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角形轴承箱零件的机械加工工艺规程和顶部和左侧安装平面铣削夹具设计

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内容简介:
XX大学毕业设计(论文)JS56角形轴承箱零件的机械加工工艺规程和顶部和左侧安装平面铣削夹具 班 级: 专 业: 教学学院: 指导老师: 完成时间50摘 要本课题的目的就是对JS56角形轴承箱零件的机械加工工艺规程和顶部和左侧安装平面铣削夹具设计。首先先进行零件加工工艺分析,根据零件制订加工工艺规程,并对典型工序进行切削用量的计算和制定工艺卡片。这需要对制造工艺学和机床夹具设计学有较深入的学习研究。在这几个月里,通过查询和阅读大量有关的文献资料,在指导老师的辅导下,学生逐步完成了各项任务并和完善了该毕业设计。 关键词:角形轴承箱;工艺过程;切削用量;工时:夹具设计。AbstractThe purpose of this paper is the fixture design of diagonal bearing box process planning and fixture. First of all, analyze the machining process, according to the parts for processing procedures, and calculate the amount of cutting and the development of process card for typical process. It is necessary to learn more in-depth study of manufacturing technology and machine tool fixture design. In the last few months, reading a lot of relevant documents and materials through the query and, under the guidance of the instructor, students gradually completed the tasks and improve the graduation design.Keywords: angular bearing box; process; cutting; time: fixture design.目 录摘 要IAbstractII1 零件的分析11.1 零件的结构分析11.2 零件的技术要求分析11.3 计算生产纲领,确定零件的生产类型22 确定毛坯,画毛坯图32.1 铸件尺寸公差32.2 铸件机械加工余量32.3 毛坯图43 工艺规程设计53.1 选择定位基准53.1.1 粗基准的选择53.1.2 精基准的选择53.2 零件表面加工方法的选择63.3 制定工艺路线63.4 机械加工余量、工序尺寸的确定94. 确立切削用量及基本工时105 顶部和左侧安装平面铣削夹具夹具设计395.1 研究原始质料395.2 设计要求395.3 夹具的组成395.4 夹具的分类和作用405.5 定位、夹紧方案的选择425.6 切削力及夹紧力的计算425.7 误差分析与计算465.8 夹具设计及操作的简要说明47总 结49参考文献50致 谢511 零件的分析1.1 零件的结构分析角形轴承箱是机用床的一个重要零件。它位于车床机构中,主要用来支撑、固定在轴承的箱体,通过固定轴承来实现轴承的正常运转。槽50h11与端面100h11为配合表面有较高的精度和表面粗糙度。140h11为内圆较高的定位基准,180H7孔为轴承配合有较高的精度。1.2 零件的技术要求分析通过对该零件的重新绘制知,原样图的视图正确、完整,尺寸、公差及技术要求齐全。根据零件的尺寸图,可以初步拟定零件的加工表面,其间有一定位置度要求。该零件上的主要加工面为两个端面、两个侧面和180H7孔。为此以下是底板座架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求,分述如下:在尺寸图中,左视图上标注的零件的两侧面(100h11)垂直于基准C(180H7孔的轴线)其垂直度公差为0.1mm。在左视图上标注的宽度为50h11的(两槽)槽的两侧面平行于基准B(左视图中零件的左侧面),其平行度公差为0.12mm。左视图上标注的180H7的孔有圆度要求,其圆度公差为0.008mm。在尺寸图中,树视图上标注的宽度为50h11的两槽的内槽面有垂直度要求,其垂直度公差为0.12mm。