机械加工工序卡片(数控).doc

CA6140填料箱盖的工艺规程及磨φ60内孔底面夹具设计【含数控编程】【优秀专用夹具设计含5张CAD图纸】

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资源描述:

CA6140填料箱盖工艺过程卡及数控编程设计

CA6140填料箱盖的工艺规程及磨φ60内孔底面的专用夹具设计全套课程毕业设计

CA6140填料箱盖的工艺规程及磨φ60内孔底面夹具设计【含数控编程】【优秀专用夹具设计含5张CAD图纸】

【带工艺过程及工序卡片全套+外文翻译】【26页@正文9900字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

CA6140填料箱盖工艺过程卡及数控编程设计.doc

夹具体装配图.dwg

夹具体零件图.dwg

工艺分析.doc

工艺过程卡(数控).dwg

工艺过程卡(普通).dwg

数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点.doc

数控程序编制.doc

文献翻译

机械加工工序卡片(普通).doc

机械加工工序卡片(数控).doc

毛胚图.DWG

零件图.dwg

目 录

1.零件的分析1

1.1、零件的作用1

1.2、零件的工艺分析1

2.工艺规程设计2

2.1、毛坯的制造形式2

2.2、基准面的选择2

2.3、制订工艺路线2

2.3.1、工艺路线方案一2

2.3.2、工艺路线方案二3

2.3.3、工艺方案的比较与分析3

2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4

3.选择加工设备与工艺装备(普通)5

3.1、选择机床5

3.2、选择夹具5

3.3、选择刀具5

3.4、确定工序尺寸5

3.5、确定切削用量及基本工时6

工序I:粗车小端端面,粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。6

工序II:粗镗孔φ37、φ47。7

工序III-VI :  粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。8

工序VII:钻6-φ13.5小孔。8

工序VIII:钻M10螺纹孔及攻丝(装配时钻铰锥孔)。9

工序IX:半精车φ65外圆及台阶面。10

工序X:以φ65mm外圆定位,半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。11

工序XI:以φ155mm外圆及端面定位,精车、精细车φ65mm外圆。11

工序XII:精、细镗φ60内孔。12

工序XIII:磨Φ60孔底面、倒角。12

4.选择加工设备与工艺装备(数控)13

4.1、选择机床13

4.2、选择夹具13

4.3、选择刀具13

4.4、确定工序尺寸14

4.5、确定切削用量及基本工时16

工序I:粗车小端端面,粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角;粗镗孔φ37、φ47。16

工序II:粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。17

工序III:钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。(与普通加工相同)17

工序IV:半精车φ65外圆及台阶面。19

工序V:精、细镗φ60内孔。19

工序VI:研磨孔φ60内端面、倒角。(与普通加工相同)19

5.数控程序编制—CA6140填料箱盖的车削加工20

6. 夹具设计23

6.1、问题的指出24

6.2、夹具设计24

6.3、定位误差的分析24

6.4、夹具设计及操作的简要说明24

参考文献

致谢

序  言

毕业设计是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进行的。这是我们对所学各课程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。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言,我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。

由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。

1.零件的分析

1.1、零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床填料箱盖(见附图1)主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封,对内表面的加工精度要求比较高,对配合面的表面粗糙度要求也较高。

