基于UG的变速齿轮箱体数控加工生产线的设计毕业设计说.doc

学校代码 学 号 Hefei University 本本科科毕毕业业设设计计 论论文文 BACHELOR DISSERTATION 论文题目 基于 UG 变速齿轮箱体数控加工生产线设计 学科专业 机械设计制造及自动化 作者姓名 导师姓名 完成时间 2012 5 20 2012 年 5 月 20日 基基于于 U UG G 变变速速齿齿轮轮箱箱体体数数控控加加工工生生产产线线设设计计 摘摘 要要 加工中心简称 CNC 是一种 由机械设备与数控系统组成的使用于加工 复杂形状工件的高效率自动化机床 加工中心的突出特点为加工工序集中 和能够实现自动换刀 对于形状复杂 精度要求较高和要求换刀频繁的零件 的加工能够提高生产效率 缩短生产周期以获得较好的经济效果 本次设计 针对的零件为三星齿轮箱体 形状复杂 有一定的精度要求并 且加工工序较多 因而选择在加工中心上加工很合适 设计首先用 UG 软件绘制零件图 毛坯图 然后 对零件进行分析 确 定合适的加工工序 根据工序选择相应的定位基准 制定加工工艺 选择切 削用量并计算基本工时 用AutoCAD 绘制加工工艺综合卡 用 UG 导出其 中一道工序的数控加工 G 代码 选择两道加工工序设计夹具并用CAD 绘制 夹具装配图 关关键键词词 三三星星齿齿轮轮箱箱体体 工工艺艺 工工序序 加加工工中中心心 夹夹具具 i 53 UG based Design of CNC Machining Production Line of the Gear Box ABSTRACT Processing center referred to as CNC Composed by mechanical equipment and numerical control systems used for processing complex shape of workpiece CNC is a kind of high efficiency automation machine tools Processing operations focused and able to achieve automatic tool change is a prominent characteristic of the machining center When used to process workpieces which are of complex shape of high accuracy and require for frequent tool change it can improve production efficiency shorten the production cycle in order to obtain better economic effects This design is for part Norton gear box who have complex shape certain degree of accuracy and more processing process So it is relatively appropriate to process in the processing center The first step of this design is to use UG to draw the part drawing blank drawing and process work preface diagram Then analysing the part so as to determine appropriate manufacturing procedure using the UG software export procedure of NC machining process selecting the appropriate location basis to develop a process route choosing processing equipment and tools fixtures measuring and calculating each procedure of the basic working hours drawing processing process card Finalize the fixture design of two process and complete the fixture drawings with CAD KEY WORD Norton gear box technology process processing center fixture 目目录录 前前 言言 IV 第第 1 1 章章 零零件件分分析析 1 1 1 零件作用分析 1 1 2 零件工艺分析 2 第第 2 2 章章 确确定定毛毛坯坯尺尺寸寸 3 2 1 确定毛坯尺寸 3 第第 3 章章 工工艺艺过过程程设设计计 4 3 1 定位基准的选择 4 3 2 制定工艺路线 4 3 3 选择加工设备及刀具 6 3 4 加工工序设计 12 第第 4 4 章章 三三星星齿齿轮轮箱箱体体夹夹具具设设计计 30 4 1 夹具设计的相关要求 30 4 2 定位夹紧方案的确定 30 4 3 切削力及夹紧力的分析 32 4 4 定位误差分析 37 第第 5 5 章章 铣铣削削下下底底面面 G G 代代码码 39 第第 6 6 章章 结结 论论 45 