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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文(设 计)题目: C620 拨叉的机械加工工艺规程及专用夹具设计 学 院:姓 名:学 号:专 业:年 级:指导教师二 0 一四 年 五 月I摘 要本文首先对 C620 拨叉零件的结构特点和工艺进行了分析,然后确定大批量加工零件的毛坯生产手段及零件材料;分析了零件的其加工特点,确定其流水线的加工模式,从而实现定制大批量生产加工的工艺规程。就拨叉的加工工艺,分析了两套加工方案,最终确定了一套科学合理的加工路线,并在以后的计算过程中,验证了这套工序的合理性,最后,以工艺中铣削工序的专用夹具设计为例,进行了夹具的设计的定位分析,并做了切削力、夹紧力的分析计算。关键词:拨叉、加工工艺、定位、夹具IIAbstractThis paper first analyses the structure characteristics and technology of C620 fork parts, and then determine the mass processing parts of the blank material means of production and the part; analysis of the components of its processing characteristics, determine the processing mode of the pipeline, so as to realize the process customized mass production processing. Processing technology on the fork, analyzed two sets of processing programs, and ultimately determine the a set of scientific and reasonable processing route, and the calculation process in the future, to verify the rationality of this set of procedures, finally, to the design of special fixture of milling process as an example, the fixture design analysis, analysis and do the cutting force, clamping force calculation.Keywords: fork, machining process, fixture, positioningIII目 录摘 要 I前 言 III一、零件分析 1(一)零件的作用 1(二)零件的工艺分析 1二、工艺规程设计 3(一)确定毛坯制造形式 3(二)选择定位基准 4(三)制定工艺路线 7(四)确定加工余量及毛坯尺寸 9(五)确定切削用量及基本工时 10三、夹具设计 22(一)分析零件,明确设计任务 22(二)确定定位及夹紧方案 22(三)夹具参数计算 25(四)夹具整体设计 27四、设计总结 29参考文献 30IV前 言制造业作为工业经济的主体,在经济发展中具有十分重要的作用和地位,伴随全球化,尤其是信息革命的发展,世界正发生深刻的变化。本毕业论文就是针对生产实际中的一个零件C620 拨叉,制定其机械加工工艺规程及专用夹具设计。拨叉类零件广泛应用于汽车及各种机械设备的变速箱中,C620 普通车床的拨动叉为传动分离类零件,此类零件应用于机床及汽车等机械设备中,起到变速的作用。其动作较为频繁,是机械设备的常用备件,也是重要备件之一。本文首先对 C620 拨叉零件的结构特点和工艺进行了分析,然后确定大批量加工零件的毛坯生产手段及零件材料;分析了零件的其加工特点,确定其流水线的加工模式,从而实现定制大批量生产加工的工艺规程。就拨叉的加工工艺,分析了两套加工方案,最终确定了一套科学合理的加工路线,并在以后的计算过程中,验证了这套工序的合理性,最后,以工艺中铣削工序的专用夹具设计为例,进行了夹具的设计的定位分析,并做了切削力、夹紧力的分析计算。1一、零件分析(一)零件的作用拨叉类零件属于传动分离类的零件广泛应用于机床、汽车、拖拉机等机械的变速箱中,作为变速箱变速的控制元件。以其良好的操纵性和良好的稳定性得到广泛应用,该零件的制造工艺虽然简单,但其过程涉及了车断面、铣平面、钻孔、攻螺纹等工序,具有一定代表性。拨叉是通过拨动滑套与旋转齿轮的接合实现换挡,使车床主轴得到不同的转速。