参考文献

1.《机械制造技术基础》北京:机械工业出版社 2004.1于俊一、邹青

2.《金属切削手册(第三版)》上海:上海科学技术出版社2000 史全富、汪麟

3..《机械制造技术基础课程设计指导教程》北京:机械工业出版社 2004.8 邹青

4.《机床夹具设计》北京:机械工业出版社 1991 刘友才、肖继德

5.《工艺师手册》机械工业出版社 杨叔子

6. 王光斗、王春福主编,《机床夹具设计手册》,上海科技出版社

7. 南京市机械研究所主编,《机床专用夹具设计图册》 ,机械工业出版社

8. 邹慧君主编,《机械原理课程设计手册》,机械工业出版社

9. 上海市金属切削技术协会,《金属切削手册》第三版,上海科学技术出版社

10. 甘永立主编,《几何量公差与检测》第五版,上海科学技术出版社

11.机械工业出版社,《机械制造工艺学课程设计指导书》

12.王启平主编,《机床夹具设计》,哈工大出版社


内容简介:
1 Introductions to Control Systems Automatic control has played a vital role in the advancement of engineering and science. In addition to its extreme importance in space-vehicle, missile-guidance, and aircraft-piloting systems, etc, automatic control has become an important and integral part of modern manufacturing and industrial processes. For example, automatic control is essential in such industrial operations as controlling pressure, temperature, humidity, viscosity, and flow in the process industries; tooling, handling, and assembling mechanical parts in the manufacturing industries, among many others. Since advances in the theory and practice of automatic control provide means for attaining optimal performance of dynamic systems, improve the quality and lower the cost of production, expand the production rate, relieve the drudgery of many routine, repetitive manual operations etc, most engineers and scientists must now have a good understanding of this field. The first significant work in automatic control was James Watts centrifugal governor for the speed control of a steam engine in the eighteenth century. Other significant works in the early stages of development of control theory were due to Minorsky, Hazen, and Nyquist, among many others. In 1922 Minorsky worked on automatic controllers for steering ships and showed how stability could be determined by the differential equations describing the system. In 1934 Hazen, who introduced the term “ ervomechanisms” for position control systems, discussed design of relay servomechanisms capable of closely following a changing input. During the decade of the 1940s, frequency-response methods made it possible for engineers to design linear feedback control systems that satisfied performance requirements. From the end of the 1940s to early 1950s, the root-locus method in control system design was fully developed. The frequency-response and the root-locus methods, which are the core of classical theory, lead to systems that are stable and satisfy a set of more or less arbitrary performance requirements. Such systems are, in nts 2 general, not optimal in any meaningful sense. Since the late 1950s, the emphasis on control design problems has been shifted from the design of one of many systems that can work to the design of one optimal system in some meaningful sense. As modern plants with many inputs and outputs become more and more complex, the description of a modern control system requires a large number of equations. Classical control theory, which deals only with single-input-single-output systems, becomes entirely powerless for multiple-input-multiple-output systems. Since about 1960, modern control theory has been developed to cope with the increased complexity of modern plants and the stringent requirements on accuracy, weight, and industrial applications. Because of the readily available electronic analog, digital, and hybrid computers for use in complex computations, the use of computers in the design of control systems and the use of on-line computers in the operation of control systems are now becoming common practice. The most recent developments in modern control theory may be said to be in the direction of the optimal control of both deterministic and stochastic systems as well as the adaptive and learning control of complex systems. Applications of modern control theory to such nonengineering