支撑板工艺及铣内腔成型专用夹具设计

目录摘 要IIAbstract11绪论22 支撑板加工工艺规程设计42.1分析支撑板42.1.1支撑板的作用42.1.2支撑板的工艺研究52.2铸件毛坯制造形式的确定52.2.1选择基面52.2.2工艺路线方案的确定62.2.4切削用量的计算82.3小结173专用工装设计183.1引出问题183.2铣内腔成型183.2.1原始质料的研究183.2.2选择使用定位的基准183.2.3研究计算切削力与夹紧力183.2.4 研究误差和计算203.2.5 夹具设计及操作的使用要说明213.3小结22结束语23参考文献24摘 要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。支撑板零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成形。在加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗、精两个阶段。通过被加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据箱体零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。关键词：工序；工位；工步；加工余量全套图纸加扣3012250582AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.This box machine element is typical, the manufacturing process and tooling design of it is typical.The structure of this box machine element is complicated, the machine elements blank adopt casting shape. In the process of manufacture, in order to ensure the location datum accurate and unity, I adopt the manufacturing line from face to hole.In order to clear away the influence for machining accurate of internal stress, cutting force, clamping force, heat in cutting from coarse manufacturing, the whole manufacturing process is made of coarse and accurate manufacturing. Parts were processed through the analysis of the complete machining process design and the manufacturing processes for mobile time calculations. According to the box components and the function and structure, the use of the knowledge positioning clamp completed the fixture design.Key words:The process;worker one;workers step;the surplus of processing1绪论1、历史发展阶段夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。2、设计面临的问题在本次给定的支撑板，零件的设计过程当中，就要求对支撑板工件的机械加工工艺过程和专用铣床夹具进行了设计，在考虑工件的加工工艺路线时，有可能也会编制工艺方案不是比较的合适，而且有时也出现了不能确保加工零件当中所能达到要求的精度。在编制专用夹具设计时，也可能因为定位的基准不太合理的选取，导致过定位或者欠定位所造成待加工的工件的精度不能达到要求。在确定夹紧零件时因为选用的零件的大或者小及尺寸等的不太合适，而不能达到夹紧的需要，或许也能因为夹紧力的作用点或者作用的面的位置不够合适而使要加工的零件发生翻转。因此在设计的过程当中应该编制好几套设计的方法，相比较以后选择最合理的方案，而且也要多多求教指导的老师以及校友们，并且多多的研究和设计有关的文献资料来尽自己最大的可能完成这次的设计。3、本课题研究的目的和意义本课题研究的内容是：支撑板工艺规程设计和系列夹具设计，包括零件机械加工的工艺过程卡片及各工序的工序卡片，主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图，并有相关的计算和说明的说明书及专业外语文献翻译。