滑套上面有凸块,滑套的凸块插入齿轮的凹位,把滑套与齿轮固连在一起,使齿轮带动滑套,滑套带动输出轴,将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离,从而使主轴具有不同的转数。(二)零件的工艺分析从零件图可以看出,拨动叉中部为一个带有矩形花键孔的圆柱体。圆柱体上部为一个具有螺纹孔及销孔的方体翼板,下部为一斜向的板翼,板翼下端有一槽口。垂直于圆柱面中部有一个 M221.5 的螺纹孔。零件以灰铸铁(HT200)为材料,硬度适中,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,以下是拨动叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:(参看 1-1)2图 1-1 各加工面示意图1、A 面:44mm,Ra 为 6.3m。2、B 面: 35mm, 对 A 面有垂直度要求,不垂直度为 0.02mm,Ra 为12.5m。3、C 孔: 30mm,Ra 为 12.5m。4、D 孔:花键,28H7,Ra 为 1.6m。键槽 6H7,Ra 为 1.6m。5、E 面:L B=88 mm22mm,Ra 为 6.3m 。6、F 槽:通槽,槽宽 18mm, 两侧 Ra 为 6.3 m;槽深 22mm,槽底 Ra 为12.5m。7、G 孔:M10,深 30mm。8、H 孔:M221.5,与 C 孔通。9、I 孔:丝孔,M8。10、L 面:对 F 槽有对称度要求,不对称度为 0.20;对 B 面有垂直度要求,不垂直度为 0.10 。11、M 孔:鱼眼坑,26mm,深 3mm。3二、工艺规程设计(一)确定毛坯制造形式在制定机械加工工艺规程时,正确地选择毛坯的种类和形式有着重大的技术、经济意义。毛坯种类的选择,不仅影响着毛坯制造的工艺、设备及制造费用,而且对零件的机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额有很大的影响。毛坯的种类和质量与零件加工的质量、生产率、材料消耗以及加工成本有着密切的关系。一般来说,提高毛坯质量可以减少机械加工劳动量、提高材料利用率、降低机械加工成本,但同时却增加了毛坯的制造成本,两者是互相矛盾的。实际生产中,需要根据生产类型和毛坯车间的具体情况综合考虑。1、机械加工中常见的毛坯形式(1)铸件 适于制造形状复杂的毛坯。常用的铸件材料有灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁等。目前生产中的铸件大多数是用砂型铸造,少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造,如金属型铸造、离心铸造和压力铸造等。造型方法有手工造型和机器造型。铸型有木模和金属之分。(2)锻件 适合于制造强度高、形状比较简单的毛坯。锻件分为自由锻造锻件和模锻锻件两种。自由锻造锻件是在各种锻锤或压力机上由手工多次操作而逐步成形。这种锻件加工余量大,精度、生产率低锻造时不需要专用模具,适用于单件和小批生产中结构简单或大型的零件。模锻件是用一套专用的锻模。在吨位较大的锻锤或压力机上锻压出的锻件,锻件精度、表面质量比自由锻好,加工余量较小。锻件内部有较好的纤维组织分布,机械强度较高,生产率也高,适用于批量较大的中小型零件。(3)钢板和型材 钢板和型材是生产中最常见的毛坯形式,来源广泛,不需要准备周期。型材按截面形状可分为方钢、圆钢、角钢、槽钢等,按供货状态分热轧和冷轧两类。热轧型材适用于尺寸较大、经度较低的一般零件的毛坯;冷轧型材多用于尺寸较小、毛坯精度要求较高的中小型零件的毛坯。(4)焊接件 焊接件是指由钢板或型材焊接而形成的零件毛坯,其主要有点事制造简单,生产周期短,不需要专用的装备。通过焊接形成大型件,还可4以弥补工厂,毛坯制造能力的不足。但焊接件存在较大的残余应力,容易变形,精度不稳定,故一般需要退火或时效处理。再生产中,还可以使用组合形式的毛坯,即通过焊接的方法将铸件、锻件、型材或经局部机械加工的半成品组合在一起。如大型曲轴,可以先分段锻出各曲拐并将各曲拐粗加工,然后将各曲拐按规定的分布角度焊接成整体毛坯,热处理后在进行精加工。2、毛坯选择应考虑的因素(1)生产类型。 生产类型在很大程度上决定了采用哪一种毛坯制造方法是经济的。对于大批量生产,应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法,这样虽然用于毛坯制造的设备及装备费用比较高,但是可以减少材料消耗和降低机械加工费用。单件小批时,应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法,如自由锻造锻件和手工造型生产的铸件等。