尺寸1.工序加工過程第一道工序的加工過程為:(1)以40孔左端面定位,粗銑35孔右端面,保證工序尺寸P1。(2)以35孔右端面定位,粗銑35孔左端面,保證工序尺寸P2。第二道工序的加工過程為:以35孔左端面定位,精銑35孔右端面,保證工序尺寸P3,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D的要求,D=mm。2.查找工序尺寸鏈,畫出加工過程示意圖查找出全部工藝尺寸鏈,如圖2.6所示。加工過程示意圖如圖2.5所示。3.求解各工序尺寸及公差(1)確定工序尺寸P3從圖2.6a知,P3=mm。 (2)確定工序尺寸P2 從圖2.6b知,P2=P3+Z3,其中Z3為精銑余量,按銑平面加工余量表確定Z3=1mm,則P2=(46+1)mm=201mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的,故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知,粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9IT13,因此確定該工序尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P2=mm。(3)確定工序尺寸P1從圖2.6c所示工序尺寸鏈知,P1=P2+Z2,其中Z2為粗銑余量,由于35孔右端面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的,故Z2應(yīng)等于B面的毛坯機械加工總余量,即Z2=2mm,則P1=(201+2)mm=203mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13,其公差值為0.54mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P1=mm。(4)加工余量的校核為驗證工序尺寸及公差確定的合理性,還需對加工余量進(jìn)行校核。1)余量Z3的校核。在圖2.6b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán),故 Z3max=P2max-P3min=47+0-(46-0.3)mm=1.3mm Z3min=P2min-P3max=47-0.35-(46+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量Z3的大小是合適的。2)余量Z2的校核。在圖2.6c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán),故 Z2max=P1max-P2min=203+0-(201-0.35)mm=2.35mm Z2min-=P1min-P2max=203-0.54-(201+0)mm=1.46mm校核結(jié)果表明,所確定的工序尺寸是合理的。經(jīng)上述分析計算,可確定各工序尺寸分別為P1=mm,P2=mm,P3=mm。圖2.5 第5、7道工序加工示意圖圖2.6 第5、7道工序工藝尺寸鏈圖2.4.3 工序9和工序11加工左側(cè)20孔兩端面至設(shè)計尺寸1.工序加工過程第一道工序的加工過程為:(1)以35孔右端面定位,粗銑左側(cè)20孔左端面,保證工序尺寸P1。(2)以左側(cè)20孔左端面定位,粗銑左側(cè)20孔右端面,保證工序尺寸P2。第二道工序的加工過程為:以左側(cè)20孔右端面定位,精銑左側(cè)20孔左端面,保證工序尺寸P3,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D的要求,D=mm。2.查找工序尺寸鏈,畫出加工過程示意圖查找出全部工藝尺寸鏈,如圖2-8所示。加工過程示意圖如圖2-7所示。3.求解各工序尺寸及公差(1)確定工序尺寸P3從圖2-8a知,P3=mm。 (2)確定工序尺寸P2 從圖2-8b知,P2=P3+Z3,其中Z3為精銑余量,按銑平面加工余量表確定Z3=1mm,則P2=(30+1)mm=31mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的,故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知,粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9IT13,因此確定該工序尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P2=mm。(3)確定工序尺寸P1從圖2-6c所示工序尺寸鏈知,P1=P2+Z2,其中Z2為粗銑余量,由于左側(cè)20孔左端面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的,故Z2應(yīng)等于左端面的毛坯機械加工總余量,即Z2=2mm,則P1=(231+2)mm=233mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13,其公差值為0.54mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P1=mm。(4)加工余量的校核為驗證工序尺寸及公差確定的合理性,還需對加工余量進(jìn)行校核。1)余量Z3的校核。在圖2-8b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán),故 Z3max=P2max-P3min=31+0-(30-0.3)mm=1.3mm Z3min=P2min-P3max=31-0.35-(30+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量Z3的大小是合適的。