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CA6140杠杆工艺夹具及零件数控编程设计(铣小平台夹具)【8张图纸】【优秀】

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ca6140 杠杆 工艺 夹具 零件 数控 编程 设计 平台 独家 图纸
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CA6140杠杆工艺夹具及零件数控编程设计

55页 23000字数+说明书+数控编程+工艺卡片+8张CAD图纸

4.工艺过程卡片.doc

CA6140杠杆工艺夹具及零件数控编程设计说明书.doc

数控编程.dwg

数控铣床编程.doc

杠杆立体-Model.jpg

杠杆立体.dwg

杠杆零件图.dwg

杠杆零件毛坯图.dwg

立体图(剖开).dwg

立体图(剖开)图片.jpg

编程立体图(4个视口).dwg

编程立体图.dwg

编程立体图图片.jpg

铣平台夹具装配图.dwg

2.前言.doc

3.摘要.doc



目录


目录1

第一章 机械加工工艺规程设计2

1、零件的作用2

2、零件的工艺分析2

3、工艺规程设计4

(1)确定毛坯的制造形式4

(2)基面的选择4

(3)确定工艺路线4

(4)机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定6

(5)确定切削用量8

第二章 机床夹具设计27

1、问题的提出27

2、夹具设计27

(1)定位基准的选择27

(2)定位误差的分析27

(3)切削力的计算27

(4)定位元件的设计28

(5)夹具体槽形与对刀装置设计29

(6)夹紧装置及夹具体设计31

(7)夹具设计及操作的简要说明32

第三章 数控编程设计33

1、数控机床的加工工艺及编程简介33

(1)常用编程指令及编程方法33

(2)数控车削工艺35

(3)数控铣削加工工艺36

2、数控编程38

(1)选材:122mm×102mm×32mm的45钢39

(2)工序及切削用量的选择见下表39

(3)建立工件坐标系:如图所示(零件图所示)41

(4)编写零件的加工程序41

总 结49

参考文献50

致 谢51


摘 要


   加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。

   机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。

   对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。

   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。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准,以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。


零件的作用

   题目给出的零件是CA6140的杠杆。它位于车床制动机构中,主要起制动作用。杠杆一段与制动带连接,另一端通过钢球与齿条轴的凸起(或凹槽)相接触,当离合器脱开始,齿条轴与杠杆下端接触,是起逆时针方向摆动,将制动带拉紧,当左右离合器中任何一个接合时,杠杆都顺时针方向摆动,使制动带放松,从而达到制动的目的。