本课题研究的意义：工艺规程设计的意义： 1)指导生产的主要技术文件是工艺规程：机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 2)生产准备工作的主要依据是工艺规程：车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。 3)新建机械制造厂（车间）的基本技术文件是工艺规程：新建（改、扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应按照在车间的布置和工艺规程确定所需机床的种类和数量，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需技术等级、工人的工种、数量等。 此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。 4)夹具设计的意义： 机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工业装备，可以保证机械加工质量、实现生产过程自动化、降低生产成本、提高生产效率、减轻劳动强度，使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能，所以，夹具在机械加工中发挥着重要的作用。2 支撑板加工工艺规程设计2.1分析支撑板2.1.1支撑板的作用这次我的设计的是支撑板零件的工艺以及夹具的设计，支撑板零件主要的作用是支撑以及固定的各个零件的作用的，支撑板是比较关键的零件。零件是不是具有平稳的性直接关系到零件的加工的质量，假如支撑板的平面的精度有所减少的话，而机器的使用的价值也就有所降低。2.1.2支撑板的工艺研究 支撑板使用40r件的材料，40r材料制造的工艺不难，而且铸造的产品性能以及减震的性能都非常的好。 支撑板待加工的表面以及表面所要求得精度，分析下面几点：（1）重要的加工面：1）加工铣8 mm底平面平面保证满足尺寸铣8 mm底平面，平行度的误差是2）加工铣顶平面22mm3）钻钻4-6孔，并且要达到平行度的误差的要求4）扩410孔5）钻25孔（2）主要的加工基准的面：1）以8mm底平面作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有： 支撑板工件的上表面的各个孔以及支撑板工件的顶平面2）以侧面的平面来作为加工基准的加工的表面本组加工的表面有：主要就是钻削加工4-6孔以及铣削加工8mm的底平面2.2铸件毛坯制造形式的确定支撑板的材质选用40r。因为支撑板为中型生产加工的水平，而且支撑板的形状不太大，铸件平面的性能的要求不低，故能够使用铸件性能比较平稳的机器砂模铸造，不仅实用批量生产。也方便了铸造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。2.2.1选择基面（1）选取支撑板零件粗加工的基准 相对支撑板工件来说，根据互为加工基准的选用的原则，选取支撑板工件的平面来当作支撑板制造的粗基准，能够采用夹紧机构对平面进行压紧，用8mm面的定位块支承与8mm面的中孔，来当作重要的定位基准，来限制，各个的自由度。其次使用一个面来定位去掉向的自由度，来达到定位最终目的。（2）精加工基准的选用 主要要考虑到基准重合的要求，以及考虑方便于装夹的问题，选择已经加工完成的底平面以及侧平面来作为支撑板精加工的基准。2.2.2工艺路线方案的确定编制机械制造的路线，重要的就是合理使用制造过程中的方法与划分加工的阶段。(1)工件制造方法的选择，应该从待加工工件的表面，技术要求来考虑，重要的就是要加工面尺寸位置度与表面的光洁度，还要研究整个零件各方面有影响的因数。正常是依据重要的表面精度的要求首先制定最终加工的方法，其次再决定很多准备工序的加工的方法，再制定别的次要的表面的加工的方法。(2)确定各个表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在机械加工工艺路线当中的大概的顺序，加工的主线为定位的基准面，仔细安排热处理的工序与其它辅助的工序。(3)加工路线方案的制定。当零件生产的批量不一样时，工件的加工工艺的路线也会有比较大的区别，现在制定出支撑板中批生产时的机械制造路线的思路。看下面表.表 2.1 思路一 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效热处理30铣铣8 mm底平面40铣铣顶平面22mm40铣铣9.1mm台阶面50钻钻4-6孔60钻扩410孔70钻钻25孔80铣铣腰槽90铣铣内腔成型100钳工去毛刺110检 终检表2.2 思路二 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效热处理30钻钻4-6孔40钻扩410孔40钻钻25孔50铣铣8 mm底平面60铣铣顶平面22mm70铣铣9.1mm台阶面80铣铣腰槽90铣铣内腔成型100钳工去毛刺110检 终检工艺方案的的比较与讨论：方案二和方案一不一样的是把加工孔以及加工平面的工序 放到了后面。