fields as biology, economics, medicine, and sociology are now under way, and interesting and significant results can be expected in the near future. Next we shall introduce the terminology necessary to describe control systems. Plants. A plant is a piece of equipment, perhaps just a set of machine parts functioning together, the purpose of which is to perform a particular operation. Here we shall call any physical object to be controlled (such as a heating furnace, a chemical reactor, or a spacecraft) a plant. Processes. The Merriam-Webster Dictionary defines a process to be a natural, progressively continuing operation or development marked by a series of gradual changes that succeed one another in a relatively fixed way and lead toward a particular result or end; or an artificial or voluntary, progressively continuing operation that consists of a series of controlled nts 3 actions or movements systematically directed toward a particular result or end.Here we shall call any operation to be controlled a process. Examples are chemical, economic, and biological process. Systems. A system is a combination of components that act together and perform a certain objective. A system is not limited to abstract, dynamic phenomena such as those encountered in economics. The word “system” should, therefore, be interpreted to imply physical, biological, economic, etc., system. Disturbances. A disturbance is a signal which tends to adversely affect the value of the output of a system. If a disturbance is generated within the system, it is called internal, while an external disturbance is generated outside the system and is an input. Feedback control. Feedback control is an operation which, in the presence of disturbances, tends to reduce the difference between the output of a system and the reference input (or an arbitrarily varied, desired state) and which does so on the basis of this difference. Here, only unpredictable disturbance (i.e., those unknown beforehand) are designated for as such, since with predictable or known disturbances, it is always possible to include compensation with the system so that measurements are unnecessary. Feedback control systems. A feedback control system is one which tends to maintain a prescribed relationship between the output and the reference input by comparing these and using the difference as a means of control. Note that feedback control systems are not limited to the field of engineering but can be found in various nonengineering fields such as economics and biology. For example, the human organism, in one aspect, is analogous to an intricate chemical plant with an enormous variety of unit operations.The process control of this transport and chemical-reaction network involves a variety of control loops. In fact, human organism is an extremely complex feedback control system. Servomechanisms. A servomechanism is a feedback control system in which the output is some mechanical position, velocity, or acceleration. Therefore, the terms servomechanism and position- (or velocity- or nts 4 acceleration-) control system are synonymous. Servomechanisms are extensively used in modern industry. For example, the completely automatic operation of machine tools, together with programmed instruction, may be accomplished by use of servomechanisms. Automatic regulating systems. An automatic regulating system is a feedback control system in which the reference input or the desired output is either constant or slowly varying with time and in which the primary task is to maintain the actual output at the desired value in the presence of disturbances. A home heating system in which a thermostat is the controller is an example of an automatic regulating system. In this system, the thermostat setting (the desired temperature) is compared with the actual room