内容简介:
前言加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。1、发展状况 改革开放以来,机械工业充分利用国内外两方面的技术资源,有计划地进行企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平以及经济效益有了很大的提高,为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国民经济的发展起了重要作用。夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,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。目前,大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产成本,所以,按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求,而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。2、发展趋势长时间以来,加工工艺及夹具设计都朝着标准化、自动化、高效率、高精度、低劳动强度方面发展。(1)加工工艺的发展趋势 加工工艺作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,在20世纪末也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术,也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此,在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备,在数控加工技术的带动下,进入了“数控刀具”的发展阶段,显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。显而易见,在21世纪初,尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺,但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。从当前制造业发展的趋势中可以看到,制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战,这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。(2)夹具的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 (1)高精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。(2)高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。(3)模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。(4)通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。3、评述综上,根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向,现在的一般加工条件已不能满足现在的技术要求。所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。主要体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。这就要求从事这方面的高科技人才,就我们现在所学的知识还远远不够。所以我们在以后的学习工作中要多学习这些方面的知识,不断的充实自己,使自己的综合能力不断提高,从而跟上科技发展的脚步摘 要加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。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。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准,以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。呼伦贝尔学院工程技术学院零件号零件名称生产类型材 料毛坯重量毛坯种类编 制刘 凯日 期CA6140杠杆机械加工工艺过程卡片831001CA6140后托架成批生产HT2003.05kg铸件指 导王晓霞审 核工序工步工 序 说 明、定 位 基 准机 床夹 具刀 具主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)工时定额(min)11粗铣宽度为25mm孔的下表面立式铣床专用夹具硬质合金端铣刀15075.363160.582精铣宽度为25mm孔的下表面立式铣床专用夹具硬质合金端铣刀19087.224000.8121钻23mm立式钻床Z535专用夹具高速钢,磨出双锥和修磨横刃钻头14010.11960.422扩24.8mm立式钻床Z535专用夹具硬质合金扩孔钻110080.56270.443铰孔25mm立式钻床Z535专用夹具标准高速铰刀685.34108.80.4431粗铣宽度为30mm的下平台立式铣床X52K组合夹具高速钢立铣刀粗齿铣刀299.347750.232精铣宽度为30mm的下平台立式铣床X52K组合夹具高速钢扩孔钻直径29.5mm31249750.23工序工步工 序 说 明、定 位 基 准机 床夹 具刀 具主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)工时定额(min)41钻孔12mm立式钻床Z535专用夹具标准高速钢麻花钻1957.35111.150.152扩孔12.7mm立式钻床Z535专用夹具标准高速钢扩孔钻1003.99720.1751加工M8底孔纹立式钻床Z535组合夹具6.8标准高速钢麻花钻4008.54800.252攻螺纹立式钻床Z535组合夹具M812.5细柄机用丝锥攻螺纹2756.91343.750.123锪钻14阶梯孔立式钻床Z535组合夹具锪孔钻14mm小直径高速钢端面锪钻27512.0927.50.1861粗铣上端面卧式铣床X52K组合夹具硬质合金端粗齿铣刀23573.794000.122精铣上端面卧式铣床X52K组合夹具硬质合金端细齿铣刀30094.24750.371钻2-M6螺纹底孔立式钻床Z535专用夹具5高速钢标准钻头53011.7879.51.06工序工步工 序 说 明、定 位 基 准机 床夹 具刀 具主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给速度(mm/min)工时定额(min)72攻2-M6螺纹立式钻床Z535专用夹具M81细柄机用丝锥攻螺纹4007.544001.26呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 1 页(共 56 页)目录目录目录目录 .1第一章第一章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 .21、零件的作用.22、零件的工艺分析.23、工艺规程设计.4(1)确定毛坯的制造形式.4(2)基面的选择.4(3)确定工艺路线.4(4)机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6(5)确定切削用量.8第二章第二章 机床夹具设计机床夹具设计 .271、问题的提出.272、夹具设计.27(1)定位基准的选择.27(2)定位误差的分析.27(3)切削力的计算.27(4)定位元件的设计.28(5)夹具体槽形与对刀装置设计.29(6)夹紧装置及夹具体设计.31(7)夹具设计及操作的简要说明.32第三章第三章 数控编程数控编程设计设计 .331、数控机床的加工工艺及编程简介.33(1)常用编程指令及编程方法.33(2)数控车削工艺.35(3)数控铣削加工工艺.362、数控编程.38(1)选材:122mm102mm32mm 的 45 钢.39(2)工序及切削用量的选择见下表.39(3)建立工件坐标系:如图所示(零件图所示).41(4)编写零件的加工程序.41总总 结结 .49参考文献参考文献 .50致致 谢谢 .51呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 2 页(共 56 页)摘 要加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。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。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准,以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工4525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。呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 3 页(共 56 页)前言前言加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。1、发展状况 改革开放以来,机械工业充分利用国内外两方面的技术资源,有计划地进行企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平以及经济效益有了很大的提高,为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国民经济的发展起了重要作用。夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,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。目前,大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产成本,所以,按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求,而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。2、发展趋势长时间以来,加工工艺及夹具设计都朝着标准化、自动化、高效率、高精度、低劳动强度方面发展。(1)加工工艺的发展趋势 加工工艺作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,在 20 世呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 4 页(共 56 页)纪末也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术,也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此,在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。 金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备,在数控加工技术的带动下,进入了“数控刀具”的发展阶段,显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。 显而易见,在 21 世纪初,尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺,但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。从当前制造业发展的趋势中可以看到,制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战,这也是 21 世纪初切削加工技术发展的主要趋势。 (2)夹具的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 (1)高精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm,平行度高达 0.01mm/500mm。德国 demmeler(戴美乐)公司制造的 4m 长、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在 5m 以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。(2)高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用 12 秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。(3)模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用 CAD 技术,可建立元件库、典呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 5 页(共 56 页)型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。