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制定
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制定支架零件的加工工艺设计,制定,支架,零件,加工,工艺,设计
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哈尔滨理工大学课程设计说明书目录目录I第一章 零件的分析11.1 零件图的分析11.2 零件的工艺分析1第二章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基准的选择22.2.1 粗基准的选择22.2.2 精基准的选择22.3 制定工艺路线22.4 加工余量及毛坯尺寸的确定3第三章 确定切削用量及基本工时43.1 工序铣底部端面43.2工序铣上部端面53.3工序 钻铰1663.5工序 钻铰2073.6钻铰10孔93.7 工序铣宽槽6mm10第四章 铣宽槽夹具设计124.1夹具的定位方案分析124.2定位元件的设计124.3定位误差分析134.4切削力和夹紧力的计算144.5对刀装置设计16结论17参考文献18致谢19III第一章 零件的分析1.1 零件图的分析根据提供的支架零件图,我们能够知道支架零件的关键的加工特征分成面加工、孔加工的两种的主要的特征。面的加工特征包括支架零件的上端面、底部端面、上端面上的宽槽等。孔的加工包括底面上的孔16H7孔及内20的沉孔,底面两个耳朵面上的2-10,侧边的20孔等。从零件图可知,底面上的孔16H7孔为主要加工的特征。1.2 零件的工艺分析我们按照支架图分析以后能够知道,我们可以把支架分作面的加工跟孔的加工两种加工。面的加工包括:各表面特征中,上端面和下端面的加工,这几个面的粗糙度的要求的精度都是要求在Ra3.2,宽槽的表面粗糙度要求为Ra6.3,其余未注明表面粗糙度要求的均为Ra25以上。孔的加工包括:16H7表面粗糙度要求为Ra1.6,其余各孔的表面粗糙度要求均为Ra3.2。20第二章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式通过支架图我们能够知道,支架零件的材料我们选用的材料是45号钢的材料。45号钢是一种优质碳素结构钢的材料。这种材料的强度相对会比较高,在耐磨性的性能方面也比较好,锻造的性能比较好。毛坯的选择是否合理,对于我们的后面的加工有着很关键的影响的,尤其是毛坯的材料的选择跟我们对毛坯的加工方式,以及毛坯的加工的精度这些都是能深深的影响到我们后续的加工的。所以确定好毛坯的制造形式很重要,本次的支架考虑为批量生产,根据零件的形状确定毛坯为锻造件,可以将整体的零件基本外形直接锻造出来,有些不加工的面可以直接锻造出成型,这样比较的方便,锻造的方式能够在很大的程度上减少我们的技术人员的生产的成本的。2.2 基准的选择2.2.1 粗基准的选择我们的被加工零件在工作的时候,一般都要考虑开始加工的粗基准,一般的锻造件选择的粗基准大都考虑其不加工的表面或者开始加工的表面,从支架的外形来看的话,粗基准我们完全能够选择外轮廓的各端面来当做我们的粗基准,诸如底面端面的粗基准面比较好定位,对后续加工也会有所保障。因此我们的粗基准是选取的外形或外圆柱面40。2.2.2 精基准的选择精基准的选择一般都要以开始加工后的表面,本次的零件中底面为主要的加工表面,在加工后续的孔之前,都是以底面为加工基准的,所以我们选取的是底部端面以及底部端面上的16孔来做我们的一个精基准。2.3 制定工艺路线我们在对工艺路线进行制订的时候,制定的最为主要的出发点呢,应该是我们要能够确保拆家的几何形状和尺寸的精度、位置 精度的这些最为基本的技术要求,能够达到我们的基本要求,在综合考虑支架的技术要求之后,我们具体制订了如下的相关的具体的生产加工工艺的方案制定以下的加工方案。工序1:锻造毛坯工序2:粗、精铣底部端面工序3:粗、精铣上端面高度60mm工序4:钻铰底面的16H7孔及忽平20孔工序5:钻铰2-10工序6:钻铰20工序7:铣宽槽6mm深度20mm工序8:去毛刺到棱角工序9:检验入库2.4 加工余量及毛坯尺寸的确定我们按照机械制造工艺简明手册可以知道铸件的尺寸公差是810级。按照以上的相关资料跟工艺,我们就能够确定了支架的各个加工表面的机械的加工余量大小,跟支架的毛坯的尺寸的大小:查机械制造工艺简明手册跟机械加工工艺实用手册两本书,我们能够知道主要的面加工的尺寸包括(1)支架底部和上部端面面的加工余量:我们的支架毛坯的加工余量的大小是是2mm,具体的话,是粗加工的加工余量的大小是1.5mm的加工余量和精加工的加工余量的大小是0.5mm的加工余量,我们的支架毛坯的具体的公差的大小呢,我们可以按照上下摆动在1.0mm的大小的的浮动的公差那么我们所的该零件的上下的毛坯的尺寸的大小是mm。