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K560-支座机械加工工艺规程及工序30 铣前后两端面夹具设计 K560 支座 机械 加工 工艺 规程 工序 30 前后 端面 夹具 设计

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第3章 工序30 铣前后两端面夹具设计3.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣工序30 铣前后两端面，要满足对称度要求以及其两边的要求。在铣此面时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2定位基准的选择首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加二个支撑钉和活动螺旋手柄定位，这样既简单又方便。一底面限制的自由度有3个，二个支撑钉限制两个自由度，一个活动螺旋手柄限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。根据上面叙述选择方案。 3.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料铝合金钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.4 误差分析与计算为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5 零、部件的设计与选用定向键安装在夹具底面的纵向槽中，两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。通过方向键的协调与铣床工作台的T型槽，使工作表面定位元件夹具工作台的进给方向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时，螺栓夹紧夹具可以降低负荷，加强加工夹具牢固。根据GB220780定向键结构如图所示： 图2.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D140.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.253.6 夹具设计及操作的简要说明当夹具有制造误差、工作过程出现磨损、以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换支撑钉。以便随时根据情况进行调整换取。应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换V型块。以便随时根据情况进行调整换取。78工学院课程设计报告课程名称：指导老师： 班 级： 姓 名： 学 号： 学 期： 20 17 2018 学年 第 2学期南京农业大学工学院教务处印- 1 - 工学院课程设计报告目 录2.1零件的作用- 3 -2.2零件的工艺性分析- 3 -2.3 零件的生产类型- 3 -2.3.1生产纲领- 3 -2.3.2生产类型及工艺特征- 3 -3.1确定毛坯类型及其制造方法- 3 -3.2确定毛坯的机械加工余量- 4 -四、定位基准的选择- 4 -4.1选择精基准- 4 -4.2选择粗基准- 5 -已未加工的上端面为粗基准，可加工下端面，这样就可以以下端面为精基准加工直径为16的中间孔。- 5 -五、拟定机械加工工艺路线- 5 -5.1选择加工方法- 5 -5.2拟定机械加工工艺路线- 5 -十、参考文献：- 11 -一、设计要求 支座类零件，材料为HT200，年产量50000件。二、零件的分析2.1零件的作用 支座是指用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的部件。2.2零件的工艺性分析上方及侧方的两个16孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值分别为1.6um和3.2um，是加工的关键表面。支座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为3.2 um，是加工的重要表面。支座的下表面与侧面16孔中心线有平行度要求0.06mm。4*M6及8*M6螺纹精度要求较低，4*7通孔精度要求较低且加工表面粗糙度要求较低。其余表面要求不去除表面材料。 2.3 零件的生产类型2.3.1生产纲领 根据任务书已知：产品的生产纲领为50000件/年。2.3.2生产类型及工艺特征 支座为支承件，则可确定，支座属于轻型小批量生产零件，工艺特征见下表：生产纲领生产类型工艺特征50000件/年大批量生产广泛采用金属模铸造。毛坯精度高，加工余量小。广泛采用高效率的夹具刀具和量具。用调整法打到精度要求。对操作工人要求较低，对调整工人的技术要求较高。有工序过程卡和工序卡。三、毛坯的确定3.1确定毛坯类型及其制造方法 根据要求，毛坯材料为HT200，毛坯类型为铸件。 3.2确定毛坯的机械加工余量（1）上下面的加工余量。