参参考考文文献献 46 致致 谢谢 47 iii 53 前前 言言 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课 技术基础课以及专业课之 后而进行 此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一 次深入的综合性的总复习 也是一次理论联系实际的训练 其目的在于 1 巩固我们在大学里所学的知识 也是对以前所学知识的综合性的检 验 2 加强我们查阅资料的能力 熟悉有关资料 3 树立正确的设计思想 掌握设计方法 培养我们的实际工作能力 4 能根据被加工零件的技术要求 运用夹具设计的基本原理和方法 学 会拟定夹具设计方案 完成夹具结构设计 初步具备设计出高效 省力 经 济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力 5 通过零件图 装配图绘制 使我们对于UG 和 AutoCAD 等绘图软件 的使用能得到进一步的提高 本次设计的主要内容为 首先运用UG 软件绘制 三星齿轮箱体的三维 零件图立体模型 然后根据图纸的技术要求等确定生产类型 经分析本次 设计的零件年产量为 6000 件 属大批量生产 其次进行工艺分析 确定零 件的数控加工工艺路线 完成机械加工工序设计 以及数控加工中心对零件 的机加工编程 最后 对某 两道加工工序进行夹具装配图的设计 第第 1 1 章章 零零件件分分析析 1 1 1 1 零零件件作作用用分分析析 箱体零件是机器或部件的基础零件 它把有关零件联结成一个整体 使这些零件保 持正确的相对位置 彼此能协调地工作 因此 箱体零件的制造精度将直接影响机器或部 件的装配质量 进而影响机器的使用性能和寿命 因而箱体一般具有较高的技术要求 由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用 箱体零件具有多种不同的结构型 式 其共同特点是 结构形状复杂 箱壁薄而不均匀 内部呈腔型 有若干精度要求较高 的平面和孔系 还有较多的紧固螺纹孔等 毛坯的铸造方法 取决于生产类型和毛坯尺寸 在单件小批生产中 多采用木模 手工造型 在大批量生产中广泛采用金属模机器造型 毛坯的精度较高 箱体上大于 30 50mm 的孔 一般都铸造出顶孔 以减少加工余量 此毕业设计零件为三星齿轮箱体 材料为合金铸铝 其零件图如下 图 1 1 三星齿轮箱体 1 53 1 1 2 2 零零件件工工艺艺分分析析 零件三星齿轮箱体的材料 为合金铸铝 该零件上主要加工面为 箱体下底面 50 4mm 和 86 8mm 所在环形凸台在箱体外部的 上端面 56mm 与 65 8mm 所成的台阶 面 65 8mm 内圆表面 56mm 与 128 8mm 在箱体上表面所成的环形凸台面 77mm 与 126mm 在箱体外侧所成的环状凸台 2 12mm 孔和 7mm 孔所在的箱体内部 三个凸耳下表面 420mm 所在凸台上表面 77mm 孔 56mm 孔 50 4mm 孔 4 个加强肋终端的 48M 螺纹孔 外部环形凸台与内部四耳花型凸台相连的 48M 螺纹 孔 侧面环状凸台上的 410M 螺纹孔 与下底面凸缘相连的 78M 螺纹孔 12M 螺纹 孔 箱体内侧三个凸耳上的 212M 和 8M 螺纹孔 7mm 工艺孔 12 10mm 矩形孔 0 1 0163 6 内圆表面与其端面的垂直度为0 05 孔 0 03 077 与孔 0 08 0 02372 8 的轴心线不相交 度为 0 03 孔 0 08 0 02372 8 与内表面 0 1 0163 6 的同心度为 0 02 第第 2 2 章章 确确定定毛毛坯坯尺尺寸寸 2 2 1 1 确确定定毛毛坯坯尺尺寸寸 零件材料 为合金铸铝 已知零件的生产纲领为 6000 件 年 其生产类型为大批 量 生产 毛坯的铸造方法选用砂型机器造型 及壳型 此外 为消除残余应力 铸造后安 排人工时效处理 由 机械制造工艺设计简明手册 第 38 页表 2 2 3 可查得尺寸公 差等级 CT7 9 级 选择 8 级 由 机械制造工艺设计简明手册 第 41 页表 2 2 5 可 查得加工余量等级 MA 为 G 第 74 页加工余量表 2 3 21 可得 86 8mm 所在环形凸台 加工余量数值 2 5mm 下底面加工余量 5 0mm 128 8mm 在箱体上表面所成的环形凸 台面余量为 3 0mm 56mm 与 65 8mm 所成的台阶面余量为 2 5mm 65 8mm 内圆表面 单边余量为 2mm 126mm 在箱体侧面所成的环状凸台余量为3 0mm 420mm 所在 凸台表面余量为 2 5mm 2 12mm 孔和 7mm 孔所在的箱体内部三个凸耳表面余量为 2 5mm 77mm 孔单边余量为 2mm 56mm 孔单边余量为 2mm 50 4mm 孔单边余量 为 2mm 72 8mm 内圆柱面单边余量为 2mm 图 2 1 三星齿轮箱体毛坯图 3 53 第第 3 3 章章 工工艺艺过过程程设设计计 3 3 1 1 定定位位基基准准的的选选择择 精基准的选择 三星齿轮箱体 的下端面既是装配基准又是设计基准 用它作为精基 准 能使加工遵循 基准重合 的原则 避免产生基准不重合误差 50 4mm 孔 上 表面各凸台 4 个加强肋终端的 48M 螺纹孔 外部环形凸台与内部四耳花型凸台相连 的4 8M 螺纹孔 侧面环状凸台上的 410M 螺纹孔及 77mm 与 126mm 在箱体外侧所 成的环状凸台 的加工都采用下底面和底面两孔 作为基准 这使得工艺路线又遵循 基 准统一 的原则 