2)余量Z2的校核。在圖2-8c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán),故 Z2max=P1max-P2min=233+0-(231-0.35)mm=2.35mm Z2min-=P1min-P2max=233-0.54-(231+0)mm=1.46mm校核結(jié)果表明,所確定的工序尺寸是合理的。經(jīng)上述分析計算,可確定各工序尺寸分別為P1=mm,P2=mm,P3=mm。圖2.7 第9、11道工序加工示意圖圖2.8 第9、11道工序加工示意圖2.4.4 工序10和工序11加工右側(cè)20孔兩端面至設(shè)計尺寸1.工序加工過程第一道工序的加工過程為:(1)以左側(cè)20孔左端面定位,粗銑右側(cè)20孔右端面,保證工序尺寸P1。(2)以右側(cè)20孔右端面定位,粗銑右側(cè)20孔左端面,保證工序尺寸P2。第二道工序的加工過程為:以右側(cè)20孔左端面定位,精銑右側(cè)20孔右端面,保證工序尺寸P3,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D的要求,D=mm。2.查找工序尺寸鏈,畫出加工過程示意圖查找出全部工藝尺寸鏈,如圖2-10所示。加工過程示意圖如圖2-9所示。3.求解各工序尺寸及公差(1)確定工序尺寸P3從圖2-10a知,P3=mm。 (2)確定工序尺寸P2 從圖2-10b知,P2=P3+Z3,其中Z3為精銑余量,按銑平面加工余量表確定Z3=1mm,則P2=(35+1)mm=36mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的,故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知,粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9IT13,因此確定該工序尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P2=mm。(3)確定工序尺寸P1從圖2-6c所示工序尺寸鏈知,P1=P2+Z2,其中Z2為粗銑余量,由于左側(cè)20孔左端面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的,故Z2應(yīng)等于左端面的毛坯機械加工總余量,即Z2=2mm,則P1=(215+2)mm=217mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13,其公差值為0.54mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P1=mm。(4)加工余量的校核為驗證工序尺寸及公差確定的合理性,還需對加工余量進(jìn)行校核。1)余量Z3的校核。在圖2-10b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán),故 Z3max=P2max-P3min=36+0-(35-0.3)mm=1.3mm Z3min=P2min-P3max=36-0.35-(35+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量Z3的大小是合適的。2)余量Z2的校核。在圖2-10c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán),故 Z2max=P1max-P2min=217+0-(215-0.35)mm=2.35mm Z2min-=P1min-P2max=217-0.54-(215+0)mm=1.46mm圖2.9 第10、11道工序加工示意圖校核結(jié)果表明,所確定的工序尺寸是合理的。經(jīng)上述分析計算,可確定各工序尺寸分別為P1=mm,P2=mm,P3=mm。圖2.10 第10、11道工序工藝尺寸連圖2.4.5 工序12加工殼體側(cè)面至設(shè)計尺寸1.工序加工過程第一道工序的加工過程為:以殼體右側(cè)面定位,粗銑殼體左側(cè)面,保證工序尺寸。第二道工序的加工過程為:以殼體左側(cè)面定位,粗銑殼體右側(cè)面,保證工序尺寸,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D的要求,D=82mm。2.查找工序尺寸鏈,畫出加工過程示意圖查找出全部工序尺寸鏈,如圖2-12所示。加工過程示意圖如圖2-11所示。3.求解各工序尺寸及公差(1)確定工序尺寸從圖2-12a知,=mm。(2)確定工序尺寸從圖2-12b知,=+,其中為粗銑余量,按照銑平面加工余量表確定=1mm,則=(82+1)mm=83mm。由于工序尺寸是在粗加工中保證的,故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知,粗銑加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9IT13,因此確定該工序的尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初步確定工序尺寸=。(3)加工余量的校核為驗證工序尺寸及公差的合理性,還需對加工余量進(jìn)行校核。1)余量Z2的校核在圖2-12a所示尺寸鏈中是封閉環(huán),故 Z2max=P1max-P2min=83+0-(82-0.3)mm=1.3mm Z2min=P1min-P2max=83-0.35-(82+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量的大小是合適的。