(2)零件的结构形状和外形尺寸。 选择毛坯应考虑零件结构的复杂程度和尺寸的大小。例如,常见的各种接替周,若各台阶直径相差不大,可直接选取圆棒料;若各台阶直径相差较大,为节约材料和减少机械加工量,则宜选则锻件毛坯。形状复杂的薄壁零件毛坯,往往不采用金属型铸造,尺寸较大的毛坯也往往不采用模锻和压锻。箱体零件一般采用铸造的方法来生产毛坯。某些外形复杂的小型零件,由于机械加工困难,还可以采用精密铸造的方法。(3)零件材料的力学性能。 毛坯的制造方法将影响其力学性能,如锻件的力学性能高于型材。对于重要的零件,不论其结构形状如何复杂,均不宜直接选用型材而要选锻件。(4)零件材料的工艺性能 。如铸铁和青铜只能铸造,不能锻造。对于机器的底座等基础件,在满足使用要求的基础上,尽量不用铸钢件而使用铸铁件,以具优良铸造型性能和切削加工性能,同时,在使用中还有良好的减震性能。经分析最后确定零件材料为灰铸铁(HT200) ,铸件毛坯。(二)选择定位基准在制定零件的机械加工工艺规程时,正确选择定位基准,对保证零件的加5工精度、合理安排加工顺序以及夹具结构有着至关重要的影响。定位基准分为粗基准和精基准。在第一道工序或最初几道工序中,只能用毛坯上的表面未经加工的表面作为定位基准,这种定位基准称为粗基准。可见,粗基准并不是在粗加工过程中所使用的基准,精基准也不是只能在精加工过程中使用。在粗加工阶段中,可以使用粗基准,也可以使用精基准;同样,在精加工阶段,可以使用精基准,也可以使用粗基准。粗基准、精基准有各自不同的选择原则,这些原则都是从不同角度分析问题得来的。针对一个具体的零件,根据这些原则选择粗基准或精基准时,有时会出现互相矛盾的情况,这就要求我们根据具体情况具体分析,结合零件实际情况进行选择。1、粗基准选择原则选择粗基准的出发点是合理分配加工余量,注重保证加工面与非加工面的相互位置精度。具体应注意以下几个原则:(1)保证相互位置要求的原则 为保证工件上不加工表面与加工表面之间的位置精度要求,应选不加工表面作为粗基准。如果工件上有多个不需要加工表面,则应选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。(2)保证加工表面加工余量合理分配的原则 为保证工件上某重要表面的加工余量均匀,应选该表面作为粗基准。如床身导轨面不仅要求有较高的尺寸和形状精度,而且要求导轨面有均匀的金相组织和较高的耐磨性,此时应先选择导轨面作为粗基准,加工床腿底面,然后在以床腿底面作为基准加工导轨面,从而保证导轨面的加工余量小而均匀。(3)粗基准一般不得重复使用的原则 粗基准应尽量避免重复使用,在同一尺寸方向上一般只允许使用一次。因为粗基准是毛面,表面粗糙 、形状误差大,如果第二次安装仍以该基准定位,被加工零件将不可能准确地再占据第一次安装时的位置,所加工的表面与在第一次安装中所加工的表面之间就会产生较大的位置误差。(4)便于工件装夹原的则 选择粗基准时,必须考虑定位准确,夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等问题。为了保证定位准确,夹紧可靠,要求选用的粗基准尽可能平整、光洁还有足够大的尺寸,不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其他缺陷。62、精基准的选择原则(1) 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。在对加工面位置尺寸有决定作用的工序中,特别是当位置公差要求很小的时候,一般不应违反这一规则。因为违反了这一原则就必然会产生基准不重合误差,增大加工难度。(2)统一基准原则 当工件以某一精基准定位,可以比较方便地加工大多数(或所有)其他表面,则应尽早地把这个基准面加工出来,并达到一定精度,以后工序均已他为精基准加工其他表面。采用统一基准原则可以简化夹具设计可以减少工件搬动次数和翻转次数。(3)互为基准原则 某些位置度要求很高的表面,常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。(4)自为基准原则 旨在减小表面粗糙度,减小加工余量和保证加工余量均匀的工序,常以加工面本身为基准进行加工。(5)便于装夹原则 所选择的精基准,应能保证定位准确可靠,夹紧机构简单,操作方便。3、分析该零件,确定加工定位基准。 该拨叉中间圆柱体虽然连有两翼板,但它仍具有轴的一般加工规律,仍可先车削端面,钻、扩钻中心孔等,然后以中心孔及端面定位,再加上其它面的定位,便可加工其他部位等。