避免了产生基准转换误差 下底面覆盖 面积较大 定位比较稳定 夹紧方案也比较简单 可靠 操作方便 粗基准的选择 在保证各加工面均有加工余量的前提下 使重要孔或面的加工余量 尽量均匀 此外 还要保证定位夹紧的可靠性 装夹的方便性 减少辅助时间 因而 粗基准选为 173 6mm 箱体外圆弧 面部分和 50 4mm 和 86 8mm 所在环形凸台的 上表面 采用 V 形块和圆头支撑钉 夹持定位 3 3 2 2 制制定定工工艺艺路路线线 根据各表面 孔的加工要求 和各种加工方法能达到的经济精度 可确定各表面 及孔的加工方法如下 表 3 1 零件加工方案表 待 加 工 部 分加 工 方 案 下底面粗铣 半精铣 精铣 作为精基准的 2 M8 螺纹孔钻孔 铰孔 攻丝 不作为精基准 6 M8 螺纹孔钻孔 攻丝 7mm 孔 3 M12 螺纹孔 钻孔 攻丝 86 8mm 凸台表面 粗铣 半精铣 精铣 420mm 所在凸台表面 粗铣 420mm 凸台上的4 8M 螺纹孔 钻孔 攻丝 128 8mm 凸台表面 粗铣 精铣 50 4mm 孔 粗镗 56mm 孔 粗镗 65 8mm 内圆表面 粗镗 半精镗 128 8mm 凸台上 410M 螺纹孔 钻孔 攻丝 箱体内部三个凸耳表面粗铣 精铣 72 8mm 内圆面 粗镗 半精镗 50 4mm 与 72 8mm 所成的台阶面 粗镗 半精镗 12 10mm 矩形槽粗铣 126mm 凸台表面 粗铣 精铣 77mm 孔 粗镗 126mm 凸台上 410M 螺纹孔 钻孔 攻丝 表 3 2 加工工序工序表 工 序 号工 序 内 容定 位 基 准 01铸造 02时效 粗铣 半精铣 精铣下 底面 86 8mm 凸台表面 03 钻6 M8孔 7mm 孔 钻铰作为精基准 的2 M8孔 钻并攻丝3 M12孔 86 8mm 凸台表面 粗铣 半精铣 精铣 86 8mm 凸台表面下底面和2 M8孔 420mm 所在凸台表面下底面和2 M8孔 钻攻丝 420mm 凸台上的4 8M 螺纹孔下底面和2 M8孔 粗铣 精铣 128 8mm 凸台表面下底面和2 M8孔 镗 50 4mm 内圆面下底面和2 M8孔 镗 56mm 孔 下底面和 2 M8 孔 镗 65 8mm 内圆表面 下底面和 2 M8 孔 04 钻并攻丝 410M 螺纹孔下底面和 2 M8 孔 5 53 粗铣 精铣 内部三个凸耳表面 86 8mm 凸台表面 镗 72 8mm 内圆面及 50 4mm 与 72 8mm 所成的台阶面 86 8mm 凸台表面05 12 10mm 矩形槽 86 8mm 凸台表面 粗铣 精铣 126mm 凸台表面 下底面和2 M8孔 镗 77mm 孔 下底面和2 M8孔06 钻 攻丝 126mm 凸台上 410M 螺纹孔 下底面和2 M8孔 07 攻丝8 M8螺纹孔 86 8mm 凸台表面及 50 4mm 孔 08 入库 3 3 3 3 选选择择加加工工设设备备及及刀刀具具 根据零件加工要求 加工设备 选择数控加工中心 工件在 加工中心 上的装卸由人 工完成 铣铣下下底底面面 根据加工工序选择功率为 15KW 的加工中心 由于铣削下底面的夹具夹持不便于采用大直径的盘铣刀一次横向一次铣削 故采用 小直径的端铣刀沿着箱体下底面边缘轨迹铣削 下底面边缘最宽处宽度约为30mm 则铣削宽度 30mm60mm 由 切削用量简明手册 第 84 页表 3 1 和 机械制造工 ae 艺设计简明手册 第 100 页表 3 1 28 知应选用直径 d 50 80mm 的硬质合金镶齿套式 面铣刀 虽然下底面表面粗糙度要求仅12 5 但要作为精基准 故表面粗糙度至少需要达 到 3 2 铣削深度8mm 铣削宽度 30mm60mm 查 切削用量简明手册 第 84 页 ae 表 3 1 和 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知选用 80mm 的硬质合金端铣刀 0d 由于合金铸铝硬度 40 110HBS 小于 220HBS 因而由 切削用量简明手册 第 6 页 表 1 2 选择硬质合金牌号为 YG6 的硬质合金刀片 由 切削用量简明手册 第 96 页 表 3 16 知齿数为 10 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 2 由于合金铸铝硬度 110HBS 150HBS 而铣削余量较小 则铣刀主偏角 过渡刃偏角 副偏角 45 kr 30 kr 5 kr 08 010 20s 0 15 钻钻 6 6 M M8 8 孔孔 7mm 孔孔 钻钻铰铰 2 2 M M8 8 孔孔 钻钻攻攻丝丝 3 3 M M1 12 2 孔孔 作为精基准两孔表面粗糙度至少需要达到 3 2 m 但由于各孔径均小于 15 20mm 故查 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知对于作为精基准 的两孔只需要经过钻孔 铰孔 攻丝三次加工 经济精度为IT8 10 级 而其余诸孔 只需要经过钻孔 攻丝即可 由于作为精基准的两孔不便于在此道工序就进行攻丝 故 此道工序对于 8 M8 螺纹孔只进行其中 6 M8 螺纹孔的钻孔和作为精基准的2 M8 螺纹 孔的钻孔 铰孔 对于 3 M12 螺纹孔在此道工序即进行钻孔和攻丝加工 钻孔 由 机械制造工艺设计简明手册 第 70 页表 2 3 20 知 M8 螺纹孔攻丝前 钻孔用麻花钻钻头直径有 为 6 8mm M12 螺纹孔攻丝前 钻孔用麻花钻钻头直径有 为 10 2mm 由 机械制造工艺设计简明手册 第 84 页表 3 1 6 知硬质合金锥柄麻花钻直 径系列有 d 