(2)毛坯中的孔的尺寸零件中的所有孔都是后续的加工,本次零件的孔均采用实心体,孔都是通过后续的加工生产出来。第三章 确定切削用量及基本工时3.1 工序铣底部端面被加工零件材料:45机床的选择:我们这里选择的是立式铣床,他的型号是X5032 刀具的悬着:我们这选择的是端面铣刀,刀杆尺寸铣刀盘直径的大小是50mm铣削深度的大小是:每齿进给量的大小是:我们按照机械加工设计实用手册,这里我们取铣削速度的大小是:我们按照机械加工设计实用手册,这里我们取机床主轴转速的大小是:,取实际铣削速度的大小是:进给量的大小:工作台每分进给量的大小:按照我们的机械加工设计实用手册,这里被切削层长度的大小:由毛坯尺寸可知刀具切入长度的大小:刀具切出长度的大小:取走刀的次数是2机动时间的大小:3.2工序铣上部端面机床:铣床X5032刀具:硬质合金立铣刀 齿数铣削深度的大小是:每齿进给量的大小是:我们按照机械加工设计实用手册,这里我们取铣削速度的大小是:按照机械加工设计实用手册,我们这里取机床主轴转速的大小是:,取实际铣削速度的大小是:进给量的大小是:工作台每分进给量的大小是:我们按照机械加工设计实用手册,这里我们选取被切削层长度的大小是:由毛坯尺寸可知刀具切入长度的大小是:刀具切出长度的大小是:取走刀的次数是2机动时间:3.3工序 钻铰16机床:Z3050钻床刀具:麻花钻切削深度:进给量:我们按照机械加工工艺设计实用手册,可以知道取切削速度:我们按照机械加工工艺设计实用手册,能够知道取切削加工时候,机床主轴的转速度值:,取零件加工的表面切削距离尺寸数值:切削加工时候,刀具接近加工表面的距离:切削加工过程,刀具离开加工表面的距离的大小是:走刀的次数是7机动时间:(3)铰定位孔16切削深度:进给量:根据机械加工工艺设计实用手册表2.4-58,取切削速度:参照机械加工工艺设计实用手册表2.4-60,取机床主轴转速:, 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为5机动时间:3.5工序 钻铰20机床:Z3050钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀(1)钻定位孔15切削深度:进给量:根据机械加工工艺设计实用手册表2.4-39,取切削速度:参照机械加工工艺设计实用手册表2.4-41,取机床主轴转速:, 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为5机动时间:(2)扩定位孔19.5切削深度:进给量:根据机械加工工艺设计实用手册表2.4-52,扩孔取切削速度:参照机械加工工艺设计实用手册表2.4-53,取机床主轴转速:, 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为5机动时间:(3)铰定位孔20切削深度:进给量:根据机械加工工艺设计实用手册表2.4-58,取切削速度:参照机械加工工艺设计实用手册表2.4-60,取机床主轴转速:, 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为5机动时间:3.6钻铰10孔机床:Z3050钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀切削深度:进给量的大小是:按照机械加工设计实用手册,我们这里取切削速度的大小是:按照机械加工设计实用手册,我们这里取机床主轴转速的大小是:, 被切削层长度的大小是:刀具切入长度的大小是:刀具切出长度的大小是:走刀的次数是5机动的时间是:3.7 工序铣宽槽6mm机床:铣床X62W刀具:硬质合金键槽铣刀 齿数铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺设计实用手册表2.4-73,取铣削速度:参照机械加工工艺设计实用手册表2.4-81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺设计实用手册表2.4-81,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2机动时间:第四章 铣宽槽夹具设计4.1夹具的定位方案分析在铣宽槽根据零件的零件图来分析,以及还有根据零件的工艺流程来选择,从零件图来看此宽槽相对于底面上的孔之后进行加工的,底面上有2-10孔已经加工,本次选择常见的一面两销的定位方式,底面为一个面,两个孔就是底面上的两个10孔来实现定位。4.2定位元件的设计一面两销的定位方式无需多说,也就是一个面定位的定位元件,本次选择的是一个圆形的垫块,两销一个选择固定式定位销A型,一个为固定式定位销B型,也就是菱形销。图4-1 B型固定式定位销4.3定位误差分析本次的铣槽夹具选择的是常见的一面两销定位,顾名思义,就是要找出相应的一个面和两个孔,本次的一个面为右侧端面的大端面,孔为底面的两个小孔,采用的定位元件其中一个小孔为A型固定式定位销,另一个小孔采用固定式定位销B型,也就是菱形销的形式。