钻削完平面的各的螺纹孔以及别的孔等，别的先与后的顺序都没有变化。经过研究知道方案变动了以后支撑板生产的效率有了提高。并且相对于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,满足了先加工面后加工孔的制造工艺的原理。 第一加工8mm的平面，然后在用8mm的平面来作为加工的精基准，来对侧平面进行加工，这样底，侧两平面的精度的要求就得到了保证，也为8mm的平面上几种孔径位置度的要求得到了保障。达到了先加工面再来加工孔原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,装夹起来不是特别的方便，并且支撑板毛坯的端平面与轴的轴线，是垂直还是不垂直，就知道加工出的孔的轴线与轴的轴线是平行，还是不平行的。因此知道方案一并不适合。加入选用方案二加工，先来铣面，再来加工孔，就能满足孔的所要求的位置度的要求从提高制造零件的效率和保证精度的两个因数下来讲，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案来加工支撑板。最终的详细方案见卡片2.2.4切削用量的计算工序，铣8mm底平面已经给定的条件：支撑板的材质选择40r，铸件毛胚。选择X52K式铣床。根据参考书籍7附表30.34使用硬质合金材料的面铣刀， ，齿的个数是，使用的刀具是粗齿型状的。一个边的余量是： 深度加工：每个齿的进给量：按照参考书籍3附表2.3.72，选择加工的速度：根据参考书籍 6的表31.33，取。机床主轴制造零件时的转速： 式（2.1）式子当中 制造速度； 刀具的的宽度。依据式子2.4机床主轴制造零件时的转速：依据教科书4的表3.2.76 制造的实际的速度：加工时进给的距离： 每一分钟加工时进给的距离： ：按照参考书籍献7附表2.1.89,工序铣顶平面22mm知道的条件：支撑板选择40r的材料，铸件。机床使用 X52K式的铣床。根据教科书7的表37.32刀具使用材料的面铣刀：， ，齿的个数为12，其为细齿型状的铣刀。加工8mm平面的一个边的余量： 深度加工：每一齿的进给的距离：依据教科书 7的表31.32，取速度加工：依据依据教科书7的表21.34，取机床主轴制造时的转速，依据式子（2.4）计算：依据教科书7的表3.2-32 加工实际的速度：加工进给的距离，根据式子（1.4）得：每一分工作台进给的距离： 加工所用的时间零件加工层的距离：依据毛坯的大小得出， 铣刀切入的距离： 铣刀切出的距离：得 1次加工机床所用的工时：按照参考书籍5附表2.2.47可能够知道制造辅助的用时切削所用的时间切削层加工层的距离：依据毛坯的大小得出 铣刀切入时的距离：精切削刀具切出时的距离：取 1次加工加工所使用的时间：依据参考书籍5附表2.3.42能够知道加工的辅助的时间加工255平面的总工时为： +工序：铣9.1mm台阶面加工顶平面：使用YG6合金的材料的铣刀 1）深度加工以及宽度 因为加工的距离较大，可以分两次干 2）每一个齿的进给距离 根据教科书12资料表3.6 3）制造时的速度与每60秒的进给量距离 制造时的速度：根据教科书9资料表3.33取 计算 因此 使用X62W式铣床，依据机床的使用说明，依据参考书籍9资料表4.1.39，得到，故制造实际的速度是 ，铣床工作台的每60秒的进给距离可得 依据铣床使用说明，得到 4）制造所用时间：列出的式子中，按照参考书籍9附表3.29，得到按照参考书籍9附表3.28，得到 工序铣腰槽刀具使用YG6合金材料制造的铣刀，1）制造深度与直径 2）每齿的加工的进给的距离 3）制造速度与每60秒的进给距离制造时的的速度：依据教科书资料表4.33， 可取可得故 使用铣床来对顶面进行加工，按照铣床操作用的的说明书，按照参考书籍6资料表4.2.39，算出，因此制造的实际速度为 当，机床工作台每60秒的进给距离计算得 利用机床的使用说明，得到4）制造所用的时间：所列出的式子中，按照参考书籍6附表3.27，和铣刀的一样，所以 得到 工序：铣内腔成型（1） 粗加工铣内腔成型（2） 所给的条件使用40r的材料，铸件。使用X52K式的铣床。依据教科书7的表3137选择材质为的硬质合金铣刀， ，齿数，此为粗齿铣刀。 ，按照参考书籍9附表3.7与3.6 参考书籍9附表3.8 依据铣床使用的说明书加工的实际速度：每一分钟工作台进给的距离： 工作台进给的距离： 所使用的时间：（2）精铣内腔成型所知道的条件使用40r的材料，铸件。使用X52K式的铣床。依据教科书7的表3435刀具使用材料做的面铣刀， ，齿的个数是12，这个为细齿形状的铣刀。