6 5mm 6 8mm 10 2mm 因而对于不作为精基准的6 M8 螺纹孔钻孔时选 择直径 d 6 8mm 硬质合金锥柄麻花钻 而 7mm 孔无需攻丝 且只需要粗加工即可 故 对于 7mm 孔钻孔时选择直径为 d 7mm 硬质合金锥柄麻花钻 对于需要作为精基准的 2 M8 螺纹孔钻孔时选择直径为 d 6 5mm 的硬质合金 锥柄麻花钻 为铰孔留下余量 而 对于 3 M12 螺纹孔钻孔时选择直径为 d 10 2mm 硬质合金锥柄麻花钻 由于被加工材料 为合金铸铝 由 切削用量简明手册 第 46 页表 2 2 知钻头几何参数分别为 取为 290 140 118 铰孔 由于被加工材料为合金铸铝 硬度较小 故可选择高速钢铰刀 需要做铰孔 处理的为 2 M8 孔 铰刀 直径为 d 6 8mm 由 切削用量简明手册 第 49 页表 2 6 选 择的铰刀几何参数后角为 0 10 12 齿背倾斜角为 1 15 20 由于在加工中心上 加工 则机用铰刀主偏角 60kr 攻丝 对于 3 M12 螺纹孔在此道工序即进行攻丝加工 由于在之前已经将待加工 3 M12 螺纹孔孔径钻至 10 2mm 则可根据相应的直径参数选择对应的丝锥进行攻丝加工 铣铣削削 86 8mm 凸凸台台表表面面 机床仍然为上述相同的加工中心 因铣削宽度 86 8mm120mm 由 切削用量 ae 简明手册 第 84 页表 3 1 和 机械制造工艺设计简明手册 第 100 页表 3 1 28 知应 选用直径 d 100 200mm 的硬质合金镶齿套式面铣刀 已知总余量为 2 5mm 则铣削深度6mm 铣削宽度 86 8mm120mm 查 切削 ae 用量简明手册 第 84 页表 3 1 和 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知选用 125mm 的硬质合金端铣刀 由于 合金铸铝 硬度 40 110HBS 小于 220HBS 因而由 0 d 切削用量简明手册 第 6 页表 1 2 选择硬质合金牌号为 YG6 的硬质合金刀片 由 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知齿数为 12 7 53 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 2 由于合金铸铝 硬度 110HBS 150HBS 而铣削 余量较小 则铣刀主偏角 过渡刃偏角 副偏角 45 kr 30 kr 5 kr 08 010 20s 0 15 粗粗铣铣 420mm 所所在在凸凸台台表表面面 机床仍然为上述相同的加工中心 因铣削宽度 20mm60mm 由 切削用量简 ae 明手册 第 84 页表 3 1 和 机械制造工艺设计简明手册 第 101 页表 3 1 28 知应选 用直径 d 50 80mm 的硬质合金镶齿套式面铣刀 已知总余量为 2 5mm 则铣削深度6mm 铣削宽度 20mm60mm 查 切削用 ae 量简明手册 第 84 页表 3 1 和 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知选用 80mm 的硬质合金端铣刀 由于 合金铸铝 硬度 40 110HBS 小于 220HBS 因而由 0 d 切削用量简明手册 第 6 页表 1 2 选择硬质合金牌号为 YG6 的硬质合金刀片 由 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知齿数为 10 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 2 由于合金铸铝 硬度 110HBS 150HBS 而铣削余量较小 则铣刀主偏角 过渡刃偏角 副偏角 45 kr 30 kr 5 kr 08 010 20s 0 15 钻钻并并攻攻丝丝 420mm 凸凸台台上上的的4 8M 螺螺纹纹孔孔 由于各孔径均小于 15 20mm 故查 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知对于各孔只需要经过钻孔后即可攻丝 经济精度为IT8 10 级 钻孔 由 机械制造工艺设计简明手册 第 70 页表 2 3 20 知 M8 螺纹孔攻丝前 钻孔用麻花钻钻头 直径有为 6 8mm 由 机械制造工艺设计简明手册 第 84 页表 3 1 6 知硬质合金 锥柄麻花钻 直径系列为 d 6 8mm 因而对于 48M 螺纹孔钻孔时选择 直径 d 6 8mm 硬质合金 锥柄麻花钻 由于被加工材料为合金铸铝 由 切削用量简明 手册 第 46 页表 2 2 知钻头几何参数分别为 取为 290 140 118 攻丝 由于在之前的工序已经将 4 孔径钻至 6 8mm 则根据直径参数选择对应 的丝锥进行攻丝加工 铣铣 128 8mm 凸凸台台表表面面 机床仍然为上述相同的加工中心 因铣削宽度 128mm180mm 由 切削用量简明手册 第 84 页表 3 1 和 机械 ae 制造工艺设计简明手册 第 100 页表 3 1 28 知应选用直径 d 200 250mm 的硬质合金 镶齿套式面铣刀 已知总余量为 3mm 则铣削深度6mm 铣削宽度 128mm260mm 查 切削用 ae 量简明手册 第 84 页表 3 1 和 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知选用 200mm 的硬质合金端铣刀 由于 合金铸铝 硬度 40 110HBS 小于 220HBS 因而由 0 d 切削用量简明手册 