但是,拨动叉也有它自己的特点,因为它形状复杂,结构平稳性差,技术要求高,所以应该采取相应的工艺措施,根据以上原则及对零件的分析,拟订出如下的定位基准:(1) 、加工中心孔及其端面的定位基准加工中心孔及其端面时,为保证中心孔及端面与外圆柱面和不加工端面间的位置精度,同时也满足粗基准的余量均匀原则,用外圆柱表面及不加工的中心孔端面定位,外圆柱表面用长条 V 型铁定四个自由度,不加工中心孔端面定一个自由度,车削用这五个自由度就能满足加工要求了。所选的长条 V 型铁及不加工端面定位加工中心孔后,按粗基准中不能重复使用原则就不再以其定位。长条 V 型铁的定位面因是铸造成品面,也能满足粗基准之尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准的原则,作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面7积以便于装夹这一粗基准原则在我们的长条 V 型铁中也有所体现。一次装夹就能加工出的花键中心底孔能够保证精度要求。同时,为了安放零件,用到预定位 V 型铁,还有加工过程中放有支撑架。(2) 、加工顶端、底端处平面及槽口的定位基准如上所述,按精基准选择原则基准重合原则、 基准不变原则等铣削顶部及底部平面及槽口时,定位基准为已加工成品的内孔及其成品的端面,内孔基准同时也是设计基准。设计专用夹具,专用夹具包括对刀块等。顶部端面或底部槽口加工成品后也分别做精基准,以后所有的加工按精基准重合原则、 基准不变原则直到最后拉削花键为止,全部用中心定位及已加工端为基准。(三)制定工艺路线零件上的全部加工表面应安排在一个合理的加工顺序中加工,这对保证零件质量、提高生产率、降低加工成本都至关重要。工序安排须遵循以下原则: (1)先加工基准面,再加工其他表面。这条原则有两个含义:工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基准的精基准面,然后再以精基准定位,加工其他表面。为保证一定的定位精度,当加工面的要求很高时,精加工前一般应先精修一下精基准。(2)一般情况下,先加工平面,后加工孔。这条原则的含义是:当零件上有较大的平面可做定位基准时,可先加工出来做定位面,以面定位,加工孔。这样可以保证定位稳定、准确,装夹工件往往也比较方便。在毛坯面上钻孔,容易使钻头引偏,若该平面需加工,则应在钻孔之前先加工平面。(3)先加工主要表面,后加工次要表面。这里所说的主要表面系指:设计基准面,主要工作面。而次要表面系指键槽、螺孔等其他表面。次要表面和主要表面之间往往有互相位置要求。因此,一般要在主要表面达到一定的精度之后,再以主要表面定位加工次要表面要注意的是“后加工”的含义并不一定是整个工艺过程的最后。(4)先安排粗加工工序,后按排精加工工序。对于精度和表面质量要求较8高的零件,其粗精加工应该分开。根据以上原则以及前面对基准选择的分析。制定如下两条工艺线路。工艺路线方案一:(加工面参看图 1-1)工序 05:粗车、半精车 A 端面,钻、扩、铰 C 孔工序 10:粗铣、半精铣 E、L 面工序 15:粗车 B 端面并倒角工序 20:钻 G 孔并攻丝,锪 M 孔工序 25:钻、扩 H 孔并攻丝工序 30:钻 I1、I2 孔并攻丝工序 35:粗铣、半精铣 F 槽工序 40:镗 D 孔工序 45:拉 C 孔,花键 工序 50:去毛刺,清洗工序 55:检验工艺路线方案二:(加工面参看图 1-1)工序 05:粗车、半精车 A 端面,钻、扩、铰 C 孔,镗 D 孔工序 10:粗铣、半精铣 E、L 面工序 15:粗铣 F 槽工序 20:粗车端面 B,钻 H 孔并攻丝工序 25:钻 G 孔并攻丝,锪 M 孔工序 30:钻 I1、I2 孔并攻丝工序 35:拉花键 C工序 40:去毛刺,清洗工序 45:检验上述两种方案大致看来还是比较合理的,但是通过仔细分析该零件的技术要求及可能采取的加工手段后,难免有个别问题之处,主要体现在以下几点:结合两种方案,方案二比方案一工序集中,各工序之间排列较好。方案二中把9钻、扩、铰 C 孔,镗 D 孔放在一起加工,这样安排的好处更有利用工序集中,而方案一是分开加工的。方案一中的车 B 端面并倒角后钻 G 孔,锪 M 孔,攻丝,再钻、扩 H 孔,总体来说,方案一工序安排比较散乱,多次装夹,累计公差较大。而方案二中的车端面 B 并倒角,钻、扩 H 孔,加工完端面,直接加工孔,可以减少装夹次数,提高加工效率。减少和降低成本。综上所述,方案二工序安排合理,工序集中,工序间排列最优,提高了加工质量和生产效率,所以选择工艺路线方案二为本拨动叉的工艺生产路线。(四)确定加工余量及毛坯尺寸为了达到零件图规定的技术要求,一般要对毛坯进行若干次切削加工,切除一层层的金属,最后才能获得所要求的零件。我们把工件上留作加工用的金属层称为加工余量。加工余量的大小对工件的 加工质量和生产率有较大的影响。