temperature. A change in the desired room temperature is a disturbance in this system. The objective is to maintain the desired room temperature despite changes in outdoor temperature. There are many other examples of automatic regulating systems, some of which are the automatic control of pressure and of electric quantities such as voltage, current and frequency. Process control systems. An automatic regulating system in which the output is a variable such as temperature, pressure, flow, liquid level, or pH is called a process control system.Process control is widely applied in industry. Programmed controls such as the temperature control of heating furnaces in which the furnace temperature is controlled according to a preset program are often used in such systems. For example, a preset program may be such that the furnace temperature is raised to a given temperature in a given time interval and then lowered to another given temperature in some other given time interval. In such program control the set point is varied according to the preset time schedule. The controller then functions to maintain the furnace temperature close to the varying set point. It should be noted that most process control systems include servomechanisms as an integral part. nts 1 控制系统介绍 自动控制在工程学和科学的推进扮演一个重要角色。 除它的在空间 领域应用 的极端重要性之外 ,在 导弹 制 导和航空器的驾驶系统等等,自动控制成为了重要和整体 的 部分 、 现代 制造 和工业生产方法。 例如,自动控制在这样工业操作中是必须的,如: 在加工业 中 的控制压力、温度、湿气、黏度和流程 ;加工 、装卸 和在制造工业 生产流水线 部分 和 许多其他 方面 。 由于自动化控制 的 进展,为动力系统 实现最优性能 ,在理论和实践上的提供手段 。 提高质量和降低生产成本,扩大生产速度,减轻许多例行性,重复性的手工操作等,大部分工程师和科学家们现在 在 这 一领域必须有一个良好的了解 和 合作。 在自动化控制一次具有重要意义的 开拓性 工作,是詹姆斯瓦特的离心调速器,在十八世纪为一台蒸汽机 进行速度 控制。在控制理论初期发展阶段的其他重大工程,是 出 于米诺尔斯基 、 哈森和奈奎斯特等等。在 1922年,米诺尔斯基对自动控制器 制 导船只并呈现出怎样的稳定性,确定由微分方程 进行 系统描述。早在 1934年 , 哈森 将 术语 差补 引入了 位置控制系统,讨论了设计 适应 变化的输 入 的 伺服继电器。 在 40年代这十年间,频率响应法,使工程师有可能为人们设计完全满足 设备 性能要求 的 线性反馈控制系统 。从 1940年底至 1950年初,根轨迹法在控制系统的设计 得到 充分的发展。 频率响应和根轨迹法,这是核心的经典理论, 引出的 是一个稳定系统,并满足了 或多或少 一 系列变化了的 性能要求。这种系统, 是 在一般情况,而不是在任何意义上的 最优 。自 20世纪 50年代末期 开始 ,控制设计上的侧重 点 问题已经从有很多系统 设计可以工作的系统 , 到 设计一个 一般意义上的 最佳系统, 使 这些系统 都 可以工作 。 一个 现代 装置有 许多 输 入和 输 出,变得越来越复杂,描述一个现代控制系统需要大量的方程。经典控制理论,其中仅涉及到单输入单输出系统,完全无能为nts 2 力,多输入 -多输出 系统 变得更有效能 。自约 1960年,现代控制理论已经成功发展 ,以应付日益复杂的现代 装置 , 以及精 度 、 重量和工业应用 方面的 严格规定。 由于电子模拟 的广泛应用 ,数字和混合计算机用于复杂的运算,在控制系统的设计 中 电脑的使用和在运行控制系统使用 在 线的电脑,正在成为普遍的做法。在现代控制理论最近期的发展,可 以 说是在既定方向上的最优控制方 面 的确定性和随机性系统,以及自适应和学习控制的复杂系统。 在 生物学 、 经济学 、 医学 、社会学 这些非工程学 领域 , 现代控制理论 的这种 应用,现在正在进行之中,可以预期在不久的将来 有着 有趣 和 显 著 的效果。 其次,我们应引进必要的术语来描述控制系统。 装置 .是设备,或 者 一套一起起作用机器的零件,目的 是 进行特殊操作。 在这儿我们将被控制 (例如热化熔炉、一个化学反应器或者航天器 ) 的所有物体 叫做装置 。 过程 .麦里亚 .韦伯斯特字典 将 过程定义 为 一 种自然的持续的操作或演变进程。其特征是一系列渐进的变化以相对固定的方式相继发生在操作或演变进程中,并产生特定的效果或结果;或者是人为或自发的、持续性的由一系列产生特定结果的被控操作或动作组成的工序。 例子是化学 、 经济和生物学过程。 系统 .系统是一起行动并且执行某一 目的的 组分的组合。 系统 指不 被限制的, 例如在经济遇到的那些动态现象。,因此,词 “system” 应该解释 为 暗示物理 、生物 、 经济等等系统。 干扰 .干扰是倾向于 对 系统 输出产生 不利 的 影响的信号。 如果干扰在系统之内引起,它称内部 干扰; 而一个外在干扰在系统之外引起并且是输入 。 反馈控制 .在干扰面前,倾向于减少和参考输入的操作 (或一个任意地变化的,期待状态 )之间 系统 输出的偏差 ,并且根据这个 偏差进行控制 。 这里,变化莫测的干扰 (即,那些 预 先未知 的参 数 )被同样地选定,因为与可预测或已知的干扰,包括与系统的 补 偿总是可能的, 使得 测 量是多余的。 反馈控制系统 . 反馈控制系统是倾向于通过比较 输出 和参考输入之间 偏差为既 定的关系 并 作为控制的方法的一个 系统 。 nts 3 注意反馈控制系统 并 没有被限制 在 工程学的领域, 而 是能在各种各样的 非工程学 领域例如经济和生物 中 找到。例如,人体组织,在一个方面,是类似于一个以庞大数量的操作 单元 组成的 复杂化工厂。这个运输和化学制品反应网络 中,过程 控制介入各种各样的控制回路。 实际上,人体组织是一个极端复杂反馈控制系统。 伺服系统 .伺服 系统 是 输出 是一些 位移 、速度或者加速度的反馈控制系统。 所以,限 位 伺服 系统 和位置 (或速度或者加 速度 )控制系统是同义的。 伺服 系统广泛应 用于现代产业 。 例如,机床的完全地自动地工作,也许是与程序指令一起成功的利用伺服 系统 。 自动调节系统 .一个自动调 节 的系统是参考输入或期望 输出 是常数或随时间 缓 慢变化的反馈控制系统,并且在 出现 干扰 之 前 保持 实际 输出为 期望值。 家庭供暖系统的温度 控制器的是一个自动调 节 系统的例子。在这个系统,温度 设置 (期望温度 )与实际室温比较。在期望室温上的一个变化是 这个系统的 干扰 。系统 将尽 量 维 持 期望室温在 不断 变化的室外温度 之 上。 还 有自动调 节 系统的许多其他例子,一些是压力和电量自动控制例如电 压 、电 流和频率。 过程控制 .过程控制是输出为温度、压力、流量、液位或 pH 值等变量的自动调节系统称为过程控制系统。过程 控制在 工 业 中 广泛被 应用 。 过程 控制例如的热化熔炉温度控制系统 , 根据 预置程序进行 熔炉温度 控制,就是 这样系统。 例如, 一个预置的程序可以 是这样 的,炉温在给定时间内上升到给定值,然后在预定时间内又下降到另一给定值。 这样 的过和 控制调整点根据 预置程序 变化。控制器 在 接近变化的熔炉温度调整点起作用 维持炉温 。