第 6 页表 1 2 选择硬质合金牌号为 YG6 的硬质合金刀片 由 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知齿数为 16 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 2 由于合金铸铝 硬度 110HBS 150HBS 而 铣削余量较小 则铣刀主偏角 过渡刃偏角 副偏角 45 kr 30 kr 5 kr 08 010 20s 0 15 镗镗 56mm 孔孔 镗镗 50 4mm 孔孔 机床仍然为上述相同的加工中心 已知各孔 加工单边总余量为 2mm 由 机械加 工工艺师手册 第 3 284 页表 3 3 41 知选用机夹单刃镗刀 由于最小镗孔直径为 D 56mm63mm 故选择的镗刀各参数分别为杆部直径d 50mm 总长 L 350mm 尺寸 0 0 2535 fmm 镗镗 65 8mm 孔孔及及 56mm 与与 65 8mm 所所成成的的台台阶阶面面 机床仍然为上述相同的加工中心 65 8mm 孔加工单边总余量为 2mm 在镗削 65 8mm 孔的同时 56mm 与 65 8mm 所成的台阶面的尺寸及粗糙度即可得到保证 由 机械加工工艺师手册 第 3 284 页表 3 3 41 知选用机夹单刃镗刀 由于最小镗孔直 径为 D 65 8mm80mm 故选择的镗刀各参数分别为杆部直径d 60mm 总长 L 400mm 尺寸 0 0 2545 fmm 钻钻并并攻攻丝丝 410M 螺螺纹纹孔孔 由于各孔径均小于 15 20mm 故查 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知只需要经过钻孔 攻丝即可 钻孔 由 机械制造工艺设计简明手册 第 70 页表 2 3 20 知 M10 螺纹孔攻丝前 钻孔用麻花钻钻头 直径有为 8 5mm 由 机械制造工艺设计简明手册 第 84 页表 3 1 6 知选用硬质合金 锥柄麻花钻 直径系列为 d 8 5mm 由于被加工材料为合金铸铝 由 切削用量简明手册 第 46 页表 2 2 知钻头几何参数分别为 取为290 140 9 53 118 攻丝 对4 10M 螺纹孔在此道工序即进行攻丝加工 由于在之前已经将待加工 410M 螺纹孔孔径钻至 8 5mm 则可根据相应的直径参数选择对应的丝锥进行攻丝加 工 铣铣削削内内部部三三凸凸耳耳下下表表面面 机床仍然为上述相同的加工中心 铣削宽度 28 4mm 由 机械制造工艺设计 ae 简明手册 第 102 页表 3 1 31 知应选用直径 D 40mm 的 7 24 锥柄立铣刀 专用夹具 及游标卡尺 已知总余量为 2 5mm 即为铣削深度 铣削宽度 28 4mm 铣削材料为合金铸铝 ae 硬度偏小 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 1 知选用 40mm 的高速钢立 铣刀 0 d 即可满足要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 102 页表 3 1 31 知齿数为 8 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 2 由于合金铸铝 硬度 40 110HBS 150HBS 而铣削余量较小 则 所选择的 7 24 锥柄高速钢立 铣刀刀齿螺 旋角 后角 前角 20 016 0 15 镗镗 72 8mm 内内圆圆表表面面及及 50 4mm 与与 72 8mm 所所成成的的台台阶阶面面 机床仍然为上述相同的加工中心 已知加工单边总余量为 2mm 由 机械加工工 艺师手册 第 3 284 页表 3 3 41 知可选用机夹单刃镗刀 由于最小镗孔直径为 D 72 8mm80mm 故选择的镗刀各参数分别为杆部直径d 20mm 总长 L 150mm 铣铣削削12 10 mm 矩矩形形槽槽 机床仍然为上述相同的加工中心 铣削宽度 12mm 铣削高度 h 10mm 由 机 ae 械制造工艺设计简明手册 第 101 页表 3 1 30 知粗铣时选用直径 11dmm 的莫氏锥 柄立铣刀 标准 92Lmm 22lmm 选择中齿 齿数为 4 由 机械制造工艺设计 简明手册 第 101 页表 3 1 30 知半精铣时 选用直径 12dmm 的莫氏锥柄立 铣刀 标 准 96Lmm 26lmm 选择细齿 齿数为 5 铣铣削削 126mm 与与 77mm 形形成成的的凸凸台台表表面面 机床仍然为上述相同的加工中心 因铣削宽度 126mm180mm 由 切削用量 ae 简明手册 第 84 页表 3 1 和 机械制造工艺设计简明手册 第 100 页表 3 1 28 知应 选用直径 d 200 250mm 的硬质合金镶齿套式面铣刀 已知加工 总余量为 3mm 铣削深度6mm 铣削宽度 126mm180mm 查 切削 ae 用量简明手册 第 84 页表 3 1 和 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知选用 200mm 的硬质合金端铣刀 由于 合金铸铝 硬度 40 110HBS 小于 220HBS 因而由 0 d 切削用量简明手册 第 6 页表 1 2 选择硬质合金牌号为 YG6 的硬质合金刀片 由 切削用量简明手册 第 96 页表 3 16 知齿数为 16 查 切削用量简明手册 第 84 页表 3 2 由于合金铸铝 硬度 110HBS 150HBS 而铣削余量较小 则铣刀主偏角 过渡刃偏角 副偏角 45 