圖2.11 第12道工序加工過程示意圖2)余量的校核在圖2-4b所示的尺寸鏈?zhǔn)欠忾]環(huán),故 Z1max=P1max-P2min=83+0-(82-0.3)mm=1.3mm Z1min=P1min-P2max=83-0.35-(82+0)mm=0.65mm 校核結(jié)果表明,余量的大小是合適的。經(jīng)上述分析計算,可確定各工序尺寸分別為=mm,mm。圖2.12 第12道工序工藝尺寸鏈圖2.4.6 工序14和工序15加工底板底面至設(shè)計尺寸1.工序加工過程第一道工序的加工過程為:(1)以底面定位,粗銑頂面,保證工序尺寸P1。(2)以頂面定位,粗銑底面,保證工序尺寸P2。第二道工序的加工過程為:以頂面定位,精銑底面,保證工序尺寸P3,達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D的要求,D=mm。2.查找工序尺寸鏈,畫出加工過程示意圖查找出全部工藝尺寸鏈,如圖2-14所示。加工過程示意圖如圖2-13所示。3.求解各工序尺寸及公差(1)確定工序尺寸P3從圖2-14a知,P3=mm。圖2.13 第14、15道工序加工過程示意圖(2)確定工序尺寸P2 從圖2-14b知,P2=P3+Z3,其中Z3為半精銑余量,按銑平面加工余量表確定Z3=1mm,則P2=(5+1)mm=6mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的,故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知,粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9IT13,因此確定該工序尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P2=mm。(3)確定工序尺寸P1從圖2-4c所示工序尺寸鏈知,P1=P2+Z2,其中Z2為粗銑余量,由于B面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的,故Z2應(yīng)等于B面的毛坯機械加工總余量,即Z2=2mm,則P1=(6+2)mm=8mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13,其公差值為0.54mm,工序尺寸按入體原則標(biāo)注,由此可初定工序尺寸P1=。(4)加工余量的校核為驗證工序尺寸及公差確定的合理性,還需對加工余量進(jìn)行校核。1)余量Z3的校核。在圖2-14b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán),故圖2.14 第14、15道工序工藝尺寸鏈圖 Z3max=P2max-P3min=6+0-(5-0.3)mm=1.3mm Z3min=P2min-P3max=6-0.35-(5+0)mm=0.65mm校核結(jié)果表明,余量Z3的大小是合適的。2)余量Z2的校核。在圖2-14c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán),故 Z2max=P1max-P2min=8+0-(6-0.35)mm=2.35mm Z2min-=P1min-P2max=8-0.54-(6+0)mm=1.46mm校核結(jié)果表明,所確定的工序尺寸是合理的。經(jīng)上述分析計算,可確定各工序尺寸分別為P1=mm,P2=mm,P3=。2.4.7 工序16鉆、粗鉸、精鉸20孔由基孔制7級(H7)孔的加工余量表查得,精鉸余量=0.06mm;粗鉸余量=1.94mm;鉆孔余量=18.0mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)度表可依次確定為,精鉸孔為IT7;粗鉸孔為IT10;鉆孔為IT12。查標(biāo)準(zhǔn)公差表可確定各工步的公差值分別為:精鉸孔為0.021mm;粗鉸孔為0.084mm;鉆孔為0.21mm。綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為:精鉸孔工序尺d=mm;粗鉸孔工序尺寸=19.94mm;鉆孔工序尺寸=18.0mm,他們的相互關(guān)系如圖2-15所示。圖2.15 鉆粗鉸精鉸20mm孔加工示意圖2.4.8 工序17加工40孔至設(shè)計尺寸 由基孔制7級(H7)孔的加工余量表查得,精鉸余量=0.07mm;粗鉸余量=1.93mm;鉆孔余量=25.0mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)度表可依次確定為,精鉸孔為IT7;粗鉸孔為IT10;鉆孔為IT12。查標(biāo)準(zhǔn)公差表可確定各工步的公差值分別為:精鉸孔為0.025mm;粗鉸孔為0.1mm;鉆孔為0.25mm。綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為:精鉸孔工序尺d=mm;粗鉸孔工序尺寸=mm;鉆孔工序尺寸=mm,他們的相互關(guān)系如圖2-16所示。圖2.16 鉆粗鉸精鉸40mm孔加工示意圖2.5 確定切削用量及時間定額2.5.1確定切削用量(1)工序14粗銑底板底面工序14分為兩個工步,工步1是以底板底面B定位,粗銑底板頂面A面;工步2是以頂面A面定位,粗銑底面B面。由于這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)過多件夾具裝夾一次走刀加工完成的,因此兩個工步所選用的切削速度v和進(jìn)給量f均相同,只有背吃刀量不同。