余量： 深度加工： 加工工序的余量选择 被加工的零件切削加工的速度为 铣床主轴是 机床工作台的进给量： 基本工时：工序：钻4-6孔支撑板使用的是40r铸铁的材料，使用Z535机床来对8mm孔进行加工，现加工孔到6，然后使用M8的丝攻。首先加工至6孔支撑板的材质是40r铸铁，孔的直径钻到6.7mm，表面的粗糙度为。加工的机床选取Z535钻床，加工的刀具是：6mm的钻头， 1）切削加工用量的确定机床进给量 的确定 按照参考书籍献7附表21.17能够得出，知道孔的深度的比为，故。依据Z535式钻床使用说明，取。依据教科书7的表21.7，钻头的强度可以承受的加工进给距离。知道Z535机床的进给机构能承受的轴向力；依据机床的使用说明能够知道，按照参考书籍7附表24.8，可以接受的钻床进给距离。知道所使用的进给距离较小和以及相比，因此所使用的能够满足要求。制造的速度， ， 与制造的功率， 依据附表23.16，由插入法得出：，由于切削的实际条件与上面的表里所能得出的条件不同，因此应该对得出的结论来进行改正。根据参考书籍7的资料表23-2，故依据Z535机床的使用说书，取。切削实际的速度为依据教科书7的表22.5，故校验机床的使用功率 制造的功率得 机床可以使用的功率因此使用制造的用量能够满足。计算，得出， 工序扩410孔使用Z535式的钻床加工进给的距离：因为它的螺距,加工进给的距离速度加工：按照参考书籍5资料表2.3.106，取依据式子2.机床主轴制造速度：，取丝锥攻丝的转速：使用加工实际的速度： 被切削加工层的距离：丝攻切入时的距离：丝攻切出时的距离：1次加工机动所用的时间：按照参考书籍5附表2.3.41能够知道攻丝M8的螺纹的辅助的时间工序：钻25孔使用钻头进给量：进给量切削速度：查参考书5附表2.2.106，使用依据式2.4机床主轴制造时的速度：，取回转时的速度：得到制造实际的加工速度： 所需要的时间被切削层的距离：钻头切入的距离：钻头切出的距离： 1次加工就可以所需要的时间：工序：去毛刺，全尺寸检验2.3小结零件加工工艺的文件，是工件生产加工的时候，以及工人正确操作的方法指导的文件。对于加工零件加工工艺的的编制工作，能够知道零件的加工工艺对生产以及工艺的水平有着非常重要的影响力。生产量的规模的大或者小。以及工艺水平的高和低。和解决不同制造的问题的办法与手段，都要在工件的加工工艺来看出来。23 3专用工装设计3.1引出问题为了提高零件的生产量，保证零件制造达到使用的要求量，使工人的劳动的强度能够有所减低。所以制造支撑板时，就非常有必要设计专用的夹具，经过和指导老师商量，确定设计铣内腔成型的专用夹具一套，用于X62W铣床，刀具为硬质合金的铣刀，来对平面进行加工。3.2铣内腔成型3.2.1原始质料的研究本次设计的夹具主要是用来加工铣内腔成型，底平面对铣内腔成型的中心线要达到对称度的要求，和其平面两边的位置度的要求。在加工铣内腔成型时，为了确保达到工件的技术的要求，最重要的是找到零件定位的基准。此时，应研究咋样才能快速的加工出零件，和对工人劳动强度尽量的减少。3.2.2选择使用定位的基准研究支撑板的零件图能够看出：分析加工铣内腔成型时，底平面对铣内腔成型的中心线具有位置度的要求。为了使支撑板工件的定位的误差，满足要求的范围以内，选择底面以及底面孔的中心线的定位的方式，本种定位方式在结构上面简单比较好操作。3.2.3研究计算切削力与夹紧力刀具使用硬质合金材料制造的铣刀 铣刀有关系外型的数据： 依据教科书籍4资料表236 可以得出制造加工力的计算公式： 计算：分析支撑板受到的加工力与压紧力的境况，研究在制造的时对压紧没有好处的瞬间的状态，依据静力平衡来推出理论上的压夹紧力。然后为确保夹紧的牢固，再乘安全的系数来作为实际的所需的夹紧力的数值，得： 安全的系数K可以按照下面的式子来计算： 公式当中：为多种因素的安全的系数，根据参考书籍4134能够知道它公式的参数： 计算： 得到 算出要使用的实际的压紧力不大，为了使设计的夹具简单而使用方便，决定使用手动螺旋的压紧机构。根据参考书籍42328，得出使用移动压板的螺旋压紧机构时；能够拥有的压紧力由下面列出的式子来得到：公式当中参数根据参考书籍4能够知道： 公式当中： 夹紧所用的力：本铣床夹具选择方式为螺旋夹紧的机构，使用螺栓经过压板来对工件进行压紧根据附表得出：原动力的式子可得因次： 所以： 所以制造实际的压紧力不大，为了使本铣夹具的结构简单，好使用，因此使用手动螺旋的机构来对工件进行夹紧。3.2.4 研究误差和计算铣内腔成型的夹具使用8mm平面和底平面两孔来定位，为了达到加工工序的加工的要求，就要使工序当中误差的总不能大于该工序所要求的公差尺寸。和铣床夹具具有关系的加工的误差，通常可以使用下面的式子来表示： 根据参考书籍4能够知道：定位的误差 ： 公式当中：， 而且： ，故 夹紧时的误差 ： 根据资料4附表1317得。 ：要比低夹具相对刀具所产生的误差：得所有误差一共：根据上面的研究可以知道，本铣床夹具能够达到工件的加工的精度的要求。3.2.5 夹具设计及操作的使用要说明前面分析夹具主要就是提高制造零件的速度，当是铣内腔成型的夹具设计使