根据工序要求，上下面加工分粗、半精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照文献二机械加工工艺手册表3.2.23。其余量值规定为，现取3.0mm。半精铣：参照文献二机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为1.5mm。（2）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照文献二机械加工工艺手册表3.2.23，其加工余量规定为，现取。半精铣：参照文献二机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为1.5mm。（3）孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。毛坯尺寸见下表零件尺寸 单侧余量 双侧余量 铸件尺寸68 4.5 9 7760 4 8 6816 实心铸造 实心铸造 无22 实心铸造实心铸造 无7 实心铸造实心铸造 无M6 实心铸造实心铸造 无四、定位基准的选择4.1选择精基准 经分析零件图可知，支座底面为高度方向基准，支座前端面为宽度方向基准。考虑选择以加工的支座底面为精基准，保证底面与16孔中心线的距离为30。该基准面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。 4.2选择粗基准 已未加工的上端面为粗基准，可加工下端面，这样就可以以下端面为精基准加工直径为16的中间孔。五、拟定机械加工工艺路线5.1选择加工方法根据加工表面的精度和表面粗糙要求，查附表可得内孔、平面的加工方案，见下表：加工表面表面粗糙度Ra/um加工方案底面3.2粗铣，半精铣上表面3.2粗铣，半精铣前后端面3.2粗铣，半精铣M6螺纹孔无钻孔，攻丝22孔无钻削，扩孔7通孔12.5钻削侧面16孔1.6钻削，扩孔，铰上端面16孔3.2钻削，扩孔，铰C1.5倒角无铰5.2拟定机械加工工艺路线 根据各部分加工方法，拟定如下两种加工方案方案一：工序号工序名称工序内容加工设备10检验外协毛坯检验20铣削以上端面为基准，粗铣底面，再以底面为粗基准，粗铣，半精铣上端面，最后以上端面为精基准半精铣底面。XA6132铣床30铣削以已加工底面定位基准，同时铣前后两端面，先粗铣，再半精铣。XA6132铣床40钻削钻下端面4*7通孔。Z3050摇臂钻床50钻削钻上端面16孔，扩16，铰削16孔。Z3050摇臂钻床60钻削扩22，铰削22孔。Z3050摇臂钻床70铰削铰削倒角C2。Z3050摇臂钻床80钻削钻上端面4*M6螺纹孔，攻丝。Z3050摇臂钻床90钻削钻前后端面16孔，扩16孔，铰削16孔，保证中心线到地面的距离为30mm。Z3050摇臂钻床100铰削铰削倒角C1.5。Z3050摇臂钻床110钻削钻前后端面8*M6螺纹孔，攻丝。Z3050摇臂钻床120总见入库方案二：工序号工序名称工序内容加工设备10检验外协毛坯检验20铣削以上端面为基准，粗铣、半精铣底面，再以底面为粗基准，粗铣，半精铣上端面。XA6132铣床30铣削以已加工底面定位基准，同时铣前后两端面，先粗铣，再半精铣。XA6132铣床40钻削钻上端面16孔，扩16，铰削16孔。Z3050摇臂钻床50钻削扩22，铰削22孔。Z3050摇臂钻床60铰削铰削倒角C2。Z3050摇臂钻床70钻削钻上端面4*M6螺纹孔，攻丝。Z3050摇臂钻床80钻削钻前后端面16孔，扩16孔，铰削16孔，保证中心线到地面的距离为30mm。Z3050摇臂钻床90铰削铰削倒角C1.5。Z3050摇臂钻床100钻削钻前后端面8*M6螺纹孔，攻丝。Z3050摇臂钻床110钻削钻下端面4*7通孔。Z3050摇臂钻床120总见入库5.3确定工艺加工路线工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化。按照基面先行原则、先粗后精、先面后孔等原则，并选择工序分散，该零件加工可按下述工艺路线进行。3） 工艺路线的选择方案一中工序安排较合理，使加工精度较高，且所需的夹具等较简单，降低生产成本。同时遵循了先加工面再加工孔的原则组织安排加工工艺过程。方案二中先粗铣并半精铣下端面，易产生较大的误差，使之后各工序精度较难保证。且最后加工7通孔，没有办法以7通孔定位以及夹紧，会增加夹具的复杂程度及定位误差。故综合考虑，选择第一种加工路线进行加工。 6、 确定切削用量及基本工时工序30：以已加工底面定位基准，同时铣前后两端面，先粗铣，再半精铣。