值得注意的是,多数 过程 控制系统包括伺服 装置 作为整体 的一 部分。 nts 1 目 录 序 言 . 3 1.零件的分析 . 3 1.1、零件的作用 . 3 1.2、零件的工艺分析 . 3 2.工艺规程设计 . 3 2.1、毛坯的制造形式 . 3 2.2、基准面的选择 . 3 2.3、制订工艺路线 . 4 2.3.1、 工艺路线方案一 . 4 2.3.2、工艺路线方案二 . 4 2.3.3、工艺方案的比较与分析 . 5 2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 3.选择加工设备与工艺装备(普通) . 7 3.1、选择机床 . 7 3.2、选择夹具 . 7 3.3、选择刀具 . 7 3.4、确定工序尺寸 . 7 3.5、确定切削用量及基本工时 . 7 工序 I:粗车小端端面,粗车 65 外圆及台阶端面及各倒角。 . 8 工序 II:粗镗孔 3 7、 47 。 . 9 工序 III-VI : 粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗60 内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车 75 、 100 、 80 外圆面及各倒角。 . 10 工序 VII:钻 6-13.5 小孔。 . 10 工序 VIII:钻 M10螺纹孔及攻丝(装配时钻铰锥孔)。 . 11 工序 IX:半精车 65 外圆及台阶面。 . 12 工序 X: 以 65mm 外圆定位,半精车 155 、 75 、 100 、 80 、环槽 及各倒角。 . 13 工序 XI:以 155mm 外圆及端面定位,精车、精细车 65mm 外圆。 13 工序 XII:精、细镗 60 内孔。 . 13 工序 XIII: 磨 60孔底面、倒角。 . 14 4.选择加工设备与工艺装备(数控) . 15 4.1、选择机床 . 15 4.2、选择夹具 . 15 4.3、选择刀具 . 15 4.4、确定工序尺寸 . 15 4.5、确定切削用量及基本工时 . 16 工序 I:粗车小端端面,粗车 65 外圆及台阶端面及各倒角;粗镗孔37 、 47 。 . 16 工序 II:粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车 75 、 100 、 80 外圆面及各倒nts 2 角。 . 17 工序 III:钻 6-13.5 小孔、钻 M10 螺纹孔及攻丝。 (与普通加工相同 ). 17 工序 IV:半精车 65 外圆及台阶面。 . 19 工序 V:精、细镗 60 内孔。 . 19 工序 VI:研磨孔 60 内端面、倒角。 (与普通加工相同 ) . 19 5.数控程序编制 CA6140填料箱盖的车削加工 . 20 6. 夹具设计 . 23 6.1、问题的指出 . 23 6.2、夹具设计 . 24 6.3、定位误差的分析 . 24 6.4、夹具设计及操作的简要说明 . 24 参考文献: . 25 致谢 . 25 谢谢朋友对我文章的赏识,充值后就可以下载说明书,我这里还有一个压缩包,里面有相应的 word 说明书和 CAD 图纸(零件图、毛坯 图、夹具体、装配图)及机械加工工艺卡片、外文翻译资料。 下载后请留上你的邮箱号或 QQ 号或给我的QQ 留言: 1459919609。 我可以将压缩包送给你。欢迎朋友下次光临! nts 3 序 言 毕业设计是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进行的。这是我们对所学各课程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。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言,我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题 、 解决问题的能力 。 由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。 1.零件的分析 1.1、零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床填料箱盖(见附图 1)主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封,对内表面的加工精度要求比较高,对配合面的表面粗糙度要求也较高。 1.2、零件的工艺分析 套类零件的主要加工表面有孔、外圆、和端面。其中孔既是装配基准又是设计基准,加工精度和表面粗糙度要求较高,内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求。分述如下: 1.2.1、以 65H5( 0013.0)轴为中心的加工表面。 包括:尺寸为 65h5( 0013.0)的轴,表面粗糙度为 1.6,尺寸为 80 的与 65h5( 0013.0)相接的肩面 , 尺寸为 100f8( 036.0090.0)与 65h5( 0013.0)同轴度为0.025 的面,尺寸为 60H8 ( 046.00)与 65h5( 0013.0)同轴度为 0.025的孔。 1.2.2、以 60H8( 046.00)孔为中心的加工表面。 尺寸为 78 与 60H8( 046.00)垂直度为 0.012 的孔底面 ,表面粗糙度为 0.4,须研磨。 1.2.3、 以 60H8( 046.00)孔为中心均匀分布的 12孔 ,6- 13.5,4-M10-6H深 20孔深 24及 4-M10-6H。 1.2.4、其它未注表面的粗糙度要求为 6.3,半精加工即可满足要求。 2.工艺规程设计 2.1、毛坯的制造形式 零件材料为 HT200,考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本 ,保 证零件工作的可靠 ,采用铸造。由于年产量为 5000件,属于大批生产的,而且零件轮廓尺寸不大,故可以采用砂型铸造机器造型和壳型。 2.2、基准面的选择 2.2.1、 粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对 nts 4 有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工 表面作粗基准。 2.2.2、精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。 当设计基准与工序基准 不重合时,应该进行尺寸换算。 2.3、制订工艺路线 按照先基准面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原则,布置工艺 路线如下: 2.3.1、 工艺路线方案一 工序 I: 铣小端端面,粗车 65外圆及台阶端面及各倒角。 工序 II:铣大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车 75、 100、 80外圆面及各倒角。 工序 III:扩孔 37 、锪孔 47。 工序 IV:钻 6- 13.5 小孔、钻 M10螺纹孔及攻丝。 工序 V:半精车 65外圆及台阶面。 工序 VI:半精车 155、 75、 100、 80、环槽及各倒角。 工序 VII:精细车 65外圆。 工序 VIII:精、细镗 60内孔。 工序 IX:研磨孔 60内端面、倒角。 工序 X:去毛刺。 工序 XI: 终检。 2.3.2、工艺 路线方案二 工序 I: 粗车 小端端面,粗车 65外圆及台阶端面及各倒角。 工序 II:粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车 75、 100、 80外圆面及各倒角。 工序 III: 扩孔 37 、锪孔 47。 工序 IV: 半精车 65外圆及台阶面。 工序 V: 半精车 155、 75、 100、 80、环槽及各倒角。 工序 VI: 精细车 65外圆。 工序 VII: 精、细镗 60内孔。 工序 VIII: 研磨孔 60内端面、倒角。 nts 5 工序 IX: 钻 6- 13.5 小孔、钻 M10螺纹孔 及 攻丝。 工序 X: 去毛刺。 工序 XI:终检。 2.3.3、工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于:方案一是采用铣削方式加工端面,且是先加工12 个孔后再精加工外圆面和 60H8( +0.048-0 )孔。 方案二是使用车削方式加工两端面, 12 个孔的加工放在 最后。两相比较起来可以看出,由于零件的端面尺寸不大,端面用车削较好,在大批生产中,综合考虑,我们选择工艺路线二。 但是仔细考虑,在工艺路线二中,是先 精车 65 外圆及台阶面 然后再钻 12个孔及攻螺纹。