余量较大时,加工时间增加,生产率降低,能源消耗增大,成本增加;余量较小时,难以消除前道工序的各种误差和表面缺陷,甚至产生废品。因此,应合理确定各工序或工步的加工余量。影响加工余量的因素主要有加工表面上前一道工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层深度、加工前或上道工序的尺寸公差、工件各表面间相互位置的空间偏差、本工序加工时的装夹误差等。铸件尺寸公差与加工表面总余量的确定。GB/T 64141999 规定了铸件尺寸公差,代号“CT” ,分 16 级。铸件尺寸公差的大小取决于铸件尺寸公差等级CT 以及毛坯铸件基本尺寸的大小。铸件的机械加工余量决定于铸件的机械加工余量等级和经最终加工后铸件的最大轮廓尺寸。经分析本零件, 铸件采用机器造型,木模,精度等级选 8 级,查金属机械加工工艺人员手册表 12-2 和 12-3 得,浇注顶面、侧面的余量为 6mm,底面余量为 4mm,孔均钻出。在选择了毛坯、确定了加工余量的基础上,绘制毛坯零件综合图(参看图 2-1):10图 2-1 毛坯-零件综合图(五)确定切削用量及基本工时选择切削用量,就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上,合理地确定背吃刀量、进给量和切削速度。合理的切削用量能够充分利用刀具的切削性能和机床性能,在保证加工质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本。针对不同的加工性质,在选择切削用量时,考虑的侧重点也应有所区别。在分析了零件,绘制了毛坯-零件综合图,对工序进行判定了以后,计算了切削用量、功率以及工时。1、切削用量及功率计算工序 05:粗车、半精车端面 A,钻、扩、铰 C 孔,镗 D 孔机床:卧式车床C620 P=7.5kw 主轴转速:11.51200r/min 变速级数:24级111.223则查机械制造装备设计表3.6得该车床标准(241)0.5转速列为:11.5、14、17、21、25、31、38、47、57、70、86、105、130、158、195、240、300、355、435、535、655、800、980、1200一次安装:工步1:粗车端面A至111mm,ap =5mm Ra为12.5m1、刀具:90偏头端面车刀(GB5343-85) YG6 Kr=902、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1415得 f=0.7mm,表141速度公式:(公式3.3.11)4.015.2.0fatCvp查切削用量简明手册表3.8得t=60min代入公式3.3.11得 86.67m/min0.2.150.4367v则转速 531r/mindn18.4最接近转速593,则取n=593r/min则:实际速度: 96.82m/min10nv3.52910每分进给 415.1mm59.7nf切削力: 31000.5zpNCaf 75.0.Nm功率为: 5.00kw6vP82.631选择机械传递效率为0.8, =6.25kw7.5kw.05kw因为, 实际使用切削功率小于卧式车床C620电机额定功率。则所选机床合适.工步2:半精车A面至110mm,ap =1mm Ra为6.3m1、刀具:同工步1122、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1415得 f=0.4mm,表141速度公式:(公式3.3.11)4.015.2.0fatCvp查切削用量简明手册表3.8得t=60min代入公式3.3.11得 111.95m/min0.2.150.436v则转速 685r/mindn1.9则取n=593r/min则:实际速度: 96.82m/min10nv1059324.3每分进给 237.2mm59.nf切削力: 19330.75zpNCaf 75.04.Nm功率为: 3.12kw6vP82.613选择机械传递效率为0.8, 3.9 kw.0kw7.5kw因为, 实际使用切削功率小于卧式车床C620电机额定功率。则所选机床合适.工步3:钻C 孔至22mm ap =11mm1、刀具:高速钢锥柄麻花钻d=22 L=35 l=2002、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1433得d=16 f=0.35mm,表1429速度公式:(公式3.3.9)4.0125.6ftdv查切削用量简明手册表3.8得t=60min代入公式3.3.9 : 30.08m/min0.25.1463v13则转速 = 599r/mindvn10164.308n取876r/min则:实际速度: = 44m/min10nv087.