(4)通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国 demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。 3、评述综上,根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向,现在的一般加工条件已不能满足现在的技术要求。所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。主要体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。这就要求从事这方面的高科技人才,就我们现在所学的知识还远远不够。所以我们在以后的学习工作中要多学习这些方面的知识,不断的充实自己,使自己的综合能力不断提高,从而跟上科技发展的脚步呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 6 页(共 56 页)第一章第一章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1 1、零件的作用、零件的作用题目给出的零件是 CA6140 的杠杆。它位于车床制动机构中,主要起制动作用。杠杆一段与制动带连接,另一端通过钢球与齿条轴的凸起(或凹槽)相接触,当离合器脱开始,齿条轴与杠杆下端接触,是起逆时针方向摆动,将制动带拉紧,当左右离合器中任何一个接合时,杠杆都顺时针方向摆动,使制动带放松,从而达到制动的目的。2 2、零件的工艺分析、零件的工艺分析立体图、零件图如下图所示: 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 7 页(共 56 页)BB-B 杠 杆 (CA6140车床) 制 图 校 核比例 1 :1件数 1 2010.12呼伦贝尔学院工程分院 08级机制专科班 指 导重量材料 HT200 831009 王晓霞A向旋转 刘 凯 0.85kg 技术要求1.铸造圆角R352.表面应无夹渣,气孔等铸造缺陷A3.26.36.312.53.21.66.33.2用?12. 7钢 球检查其余零件的材料为 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)以 45 外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括:25 的孔、杠杆下表面。主要采用一个大平面限制面。三个自由度、一个窄 V 型块限制两个自由度及一个支承顶限制一个自由度,使工件达到完全定位。这组加工表面的主要要求是:1)25 孔内壁的表面粗糙度为 1.6m。2)杠杆下表面的表面粗糙度为 3.2m。(2)以 25 孔为中心的加工表面这组加工表面包括:14 阶梯孔、M8 螺纹孔、12.7 锥孔及 锥0.1012.7孔平台、2M6 螺纹孔及 2-M6 螺纹孔上端面。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和12.7 锥孔平台。以杠杆下表面及 25 孔为定位基准,采用一个大平面限制三个自由度、一个短圆柱销限制两个自由度以及一个支承顶限制一个自由度,使工件达到完全定位。这组加工表面的主要要求是:1)25 孔的轴线和杠杆上、下表面有垂直度要求。2)14 阶梯孔、M8 螺纹孔的中心线与垂直方向成 10 夹角。 3)12.7 锥孔内壁的表面粗糙度为 6.3m 以及 12.7 锥孔平台的表面粗糙度为 6.3m,12.7 锥孔的中心线与其平台有垂直度要求。 4)2-M6 螺纹孔的中心线与水平方向成 36 夹角及其倒角的表面粗糙度为呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 8 页(共 56 页)6.3m。3 3、工艺规程设计、工艺规程设计(1)确定毛坯的制造形式零件的材料,考虑到灰铸铁生产工艺简单,铸造性能良好,但塑性HT200较差、脆性高。由于年产量为 5000 件,达到中批量生产的水平,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,适合中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)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夹紧,利用一个 V 形块支承45 圆的外轮廓作主要定位,以限制 2 个自由度,底板限制 3 个自由度,再以压紧螺钉定位消除 1 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。(3)确定工艺路线表 2.1 工艺路线方案一工序 1钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.023025工序 2粗、精铣 25 孔下表面工序 3粗、精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、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、攻螺纹孔 2-M6工序 8去毛刺工序 9检查表 2.2 工艺路线方案二呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 9 页(共 56 页)工序 1粗、精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.023025工序 3钻 12.7 的锥孔工序 4粗、精铣宽度为 30mm 的下平台工序 5钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、锪钻 14 阶梯孔工序 6钻 2-M6 螺纹底孔、攻螺纹孔 2-M6工序 7粗、精铣 2-M6 上端面工序 8去毛刺工序 9检查工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工 25 的孔,然后以此为基准加工杠杆底面,而方案二则与此相反,先是加工杠杆底面,然后以此为基准加工 25 的孔。由于 25 孔的中心线与杠杆的上、下表面有垂直度要求,通过分析方案二更容易保证 25 孔的尺寸精度与位置精度。考虑到零件的结构工艺性,钻孔表面应与孔的轴线垂直,要符合先加工表面再钻孔的原则。所以方案二的工序三与工序四调换,工序六与工序七调换。将两方案中的优点相结合,最终的加工路线确定为:表 2.3 最终工艺过程工序 1粗、精铣 25 孔下表面 以杠杆上表面及 45 外圆为粗基准,保证杠杆下表面的粗糙度是 3.2m,选用立式升降台铣床 X52K。工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm 以杠杆下表面0.023025为基准,45 外圆为辅助基准,保证 25 孔的轴线与杠杆上、下表面垂直且 25 孔的内壁的表面粗糙度是1.6m,选用立式钻床 Z535。采用专用夹具。工序 3粗、精铣宽度为 30mm 的下平台 以杠杆下表面及25 孔为基准,保证 12.7 锥孔平台的表面粗糙度为6.3m,仍然选用立式铣床 X52K,用组合夹具。工序 4钻 12.7 的锥孔 保证 12.7 锥孔的中心线与其平台的垂直度要求且 12.7 锥孔内壁表面粗糙度6.3m,采用立式钻床 Z535,采用专用夹具。工序 5钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、锪钻 14 阶梯孔 保证其中心线与垂直方向成 10 夹角且 14 阶梯孔的表面粗糙度为 3.2m,采用组合夹具。呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 10 页(共 56 页)工序 6粗、精铣 2-M6 上端面 用回转分度仪加工,保证其与水平成 36 角且表面粗糙度要求为 3.2m,用立式铣床 X52K。工序 7钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹 保证 2-M6 螺纹孔的中心线与其端面的垂直度要求。采用立式钻床 Z535,采用专用夹具。工序 8去毛刺工序 9检查(4)机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定已知杠杆的材料是 HT200,毛坯的重量 0.85kg,生产类型为中批生产。毛坯采用金属模铸造。加工余量的大小对零件加工质量和生产效率均有较大的影响。加工余量过大,不仅影响了机械加工量、降低了生产效率,而且浪费原料和能源,增加刀具等工具的损耗,使加工成本升高。加工余量过小则不能保证各工序的各种误差和表面缺陷。根据机械制造工艺设计简明手册表 2.2-5 知,杠杆选用的铸件尺寸公差(CT)等级为 9,铸件加工余量(MA)等级为 F。查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得,以一侧为基准进行单侧加工的加工余量为 3.0mm,进行双侧加工时每侧加工余量为 2.5mm。1)加工杠杆下表面。 根据机械制造工艺设计简明手册2.3-4 和表2.3-21 综合考虑总的加工余量为 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,就可以满足加工要求。2)加工 25mm 孔。 由于内表面有粗糙度要求,查机械制造工艺学第 241 页表 A-5,可确定加工工序为:钻孔扩孔铰孔。据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-8,可确定各工序加工余量及工序尺寸,查机械制造工艺学表 A-2 可确定各工序加工精度和表面粗糙度(见表 1) 。25mm 孔的内表面各工序加工余量及粗糙度的确定:工序名称工序余量工序尺寸加工精度粗糙度钻23mm23mIT 1212.5扩1.8mm24.8mIT 106.3铰0.2mm25mIT 83.2呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 11 页(共 56 页)3)铣削 12.7 锥孔平台。 用铣削的方法加工台阶。由于台阶的加工表面有粗糙度要求 查机械制造工艺学表 A-6 可知粗铣 2mm,6.3aRm精铣 1mm 的加工工序可以满足表面粗糙度的要求,据机械制造工艺设计手册表 1-39,可确定各工序加工余量及工序尺寸。查机械制造工艺学表 A-3 可确定加工精度及表面粗糙度(见表 2) 。加工杠杆 30mm 下平台的各工序加工余量及粗糙度的确定工序名称工序余量工序尺寸加工精度粗糙度毛坯33mmCT 8粗铣2mm31mmIT126.3精铣1mm30mmIT83.2 4)钻 12.7mm 锥孔。 要求加工一半,留下的余量装配时钻铰,为提高生产率起见,任然采用 12mm 的钻头,切削深度是 2.5mm,为达到表面粗糙度的要求,查机械制造工艺学表 A-5,选用钻扩的加工路线。6.3aRm经济精度为 IT11,表面粗糙度 值为 12.5mm-6.3mm。加工余量及工序尺寸(见表 3) 。钻 12.7mm 锥孔各工序加工余量及工序尺寸的确定:工序名称工序余量工序尺寸加工精度粗糙度钻孔12mmIT 1212.5扩孔7mm12.7mmIT 106.35)查机械制造工艺设计简明手册2.3-20 知,采用 6.8 的麻花钻,一次钻削加工余量为 6.8mm,一次攻螺纹 1.2mm,就可达到要求。6)锪钻 14 阶梯孔。 由于表面粗糙度要求为 3.2m,因此考虑加工余量 3mm。可一次锪钻 3mm,就可达到要求。 7)加工 2-M6 上端面。 根据机械制造工艺设计简明手册2.3-4 和表 2.3-21 综合考虑总的加工余量为 3mm,粗铣 2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精铣 1mm,就可以满足加工要求。 8)加工 2-M6 螺纹孔。 查机械制造工艺设计简明手册2.3-20 可知,其总的加工余量为 6mm,采用 5 的麻花钻,一次钻削加工余量为 5mm,一次攻螺纹 1mm,就可以满足加工要求。 aR呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 12 页(共 56 页)因此毛坯尺寸的确定见下图:(5)确定切削用量工序一.粗精铣 25mm 孔下平面工件材料:,铸铁200HT机床:X52K 立式铣床a.粗铣杠杆下表面1、选择刀具:硬质合金端铣刀(材料 YG6) ,据切削用量简明手册第 96 页表 3.16 取,齿数为 14,粗齿铣刀,据切削用量简明手册第 84mmD100页表 3.2 取orosookar45,20,9,000ororkk5,452、选择切削用量1)决定切削深度为mm22)决定每齿进给量 zf 据机械制造工艺设计手册第 187 页表 416 其功率为,据切kw5 . 7削用量简明手册第 88 页表 35,现取。zmmf24. 014. 02zmmf18. 023)选择铣刀磨钝标准及其寿命据切削用量简明手册第 88 页表 3.7 及 3.8,铣刀刀齿后刀面最大磨钝量为,取,刀具寿命。mm5 . 10 . 1mm2 . 1min180T4)确定切削速度及每分钟进给量cvf呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 13 页(共 56 页)min36.75100015016014. 