这样由于钻孔属于粗加工,其精度要求不高,且切削力较大,可能会引起已加工表面变形,表面粗糙度的值增大。 因此,最后的加工工艺路线确定如下:(数控) 工序 I: 粗车 小端端面,粗车 65外圆及台阶端面及各倒角;粗镗孔 37 、 47。 工序 II:粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、底面及沟槽,粗车 环槽、粗车 75、 100、 80外圆面及各倒角。 工序 III: 钻 6- 13.5 小孔、钻 M10螺纹孔及攻丝。 工序 IV: 半精车 65外圆及台阶面。 工序 V:精、细镗 60内孔。 工序 VI: 研磨孔 60内端面、倒角。 工序 VII: 去毛刺。 工序 VIII:终检。 最后的加工工艺路线确定如下:(普通) 工序 I: 以 155mm 外圆及端面定位, 粗车 小端端面,粗车 65 外圆及台阶端面及各倒角。 工序 II: 以 155mm 外圆及端面定位,粗镗孔 37 、 47。 工序 III: 以粗车后的 65mm外圆及端面定位,粗车大端面、粗 车 155外圆面、粗车左端台阶面。 工序 IV:以粗车后的 65mm外圆及端面定位,粗镗 60内孔、底面及沟槽。 工序 V: 以粗车后的 65mm 外圆及端面定位,粗车 75、 100、 80 外圆面及各倒角。 工序 VI: 以粗车后的 65mm外圆及端面定位,粗车环槽。 nts 6 工序 VII: 钻 6- 13.5 小孔。 工序 VIII: 钻 M10螺纹孔及攻丝。 工序 IX: 以粗车后的 155mm外圆及端面定位,半精车 65外圆及台阶面。 工序 X: 以 65mm外圆定位,半精车 155、 75、 100、 80、环槽及各倒角。 工序 XI: 以 155mm 外圆及端面定位,精车、精细车 65mm外圆。 工序 XII: 以 65mm 外圆及端面定位,精、细镗 60内孔。 工序 XIII: 研磨孔 60 内端面、倒角。 工序 XIV: 去毛刺。 工序 XV: 终检。 2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 填料箱盖零件材料为 HT200,硬度 190 210HB,生产类型为大批生产, 采用机器造型铸造毛坯 。 2.4.1、根据机械制造技术基础课程设计指导教程的规定:除非另有规定, 否则要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件,即对所有需要机械加工的表面只 规定一值。查表 2-1、 2-5取毛坯铸件的公差等级为 10级,机械加工余量等级 G 级。 2.4.2、查表 2-4取毛坯铸件的机械加工余量为 2mm,根据毛坯铸件各个尺寸所 在的范围,查表 2-3得各个尺寸的公差,再根据公式( 2-1) R=F+2RMA+CT/2 与 公式( 2-2) R=F-2RMA-CT/2即可计算出毛坯的基本尺寸。 2.4.3、根据所确定的毛坯尺寸画出毛坯图如下。 nts 7 3.选择加工设备与工艺装备(普通) 3.1、选择机床 工序 I - X是粗车粗镗和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大,精度要求不高,选用最常用的 C620-1型卧式车床即可。 工序 XI、 XII 是精细车精镗。由于要求的精度较高,表面粗糙度较小选用精密的车床才能满足要求。故选用 C616A型车床。 工序 XII、 VIII是钻孔。可采用专用夹具在立式钻床上加工,可选用 Z302 型摇臂钻床。 工序 XIII是研磨内孔,精度较高,选用 M7232B 型立轴 矩台磨床。 3.2、选择夹具 本零件除外圆及两端面加工用三爪自定心卡盘外,其他的工序都用专用夹具。 3.3、选择刀具 在车床上加工的工序,一般都用硬质合金车刀和镗刀,加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金,粗加工用 YG6,半精加工用 YG8,精加工和精细加工用 YG10,切槽宜用高速钢,磨削用砂轮。 钻孔用麻花钻,攻螺纹用丝锥。 3.4、确定工序尺寸 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 155 外圆 1 1 155+0.16 6.3 65 1 0.75 0.25 66.5-0.30 65.5+0.06 65+0.013 6.3 1.6 37 4 37+0.039 6.3 47 4 47+0.039 6.3 75 1 1 75+0.046 6.3 80 1 1 80+0.046 6.3 60 2 1 1 64+0.30 62+0.0.15 60+0.046 6.3 1.6 7.5 4 1 7.5+1.30 6.3 137 1 1 137+0.30 6.3 78 1 1 78+0.30 6.3 1.6 0.4 3.5、确定切削用量及基本工时 nts 8 工序 I: 粗车小端端面,粗车 65 外圆及台阶端面及各倒角。 1.切削 用量 本工序为粗车(车端面、外圆及镗孔)。以知加工材料为 HT200,铸件。机床为C620-1 型卧式车床,工件装夹在三爪自定心卡盘。 确定 650013.0mm 外圆的切削用量 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀,根据切削用量简明手册表 1.1,由于 C620-1 机床的中心高为 200mm,故选用刀杆尺寸 B H=16mm 25mm,刀片厚度为 4.5mm 根据切削用量简明手册表 1.3,选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面,前角 o=12 ,后角 o 6 、主偏角 Kr=90 、 ,副偏角 Kr=10 、刃倾角 s=0 、刀尖圆弧半径 r =0.8mm。 确定切削深度 ap 由于粗车单边余量仅为 1mm,可一次走刀完成,故 mmmma p 12 6567 确定进给量 f 根据表 1.4,在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为 16 mm 25 mm、 ap 3 mm、工件直径为 100 mm 400 mm时, f=0.6-1.2 mm/r 按 C620-1 机床的进给量选择 f=0.65 mm/r。 确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求,故需进行校验。 根据表 1.30, C620-1 机床进给机构允许的进给力 Fmax=3530N。 根据表 1.23,当灰铸铁 170 212HBS, ap 2 mm, f 0.75 mm/r, Kr=45 ,v=65m/min(预计 )时,进给力 Ff=950N. Ff 的修正系数为 1.000 Frk , 0.1FsFk , 17.1fFkk ,故实际进给力为 Ff=9501.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力,所选的 f=0.65 mm/r可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 1.9,车刀后刀面最大磨损量取为 1mm,可转位车刀耐用度 T=30min。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算,也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。 根据表 1.11,当用 YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时, ap 1.8 mm, f 0.75 mm/r时,切削速度 v=71m/min。 切削 速度的修正系数为 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12, 73.0rvKk ,KMV=0.85,故 V=71 0.8 1.0 0.73 1.12 0.85 0.85=33.55m/min m in/68157 55.3310001000 rd vn 按 C620-1 机床的转速选择 n=90r/min=1.5r/s 则实际切削速度 v=44.4m/min。 最后确定切削用量为: mmap 1 , f=0.65 mm/r, n=90r/min=1.5r/s, v=44.4m/min 确定车端面及台阶面的 ap=1.25mm, f=0.52 mm/r,主轴转速与车 650013.0mm 外圆相同。 2.