每分进给 306.6mmf35.876扭矩: 2321220.Md8.0235.Nm实际功率: 2.137186.nP 6.17kw选择机械传递效率为0.8, 2.66230.kw因为, 实际使用切削功率小于卧式车床C620电机额定功率。则所选机床合适。工步4:扩C 孔至23.2,ap=0.6mm1、刀具:高速钢锥柄扩孔钻(GB4256-84) d=23.4 l=281 l=1602、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1437,1441得d=23.4 f=0.7mm表1429速度公式:(公式3.3.10)5.03.21fatdvp查切削用量简明手册表3.8得t=30min代入公式3.3.10得 30.135m/min0.20.3.1547v则转速 = 565r/mindn1.转速取362r/min则:实际速度: = 2.66m/min10nv103624.每分进给 254mmnf7.362扭矩: 147420.5.884pMdaf 8.074.23.Nm14实际功率: 0.5670186.3MnP36.170824kw选择机械传递效率为0.8 0.7kw7.5kw5.kw因为, 实际使用切削功率小于卧式车床C620电机额定功率。则所选机床合适.工步5:铰C 孔至23.4,Ra3.2m ap=0.1mm刀具:锥柄机用铰刀(GB1133-84) d=23.4L=241 l=66查金属机械加工工艺人员手册表1440,1447得d=23.4 f=0.1查切削用量简明手册表3.8得t=20min代入公式3.3.10得: = 36.52m/min5.03.21fatdvp5.03.214则转速 = 497r/mindn104.2.6n最接近86,转速取n=86r/min则:实际速度: = 6.318m/min10dnv0864.23.每分进给 86 0.1 8.6mmf扭矩: =3127.830.75.8846pMdaf 8.075.014236.Nm实际功率: 0.0281.nP6.kw选择机械传递效率为0.8 实际 =0.0357.5kw 所选机床合适.8.02工步6:粗镗D孔至30、ap =3.3mm ,Ra12.5m1、刀具:通孔镗刀 YG6 Kr=45L=150 l=602、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表147得 f=0.7mm,表141速度公式: 15(公式3.3.12)2.015.2.0fatCvp查切削用量简明手册表3.8得t=60min代入公式3.3.12得 88.14m/min2.015.02. 736v则转速 935r/mindn104.8则转速取n=1400r/min则:实际速度: 131.88m/min10ndv3.401每分进给 mm987.f切削力: 13610.50.75234pNCzaf .Nm功率为: 2.99kw6vP.1选择机械传递效率为0.8 =3.75kw8.0927.5kw实际使用切削功率小于卧式车床C620电机额定功率。则所选机床合适.工序10:粗铣、半精铣E、L面机床:卧式铣床X63 P=10kw 主轴转速:301500r/min变速级数:18级则查机械制造装备设计表3.6得该铣床标准转速列为:26.1305)18(30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500一次安装:16工步1:粗铣E至51mm,L至21mm ap=21mm Ra为12.5m1、刀具:直齿三面刃铣刀(GB1117-85)W18Cr4VD=100 d=32 B=25 I=182、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表14-83得f=2.7mm表14-67 速度公式:(公式3.1.15)1.024.5.01.3zaftdvezp查切削用量简明手册表3.8得t=160min则代公式3.1.15得: 15.7m/min1.02.04.5.01. 326v 则 156.25r/mindn1034.0转速取n=95r/min则:实际速度: = 9.55m/min10dnv095324.每分进给 4617mmzfZ1.有效功率: nZafdPezp65.083.7.0549. 103952.216.0.1. 2.13kw 2.662.308kw0k 所选机床合适工步2:半精铣E至50mm,L至22mm ap=22mm Ra为6.3m1、刀具:直齿三面刃铣刀(GB1117-85)W18Cr4VD=100 d=32 B=25 I=182、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表14-83得f=2.7mm17表14-67 速度公式:(公式3.1.15)1.024.5.01.3zaftdvezp查切削用量简明手册表3.8得t=160min则代公式3.1.15得: 20m/min1.02.04.5.01. 