310000mndvcczmmnvfcfczc15. 014150315fmvlt1min58. 0318211612mt据切削用量简明手册第 96 页表 3.16,当mmaxmmdp5 . 3,14,1600,时。各修正系数zmmf18. 0min378min,172min,86mmvmnmvfttt为:,故: 89. 0mvfmnmvkkk1tvftntvkkk min54.7689. 086mkvvvtcmin08.15389. 0172rkvnntmin42.33689. 0378mmkvvvff据机械制造工艺设计手册第 176 页附表 4161 及附表 4163 选择因此实际切削速度和每齿进给量min316min,150mmvrnfcc 5)检查机床的功率据切削用量简明手册105 页,当硬度为HBS200。kwpmmvzmmfmmammacfpe3 . 2min,325,25. 0,2 . 2,1002据机床允许的功率故,因此决定的切削速度可以用,即cmcpp ,min36.95min,150,2mvrnmmacezmmf15. 02min316mmvf。min36.95mvc3、计算基本工时式中, 据切削用量简明手册第 106 页表 3.26 精铣时mmylL161入切量及超切量 则:ymm21b.精铣杠杆下表面1、选择刀具:硬质合金端铣刀(材料 YG6) ,据切削用量简明手册第 96 页表 3.16 取,齿数为 14,细齿铣刀,据切削用量简明手册第 84mmD100页表 3.2 取。orosookar45,20,9,000ororkk5,452、选择切削用量1)决定切削深度为mm12)决定每齿进给量 据机械制造工艺设计手册第 187 页表 416zf其功率为,据切削用量简明手册第 88 页表 35,kw5 . 7现取。zmmf24. 014. 02zmmf14. 023)选择铣刀磨钝标准及其寿命据切削用量简明手册第 88 页表 3.7 及 3.8,铣刀刀齿后刀面最大磨钝量为,取,刀具寿命。mm5 . 03 . 0mm3 . 0min180T呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 14 页(共 56 页)min46.95100019016014. 310000mndvcczmmnvfcfczc15. 014190400fmvlt2min81. 040016111612mt4)确定切削速度及每分钟进给量cvf据切削用量简明手册第 96 页表 3.16,当mmaxmmdp5 . 0,14,1600,时。各修正系数zmmf18. 0min429min,145min,98mmvmnmvfttt为:,故: 89. 0mvfmnmvkkk1tvftntvkkk min22.8789. 098mkvvvtcmin55.17389. 0195rkvnntmin81.38189. 0429mmkvvvff据机械制造工艺设计手册第 176 页附表 4161 及附表 4163 选择因此实际切削速度和每齿进给量min400min,190mmvrnfcc 5)检查机床的功率。据切削用量简明手册105 页,当硬度为HBS200。kwpmmvzmmfmmammactfpe6 . 1min,400,25. 0,1,1002据机床允许的功率故,因此决定的切削速度可以用,即cmcpp , min22.87min,190,1mvrnmmacezmmf15. 02min400mmvf, 。min22.87mvc3、计算基本工时式中,据切削用量简明手册第 106 页表 3.26 精铣时mmylL161入切量及超切量则:161y据机械制造工艺设计手册表 7.29 和表 7.30,可知两次铣削的辅助工时: =。fmtmin5 . 153. 053. 044. 0该工序的总工时为: =fmtmin89. 25 . 181. 058. 021fmmmtttt工序二.加工 25mm 孔到要求尺寸工件材料为 HT200,铸铁,查工程材料及热加工第 138 页表 421 确定抗拉强度为。Mpab160工艺要求:工件的壁厚为孔的直径为 25mm,孔深为据工艺设mm30mml30计简明手册第 64 页表 2.39,确定公差为 H8,表面粗糙度。6 . 1aR呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 15 页(共 56 页)3 . 12330dl机床:Z535 立式钻床a.钻 23mm 孔1、选择钻头选择高速钢磨出双锥修磨横刃钻头,其直径为,钻头几何形状mmd230据切削用量简明手册第 44 页表 2.1 及表 2.2 查得:,o30o1002 。mmlmmbammbooo5,5 . 2,5512,5 . 4,702012、选择切削用量1)确定进给量 f1)按加工要求确定进给量 据切削用量简明手册表当加工要f7 . 2求为精度,铸铁的强度,时 12HMpab160mmd3 . 20rmmf96. 078. 0。 由于 ,孔深系数为故。1ifkrmmf96. 078. 02)钻头强度决定进给量据切削用量简明手册第 51 页表 2.8 当钻头允mmdMpab23,1600许的进给量 。rmm2f 3)按机床的进给机构决定进给量据切削用量简明手册第 52 页表 2.9,当,d0时,Mpab210mm25机床进给机构允许的轴向力为(据机械制造工艺设计手册16860N14120N第 176 页表 45,Z535 钻床允许的轴向力为 15696N )时,进给量为 f=。rmm8 . 1从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为0.780.96mmr,据机械制造工艺设计手册 ,第 177 页表 452,取f=0.96mmr。4)决定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表 2.12,当 d0=23mm 时,钻头后刀面的最大磨钝量取为 1mm,寿命为 T=75min。5)决定的切削速度 v 及转速 n据切削用量简明手册表 2.15,硬度 200HBS,f=0.57mmr,标准钻头,d0=23mm 时,vt=12mmin,查切削用量简明手册表 2.31,切削用量修正系数.,故88. 0myk1xyk75. 0xyk1vvkv=120.8810.751=7.92vtkvminm rmin 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451,可以考虑选择nc=140rmin,但因所选择转速较计算转速较高,会使刀具寿命下降,故可将进给量降低一级,即取 f=0.72mmr,也可选择较低一级转速 nc=100rmin,仍用65.1091292. 7100010000dvn呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 16 页(共 56 页)0.96mmr,比较这俩种方案:a.第一方案: f=0.72mmr, nc=140rminncf=0.72140=100.8mmminb.第二方案: f=0.96mmr, nc=100rminncf=0.96100=96mmmin因为第一方案 ncf 的乘积较大,基本工时较少,故第一方案较好。(4)检验机床扭矩及功率据切削用量简明手册第 62 页表 2.21,当 d025mm,f0.8mmr 时,Mt=104.96N.m 扭矩的修正系数为 1。故 Mc=17.85N.m 据机械制造工艺设计第 176 页表 45,Mm=392.4N.m 。据切削用量简明手册第 64 页表 2.23 当b=170213Mpa,d0=23mm,f0.75mmr,vc13.2 时,pc=2.3kw。据机械制造工艺手册第 176 页表 45,pe=4.50.81=3.65kw。由于 McMm,pc pc 故选择的切削用量可用,即:f=0.72,n=140rmin,v=10.1mmin。3、计算基本工时式中 l=L+y+,l=30mm, 由切削用量简明手册表 2.29 查出入切量及超切量y+=12mm,故查机械制造工艺设计手册的表 7.29 和表 7.30,可知钻孔的辅助工时:min99. 108. 092. 028. 071. 01mtb.扩 24.8 孔1、选择扩孔钻头选择硬质合金扩孔钻,其直径,扩孔钻几何形状据切削用量简明24.80d手册表 2.5,。orookk45,30,10oa100or502、选择切削用量1)确定进给量据切削用量简明手册第 53 页表 2.10,当加工要求为精度,铸铁H10的硬度为,时,据200HBS24.8mmd 00.84)mm-(0.700.7 1.2)-(1.0f机械制造工艺设计手册第 176 页表 452,取 f=0.72mmr。2)确定扩孔钻磨钝标准及寿命由切削用量简明手册第 54 页表 2.21 当时,钻头后刀面最mmd8 .240大磨损量取为,寿命。1.2mm40min.T 3)决定切削速度 v 及转速 n据机械制造工艺手册第 109 页表 524 得: mmdrmmf25,8 . 00nfLtm1min42. 072. 017012301mt呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 17 页(共 56 页)9 . 29 . 1)21 (45cot2238 .241ol,查切削用量简明手册表 2.31,切削速度的修正系数为min5 .87mvt,故1,15. 1vvmvkk8 . 0sykmin5 .808 . 0115. 15 .87mkvvvtmin7 .10338 .2414. 35 .80100010000rdvn据机械制造工艺学第 176 页表 451 选择,但因选min1100rnc择转速较计算转速高,会使刀具使用寿命下降,故可将进给量降低一级,转速,仍用,比较这俩种选择方案:min750rncrmmf72. 0a.第一方案;min627110057. 0min,1100,57. 0mmnrnrmmfcfcb.第二方案:min54075072. 0min,750,72. 0mmnrnfcf因为第一方案的乘积较大,基本工时较少,故第一方案较好,实际切削速度3、计算基本工时nfltm2式中,21lllLmmL30取取,42,5 . 221mmlmmlmml5 . 32所以 查切削用量简明手册第 275 页表 733 和表 734,可知扩孔的辅助时间:min21. 108. 014. 028. 071. 02mtc.铰 25 孔1、选择铰刀选择高速钢铰刀,其直径,铰刀几何形状据切削用量简明手mmd250册第 49 页表 2.67 确定,。,156,0100oooaarork3o72、选择切削用量1)确定进给量 f据切削用量简明手册表 2.11 当硬度,时HBS170mmd250按该表注 4,进给量取小值查机械制造工艺设计手册附表,6 . 23 . 1mmf 4-5-2 取。mmf6 . 12)决定铰刀磨钝及寿命由切削用量简明手册表 2.12 当时铰刀后刀面最大磨钝量为mmd250寿命 T=。mm7 . 0120minmin06. 057. 011005 . 35 . 2302mtmin66.8510008 .2414. 311001000mdnv呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 18 页(共 56 页)min86.482514. 36 . 3100010000rdvnmin34. 510000mdnvnfltm23)决定切削速度 及转速vn查机械制造工艺设计手册第 176 页表 4-5-1 取实际切削min68rn 速度3、计算基本工时据机械制造技术基础课程设计指导教程第 118 页表表 542 式中,由,以及表注 1 切入长度 增加 21lllLmmL30mmap1 . 0ork3l,所以,mm1mml9 . 219 . 11mml152故查机械制造工艺设计手册275 页表 733 和 734,可知铰孔的辅助时间:。 min24. 108. 017. 028. 071. 03fmt该工序的总工时为: min33. 524. 144. 021. 106. 099. 142. 0321321fmfmfmmmmffftttt工序三.粗铣宽度为 30mm 的下平台工件材料:,铸造200HT加工要求:铣削两次,一次粗铣 2mm,一次精铣 1mm,就可达到表面粗糙度要求。机床:X52K 立式铣床a. 粗铣 12.7 锥孔平台1、选择刀具查机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-11 及表 5-13 采用高速钢立铣刀,D=50,Z=4,此为粗齿铣刀。2、选择切削用量1)决定铣削深度 pa因其单边粗铣的单边余量为 2mm,所以切削宽度为=2mm。pa2)决定每齿进给量zf据 X52K 型铣床的说明书(见切削用量简明手册表 3.30)其功率为7.5kw,中等系统刚度,把机械制造技术基础课程设计指导教程表 5.11,据机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-16 选zmmfz3 . 016. 0。zmmfz25. 03)选择铣刀磨钝标准及寿命min44. 06 . 1685 . 19 . 2303mt呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 19 页(共 56 页)据切削用量简明收藏册表 3.7 及表 3.8,铣刀刀齿的后刀最大磨钝量为 0.5mm,刀具寿命为 T=120min。4)决定切削速度和每分钟进给量cvfv据机械制造技术基础课程设计教程表 5-13,故min47mv min3 .2995014. 