主视图上标注为的孔,有位置度的要求,其位置度公差为0.6mm在尺寸图中,俯视图上标注的宽度为50h11槽,有位置度要求,其公差值为0.4mm。由零件图可知,零件的不加工表面粗糙度值为6.3um。零件的材料为HT200。铸件要求不能有吵眼、疏松、气孔等铸造缺陷,以保证零件强度、硬度及刚度,在外力作用下,不致于发生意外事故。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度,该零件没有很难加工的表面尺寸,上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证它们的位置精度要求。零件作用轴承座是用来支撑轴承的,固定轴承的外圈,仅仅让内圈转动,外圈保持不动,始终与传动的方向保持一致(比如电机运转方向),并且保持平衡;,轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样,通常是一个箱体,轴承可以安装在其中。1.3 计算生产纲领,确定零件的生产类型如附图所示为角形轴承箱,假设该产品产量为Q=5000台/年,n=2件/台,结合生产实际,设其备品率为16%,机械加工废品率为2%,现制定该零件的机械加工工艺规程。技术要求如下:1 铸件应消除内应力;2 未注明铸造圆角为R2 R3;3 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷;4 允许有非聚集的孔眼存在,其直径不大于5mm,深度不大于3mm,相距不小于30mm,整个铸件上孔眼数不多于10个;5 去毛刺,锐边倒钝;6 材料 HT200,N=Qn(1+a%+b%)=50002(1+16%+2%)=11800。角形轴承箱年产量为11800件/年,零件重2.98。根据教材表1-5,生产纲领与生产类型的关系,角形轴承座是轻型机械中的零件,属轻型零件;则生产类型为大批生产。2 确定毛坯,画毛坯图零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,又是薄壁零件。故选择铸件毛坯。考虑到轴承的正反转和主要受径向力等情况,以及参照零件图上所给的该零件不加工表面的粗糙度要求,对于不进行机械加工的表面的粗糙度通过铸造质量保证,又已知零件生产类型为大批量生产,该零件的外形尺寸不复杂,又是薄壁零件,毛坯的铸造方法选用金属型浇注铸造。又由于箱体零件的180H7孔需铸出,故还应安放型芯。此外,为消除残余应力,铸造后应安排人工时效。2.1 铸件尺寸公差 铸件尺寸公差分为16等级,由参考文献工艺设计简明手册表1.3-1可知,由于大批量生产,该种铸件的尺寸公差等级CT为79级,故取CT为9级;加工余量等级MA为F级;由表2.2-3可知,错型值1.0mm。2.2 铸件机械加工余量由于MA为F级,对成批和大量生产的铸件加工余量由工艺设计简明手册得,各加工表面总余量如表1所示。 表1 各加工表面总余量 mm加工表面基本尺寸加功能余量等级加工余量数值说明B面250F3.5端面,双侧加工(取下行数据)直角面260F4.5单侧加工孔180180G4孔降1级,双侧加工其它 100F2.5单侧加工由工艺手册可得主要毛坯尺寸及公差如表2所示。 表2 主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸 零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTB面距加工基准的尺寸 10071072.5直角面距加工基准的尺寸584.5+2.5652.2直角面距孔180中心尺寸1484.5152.52.5孔1801804+41722.8铸件的分型面选择通过25孔轴线,且与B面平行的面。2.3 毛坯图毛坯图一般包括以下内容:铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其它有关技术要求等。毛坯零件综合图上技术条件一般包括下列内容: 合金牌号; 铸造方法; 铸造的精度等级; 未注明的铸造斜度及圆角半径; 铸件的检验等级; 铸件综合技术条件; 铸件交货状态;如允许浇冒口残根大小等; 铸件是否进行气压或液压试验; 热处理硬度。毛坯图如下所示。3 工艺规程设计3.1 选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。3.1.1 粗基准的选择考虑到以下几点要求,选择箱体零件的重要孔180的毛坯孔和箱体一端面为粗基准。 