kr 30 kr 5 kr 08 010 20s 0 15 镗镗 77mm 孔孔 机床仍然为上述相同的加工中心 已知加工单边总余量为 2mm 由 机械加工工 艺师手册 第 3 284 页表 3 3 41 知可选用机夹单刃镗刀 由于最小镗孔直径为 D 77mm80mm 故选择的镗刀各参数分别为杆部直径d 20mm 总长 L 150mm 钻钻并并攻攻丝丝 126mm 凸凸台台上上 410M 螺螺纹纹孔孔 由于各孔径均小于 15 20mm 故查 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知对于各孔只需要经过钻孔后即可攻丝 经济精度为IT8 10 级 钻孔 由 机械制造工艺设计简明手册 第 70 页表 2 3 20 知 M10 螺纹孔攻丝前 钻孔用麻花钻钻头 直径有为 8 5mm 由 机械制造工艺设计简明手册 第 84 页表 3 1 6 知硬质合金 锥柄麻花钻 直径系列为 d 8 5mm 由于被加工材料为合金铸铝 由 切削用量简明手册 第 46 页表 2 2 知钻头几何参数分别为 取为 290 140 118 攻丝 由于在之前的工序已经将 4 孔径钻至 8 5mm 则根据直径参数选择对应的 丝锥进行攻丝加工 攻攻丝丝 8 M8 螺螺纹纹孔孔 由于在之前的工序已经将作为精基准的2 孔径钻 铰至 6 8mm 不作为精基准的 6 孔也钻至 6 8mm 则根据相应的直径参数选择对应的丝锥进行攻丝加工 11 53 3 3 4 4 加加工工工工序序设设计计 一 机械加工余量的确定 铣铣削削下下底底面面 由 机械制造工艺设计简明手册 第 74 页加工余量表 2 3 21 可得虽然下底面 表面粗糙度要求仅 12 5 但要作为精基准 故表面粗糙度至少需要达到3 2 需进行 粗铣 半精铣 精铣三次铣削 总余量为 5mm 粗铣时铣削深度 3mm 半精铣时铣 ap 削深度 1 5mm 精铣时铣削深度 0 5mm apap 加加工工下下底底面面作作为为精精基基准准的的 2 2 M M8 8 螺螺纹纹孔孔 虽然该螺纹孔无特殊加工要求 但由于要作为精基准 故攻丝前孔的内表面粗糙度 要求至少为 3 2 而孔径 15 20mm 由 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知需经过钻 铰可满足要求 在上面工艺路线的设定中已查得钻头相关参数 M8 螺纹孔攻丝前孔径尺寸须为6 8mm 故作为精基准的两孔在钻孔时需选择直径系列 小一级的 6 5mm 钻头 为铰孔留下 0 3mm 的余量 铣铣削削 86 8mm 凸凸台台表表面面 该表面粗糙度要求为 2 5 由 机械制造工艺设计简明手册 第 21 页表 1 4 8 知需进行粗铣 半精铣 精铣才可达到要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工总余量为 2 5mm 粗铣时铣削深度 1 5mm 半精铣时铣削深 ap 度 0 5mm 精铣时铣削深度 0 5mm apap 粗粗铣铣 420mm 所所在在凸凸台台表表面面 该表面无粗糙度要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 21 页表 1 4 8 知只 需进行粗铣 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知总余量为 2 5mm 将毛坯余量一次铣削完毕即可 铣铣 128 8mm 凸凸台台表表面面 表面粗糙度要求为 6 3 由 机械制造工艺设计简明手册 第 21 页表 1 4 8 知 只需进行粗铣 精铣即可达到要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工总余量为 3mm 粗铣时铣削深度 2 5mm 精铣时铣削深度 0 5mm apap 镗镗 56mm 孔孔 镗镗 50 4mm 孔孔 56mm 孔以及 50 4mm 孔内圆柱面粗糙度要求均为 12 5 由 机械制造工艺设计 简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工单边总余量为 2mm 由 机械制造工艺设计简明手 册 第 21 页表 1 4 7 知只需经过粗镗即可满足粗糙度要求 粗镗深度2mm 镗镗 65 8mm 孔孔及及 56mm 与与 65 8mm 所所成成的的台台阶阶面面 65 8mm 孔内圆柱 面粗糙度要求为 3 2 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工单边总余量为 2mm 由 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知需经过粗镗和半精镗可达到要求 粗镗 65 8mm 内圆柱面深度 1 5mm 半精 镗深度 0 5mm 在镗削 65 8mm 孔的同时只需控制镗刀的横向进给位置 56mm 与 65 8mm 所成的台阶面的尺寸及粗糙度即可得到保证 56mm 与 65 8mm 所成的台阶 面余量为 2 5mm 铣铣削削内内部部三三个个凸凸耳耳下下表表面面 表面粗糙度要求为仅 6 3 由 机械制造工艺设计简明手册 第 21 页表 1 4 8 知只需进行粗铣和精铣即可达到要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知总余量为 2 5mm 粗铣时铣削深度 2mm 精铣时铣削深度 0 5mm apap 镗镗 72 8mm 内内圆圆表表面面及及 50 4mm 与与 