机床：XA6132铣床刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数（1）、粗铣前后两端面铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表30-13，取铣削速度：参照机械加工工艺师手册表30-23，取，机床主轴转速： 式（2-1）取=30, =63代入公式（2-1）得：根据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：工作台每分进给量： 式（2-2）取=，=代入公式（2-2）得：取根据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间： 式（2-3）取，, 代入公式（2-3）得：（2）、半精铣前后两端面铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表30-13，取铣削速度：参照机械加工工艺师手册表30-23，取，取=30, =63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据机械加工工艺师手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1取，代入公式（2-3）得：机动时间：工序 50 钻上端面16孔 a. 钻孔 刀具选用高速钢复合钻头，直径d=15mm，使用切削液，选用Z525立式钻床。 (1) 切削深度ap:ap=7.5mm， (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献16表2.4-37，钻头后刀面最大磨损量为0.5-0.8mm，耐用度T=45min (3) 确定切削速度 查参考文献16表2.4-41查的切削速度v取v0.45mm/s。 机床主轴转速n: 根据Z525钻床床主轴转速表查取，n=530r/min 则实际切削速度v： (4) 确定进给量f，进给速度vf根据参考文献16，表2.4-38，f=0.45-0.56mm/r，l/d=20/15=1.333,所以取f=0.5mm/r。 则 (5) 基本时间tj 被切削层长度l：l=20mm 刀具切入长度l1： 由选择的刀具得kr=120。 刀具切出长度l2：l2=14mm 取l2=2mm 所以 (6) 校验扭矩功率查参考文献16表2.4-41 Mc=30.9Nm，由机床数据知Mm=144.2Nm,所以McMm 故满足条件，校验成立。 b. 扩孔 刀具选用高速钢直柄扩孔钻，直径d=15.85mm，使用切削液，选用Z525立式钻床。 (1) 切削深度ap:ap=0.425mm (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献16表2.4-51，钻头后刀面最大磨损量为0.6-0.9mm，耐用度T=30min (3) 确定切削速度 查参考文献16表2.4-53查的切削速度v取v0.34mm/s。机床主轴转速n: 根据Z525钻床床主轴转速表查取，n=400r/min则实际切削速度v： (4) 确定进给量f，进给速度vf 根据参考文献16，表2.4-52 f=0.9-1.1mm/r，取f=1mm/r。 则 (5) 基本时间tj 被切削层长度l：l=20mm刀具切入长度l1： 由选择的刀具得kr=60。 刀具切出长度l2：l2=24 取l2=3mm 所以 c. 铰孔 刀具选用高速钢铰刀，直径d=16mm，使用切削液，选用Z525立式钻床。 (1) 切削深度ap:ap=0.15mm (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献16表2.4-57，铰刀后刀面最大磨损量为0.4-0.6mm，耐用度T=35min (3) 确定切削速度 查参考文献16表2.4-60查的切削速度v取v0.19mm/s。机床主轴转速n: 根据Z525钻床床主轴转速表查取，n=275r/min则实际切削速度v： (4) 确定进给量f，进给速度vf根据参考文献16，表2.4-58 f=12mm/r，取f=1mm/r。则 (5) 基本时间tj 被切削层长度l：l=20mm刀具切入长度l1： 由选择的刀具得kr=45。 刀具切出长度l2：查参考文献16表2.5-8 取l2=13mm 所以 工序 90 本工序为钻、扩、铰mm的孔，倒角45。刀具：铰刀选用15.95mm的标准高速钢铰刀，铰孔扩削用量，钻头采用双头刃磨法，后角o120。 a. 钻孔 刀具选用高速钢复合钻头，直径d=15mm，使用切削液，选用Z525立式钻床。 (1) 切削深度ap:ap=7.5mm， (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献16表2.4-37，钻头后刀面最大磨损量为0.5-0.8mm，耐用度T=45min (3) 确定切削速度 查参考文献16表2.4-41查的切削速度v取v0.45mm/s。 机床主轴转速n: 根据Z525钻床床主轴转速表查取，n=530r/min 则实际切削速度v： (4) 确定进给量f，进给速度vf根据参考文献16，表2.4-38，f=0.45-0.56mm/r，l/d=20/15=1.333,所以取f=0.5mm/r。 则 (5) 基本时间tj 被切削层长度l：l=20mm 刀具切入长度l1： 由选择的刀具得kr=120。 刀具切出长度l2：l2=14mm 取l2=2mm 所以 (6) 校验扭矩功率查参考文献16表2.4-41 Mc=30.9Nm，由机床数据知Mm=144.2Nm,所以McMm 故满足条件，校验成立。 b. 扩孔 刀具选用高速钢直柄扩孔钻，直径d=15.85mm，使用切削液，选用Z525立式钻床。 (1) 切削深度ap:ap=0.425mm (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献16表2.4-51，钻头后刀面最大磨损量为0.6-0.9mm，耐用度T=30min (3) 确定切削速度 查参考文献16表2.4-53查的切削速度v取v0.34mm/s。机床主轴转速n: 根据Z525钻床床主轴转速表查取，n=400r/min则实际切削速度v： (4) 确定进给量f，进给速度vf 根据参考文献16，表2.4-52 f=0.9-1.1mm/r，取f=1mm/r。 则 (5) 基本时间tj 被切削层长度l：l=20mm刀具切入长度l1： 由选择的刀具得kr=60。 刀具切出长度l2：l2=24 取l2=3mm 所以 c. 铰孔 刀具选用高速钢铰刀，直径d=16mm，使用切削液，选用Z525立式钻床。 (1) 切削深度ap:ap=0.15mm (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献16表2.4-57，铰刀后刀面最大磨损量为0.4-0.6mm，耐用度T=35min (3) 确定切削速度 查参考文献16表2.4-60查的切削速度v取v0.19mm/s。机床主轴转速n: 根据Z525钻床床主轴转速表查取，n=275r/min则实际切削速度v： (4) 确定进给量f，进给速度vf根据参考文献16，表2.4-58 f=12mm/r，取f=1mm/r。则 (5) 基本时间tj 被切削层长度l：l=20mm刀具切入长度l1： 由选择的刀具得kr=45。 刀具切出长度l2：查参考文献16表2.5-8 取l2=13mm 所以 6.1切削用量 本工序为铰前后端面8*M6螺纹底孔。1）选择刀具 已知加工材料为HT200。选择刀具为直径5mm的高速钢直柄麻花钻。其参数为d=5mm,l=86mm,=52mm.2） 决定进给量f 按加工要求，查文献三切削用量简明手册表2-7，得f=0.27-0.33mm.由于l/dF,故可以满足要求。3）决定钻头磨钝标准及寿命 由文献三切削用量简明手册表2-12可得钻头后刀面最大磨损量为0.6mm,寿命T=60min.4）决定切削速度 由文献三切削用量简明手册表2-15，材料为=190HBs的HT200，取f=0.30mm/r,v=14m/min。其切削速度的修正系数为=1,故v=14m/min.n=891r/min. 根据C6132机床说明书，考虑取=1000r/min。此时转速过高，会使刀具寿命下降，可将转速或进给量下调一级。若将转速下调一级，取=750r/min,此时f=225mm/min.若将进给量下调一级，取f=0.24mm/r,此时f=240mm/min.显然，第二种方案生产效率高于前一种方案，故取n=1000r/min,v=14m/min,f=0.24mm/r。5） 检验机床扭矩及功率 根据文献三切削用量简明手册表2-21及C6183机床说明书，扭矩及功率皆能满足要求。顾各量可以取用。6.2切削时间切削时间=，其中L=l+y+.已知l=10mm.根据文献三切削用量简明手册表2-29，查得入切量及超切量y+=2.5mm.故L=12.5mm,=0.052min.- 18 -总结 两周的课设很快就过去了。我收获颇丰。在这两周的的课程设计中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在课程设计过程中，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或查询书籍，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。这便是理论与实践相结合的过程。在课堂上，我们学习了很多关于机械制造工艺设计的知识，这让我们脑中有着很多模型，如何将模型具体化，这便需要课程设计的真金磨练。在课程设计中，我们重新温习并应用了很多课堂知识。在理论与实际相结合的过程中，这让我们更加认识到课堂知识的重要性，这些都将是实际的公路设计的必备品。总之，认真对待每一个学习的机会，珍惜过程中的每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，以后也将受益匪浅!参考文献1、现代夹具设计手册.机械工业出版社2、机械加工工艺手册.机械工业出版社3、切削用量简明手册. 机械工业出版社4、机械制造工艺学.上海科学技术出版社5、简明机床夹具设计手册. 机械工业出版社附表3 专用工艺装备设计任务卡产品型号零（部）件图号018生产批量产品名称零（部）件名称支座每台件数1工序图 技术要求工件夹紧方式：对工装形式的初步设想：其他特殊要求：工装编号使用车间工装名称铣夹具使用设备铣床X52K同时加工件数适用其他产品工装等级中制造数量工序号工序内容30铣前后两端面旧工装编号库存数量设计理由旧工装处理意见执行记录设计者完成日期校对者完成日期编制（日期）校对（日期）标准（日期）审核（日期） 编制 校对 审核 附表2 机械加工工序卡工序名称工序图铣工序号第 1 页30共 1 页 产品名称零件名称零件图号支座018机床名称机床型号冷却液铣床X52K毛坯材料铸件工时定额min准终时间毛坯尺寸辅助时间夹具