基本时间 nts 9 确定粗车外圆 65mm的基本时间 根据表 6.2-1车外圆基本时间为 ifn llllifnLT j 3211 式中 l=17mm, )32(1 rptgkal kr=90 ,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r, n=1.5r/s,i=1,则 sTj 3171 确定粗车端面的基本时间 slllddLifnLT j 17422222, 32113 式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1 则 sTj 225.152.0 173 工序 II:粗镗孔 37 、 47。 1.确定粗镗 37mm 和 47mm孔的切削用量 所选刀具为 YG6硬质合金、直径为20 mm的圆形镗刀。 确定切削深度 ap 47mm: ap=( 47-43) /2=2mm 37mm: ap=( 37-33) /2=2mm 确定进给量 f 根据表 1.5,当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为 20mm,镗刀伸出长度为 100 mm 时按 C620-1 机床的进给量,选择 f=0.20 mm/r。 确定切削速度 v 按表 1.27的计算公式 vyvxvpmv kfaTCv 式中 CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9 0.8 0.65=0.468, 则 m i n/68.48m i n/468.02.05.260 8.189 2.015.02.0 mmv 对 37mm内孔: m in/41937 68.481 0 001 0 00 rD vn 对 47mm内孔: m in/32947 68.461 0 001 0 00 rD vn 2.基本时间 确定粗镗 37mm、 47mm 孔的基本时间 选镗刀的主偏角 xr=45 ,则l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,对 37mm 孔 n=5.48r/s,对 47mm孔 n=6.98r/s,i=1 对 37mm孔 sTsT 2148.52.0 5.25.317,2198.62.0 45.322 nts 10 工 序 III-VI : 粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车 75、 100、 80 外圆面及各倒角。 车端面、车台阶、车环槽、车外圆、镗孔、倒角 切削用量及基本时间的确定: 1. 加工条件 工件材料: HT200, b =0.16GPa HBS=200-217,铸造。 加工要求: 粗车端面保证尺寸 8.10137、车台阶保证 15 和 30、车环槽保证尺寸45.7 30.00 、粗车外圆保证尺寸 16.00155 、粗车外圆保证 46.0075 和 46.0080 。 机床与刀具与工序相同 2. 切削用量的选择与计算方法与工序基本相同,表格表示如下: 工 步 主轴转速 F/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工时 粗车大端面 120 35.4 0.65 1.25 1 22s 粗车外圆 16.00155120 45.6 0.65 1.5 1 18s 车台阶 车环槽 480 150.7 0.2 2 1 30s 46.0075 和 46.0080 120 35.4 0.65 1 1 22s 工序 VII: 钻 6- 13.5 小孔。 1.选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=4mm,后角 o 16 ,二重刃长度 1202 450 30 2.选择切削用量 ( 1)决定进 给量 查切 rmmf /0 2218.0 按钻头强度选择 rmmf /50.0 按机床强度选择 rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 ( 2)钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度(查切)为 0.5 0.8mm,寿命 min20T ( 3)切削速度 查切 rmmvc /18修 正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s nts 11 查切机床实际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 ( 4)校验扭矩功率 mc MM Ec PP 故满足条件,校验成立。 3.计算工时 m in02.022.01 3 6 0 24 nfLt m 工序 VIII: 钻 M10 螺纹孔及攻丝 (装配时钻铰锥孔) 。 以 37 孔为精基准,钻一个 4孔,攻 M10 螺纹。 1 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=4mm,后角 o 16 ,二重刃长度 1202 450 30 2.选择切削用量 ( 1)决定进给量 查切 rmmf /0 2218.0 按钻头强度选择 rmmf /50.0 按机床强度选择 rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 ( 2)钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度(查切)为 0.5 0.8mm,寿命 min20T ( 3)切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 ( 4)校验扭矩功率 nts 12 mc MM Ec PP 故满足条件,校验成立。 3.计算工时 m in02.022.01 3 6 0 24 nfLt m 螺纹钻削由于没有手册可查,故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。 工序 IX: 半精车 65外圆及台阶面。 本工序为半精车外圆 65 ,保证尺寸: 0013.0565 h已知条件与粗加工工序相同。 1.确定半精车外圆的 65 的切削用量。 所选用的刀具为 YG6 硬质合金刀,车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度为: B H=16mm 25mm,刀片厚度为 4.5mm 根据切削用量简明手册表 1.3,选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面,前角 o=12 ,后角 o 6 、主偏角 Kr=90 、 ,副偏角 Kr=10 、刃倾角 s=0 、刀尖圆弧半径 r =0.8mm。 确定切削深度 ap 0.75mm。 确定进给量 f 根据表 1.4,在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为 16 mm 25 mm、 ap 3 mm、工件直径为 d100 mm 时及按 C620-1 机床的进给量选择 f=0. mm/r。由于是半精加工,切削力小,故不需要校核机床进给机构强度。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 1.9,车刀后刀面最大磨损量取为 0.4mm,可转位车刀耐用度 T=30min。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算,也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。 根据表 1.11,当用 YG6 硬质合金车刀加工灰铸铁时, ap 0.8 mmf 0.5 6mm/r时,切削速度 v=128m/min。 切削速度的修正系数为 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12, 73.0rvKk ,KMV=0.85,故 V=71 0.8 1.0 0.73 1.12 0.85 0.85=33.55m/min m in/6.14165 55.3310001000 rd vn 按 C620-1 机床的转速选 择 n=380r/min=6.3r/s 则实际切削速度 v=41.6m/min。 最后确定切削用量为: 2、 车刀耐用度 T=30min。基本时间 确定半精车外圆 65mm的基本时间 根据表 6.2-1车外圆基本时间为 ifn llllifnLT j 3211 式中 l=17mm, )32(1 rptgkal kr=90 ,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r, nts 13 n=1.5r/s,i=1,则 sTj 3171 工序 X: 以 65mm外圆定位,半精车 155、 75、 100、 80、环槽及各倒角。 