72 8mm 所所成成的的台台阶阶面面 表面粗糙度要求为 6 3 由 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知 需经过粗镗和半精镗即可满足要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工单边总余量为 2mm 粗镗 72 8mm 内圆柱面深度 1 5mm 半精镗深度 0 5mm 铣铣削削12 10 mm 矩矩形形槽槽 表面粗糙度要求为 6 3 m 由 机械制造工艺设计简明手册 第 21 页表 1 4 8 知只需要经过粗铣和半精铣即可达到要求 粗铣为半精铣预留1mm 余量即可 铣铣削削 126mm 凸凸台台表表面面 该表面粗糙度要求为 6 3 由 机械制造工艺设计简明手册 第 21 页表 1 4 8 知 只需进行粗铣 精铣即可达到要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工总余量为 3mm 粗铣时铣削深度 2 5mm 精铣时铣削深度 0 5mm apap 镗镗 77mm 孔孔 孔的内表面粗糙度要求为 6 3 由 机械制造工艺设计简明手册 第 20 页表 1 4 7 知需经过粗镗和半精镗即可满足要求 由 机械制造工艺设计简明手册 第 39 页表 2 2 4 知加工单边总余量为 2mm 粗镗 77mm 内圆柱面深度 1 5mm 半精镗深度 0 5mm 二 确定切削用量及基本工时 粗粗铣铣 半半精精铣铣 精精铣铣 下下底底面面 查 切削用量简明手册 第 88 页表 3 5 得每齿进给量为 0 18 0 28mm z f z 粗铣时取 半精铣和精铣时取 由 切削用量简明手册 0 28 mm zf z 0 18 mm zf z 13 53 第 96 页表 3 16 知切削速度 主轴转速 66 minnr 进给速度65 min c m v 计算实际转速为229 min f mm v 10001000 65 345 min 60 c s w v r n d 由 机械制造工艺设计简明手册 第 160 页表 4 2 36 知 加工中心按立式 X52K 铣床 转速 300r min 计算实际切削速度为 80 300 75 36 min1 26 10001000 wwd n vmm s 校验机床功率 根据 切削用量简明手册 第 105 页表 3 24 知合金铸铝 硬度在 40 110HBS 之间 铣削宽度 粗铣铣削深度 铣刀每齿进给量 每分30mm ae 3mm ap 0 28 mm zf z 钟进给量 查得近似功率 而加工中心的铣削加工按功率为229 minmm vf 5 5kwpc 15KW 的立式铣床来看 机床主轴允许的功率为 故15 0 7511 25kW PcM 因此所选择的切削用量可以采用 5 511 25kwkwp PcM c 选择铣刀磨钝标准和刀具寿命 查 切削用量简明手册 第 89 页表 3 7 得铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1 5 而 铣刀直径 查 切削用量简明手册 第 89 页表 3 8 得铣刀寿命 T 180min 0 80mm d 切削工时 由 机械制造工艺设计简明手册 第 198 页表 6 2 7 公式计算 1 12 l ll Tj f Mz 0 0 03 0 05 0 04 803 2dmm c 100 0 5 1 3 0 5 803 2 803 2 226 32ddmm lcc 为铣削轮廓长度 约为 1210mm3 53 2 mm l l 机床工作台进给量 0 28 10 300840mm minZff nw Mzz 查 机械制造工艺设计简明手册 第 161 页表 4 2 37 取工作台进给量为 786mm min 则 12 121026 323 1 6min 786 j l ll T f Mz 半精铣时 铣削深度 铣刀每齿进给量 则机床工作台进给量1 5mm ap 0 18 mm zf z 0 18 10 300540mm minZff nw Mzz 查 机械制造工艺设计简明手册 第 161 页表 4 2 37 取工作台进给量为 500mm min 则 12 121026 323 2 5min 500 j l ll T f Mz 精铣时铣削深度 铣刀每齿进给量 则机床工作台进给量0 5mm ap 0 18 mm zf z 0 18 10 300540mm minZff nw Mzz 查 机械制造工艺设计简明手册 第 161 页表 4 2 37 取工作台进给量为 500mm min 则 12 121020 243 2 5min 500 j l ll T f Mz 则机动工时为 1 6 2 5 2 5 6 6min 钻钻 68 孔孔 钻钻并并铰铰 28 孔孔 钻钻 7mm 孔孔 钻钻并并攻攻丝丝 3 3 M M1 12 2 螺螺纹纹孔孔 钻孔 由 切削用量简明手册 第 50 页表 2 7 知当铝合金硬度 200HBS 进给 量 0 36 0 44 fmm r 由于本零件在钻各孔时属于中等刚性零件 故进给量应乘以系 数 0 75 则 0 36 0 44 0 750 27 0 33 fmm r 取 0 30 fmm r 根据 切削用量简明手册 第 55 页表 2 13 查得切削速度 9 minvm 所以 钻 88 孔时 10001000 9 358 1 min 8 s w v r n d 钻 312 孔时 10001000 9 238 9 min 12 s w v r n d 根据机床说明书 取 300 min w r