1)確定背吃刀量 工步1的背吃刀量取為,應(yīng)等于A面的毛坯機械加工總余量減去工序2的余量,即=(2.5-1)mm=1.5mm;而工步2的背吃刀量取為,即=2mm。2)確定進(jìn)給量查各種刀具銑削平面的進(jìn)給量表,按機床功率為510KW及工件材料、刀具材料選取,該工序的每齒進(jìn)給量取為0.13mm/z。3)計算銑削速度查銑削速度表,按/z=100/5,=0.13mm/z的條件選取,銑削速度v=135m/min。由式:n=1000v/(d)可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000135/(100)r/min=429.9r/min,查臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,照該工序所選X62型臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列,取轉(zhuǎn)速n=375r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式n=1000v/(d),可求得該工序的實際銑削速度v=nd/1000=3753.14100/1000m/min=117.8m/min。(2)工序15精銑底板底面1)確定背吃刀量取=1mm。2)確定進(jìn)給量查各種刀具銑削平面進(jìn)給量表,半精銑取小值,取=0.09mm/z。3)計算銑削速度由銑削速度表,按/z=100/5、=0.09mm/z,的條件選取,銑削速度v=150m/min,由n=1000v/(d)可求得銑刀轉(zhuǎn)速n=1000150/(3.14100)r/min=477r/min,參照臥式銑床X62的主軸轉(zhuǎn)速表,取轉(zhuǎn)速n=475r/min。再將此代入式n=1000v/(d),可求出該工序的實際銑削速度v=nd/1000=4753.14100/1000m/min=149.15m/min。(3)工序15鉆、粗鉸、精鉸20mm孔1)鉆孔工步 確定背吃刀量:=/2=18.0/2mm=9.0mm。 確定進(jìn)給量:查切削用量表,取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.17mm/r。 計算切削速度:查切削速度v=22m/min。由式1000v/(d)可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=100022/(3.1418.0)r/min=389.24r/min。查臥式銑床轉(zhuǎn)速表對照該工序所選X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列,取轉(zhuǎn)速n=950r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式n=1000v/(d),可求得該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=9503.1418.0/1000=53.69m/min。2)粗鉸工步 確定背吃刀量:=1.94/2mm=0.97mm。 確定進(jìn)給量:查鉸孔切削用量表,取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.22mm/r。 計算切削速度:查鉸孔切削用量表,切削速度v可取為10m/min。由式n=1000v/(d)可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=100010/(3.1418.06)r/min,對照臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列,取轉(zhuǎn)速n=375r/min。再將此式代入n=1000v/(d),可求得該工序的實際切削速度v=nd/1000=3753.1418.06/1000m/min=21.3m/min。3)精鉸工步 確定背吃刀量:=/2=0.06/2mm=0.03mm。 確定進(jìn)給量:查鉸孔切削用量表,取切削速度v為7m/min。由式n=1000v/(d)可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=10007/(3.148)r/min=111.5r/min,查臥式銑床主軸轉(zhuǎn)的實際切削速度v=nd/1000=3003.1420/1000m/min=18.84m/min。(4)工序17鉆、粗鉸、精鉸40mm孔1)鉆孔工步 確定背吃刀量:=/2=25.0/2mm=12.5mm。 確定進(jìn)給量:查切削用量表,取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.17mm/r。 計算切削速度:查切削速度v=22m/min。由式1000v/(d)可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=100022/(3.1425.0)r/min=280.25r/min。查臥式銑床轉(zhuǎn)速表對照該工序所選X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列,取轉(zhuǎn)速n=950r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式n=1000v/(d),可求得該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=9503.1425.0/1000=74.58m/min。2)粗鉸工步 確定背吃刀量:=1.93/2mm=0.965mm。 