347100010000rdvnmin7525.36.299mmonfvf3、计算基本工时据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-13,fmvlllt211式中,.,故30l mml261505 . 01mml22min77. 075226301mt查机械制造工艺设计手册第 272 页表 730 得,铣削辅助时间: min23. 01fmtb.精铣 12.7 锥孔平台1、选择刀具查机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-11 及表 5-13 采用高速钢立铣刀,D=50,Z=4。2、选择切削用量1)决定铣削深度 pa因其单边粗铣的单边余量为 1mm,所以切削宽度为=1mmpa2)决定每齿进给量zf据 X52K 型铣床的说明书(见切削用量简明手册表 3.30)其功率为7.5kw,中等系统刚度。据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5.11,查机械制造技术基础课程设计指导教程教程表 4-16zmmfz3 . 016. 0选。zmmfz15. 03)选择铣刀磨钝标准及寿命据切削用量简明收藏册表 3.7 及表 3.8,铣刀刀齿的后刀最大磨钝量为 0.25mm,刀具寿命为 T=120min。4)决定切削速度和每分钟进给量cvfv据机械制造技术基础课程设计教程表 5-13,故min49mv min3125014. 349100010000rdvn呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 20 页(共 56 页)min7515. 0312mmnfvf据机械制造技术基础课程设计指导教程教程表 5-13,fmvlllt212式中,.,故30l mml261505 . 01mml22min18. 149226302mt查机械制造工艺设计手册表 7-30 得,铣削辅助时间:min23. 02fmt该工序的总工时为:min41. 22121fmfmmmttttt工序四.钻 12.7 的锥孔工件材料:HT200,铸造,硬度为 200HBS工艺要求:孔的直径为 12.7mm,盲孔,表面粗糙度为。6.3aRm机床: Z535 立式钻床a.钻 12mm 孔1、选择钻头选用 12mm 标准高速钢麻花钻。2、选择切削用量1)确定进给量 f据机械制造工艺设计手册表 3-38,=0.52-0.64mmr,由于孔深度f比 ld3,所以修正系数,故=0.52-0.64mmr。1lfkf2)钻头强度决定进给量据切削用量简明手册表 2.8,查工程材料及热加工表 421 得,当壁厚为 1020mm 时,b=195Mpa,再由 d0=12mm 时,钻头强度允许的进给量。1.22mm/rf3)按机床的进给机构强度决定进给量据切削用量简明手册表 2.9,当 b=195Mpa,d0=12mm 时,机床进给机构允许的轴向力为(据机械制造工艺设计手册表 416860N14120N5,Z535 钻床允许的轴向力为 15696N )时,进给量为。2.25mm/rf 从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为0.520.64mmr,据机械制造工艺设计手册 ,表 452,取f=0.57mmr。4)决定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表 2.12,当 d0=12mm 时,钻头后刀面的最大磨钝量取为 0.7mm,寿命为 T=60min。5)决定的切削速度 V 及转速 n据切削用量简明手册表 2.15,硬度 200HBS,=0.57mmr,标准钻头,f呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 21 页(共 56 页)min/67.1921226. 7100010000rdvnmin35. 710001214. 319510000mdnvd0=12mm 时,vt=11mmin。查切削用量简明手册表 2.31,切削用量修正系数,,88. 0myk1xyk,故75. 0xyk1lvk v=110.8810.751=7.26m/min vtkv据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451,可以考虑选择 nc=195rmin,但因所选择转速较计算转速较高,会使刀具寿命下降,故可将进给量降低一级,即取 f=0.43mmr,也可选择较低一级转速 nc=rmin,仍用 0.57mmr,比较这两种方案:a.第一方案:,rmmf43. 0min195rnc。min855.8319543. 0mmfncb.第二方案:,rmmf57. 0min140rncmin8 .7914057. 0mmfnc因为第一方案 ncf 的乘积较大,基本工时较少,故第一方案较好,实际切削速度6)检验机床扭矩及功率据切削用量简明手册表 2.21,当 d012.2mm,f0.51mmr 时,Mt=17.85Nm。扭矩的修正系数为 1。故 Mc=17.85Nm。据机械制造工艺设计表 45,Mm=392.4Nm 。据切削用量简明手册表 2.23,当 b=170-213Mpa,d013.2mm, 0.45mmr,vc13.2 时,pc=1.0kw,据机械制造工艺手册表 4-f5,pE=4.50.87=3.65kw。由于 McMm,pc pE ,故选择的切削用量可用,即:d0 =12.7mm,=0.43mm/z,n=195rmin,v=7.35mmin。f3、计算基本工时式中,L=l+y+,l=6mm,入切量及超切量由切削用量简明手册表 2.29 查出y+=6mm,故查机械制造工艺设计手册第 276 页表 7-33 和表 7-34,可知钻削的辅助时间:min19. 106. 014. 028. 071. 01fmtb.扩 12.7 孔1、选择扩孔钻头选择 12.7mm 标准高速钢扩孔钻。2、选择切削用量nfLtm1min15. 043. 0195661mt呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 22 页(共 56 页)min17. 06 . 01005 . 15 . 37 . 62mtmin7 . 219. 119. 117. 015. 02121fmfmmmttttt1)确定进给量 f据切削用量简明手册表 2.10,当加工要求为 H10 精度,铸铁的硬度为200HBS,d0 =12.7mm 时,f=(0.9-1.1) 0.7=(0.63-0.77)mmr,据机械制造工艺设计手册表 4-5-2,取 f=0.72mmr。2)确定扩孔钻磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表 2.21 当时,钻头后刀面最大磨损mmd7 .120量取为 0.7mm,寿命 T=30min。3)决定切削速度 v 及转速 n据机械制造工艺手册表 3-54 知,利用扩孔钻进行扩孔时,其进给量与切削速度与同样尺寸的实心孔时进给量与切削速度之关系为: 现已知=0.6mmr(切削用量简明手册表 2.7) ,钻f=11mmin(切削用量简明手册表 2.15) 。钻v令=2.3=2.30.6=1.38 mmr, (机械制造工艺设计手册附表 4-f钻f5-2)minm.444 . 0钻vv据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451,取 n=100,所以minr实际切削速度为3、计算基本工时据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-4,式中,l=6.7mm,据切削用量简明手册表 2.5,取21lllL 取mm,取mm,所以42,5 . 121lmml5 . 32l据机械制造工艺设计手册表 7-33 和表 7-34,可知扩孔的辅助时间:tfm2=0.71+0.28+0.14+0.06=1.19。min该工序的总时间为:工序五.加工 M8 螺纹孔和锪钻 14 阶梯孔045rk钻ff)4 . 22 . 2(钻vv)3121(min34.1107 .124 . 4100010000rdvnsmin99. 310001007 .1214. 310000mndvnfltm2mml35. 235. 1)21 (45cot2127 .1201呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 23 页(共 56 页)工件材料:HT200,铸造加工要求:钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、锪钻孔 14 阶梯孔,阶梯孔的直径为表面粗糙度。mm14mRa2 . 3机床:Z535 立式钻床a.钻 M8 底孔1、选择钻头 选择标准高速钢麻花钻头,其直径 d0=6.8mm。2、选择切削用量1)确定进给量 f1)按加工要求确定进给量据机械制造工艺设计手册第 97 页表 3-38 所示,初选进给量 f 为由于孔的深度比 3 所以修rmmf22. 018. 05 . 0)44. 036. 0(正系数,故。1ifkrmmf22. 018. 02)按钻头强度决定进给量据切削用量切削手册第 55 页表 2.8,时,确定钻头强度允许mmd80的进给量。rmmf86. 03)按机床进给机构决定进给量据切削用量简明手册第 52 页表 2.9,当时mmdMpab8 . 6,1950机床进给机构允许的轴向力为 1412016860N(据机械制造工艺设计手册第176 页表 4-5,Z235 机床允许的轴向力为 15696N)时进给量为。rmmf3 . 2从以上三个进给量可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为,据机械制造工艺设计手册第 177 页表 4-5-3 取rmm22. 018. 0。rmmf20. 04)决定钻头磨钝标准及寿命据切削用量简明手册第 54 页表 2.12,当时,钻头的厚刀面mmd8 . 60最大磨损量取为 0.7mm,寿命 T=35min。5)决定切削速度 v 及转速 n据切削用量简明手册第 57 页表 2.15,硬度为 200,HBSrmmf20. 0标准钻头,据切削用量简明手册第 71 页表min18,8 . 60mvmmdt2.31,切削速度修正系数为故 : 1,75. 0,84. 0,88. 0lvsyxvmvkkkkmin98. 9175. 084. 088. 01880mkvvvtmin37.4678 . 614. 398. 9100010000rdvn据机械制造工艺设计手册第 176 页表 4-5-1 可考虑选则 但因选择转速较计算转速为高,会使刀具寿命下降,故可将进给min530rnc量降低一级,即取, ,也可选择降低一级转速,rmmf15. 0min400rnc815odl呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 24 页(共 56 页)nfltm1min25. 020. 04005151mt仍用,比较这俩种方案:rmmf20. 0a.第一方案:, rmmf15. 0min530rnc。min5 .7953015. 0mmfncb.第二方案:, rmmf20. 0min400rnc ,min8040020. 0mmfnc因为第二方案的乘积较大,基本工时少,故第二方案较好,实际切削fnc速度6)检验机床扭矩及功率据切削用量简明手册第 62 页表 2.21,当时,mmd1 .110mNmt.35. 7扭矩的修正系数为 1,故。mNMm.4 .392据切削用量简明手册第 64 页表 2.23 当硬度为 170213,HBS时 ,据机械制造工艺手册min20,53. 0,10mvrmmfmmdckwPc0 . 1第 176 页表 4-5,由于故选择之切削kwpE65. 381. 05 . 4EcmcPPMM,用量可用,即。min54. 8min,400,7 . 0, 8 . 60mvrnrmmfd3、计算基本工时式中,切入量和超切入量由切削用量简明手册表mmLylL15,2.29 查出故mmy5查机械制造设计手册第 276 页表 733,和表 734,可知钻削的辅助时间:min17. 104. 014. 028. 071. 01fmtb.攻螺纹25. 18M1、选择丝锥选择细柄机用丝锥。25. 18M2、选择切削用量1)进给量 f由于其螺距为 1.25,因此进给量为。rmmf25. 12)切削速度 v 和转速 n据机械制造技术基础课程设计指导教程第 114 页表 538,确定。查金属切削原理与刀具第 57 页式(75)知 min80mv min47.31810000rdvnmin54. 810060040014. 310000mndv呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 25 页(共 56 页)据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451,取,实min275rnn际切削速度 3)检验机床扭矩及功率由于直径小,进给量小,所以可以满足。3、计算基本工时据机械制造工艺设计手册表 7-8,知式中其中为丝锥或工件回程的每分钟转速, 为使用flfl)32(,)21 (211ni丝锥次量,,取取,则mml151l2,5 . 225. 122lmmfmmf5 . 2225. 12 查机械制造工艺设计手册表 7-33 和表 7-34,可知用丝锥攻螺纹的辅助时间。min2 . 106. 