n 故实际切削速度为 钻 7mm 孔时 7 300 6 6 min 10001000 wwd n vm 钻 88 孔时 8 300 7 5 min 10001000 wwd n vm 钻 312 孔时 12 300 11 3 min 10001000 wwd n vm 15 53 切削工时 钻一个 7mm 孔 12 1093 0 15min 300 0 5 j w l ll T f n 切削工时 钻一个 8mm 孔 12 21 93 0 22min 300 0 5 j w l ll T f n 切削工时 钻一个 12mm 孔 12 1093 0 15min 300 0 5 j w l ll T f n 钻一个孔时 12 10 9 3lmmmmmm ll 故本工序钻孔机动工时为 0 150 22 80 15 32 36min 由 切削用量简明手册 第 54 页表 2 12 查得钻头磨钝限度为 0 4 0 8mm 7mm 孔 和钻 88 孔时 刀具寿命为 35min 钻 312 孔时 刀具寿命为 60min 铰孔 由于所加工的两个作为精基准的孔为盲孔 由 切削用量简明手册 第 53 页表 2 11 查得铰刀进给量为 0 2 0 5mm r 取为 0 5mm r 由 切削用量简明手 册 第 66 页表 2 24 查得切削速度 10 14 min c m v 根据机床说明书 取 300 min w r n 实际切削速度为 8 300 7 5 min 10001000 wwd n vm 切削工时 一个孔 12 21 9 3lmmmmmm ll 12 21 93 0 22min 300 0 5 j w l ll T f n 铰 2 个孔时的机动工时为 0 22 20 44mint 攻丝 312 孔时 查询切削用量手册可知切削用量为 0 1 6 minvm sm 则转速为 10001000 6 159 min 12 s w v r n d 按机床选取 195 min w r n 则 12 195 7 4 min0 12 10001000 wwd n vmm s 攻丝单个孔时 12 10 9 3lmmmmmm ll 则攻丝单个孔的机动工时 12 1093 0 12min 195 1 j w l ll T f n 则攻丝 312 孔的机动工时 0 12 30 36mint 铣铣削削 86 8mm 凸凸台台表表面面 查 切削用量简明手册 第 88 页表 3 5 得每齿进给量为 0 18 0 28mm z f z 粗铣时取 半精铣和精铣时取 由 切削用量简明手册 0 20 mm zf z 0 18 mm zf z 第 96 页表 3 16 知切削速度 主轴转速 250 minnr 进给速度98 min c m v 计算实际转速为471 min f mm v 10001000 98 249 6 min 125 c s w v r n d 由 机械制造工艺设计简明手册 第 160 页表 4 2 36 知 加工中心按立式 X52K 铣床 转速 300r min 计算实际切削速度为 125 300 117 8 min1 96 10001000 wwd n vmm s 校验机床功率 合金铸铝 硬度在 40 110HBS 之间 铣削宽度 粗铣时铣削深度86 8mm ae 半精铣时铣削深度 精铣时铣削深度 粗铣时 铣1 5mm ap 0 5mm ap 0 5mm ap 刀每齿进给量 每分钟进给量 根据 切削用量简明手0 20 mm zf z 471 minmm vf 册 第 105 页表 3 24 可查得近似功率 而加工中心的铣削加工按功率为1 9kwpc 15KW 的立式铣床来看 机床主轴允许的功率为 故15 0 7511 25kW PcM 因此所选择的切削用量可以采用 1 911 25kwkwp PcM c 选择铣刀磨钝标准和刀具寿命 查 切削用量简明手册 第 89 页表 3 7 得铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1 5 而 铣刀直径 125mm 查 切削用量简明手册 第 89 页表 3 8 得铣刀寿命 T 180min 0d 切削工时 由 机械制造工艺设计简明手册 第 198 页表 6 2 7 公式计算 12 j l ll T f Mz 0 0 03 0 05 0 04 1255dmm c 100 0 5 1 3 0 5 1255 1255 240 0ddmm lcc 为铣削轮廓长度 86 8mm 2 3 53mm l l 粗铣时机床工作台进给量 0 20 12 300720mm min w z Zff n Mz 查 机械制造工艺设计简明手册 第 161 页表 4 2 37 取工作台进给量为 600mm min 17 53 则粗铣时 12 86 840 03 0 22min 600 j l ll T f Mz 半精铣时 则机床工作台进给量0 18 mm zf z 0 18 12 300648mm min w z Zff n Mz 查 机械制造工艺设计简明手册 第 161 页表 4 2 37 取工作台进给量为 300mm min 则 12 86 840 03 0 44min 300 j l ll T f Mz 精铣时 则机床工作台进给量0 18 mm zf z 0 18 12 300648mm min w z Zff n Mz 查 机械制造工艺设计简明手册 第 161 页表 4 2 37 取工作台进给量为 300mm min 则 12 86 840 03 0 44min 300 j l ll T f Mz 则机动工时为 0 22 0 44 0 44