工 步 主轴转速 F/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工时 粗车外圆 16.00155760 283.2 0.1 0.5 1 18s 车环槽 760 283.2 0.1 1 9 30s 46.0075 46.0080760 283.2 0.1 1 1 22s 工序 XI: 以 155mm 外圆及端面定位,精车、精细车 65mm 外圆。 工序 XI 的切削用量及基本时间的确定列下表所示 工序 主轴转速 F/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度mm 进给次数 工时 XI (精) 工步 760 183.2 0.1 1 1 20s 工步 1400 476 0.05 0.5 1 30s XI (精细) 工步 1400 44.4 0.03 0.5 1 40s 工步 手动 工序 XII: 精、细镗 60 内孔。 1.确定精、细镗 60mm 孔的切削用量 所选刀具为 YG10硬质合金、直径为 20 mm 的圆形镗刀。 确定切削深度 ap 60mm: ap=( 60-49) /2=0.5mm 确定进给量 f 根据表 1.5,当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为 20mm,镗刀伸出长度为 100 mm 时按 C620-1 机床的进给量,选择 f=0.20 mm/r。 确定切削速度 v 按表 1.27的计算公式 vyvxvpmv kfaTCv nts 14 式中 CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9 0.8 0.65=0.468, 则 m i n/68.48m i n/468.02.05.260 8.189 2.015.02.0 mmv 对 60mm内孔: m in/8.50260 68.481 0 001 0 00 rD vn 2. 确定精、细镗 60mm 孔的基本时间 选镗刀的主偏角 xr=45 , 则 l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r, 对 60mm 孔n=13.96r/s,i=1 对 60mm孔 sT 2996.132.0 5.05.378 工序 XIII: 磨 60 孔底面、倒角。 选择磨床: 选用 M7232B型立轴矩台磨床。 选择砂轮: 查工艺手册第三章中磨料选择各表,选用 I-30x10x10-A60P6V 切削用量的选择: 砂轮转速 n 砂 =970r/min, 轴向进给量 fr=0.017mm/r 径向进给量 mmfa 3 切削工时基本时间计算 : 当加工一个表面时: Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)(见工艺手册表 6.2-8) 式 中 L:加工长度 L=30mm b:加工宽度 b=30mm bz:单面加工余量 bz=0.5mm K: 系数 K=1.1 r: 工作台移动速度( m/min) af:工作台往返一次砂轮轴向进给量 vf: 工作台往返一次砂轮径向进给量 则: Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017) =1.94min 辅助时间的计算 : 辅助时间 tf与基本时间 tj之间的关系为 tf=( 0.15 0.2) tj,取 tf=0.15tj,则辅助时间为: tf=0.15*1.94=17.46s nts 15 其他时间的计算 : 其他时间可按关系式 tb+tx=6%*(tj+tf)计算 则 tb+tx=6%*( 116.4+17.46) =8s 工序时间: tdj=116.4+17.46+8=141.86s 工序 XIV: 去毛刺。 工序 XV: 终检。 其余几步数据见工艺卡片。 4.选择加工设备与工艺装备(数控) 4.1、选择机床 工序 I - VI是粗车粗镗、半精车和精细镗。选用卧式数控车床就能满足要求。本零件尺寸不大,精度要求不高,选用最常用的 CK6125型卧式车床即可。 工序 III是钻孔。可采用专用夹具在立式钻床上加工,可选用 Z302 型摇臂钻床。 工序 VI是研磨内孔,精度较高,选 用 M7232B 型立轴矩台磨床。 4.2、选择夹具 本零件除外圆及两端面加工用三爪自定心卡盘外,其他的工序都用专用夹具。 4.3、选择刀具 在车床上加工的工序,一般都用硬质合金车刀和镗刀,加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金,粗加工用 YG6,半精加工用 YG8,精加工和精细加工用 YG10,切槽宜用高速钢,磨削用砂轮。 钻孔用麻花钻,攻螺纹用丝锥。 4.4、确定工序尺寸 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 155 外圆 2 155+0.16 6.3 65 2 1 0.25 66.5-0.30 65.5+0.06 65+0.013 6.3 1.6 37 4 37+0.039 6.3 47 4 47+0.039 6.3 75 2 75+0.046 6.3 80 2 80+0.046 6.3 nts 16 60 2 1 1 64+0.30 62+0.0.15 60+0.046 6.3 1.6 7.5 4 1 7.5+1.30 6.3 137 2 137+0.30 6.3 78 2 78+0.30 6.3 1.6 0.4 4.5、 确定切削用量及基本工时 工序 I: 粗车 小端端面,粗车 65 外圆及台阶端面及各倒角;粗镗 孔 37 、 47。 1.1确定 650013.0mm外圆的切削用量 确定切削深度 ap 由于粗车单边余量仅为 1mm,可一次走刀完成。 确定进给量 f 粗车时进给量应大于 0.25mm/r,定为 0.65mm/r。 确定主轴转速 切削速度由刀具材料、工件材料、刀具耐用度、背吃刀量与进给量、刀具形状、刀削液以及机床性能确定。查切根据表 1.11,当用 YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时, ap 1.8 mm, f 0.75 mm/r时,切削速度 v=71m/min。 切削速度的修正系数为 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12, 73.0rvKk ,KMV=0.85,故 V=71 0.8 1.0 0.73 1.12 0.85 0.85=33.55m/min m in/13668 55.331 0 001 0 00 rd vn 按 CK6125 机床的转速选择 n=150r/min 则实际切削速度 v=64m/min。 最后确定切削用量为: mmap 1 , f=0.65 mm/r, n=150r/min, v=64m/min 1.2确定车端面及台阶面的 ap=1.25mm, f=0.52 mm/r,主轴转速与车 650013.0mm外圆相同。 2.基本时间 确定粗车外圆 65mm的基本时间 根据表 6.2-1车外圆基本时间为 ifn llllifnLT j 3211 式中 l=17mm, )32(1 rptgkal kr=90 ,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r, n=4.17r/s,i=1,则 sTj 717.465.0 3171 确定粗车端面的基本时间 slllddLifnLT j 17422222, 32113 nts 17 式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=4.17r/s,i=1 则 sTj 1117.452.0 173 工序 II:粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车 75、 100、 80 外圆面及各倒角。 1. 加工 条件 工件材料: HT200, b =0.16GPa HBS=200-217,铸造。 加工要求: 车端面保证尺寸 8.10137、车台阶保证 15 和 30、车环槽保证尺寸45.7 30.00 、车外圆保证尺寸 16.00155 、车外圆保证 46.0075 和 46.0080 。 机床与刀具与工序相同 2. 切削用量的选择与计算方法与工序基本相同,表格表示如下: 工 步 主轴转速 F/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工时 车端面 120 35.4 0.65 1.25 1 22 车外圆 16.00155120 45.6 0.65 1.5 1 18 车台阶车环槽 480 150.7 0.2 2 1 30 46.0075 和 46.0080 120 35.4 0.65 1 1 22 工序 III: 钻 6- 13.5 小孔、钻 M10 螺纹孔及攻丝。 (与普通加工相同 )
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