015. 028. 071. 02fmTc. 锪钻 14 阶梯孔1、选择刀具选择 14mm 的高速钢端面锪钻。2、选择切削用量1)确定进给量 f据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-32,知,据机械制造工艺设计手册表 4-5-2,取rmmf)15. 01 . 0(。rmmf1 . 02)确定切削速度 及转速vn据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-32 知,min2512mv 取。min20mv 查切削用量简明手册表 2.31 切削速度修正系数为,88. 0mvk故:,84. 0xyk75. 0syk1vvkmin08.11175. 084. 088. 020mkvvvt查机械制造工艺设计手册表 4-5-1,取。实际切削速度为min275rinnflllTm)11(1212min12. 01)27512751(25. 15 . 22515)11(1212innflllTmmin04.2521414. 308.11100010000rdvnmin09.1210002251410000mndvmin91. 61000275814. 310000mdnv呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 26 页(共 56 页)3、计算基本工时据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-41,(式中)211l式中取 2故:1,3lmml mmmin09. 104. 006. 028. 071. 03fmt据机械制造工艺设计手册表 7-33 和表 7-34,可知锪钻的辅助时间,min09. 104. 006. 028. 071. 0fmt该工序的总工时为:min69. 209. 117. 118. 025. 0321321fmfmfmmmmffftttt工序六. 粗、精铣 2-M6 上端面工件材料:,铸铁200HT机床:X52K 立式铣床,使用组合夹具。a.粗铣 2-M6 上端面1、选择刀具采用硬质合金端铣刀(材料 YG6) ,据切削用量简明手册第 96 页表3.16 取,齿数为为 10,粗齿铣刀,据切削用量简明手册第 84mmD100页表 3.2 取。orosookar45,20,9,000ororkk5,452、选择切削用量1)决定切削深度为mm22)决定每齿进给量 zf据机械制造工艺设计手册第 187 页表 416 其功率为,据切kw5 . 7削用量简明手册第 88 页表 35,现取。zmmf24. 014. 02zmmf18. 023)选择铣刀磨钝标准及其寿命据切削用量简明手册第 88 页表 3.7 及 3.8,铣刀刀齿后刀面最大磨钝量为,取,刀具寿命。mm5 . 10 . 1mm2 . 1min180T4)确定切削速度及每分钟进给量cvf据切削用量简明手册第 96 页表 3.16,当,时mmaxmmdp5 . 3,10,1000zmmf18. 0各修正系数为:min432min,275min,86mmvmnmvfttt,故89. 0mvfmnmvkkk1tvftntvkkkmin5 .7689. 086mkvvvtc min75.24489. 0275rkvnntmin48.38489. 0432mmkvvvff据机械制造工艺设计手册第 176 页附表 4161 及附表 4163 选fnllnflTm13呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 27 页(共 56 页)min79.73100023510014. 310000mndvcczmmnvfcfczc17. 010235400fmzvltmin12. 04007401mt择。因此实际切削速度和每齿进给量min400min,235mmvrnfcc 5)检查机床的功率据切削用量简明手册105 页,当硬度为HBS200。kwpmmvzmmfmmammactfpe1 . 1min,400,25. 0,2 . 2,352据机床允许的功率故,因此决定的切削速度可以用,即cmcpp 。min235,2mnmmaezmmf15. 02min316mmvfmin79.73mvc3、计算基本工时式中,据切削用量简明手册第 106 页表 3.26 精铣时入mmylL40切量及超切量则:mmy7 b.精铣 2-M6 上端面1、选择刀具采用硬质合金端铣刀(材料 YG6) ,据切削用量简明手册第 96 页表3.16 取,齿数为为 10,粗齿铣刀,据切削用量简明手册第 84mmD100页表 3.2 取。orosookar45,20,9,000ororkk5,452、选择切削用量1)决定切削深度为mm12)决定每齿进量zf据机械制造工艺设计手册第 187 页表 416 其功率为,据切kw5 . 7削用量简明手册第 88 页表 35,现取。zmmf24. 014. 02zmmf14. 023)选择铣刀磨钝标准及其寿命据切削用量简明手册第 88 页表 3.7 及 3.8,铣刀刀齿后刀面最大磨钝量为,取,刀具寿命。mm5 . 03 . 0mm3 . 0min180T4)确定切削速度及每分钟进给量cvf据切削用量简明手册第 96 页表 3.16,当,时mmaxmmdp5 . 1,10,1000zmmf18. 0各修正系数为:min490min,332min,98mmvmnmvfttt,故:89. 0mvfmnmvkkk1tvftntvkkkmin22.8789. 098mkvvvtc呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 28 页(共 56 页)min2 .94100030010014. 310000mndvcczmmnvfcfczc16. 010300475fmzvltmin3 . 0475100402mtmin58.28689. 0322rkvnntmin1 .43689. 0490mmkvvvff据机械制造工艺设计手册第 176 页附表 4-16-1 及附表 4-16-3 选择。因此实际切削速度和每齿进给量min475min,300mmvrnfcc5)检查机床的功率。据切削用量简明手册105 页,当硬度为HBS200。kwpmmvzmmfmmammactfpe1 . 1min,550,25. 0,1,352据机床允许的功率故,因此决定的切削速度可以用,即cmcpp 。min2 .94min,300,1mvrnmmacezmmf16. 02min475mmvf3、计算基本工时式中,据切削用量简明手册第 106 页表 3.26 精铣时入mmylL40切量及超切量则:100y据机械制造工艺设计手册7.29 和 7.30,可知铣削的辅助工时: =fmtmin14. 135. 035. 044. 0加工该工序的总时间为:min56. 114. 130. 012. 0321fmmmtttt工序七.钻 2-M6 螺纹孔工件材料:HT200,铸造加工要求:钻 5 螺纹底孔,攻螺纹M6机床:Z535 立式钻床a. 钻 5 螺纹底孔1、选择钻头选择高速钢标准钻头,其直径 d0=5mm。2、选择切削用量1)选用进给量 f据机械制造工艺设计手册第 97 页表 3-38,。由于孔的深度比rmmf165. 0135. 05 . 0)33. 027. 0(所以修正系数,故。1ifkrmmf165. 0135. 02)按钻头强度决定进给量据工程材料及热加工第 138 页表 421 得壁厚为时,mm105 . 2,据切削用量简明手册第 51 页表 2.8,当硬度为,Mpab220HBS200时,确定钻头强度允许的进给量。mmd4 . 50rmmf6 . 03615odl呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 29 页(共 56 页)3)按机床进给机构决定进给量据工程材料及热加工第 138 页表 421 知当铸件壁厚为 2.510时,时,机床进给机构允许的轴向力为mmdMpab52200,1412016860N(据机械制造工艺设计手册)第 176 页表 45。Z235 机床允许的轴向力为 15696N)时,进给量为。rmmf3 . 2从以上三个进给量可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为。据机械制造工艺设计手册第 177 页表 452 取rmm165. 0135. 0。rmmf15. 05)决定钻头磨钝标准及寿命据切削用量简明手册第 54 页表 2.12,当时,钻头的厚刀面mmd50最大磨损量取为 0.7mm,寿命 T=35min。6)决定切削速度 v 及转速 n据切削用量简明手册第 57 页表 2.15,硬度为 200,HBSrmmf15. 0标准钻头,。min2050mvmmdt时,据切削用量简明手册第 71 页表 2.31,切削速度修正系数为,故1,75. 0,84. 0,88. 0lvsyxvmvkkkkmin09.11175. 084. 088. 020mkvvvt据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451,可考虑取 。但因选择转速较计算转速为高,会使刀具寿命下降,故可将进min750rnc给量降低一级,即取,也可选择降低一级转速,rmmf11. 0min530rnc仍用,比较这俩种方案:rmmf15. 0a.第一方案:,rmmf11. 0min750rncmin5 .8275011. 0mmfncb.第二方案:,rmmf15. 0min530rncmin5 .7953015. 0mmfnc因为第二方案的乘积较大,基本工时少,故第二方案较好,实际切削fnc速度7)检验机床扭矩及功率据切削用量简明手册第 62 页表 2.21,当时,mmd1 .110,扭矩的修正系数为 1,故。据切削用量简明手mNmt.18. 6mNMm.4 .392册第 64 页表 2.23 当硬度为 170213,HBS时,。 min205 . 0,10mvrmmfmmdc,kwPc0 . 1据机械制造工艺手册第 176 页表 45,kwpE65. 381. 05 . 4由于故选择之切削用量可用。EcMcPPMM,即:min78.11min,750,11. 0, 50mvrnrmmfdmin24.706514. 3.09.11100010000rdvnmin78.111000750514. 310000mndv呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 30 页(共 56 页)mmctglo5 . 45 . 3)21 (4525min54. 71000400614. 310000mdnvinnflllTj)11(121flfl)32(,)21 (21)(攻盲孔时02l3、计算基本工时据机械制造工艺设计简明手册第 196 页表 6.2-5,知式中 , 钻中心孔和盲孔时,)41 (2l02l本工序中一孔为通孔,;一空为盲孔,据刀具工程mml15mml20师手册第 83 页表 34 取,。ork45取,mmlmml2,421钻通孔:钻盲孔:据机械制造设计手册第 276 页表 733 和表 734,可知扩两孔的辅助时间:min06. 104. 002. 002. 028. 071. 01mtb.攻螺纹16M1、选择刀具选择细柄机用丝锥。16M2、选择切削用量1)进给量 f由于其螺距,因此进给量为。1prmmf. 12)切削速度v据机械制造技术基础课程设计指导教程第 114 页表 538,确定,min9 . 6mv 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451,取,min400rnn实际切削速度3)检验机床扭矩及功率由于直径小,进给量小,所以可以满足4)计算基本工时据机械制造工艺设计手册第 251 页表 78,知 其中为丝锥或工件回程的每分钟转速, 为使用丝锥数量,,1nimml15取再取,1l。取mmflmmf2122,21222min4001rnnnflllnfltm211)21 (21rctgkDlmin25. 011. 0750241511mtmin29. 011. 0750042012mtmin24.366614. 39 . 6100010000rdvn呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 31 页(共 56 页)min1 . 01)40014001(12215)11(12121innflllTmmin09. 01)40014001(10215)11(12122innflllTm12fmmttt实际min56.34min63.2005. 356. 169. 27 . 241. 233. 589. 2攻通孔:攻盲孔查机械制造工艺设计手册第 276 页表 733 和表 734,可知用丝锥攻两个螺纹的辅助时间min26. 104. 008. 015. 028. 071. 02fmT加工该工序的总时间为:min05. 326. 106. 109. 01 . 029. 025. 02122211211fmfmfmmmmffftttt 根据该零件的生产纲量为每年产 5000 件。按一年 300 天,每天工作时间为8 小时。则每个零件所需的额定时间为:t=3008605000=34.56min根据计算所得的的机动时间加上每道工序的辅助时间,所用的时间为:mtfmt 所以方案满足生产要求。第二章第二章 机床夹具设计机床夹具设计为了提高生产效率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计组合夹具。