由零件底面上的小孔工序简图,可计算出两孔中心距。本次的两孔按照自由公差来进行选择,选择为。所以两孔的中心距为 。根据机械加工工艺设计实用手册中规定的两个定位孔的公差分析下:图4-2定位元件示意图(1)确定两个孔的尺寸及其偏差 = (2)确定固定定位销B型的直径及其公差 (基准孔最小直径) 取f7 所以固定定位销B型尺寸为 (3)固定定位销B型的宽度b和B (由机床夹具设计手册) (4)固定定位销B型与基准孔的最小配合间隙 其中: 基准孔最小直径 圆柱销与基准孔的配合间隙(5)那么此菱形销的直径及其公差 4.4切削力和夹紧力的计算本次的切削力为铣削力公式如下式中F:切削力N:高速钢铣刀铣削时考虑工件材料铣刀类型系数,查表:铣削深度mmD:铣刀直径mm:每齿进给量mmB:铣削宽度mmZ:铣刀的齿数:高速钢铣刀铣削时,考虑工件材料机械性能不同的修正系数铣削切削力计算类别:工件材料:碳钢、青铜、铝合金、可锻铸铁等刀具材料:高速钢铣刀类型:圆柱铣刀、立铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、角度铣刀、半圆成形铣刀等公式:F=(Cp)*(ap)(0.86)*(fz)(0.72)*D(-0.86)*B*z*(Kp)参数:Cp = 669参数:ap = 4参数:fz = 0.1参数:D = 3参数:B = 20参数:z = 4参数:Kp = 1计算结果 = 583N(2)夹紧力的计算我们的夹紧根据工作时候切削的放心跟夹紧的方向是夹紧力与切削力方向垂直。图4-2夹紧形式由公式式中:实际所需的夹紧力F:切削力:安全系数:夹紧元件与工件间的摩擦系数:工件与夹具支承面间的摩擦系数计算方式如下:定位形式:我们的工件以平面来进行定位夹紧形式:夹紧力跟我们的切削力的方向垂直公式:Wk=K*F/( 1)+( 2)参数:K = 1.5参数:F =4518参数: 1 = 0.15参数: 2 = 0.15计算结果 = 950N4.5对刀装置设计铣床夹具一般是铣面或者铣有垂直面的槽类的夹具中,一般要考虑铣的时候对刀的情况,一般的端面考虑的是对刀块接近于被加工的面,垂直的槽一般使用对刀块的垂直面对上槽的垂直面,可以平齐也可以偏移1-2mm左右,本次由于工件水平放置了,在铣宽槽的时候要考虑垂直面的情况,因此本次的对刀块选择为直角对刀块。结论支架零件是一个比较普遍的典型的工件,所以支架的加工特征也是这些类似的零件中的比较经典的工艺了,针对支架的图纸,我们要对其工艺方案进行合理的设计,并运用到实际的加工当中去,并让他实现最大的加工的工艺性,完成整个支架零件的生产加工。我们就要求对该零件进行合理的工艺流程的分析确定其合理的工艺规程。本次设计的是支架的工艺规程设计及主要工序的夹具设计总结了以下几点内容。1、刚开始要对支架零件的图分析,要对支架的表面加工精度,行位公差的具体要求,基本的公差尺寸这些要求分析,确定一个比较合理的加工方法,制定合理的工艺规程,并制定机械加工工艺过程卡和工序卡。使得对此类零件的工艺规程总体有了个全面的掌握。2、对支架的工艺流程进行分析,选择其中的主要的工序作为夹具设计的任务。3、铣宽槽专用具让我更加清楚的知道了这一类的工件的夹具具体定位的形式,以及夹具对工件的夹紧方式,如何选择定位原件,以及夹紧的原件,并且学会了使用夹具中的一些基本原件,固定式定位销A型和B型、直角对刀块等这些比较标准的原件。参考文献 1 王金财,组合夹具设计与组装M.北京:机械工业出版社, 2015.1.12 吴拓,现代机床夹具典型结构实用图册M. 北京: 化学工业出版社,2015.10.13 吴拓,机床夹具设计实用手册M. 北京: 化学工业出版社,2014.2.14 (美)Neil Sclater(编),邹平(译)机械设计实用机构与装置图册 M. 机械工业出版社,2014.12.15 王纯祥,焊接工装设计与应用第二版M. 化学工业出版社,2014.1.16 吴拓,机床夹具设计集锦M. 机械工业出版社,2012.7.17 (德)奥利菲博尔克纳(编)杨祖群(译),德国先进制造技术丛书(第一辑):机械切削加工技术M. 湖南科学技术出版社,2014.12.18 吴拓,现代机床夹具设计要点M. 化学工业出版社,2016.9.19 (美)Robert O.Parmley(编),邹平(译)机械设计零件与实用装置图册 M. 机械工业出版社,2013.5.110 刘文周,数控组合夹具典型应用实例M. 机械工业出版社,2015.11.111 王克,张军民,郭玉林,五金手册(2014新版)M. 河南科学技术出版社,2014.3.112 陈宏钧,实用机械加工工艺手册第四版 M.机
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