326v 则 199r/mindn1034.转速取n=119r/min则:实际速度: = 11.96m/min10dnv019324.每分进给 321.3mmf7.9有效功率: nZafdPezp65.083.1.054.1.92kw选择机械传递效率为0.8 2.4kw 则所选机床合适。.9208kw10k工序15:粗铣F 槽与工序10相似,在此省略计算过程。工序20:粗车端面B,钻H孔并攻丝与工序05相似,在此省略计算过程。工序25:钻G孔并攻丝,锪M孔机床:立式钻床Z5025 P=1.5kw 主轴转速:502000r/min变速级数:9级则查机械制造装备设计表3.6得该钻床标准转速列为:6.1502)19(50、80、125、200、315、500、800、1250、200018一次安装:工步1:钻G孔至9.5,深10mm ap =4.25mm1、刀具:高速钢直柄短麻花钻(GB1435-85)d=9.5 L=84 l=402、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1433得d=9.5 f=0.35mm,查切削用量简明手册表3.8得t=30min代入公式3.3.9得: =28.69m/min4.0125.6ftdv4.0125.0396则转速 =961.7r/mindn10.938则取转速n=1058r/min则:实际速度: =31.56m/min10dnv1058.943每分进给 =370.3mmf.58扭矩: 8183.1620.Md8.0235.9.Nm实际功率: 0.9077186.nP6.17kw选择机械传递效率为0.8 , ,所选机床合适.3.8.09kw5工步2:锪M孔至26,深3mm ap =1mm 1、刀具:高速钢带可换导拄锥柄平底锪(GB4261-84 )D=26 l=1802、切削用量、功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1437,1441得d=26 f=0.15mm表1429速度公式:(公式3.3.10)5.03.21fatdvp查切削用量简明手册表3.8得t=30min19代入公式3.3.10得 =26.7m/min5.03.0216v则转速 = 518r/mindn14.转速取490 r/min则:实际速度: = =40m/min10ndv104926.3每分进给 =73.5mmf5.49扭矩: 48040.7.88pMdaf 8.075.0126.Nm实际功率: 0.2516.3nP3.49kw选择机械传递效率为0.8 , =0.31 ,所选机床合适.8.025kw15工步3:G孔攻丝至M10,深10mm ap =1.4mm1、刀具:粗柄带颈机用丝锥(GB3464-83)M10 d=10 L=802、切削用量,功率计算查金属机械加工工艺人员手册表1490得d=10mm f=1.7表1429速度公式: (公式3.3.14)ymxptCvd0查切削用量简明手册表3.8得t=30代入公式3.3.14得: 6.9m/min1.20.693v则转速 =220r/min4.10dn则转速取n=166r/min 则:实际速度: = =5.2m/min10dnv0164.3每分进给 =282.2mmf7.620扭矩: =12933.90.75.8846pMdaf8.07146.Nm实际功率: 0.221.3nP36.92kw选择机械传递效率为0.8 , =0.275 ,所选机床合适.8.0kw15k工序30:钻I1、I2 孔并攻丝与工序25相似,在此省略计算过程。工序35:拉花键C机床:卧式内拉床L6110 P=17kw 电机转速:980r/min一次安装:拉C孔至28H7、Ra1.6 ap=0.05mm1、刀具:矩形齿花键拉刀 W18Cr4V D=28 L=880 L1=6 Z=62、切削用量、功率计算查表14-118 14-121得:切削速度 v=4 m/minap=0.05则拉削力为148N,当 N=148时,查表得:P=9.9kw比较功率,机械效率按0.8计算, 12.38 ,所选机床合适。