经过与指导老师协商,决定涉及第三道工序粗、精宽度为 30mm 的下平台的铣床夹具。设计铣宽度为 30mm 的下平台的铣床夹具,本夹具将用于 X52K 立式铣床,采用高速钢立铣刀。当加工完一个零件,可松开螺钉、螺母,滑动移动压板取下零件来加工另一个零件。1 1、问题的提出、问题的提出本夹具主要用来铣削宽度为 30mm 的下平台,该平面的表面粗糙度要求较低,因此,在本道工序加工时,主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题。2 2、夹具设计、夹具设计(1)定位基准的选择由零件图可知 25mm 孔的轴线所在平面和右端面有倾斜度的要求是 10 ,从定位和夹紧的角度来看,定位基准是 25mm,设计基准是孔 25mm 的轴线,定位基准与设计基准重合,在本工序只需要确定右端面放平。工件以端面、呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 32 页(共 56 页)25mm 内孔及一支撑定位,采用一面一孔一支撑定位方案。其中端面限制 3 个自由度,以 25mm 内孔放置短定位轴限制 2 个自由度,以 10mm 的支撑限制1 个自由度。(2)定位误差的分析据机械制造技术基础课程设计指导教程第 169 页表 8-13,铣削水平放置时:dw=1/2(+D+d+s),式中s 为定位基准孔与定位销间的最小间隙。据金属加工工艺人员手册 (第三版)第 88 页表 2.3 及表 2.4,可知轴的直径为 ,的直径为 ,所以:, 所以 (3)切削力的计算铣刀粗铣时:刀具:高速钢立铣刀,=50mm,Z=4 (据切削用量简明手册 (第三版)表 3.28) ,其中 所以 扭矩:由于切削力仅为 63.79N,所以手动夹紧完全可以满足要求。(4)定位元件的设计 FFFFFWqoueyzxPFcndZafaCF , 0,83. 0,50, 4,83. 0,30,65. 0,25. 0, 0 . 1,2,30FFoFeFzFPFWqmmdZummaymmfXmmaCNFc79.635043025. 023083. 083. 065. 01Nm6 . 11025079.6310233OCdFM020. 0041. 025020. 0025mmTD021. 0mmTd041. 0mms020. 0020. 00mms041. 0)020. 0041. 0021. 0(2/1呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 33 页(共 56 页)带大端面短圆柱销支撑钉 六角头支撑呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 34 页(共 56 页)辅助支撑: 是在工件实现定位后才参与支撑的定位元件,不起定位作用,只能提高工件加工时刚度或起辅助定位作用。(5)夹具体槽形与对刀装置设计 定位键 定位键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定位键与铣床工作台 T 形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定位键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 35 页(共 56 页)T 形槽 对刀块 塞尺由于本道工序是完成杠杆宽度为 30mm 下平台的粗精铣加工,所以选用直角对刀块。由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与工件的相对位置。采用对刀装置时,为防止损坏刀刃或造成对刀快过早磨损,刀具与对刀面不应直接接触,而是将对刀面移近刀具,而在对刀面和刀具间塞入塞尺,凭抽呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 36 页(共 56 页)动的松紧感觉来判断对刀的准确程度。(6)夹紧装置及夹具体设计 夹紧装置采用移动的 A 型压板来夹紧工件,采用移动压板的好处就是加工完成后,可以将压板松开,然后退后一定距离把工件取出。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构装配图(见附图所示) 。(7)夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工 CA6140 杠杆 30mm 下平台。由于铣削余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用调节支承。工件以端面、25mm 内孔及一支撑定位,采用一面一孔一支撑定位方案。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用移动压板夹紧。工件加工完成后,移动压板向后退一定距离,工件就可以很方便的取出。工件装夹时,先将工件放到带大端面的长圆柱销和固定定位销处,然后将移动压板前移,压在工件上,将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后拧松压紧螺母,将移动压板退出一定距离,就可以把工件直接取出。如夹具装配图(大图见附页)呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 37 页(共 56 页)第三章第三章 数控编程数控编程设计设计1 1、数控机床的加工工艺及、数控机床的加工工艺及编程编程简介简介 (1)常用编程指令及编程方法 1).快速线性移动指令 G00 G00 用于快速定位刀具,不对工件进行加工,可以在几个轴上同时执行快速移动,该指令没有运动轨迹的要求,也不需特别规定进给速度。其编程格式为: G00 X_ Y_ Z_ 或 G00 U_ V_ W_ 。 使用 G00 指令时要注意: G00 是模态代码,指令 G00 时,机床的进给速率由机床参数指定; 使用 G00 指令时,刀具的实际运动路线并不一定是直线,而可能是折线。因此, 要注意刀具是否与工件或夹具发生干涉,对不适于联动的场合可采取每轴单动。 2).直线插补指令 G01 直线插补指令 G01 是直线运动指令,它命令刀具在坐标轴间以插补联动方式按指定的进给速度作任意斜率的直线运动,该指令为模态指令。其编程格式为: G01 X_ Y_ Z_ F_ 或 G01 U_ V_ W_ F_ 。 说明: 刀具运动的进给速度由 F 指令(模态)决定; 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 38 页(共 56 页)G01 指令后的坐标值可取绝对尺寸,也可取增量尺寸,由 G90/G91 决定。3).圆弧插补指令 G02/G03 圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的进给速度 F 作圆弧运动,切削出圆弧轮廓。 使用圆弧插补指令 G02/G03 的编程格式有两种: 第一种,用 I、J、K 指定圆心位置: G17/G18/G19 G02/G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_ ; 第二种,用圆弧半径 R 指定圆心位置: G17/G18/G19 G02/G03 X_ Y_ Z_ R_ F_ 。 说明: G17/G18/G19 指令为坐标平面选择指令,G17,G18,G19 分别为 XY,XZ,YZ平面选择。数控车削时,由于刀具工作平面仅为 XZ 平面,故不必书写; 圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补(G02)和逆时针圆弧插补(G03)指令,圆弧插补的顺逆可如下判断:向圆弧所在平面(如 XZ 平面)的垂直坐标轴的负方向(-Y)看去,顺时针方向为 G02,逆时针方向为 G03;X、Y、Z 为圆弧终点坐标值。绝对编程时,X、Y、Z 为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值,相对编程时则为圆弧终点相对于圆弧起点的增量坐标值; 无论 G90 或 G91,I、J、K 为增量值。 圆心坐标 I、J、K 为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在 X、Y、Z 坐标轴方向上的分矢量,I、J、K 为增量值,且当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取“-”号; 用半径 R 指定圆心位置时,不能描述整圆。 同一半径 R 所描述的圆弧,从圆弧起点到终点有两个圆弧的可能性,为此规定圆心角 180 o 时,用“+R”表示,如图 8-13 中的圆弧 1; 180 o 时,用“-R”表示,如图 8-13 中的圆弧 2。 4).刀具半径补偿指令 G41、G42、G40 数控加工中,刀具切削刃的运动轨迹形成工件表面轮廓。当采用圆柱形(或其它圆形)刀具时,切削刃与刀具的中心距离一个刀具半径值,这将使得刀具中心的运动轨迹偏离工件轮廓,但实际编程中的移动指令(如G00,G01,G02/G03 等)均是对刀具中心而言。为了编程方便,一般数控装置都具有刀具半径补偿功能,即编程时不需计算刀具中心运动轨迹,只按零件轮廓编程。执行刀具半径补偿指令后,数控装置便能自动计算并使刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值,从而使切削刃加工出所要求的工件轮廓。G41 为刀具半径左补偿,即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿,如图 8-14(a ) 所示;G42 为刀具半径右补偿,即刀具沿工件右侧运动方向时的半径补偿,如图 8-14(b ) 所示;G40 为刀具半径补偿取消,使用该指令后,G41、G42 指令无效。G40 必须和 G41 或 G42 成对使用。 5).刀具长度补偿指令 G43、G44、G49 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 39 页(共 56 页)当使用不同规格及类型的刀具加工或刀具磨损时,为了不必重新调整刀具或重新对刀,可在程序中用刀具长度补偿指令补偿刀具尺寸的变化。其编程格式为: G43/G44 Z H。 说明: G43 为刀具长度正补偿,G44 为刀具长度负补偿,G49 为撤销刀具长度补偿指令。Z 值为刀具长度补偿值,补偿量(或称偏置量)存入由 H 代码指定的存储器中,并与偏置号相对应(与前述刀具偏置意义相同)。 6).固定循环 在数控加工中,加工余量较大的表面或多次走刀才能完成的轮廓表面,采用循环编程,可以缩短程序段的长度,减少程序所占内存。各类数控系统复合循环的形式和编程方法相差很大,下面仅就 FANUC 系统的外圆粗车固定循环作一简单论述。其它复合循环(如钻孔循环、深孔加工循环等)读者可参阅各类数控系统说明书。 在 FANUC 系统中,G70 为精车循环,G71 为外圆粗车循环,G72 为端面粗车循环,G73 为固定形状粗车循环。G71 编程格式为: G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) D(d) F_ S_ T_ 说明:ns循环程序段中第一个程序段的顺序号; nf循环程序段中最后一个程序段的顺序号; u径向(X 轴方向)的精车余量,以直径值指定;w轴向(Z 轴方向)的精车余量; d每次吃刀深度。 图 8-15 为采用 G71 粗车外圆的加工路径。图中,C 点是粗车循环的起点,A 点是毛坯外径与端面轮廓的交点,w 是轴向(Z 轴方向)的精车余量,u/2 是径向(X 轴方向)的精车余量,d 是切削深度,e 是回刀时的径向退刀量(由参数设定),R 表示快速进给,F 表示切削进给。 (2)数控车削工艺 1).数控车削的主要加工对象 轮廓形状复杂或尺寸、形状精度难于稳定控制的回转体零件; 精度要求特别高的回转体零件; 其它零件。 2).数控车削工艺基本特点 普通车床受控于操作工人,车床的切削用量、走刀路线、工序的工步等一般都是由操作工人自行选定。因此,在普通车床用的工艺规程实际上只是一个工艺过程卡。数控车床加工的程序是数控车床的指令性技术文件。数控车床受控于数控指令,加工的全部过程都是按程序指令自动进行的。所以,数控车床加工程序与普通车床加工工艺规程有较大差别,涉及的内容也较广。数控车床呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 40 页(共 56 页)加工程序不仅要包括零件的工艺过程,而且还要包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸以及车床的运动过程。因此,要求编程人员对数控车床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。工艺方案的好坏在很大程度上会影响车床效率的发挥,而且将直接影响到零件的加工质量。 3).数控车削加工工艺的主要内容 数控车削加工工艺主要包括如下内容: 选择适合在数控车床上加工的零件,确定工序内容。分析被加工零件的设计图纸,明确加工内容及技术要求。 确定零件的加工方案,制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接等。 加工工序的设计。如选取零件的定位基准、选择装夹方案、划分具体工步、选择刀具和确定切削用量等。 数控加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿量及确定加工路线等。