確定進(jìn)給量:查鉸孔切削用量表,取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.22mm/r。計算切削速度:查鉸孔切削用量表,切削速度v可取為10m/min。由式n=1000v/(d)可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=100010/(3.1439.93)r/min,對照臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列,取轉(zhuǎn)速n=375r/min。再將此式代入n=1000v/(d),可求得該工序的實際切削速度v=nd/1000=3753.1439.93/1000m/min=47.02m/min。3)精鉸工步 確定背吃刀量:=/2=0.07/2mm=0.035mm。 確定進(jìn)給量:查鉸孔切削用量表,取切削速度v為7m/min。由式n=1000v/(d)可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=10007/(3.148)r/min=111.5r/min,查臥式銑床主軸轉(zhuǎn)的實際切削速度v=nd/1000=3003.1440/1000m/min=37.68m/min。2.5.2時間定額的計算1.基本時間的計算(1)工序14粗銑底板底面根據(jù)銑削基本時間計算表中面銑刀銑平面的基本時間計算公式可求得該工序的基本時間。由于該工序包括兩個工步,即兩個工件同時加工,故式l=253mm=106mm,取為1mm,=0.5(d-)+(13)=(0.5(100-)+1mm=(0.5(100-86.5)+1)mm=7.25mmn=zn=0.135380mm/min=247mm/min。 將上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時間=106+7.25+1/247min0.46min=27.8s。(2)工序15精銑底板底面根據(jù)銑削基本時間計算表的計算公式可求得該工序的基本時間。式中l(wèi)=53mm,取為1mm;n=0.095490mm/min。則該工序的基本時間=(53+7.25+1)/220.5min0.28min=16.7s。(3)工序16鉆、粗鉸、精鉸20mm孔1)鉆孔工步由鉆削基本時間表可由公式求得。式中l(wèi)=30mm,取為1mm,=D/2cot+(12)=(18.0/2cot+1)mm7.6mm,f=0.17mm/r,n=950r/min。將上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時間=(30+7.6+1)/(0.17950)min0.24min=14.3s。2)粗鉸工步由鉆削基本時間計算表,鉸圓柱孔的基本時間可由公式求得。查表得=1.10mm、=15mm,已知l=30mm,f=0.22mm/r,n=390r/min。代入公式,則該工序的基本時間=(30+1.10+15)/(0.22390)min0.54min=32.2s。3)精鉸工步查鉆削基本時間計算表,由公式,查得=0.19mm、=13mm,已知l=30mm,f=0.17mm/r,n=275r/min。將上述結(jié)果代入公式,則該工序基本時間=(30+0.19+13)/(0.17275)min0.93min=56.1s。(3)工序17鉆、粗鉸、精鉸40mm孔1)鉆孔工步由鉆削基本時間表可由公式求得。式中l(wèi)=40mm,取為1mm,=D/2cot+(12)=(25.0/2cot+1)mm8.5mm,f=0.17mm/r,n=950r/min。將上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時間=(40+8.5+1)/(0.17950)min0.34min=20.4s。2)粗鉸工步由鉆削基本時間計算表,鉸圓柱孔的基本時間可由公式求得。查表得=1.10mm、=15mm,已知l=40mm,f=0.22mm/r,n=390r/min。代入公式,則該工序的基本時間=(40+1.10+15)/(0.22390)min0.63min=37.8s。3)精鉸工步查鉆削基本時間計算表,由公式,查得=0.19mm、=13mm,已知l=40mm,f=0.17mm/r,n=275r/min。將上述結(jié)果代入公式,則該工序基本時間=(40+0.19+13)/(0.17275)min0.97min=58.2s。2.輔助時間的計算輔助時間與基本時間之間的關(guān)系為=(0.150.2),取=0.15,則各工序的輔助時間分別為:工序14的輔助時間:=0.1527.8s=4.17s;工序15的輔助時間:=0.1516.7s=2.51;工序16鉆孔工步的輔助時間:=0.1514.3s=2.15s;工序16粗鉸工步的輔助時間:=0.1532.2s=4.82s;工序16精鉸工步的輔助時間:=0.1556.1s=8.42s。工序17鉆孔工步的輔助時間:=0.1520.4s=3.06s;工序17粗鉸工步的輔助時間:=0.1537.8s=5.67s;工序17精鉸工步的輔助時間:=0.1558.2s=8.73s。3.其他時間的計算出來作業(yè)時間(基本時間與輔助時間之和)以外,每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。支架殼體的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),需要考慮各工序的準(zhǔn)備與終結(jié)時間,為作業(yè)時間的3%5%;而布置工作地時間是
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