9.08kw17kw工序40:去毛刺,清洗 工序45:检验2、工时计算各工序所用时间表:21时间工序准备终结时间基本时间辅助时间工作地点服务时间及生理时间单件时间单件核算时间工序 0.16 3.22 0.64 1.55 5.41 5.57工序 0.05 0.94 0.19 0.45 1.58 1.63工序 0.03 0.6 0.12 0.29 1 1.03工序 0.33 0.66 0.13 0.31 1.11 1.44工序 0.05 1.02 0.2 0.49 1.71 1.76工序 0.04 0.77 0.15 0.37 1.29 1.33工序 0.007 0.14 0.03 0.07 0.23 0.24准备终结时间: (公式3.3.3)bneT%4/基本时间: (公式3.3.4)flT21辅助时间: (公式3.3.5)ba5服务时间: (公式3.3.6))(4arsT单件时间: (公式3.3.7)rsabpT22三、夹具设计(一)分析零件,明确设计任务为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,在普通夹具不适用的情况下需要专用非标准夹具。经过与指导老师协商,决定设计工序10粗铣、半精铣E 、L 面铣床夹具。本夹具将用于X63卧式铣床。刀具为直齿三面刃铣刀,对工件的两个面同时进行加工。零件加工面的技术要求:E 面:L B=88 mm22mm,Ra 为 6.3m, L 面:对 F 槽有对称度要求,不对称度为 0.20;对 E 面有垂直度要求,不垂直度为 0.10。 (二)确定定位及夹紧方案1、定位方案的确定六点定位原理:工件在空间直角坐标系中,有分别沿三个坐标轴的移动自由度和分别绕三个坐标轴的转动自由度,共六个自由度。这六个自由度需要用按一定要求布置的六个支撑点一一消除,其中每个支撑点相应的消除一个自由度。要使工件在夹具中占有正确的、统一的位置,就必须在空间直角坐标系中,通过定位元件限制工件的这六个自由度。应用六点定位原理,工件在夹具中的定位分析,就可以转化为在空间直角坐标系中用相应的定位支承点限制工件自由度的方式来进行。一个定位支承点只能限制工件的一个自由度,为保证工件定位的稳定性,在一个完整的定位方案中定位支承点的数目一般不的少于三个。在实际的加工过程中,由于工件的形状特点、加工要求特点和精度特点,通常有如下几种情况: 完全定位和不完全定位。欠定位。过定位。根据工件加工要求、形状特点,利用六点定位原理对工件进行定位分析,确定工件所必须消除的自由度数,可以是完全定,也可以是不完全定位,但不允许出现欠定位。过定位是否允许应按实际加工情况来确定。工件应限制的自23由度确定后,下一步就是要提出合理的定位方案。 图 3-1 定位方案一如图 3-1 所示,参见图 1-1 在端 A 面设置三个不共线的支承点 1、2、3,限制 Y 向移动自由度、X 向转动自由度、Z 向转动自由度,三个自由度被限制。侧面的支撑点 4、5,限制了 X 向移动自由度、Y 向转动自由度,两个自由度被限制。内孔的点 6,限制 Z 向的移动自由度。则六个点限制零件的六个自由度,零件在空间位置被确定下来。实际采用圆柱心轴与H孔配合定位,用平面与A面重合定位,用圆头支撑钉的定位三个定位元件组合方式来实现。采用圆头支撑钉为点面的接触,避免过定位产生。定位简图如下图(图3-2):圆柱心轴的定位 圆头支撑钉的定位图3-2242、夹紧方案的确定在机械加工中,工件的定位和加紧是两个密切相关的过程,工件定位后,就必须采用一定的机构将工件压紧夹牢,使工件在切削过程中不会因为切削力、重力、惯性力或离心力等外力作用而发生位置变化或产生振动,以便保证工件的加工精度和安全生产。夹具夹紧装置是否可靠及准确,对零件的加工质量、生产率及夹具的寿命影响很大。要正确地设计夹紧装置,必须满足几点要求:在夹紧过程中,工件能保持既定位置,即在夹紧力的作用下,不能离开定位支承元件。夹紧力的大小要适当、可靠。自锁性能要好。在保证证产率和加工精度的前提下,加紧机构的复杂程度和自动化程化程度应与工件的生产批量相适应,夹紧动作迅速,操作方便、安全省力,同时便于制造和维修。夹紧力的方向,见图 3-3,两点夹紧,夹紧力 F1 方向与切削力方向相反。夹紧力 F2 与切屑力方向垂直。夹紧完全为手动夹紧。图 3-3 定位夹紧力将定位心轴按照技术要求安装,保证键的修配量。将C620拨叉工件穿入心轴。调整工件定位钉的位置,顶住工件,让工件以心轴为轴可微量转动,保证图纸的尺寸。调整好后用锁紧螺母,锁紧好定位钉。见夹具简图图3-4.图 3-4 定位支撑钉的调整25调整好定位支撑钉后,有三个M4X12的内六角螺钉来固定夹紧组件与夹具体的安装。具有1mm的调整量。将拉杆置于夹紧的位置(压头伸出的位置)连杆死点的位置,即1、2、3连杆的孔中心位于同一直线为自锁的点,顶紧工件的面。后让加紧组件微微向前约0.07-0.1mm。实际操作过程可用塞规调整。调整后坚固螺钉。拧紧螺钉后保证压头伸出最高点时对工件有0.07-0.1mm的压紧量。见简图3-5图3-5 压紧组件调整夹具相对于机床的定位安装,夹具底部有两个定

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