4).数控车削应注意的几个问题 工件坐标系零点设置及对刀问题 为使基准重合并便于计算和编程,一般选择工件回转中心为径向零点(X=0),工件某一端面为轴向零点(Z=0)。 数控加工中较常用对刀方法有定位对刀法、光学对刀法、ATC 对刀法和试切对刀法。目前,数控车床大多采用试切对刀法,其得到的结果更加准确可靠。数控车削加工的试切对刀过程如下: a.X 向:移动车刀至工件表面,试切外圆表面,X 向不动,沿 Z 向退出车刀至安全位置,停车。实测 d 值,输入至刀具参数值(用 G54 建立工件坐标系时输入至刀具偏置值)。L 以不影响测量为易,一般为 5-10mm。如图 8-16 所示; b.Z 向:移动车刀至工件端面,试切端面,Z 向不动,沿 X 向退出车刀至安全位置,停车。将刀具参数值 Z 取为 0(该端面设为工件 Z 向零点且不再需要加工)或其他数值(考虑工件轴向零点及端面加工余量需要)。车削圆弧表面时的过切问题 车削圆弧表面时,若所选刀具不恰当,可能导致“过切”现象。如图 8-18所示,用主偏角 r=90 o 的车刀车削圆弧 AB 时,在圆弧的起点 A 及圆弧的前、中段,切削刃工作正常。刀具进入圆弧后段后,随着切削刃的径向切入,实际工作副偏角越来越小,刀具副切削刃将逐步直接参与切削,直至副切削刃切入工件轮廓内部,形成过切。 过切会使工件产生形状和尺寸误差,加工中一定要避免。特别是微小的过切,往往容易被忽视,但它对工件和刀具都是有害的。由图 8-18 可知,形成过切的原因是因为工件轮廓的切平面与刀具副后刀面相交,所以选择刀具时一定呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 41 页(共 56 页)要注意分析工件轮廓的尺寸与形状精度要求,并考虑刀具的结构特点。图 8-18中,若选用 r90 o 或刀尖角小一些的车刀,都可以有效地避免过切现象。当然,实际生产中还有很多方法,如采用圆弧刃、磨出过渡面等等,都可以解决这类问题。 (3)数控铣削加工工艺 1).数控铣削加工的主要对象 平面类零件。 变斜角类零件。 空间曲面轮廓零件。 箱体类零件。 螺纹。 2). 数控铣削应注意的几个问题 加工平面选择 数控铣削加工时,对工件平面的加工首先要正确选择加工平面。一般通过在数控程序中由 G17、G18、G19 代码分别选择 XY、XZ、YZ 平面。 安全距离与切削平面 数控铣削加工时,铣刀切削的工件实际表面为切削平面。为了保证快速进给或退刀行程中刀具与工件、夹具不发生干涉,在不进行工作进给时,刀具应与切削平面相距一个安全值,此即为安全距离,其大小可根据具体加工情况确定。加工工件的凹坑表面时,安全距离的设定要考虑实际切削表面与工件外轮廓表面的距离对切削行程的影响。 刀具半径补偿 刀具半径补偿的意义已如前述。加工中要注意左、右补偿的区分,即注意加工路径的方向,否则容易造成事故。 下刀点、切入点及切入与切出方式 切削工件表面轮廓时,如果直接从工件轮廓某处下刀切削,将会在该处留下较为明显的切削痕迹。这在精加工中(尤其是封闭轮廓)是不允许的。为此,有些数控系统铣削加工编程方法规定了轨迹延长,以使刀具下刀点离开工件轮廓一小段距离,并以某一方式移动至切入点,再开始切削工件轮廓。切削结束后,刀具以矢量方向相反的同一方式从切出点退出工件轮廓。一般来说,数控系统规定了三种轨迹延长的切入切出方式: a. 沿工件轮廓的切入、切出点表面切线切入和切出工件,用 G45 A-指定,A 后的参数确定下刀点至切入点沿工件轮廓的切向距离; b. 沿工件轮廓的切入、切出点表面法向的 1/2 圆弧切入和切出工件,用G46 A-指定,A 后的参数确定下刀点至切入点沿工件轮廓的法向距离,即为刀具移动的圆弧直径; c. 沿工件轮廓的切入、切出点表面法向的 1/4 圆弧切入和切出工件,用呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 42 页(共 56 页)G47 A-指定,A 后的参数确定下刀点至切入点刀具移动的圆弧半径。图 6-20a)、b)、c)分别表示了 G45、G46、G47 指定的刀具轨迹延长切入方式,图 b)中A 后的参数为 2R,图 c)中 A 后的参数为 R。切出方式与此相同,但方向相反。G45、G46、G47 功能结束后,用 G40 取消。 需要说明的是,这里所指的 G45、G46、G47 与我国标准代码的规定不一致,并且多数数控系统的功能也不相同,使用时一定要按照数控系统说明书进行。如果数控系统不具备该项功能,精加工时建议按图 8-19 所示的方式预先编写一段程序,以便获得好的表面质量。 对刀 在数控铣床或加工中心机床上,确定对刀点在机床坐标系中位置的操作称为对刀。它是使数控铣床(或加工中心)主轴中心与对刀点重合,利用机床坐标显示确定对刀点在机床坐标系中的位置,从而确定工件坐标系在机床坐标系中的位置。简单地说,对刀就是告诉数控机床工件装夹在机床工作台的什么地方。 对刀方法应与零件的加工精度相适应,生产中常使用百分表、中心规、高度表、寻边器等工具。 图 8-20 为利用光电式寻边器 Y 向对刀示意图。具体操作方法如下: a. 机床主轴 Y 向回零,安装寻边器;b. Y 向 移动主轴至工件边缘,贴近工件时减缓移动速度(可用手摇脉冲发生器); c.寻边器测头靠上工件表面时,光电管闪烁,停止 Y 向移动,沿 Z 向(或X 向)移出寻边器,并记录机床 Y 坐标显示值; d.将 Y 坐标显示值输入至数控系统(机床操作面板)。 X 向对刀与此类似。 Z 向对刀可使用高度表。图 8-21 为使用高度表 Z 向对刀示意图。高度表自身高度为标准值(图中表高 50mm),其中间圆柱高出 10 m(用于校核)。当刀具底面接触中间圆柱上表面时,将它向下推动,带动千分表表盘指针转动,指针转为 0 时即为标准高度。注意输入 Z 值时要将标准高度(如 50mm)加入机床显示的 Z 值。 在加工中心机床上进行数控加工时,工艺原则及方法与数控铣削大体相同。但由于加工中心的功能更全面、更复杂,所以考虑的问题会更多一些,如自动换刀、自动交换工作台等等。2 2、数控编程、数控编程 加工下图所示零件:呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 43 页(共 56 页)零件三视图:呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 44 页(共 56 页) 技术要求1.加工表面粗糙度侧平面及孔壁为 Ra 1.6底平面为Ra3.2 um。2.工件去毛刺、倒棱。3.工时5h数控铣床加工中心 制 图 校 核比例 1 :1件数 1 2010.12呼伦贝尔学院工程分院 08级机制专科班 指 导重量材料 45钢 宋国岩 刘 凯数控编程零件图(1)选材:122mm102mm32mm 的 45 钢(2)工序及切削用量的选择见下表主轴转数进给量工序加工内容刀具S/(r/min)(f/(mm/min)刀具号补偿号1铣工件两侧面10mm 立铣刀70120T01H012铣工件上端面120mm 端铣刀6501001H023铣工件另两侧面10mm 立铣刀70120T2H014铣工件另上端面120mm 端铣刀650100T1H025钻 3 个9.8mm 的通孔9.8mm 钻700120T2H036精铰两个10mm 的通孔10mm 精铰刀79650T3H047扩 25mm 孔到 24.8mm24.8mm 扩孔钻70080T4H058精铰 25mm25mm 精铰6040T5H06呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 45 页(共 56 页)孔刀9铣 40mm 孔10mm 立铣刀70100T6H07、D0110粗铣 16mm键槽15.85mm键槽铣刀500120T711精铣 16mm键槽16mm 键槽铣刀650100T812粗铣 12mm键槽11.85mm键槽铣刀500120T913精铣 12mm键槽12mm 键槽铣刀650100T1014粗铣左上角、右上角45mm 立铣刀450162T11D0215精铣左上角、右上角45mm 立铣刀550132T12D0316粗铣外轮廓25mm 立铣刀400150T13D0417精铣外轮廓25mm 立铣刀600100T14D0518粗铣左上角台阶面前部分20mm 立铣刀450162T15D06工序加工内容刀具主轴转数进给量刀具号补偿号19精铣左上角台阶面前部分20mm 立铣刀550132T16D0720粗铣左上角台阶面外轮廓20mm 立铣刀450162T17D0821精铣左上角台阶面外轮廓20mm 立铣刀550132T18D0922粗铣 15 厚开口槽16mm 立铣刀450162T19D1023精铣 15 厚开口槽16mm 立铣刀550132T20D11呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 46 页(共 56 页)(3)建立工件坐标系:如图所示(零件图所示)(4)编写零件的加工程序程序段号程序内容1.铣工件两侧面主程序:0001N10G54 G80 G90;N20G00 X-100 Y100 Z150 F120 M03 S70 T01;N30G43 X30 Y-45 Z0 H01;N40M08;N50G01 Y-40N60M98 P0002 L6 ;N70G00 Y-45 Z20N80M05;N90M09;N100G00 G49 X-100 Y100 Z150;子程序:0002N10G91 G01 Z-5.5;N20Y75;N30G00 X-90;N40G01 Y-40;N50G00 X30;N60M99;2.铣工件上端面N110T02 M06;程序段号程序内容N120G00 G43 X40 Y15 Z-1 H02;N130S650 M03;N140M08;N150G01 X-100 F100;N160M05;N170M09;N180G00 G49 X-100 Y100 Z150;3.铣工件另两侧面主程序:0003N190T01 M06;N200S70 M03; N210G43 X30 Y-45 Z0 H01;N220M08;呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 47 页(共 56 页)N230G01 Y-40 F120; N240M98 P004 L6;N250M05;N260M09;N270G00 X-100 Y100 Z150;子程序:0004N10G91 G01 Z-5.5;N20Y75;N30G00 X-90;N40G01 Y-40;N50G00 X30;N60M99;4.铣工件另上端面N280T02 M06;N290G00 G43 X40 Y15 Z-1 H02;N300S650 M03;N310M08;N320G01 X-100 F120;N330M05;N340M09;N350G00 G49 X-100 Y100 Z150;5.钻 3 个 9.8mm 的通孔N360T03 M06;N370G00 G43 X0 Y0 Z5 H03;N380S700 M03;N390M08;程序段号程序内容N400G90 G99 G73 X0 Y0 Z-40 R5 Q12 F50;N410X-76;N420Y51;N430G80;N440G00 G90 Z20 M05;N450M09;N460G49 G00 X-100 Y100 Z150;6.精铰两个 10mm 的通孔N470T04 M06;N480G00 G90 G43 X-76 Y0 A5 H04;N490S60 M03;N500M08;N510G01 Z-40 F100;呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 48 页(共 56 页)N520G01 Z5;N530G00 Y51;N540G01 Z-40 F80 N550G01 Z20;N560M05;N570M09;N580G49 G00 X-100 Y100 Z150;7.扩 25mm 孔到 24.8mmN590T05 M06;N600S700 M03;N610M08;N620G90 G00 G73 X0 Y0 Z-40 R5 Q12 F40;N630G80;N640G00 G90 Z20 M05;N650M09;N660G49 G00 X-100 Y100 Z150;8.精铰 25mm 孔N670T06 M06;N680G00 G90 G43 X0 Y0 Z5 H06;N690S700 M03;N700M08;N710G01 Z-40 F80;N720Z5;N730M05;N740M09;N750G49 G00 X-100 Y100 Z150;程序段号程序内容9.铣 40mm 孔N760T01 M06;N770G00 G43 X0 Y0 Z5 H07;N780S70 M03;N790G00 G90 Z-15;N800M08;N810G42 G01 X-20 F120 D01;N820G03 X-20 Y0 I25 J0;N830G40 G01 X-18;N840G00 G90Z20 M05;N850M09;N860G00 X-100 Y100 Z150;呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第 49 页(共 56 页)10.粗铣 16mm 键槽N870T07 M06;N880G00 G90 X-76 Y0 Z5;N890S500 M03;N900M08;N910G01 Z-9.8 F120;N920X-40;N930Z20 M05;N940M09;N950G00 X-100 Y10
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