保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔的加工余量尽量均匀; 装入箱内的轴承与箱体内壁有足够的间隙; 能保证定位准确、夹紧可靠。3.1.2 精基准的选择角形轴承箱的直角面面、B端面和180孔既是装配基准,有事设计基准,用它们作精基准,能使加工遵循“基准重合”的原则,实现孔与端面组合定位方式。其余各面和孔的加工也能用它们来定位,这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外,B面的面积较大,定位比较稳定,夹紧方案也比较简单、可靠,操作方便。3.2 零件表面加工方法的选择由上述的零件分析和查阅相关文献,根据本零件的加工要求,使用到的主要机床有:铣床,镗床,钻床;铣床主要用来铣削直角边、槽;镗床主要用来镗削端面,镗孔;钻床主要用来钻孔。根据零件的表面粗糙度质量要求和尺寸公差要求,对要求机械加工的各端面和孔,现制定加工方法如下:对于250mm的两个端面,其表面粗糙度为6.3um,由参考文献61.4-8可知:这两端面可以通过粗铣和半精铣的加工方法获得要求的表面质量,同时如果在镗削180H7mm孔时,首先就是镗削端面,也是可以的,也是通过粗镗,半精镗。查阅相关资料可知,对于250mm的端面,可以在镗孔前换上圆盘铣刀,进行镗床上的铣削加工。对于两个直角面,其表面粗超度值为12.5um,由参考文献61.4-8可知:需通过粗铣的加工工序获得。对于两个直角面上的50h11mm的槽,其表面粗超度值为6.3um,由参考文献61.4-7可知:这两个槽通过粗铣和半精铣的加工工序可获得。对于180H7mm的孔,其表面粗糙度值为1.6um,由参考文献61.4-7可知:可通过粗镗,半精镗,精镗的加工工序获得。对于长度为75mm的凹台,其表面粗糙度值为12.5um,由参考文献61.4-7可知:只需进行一次铣削即可获得。对于零件上的6-13以及侧面的2-25,这8个孔,其表面粗糙度为12.5um,只需通过一次钻削即可获得。按照图纸要求,其余未加工表面质量,通过铸造工艺保证。 3.3 制定工艺路线制定工艺路线,在生产纲领确定的情况下, 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一如下:工序一 金属型铸造毛坯。工序二 人工时效。工序三 粗车250端面工序四 粗车180H7孔工序五 粗铣两大平面,两小平面工序六 半精镗两端面、半精镗180H7孔工序七 铣槽工序八 钻孔工序九 精镗180H7mm孔工序十 钳工去毛刺。工序方案二如下:工序一 金属型铸造毛坯。工序二 人工时效。工序三 以250端面为粗基准,定位安装,铣加工一直角平面,保证尺寸148mm。工序四 以已加工的一直角平面为精基准,加工另一直角平面,保证两平面垂直度公差小于0.12mm。工序五 以一直角平面为精基准,镗销端面及镗加工180H7,保证孔中心距148mm。工序六 以180H7孔定位夹紧,铣加工另一端面保证尺寸100h11。工序七 以180H7孔及基准B面定位夹紧,铣加工槽50h11,保证尺寸140h11。工序八 以已加工好的槽50h11定位,加工另一槽50h11,保证尺寸140h11。工序九 以180H7孔及基准B面定位夹紧,铣一边长度为75mm的凹台。工序十 以180H7孔及基准B面定位夹紧,铣另一边长度为75mm的凹台。工序十一 以孔180H7定位,钻6-。工序十二 以孔180H7定位,使用钻模钻2-25mm的孔。工序十三 钳工去毛刺。工序十四 终检入库。由以上两种方案可以看出:第一种方案是用车削的方法,在车端面的同时将孔一并粗车完成,然后将两个端面一次铣出,能保证较好的平行度,在用端面定位,用滑柱钻模的钻套中心,用钻模直接压紧;方案二是利用镗床上加工而来的,并且在加工180H7时,是以一直角平面为精基准,镗加工180H7,及端面,保证中心距148mm。为了达到这样的加工要求,在镗床上进行加工时,需要同时完成镗端面,镗孔的加工过程。方案一是按照先面后孔的原则,因为由于平面定位比较稳定,装夹方便,一般零件多选用平面为精基准,因此总是先加工平面后加工孔。但有些零件平面小,不方便定位,则应先加工孔。在这里的工序五中,是以加工好的直角面为精基准的。同时,由零件图上,180H7的两端面垂直于孔,而不是,孔垂直于面,也就是说,这两个面是以孔为加工基准的。那么,首先加工一个面,同时完成孔的加工,这样就能保证面与孔的垂直度在0.01mm之内,然后再以孔为定位基准,加工另一端面,这样的工艺才是本零件图上位置度要求的。通过这样的分析,使用适当的原则,才能体现出设计的真正意义灵活,正确的使用已学的知识来指导我们的设计工作。此外方案二中利用镗床对于加工轴或孔的端面时,不能够像和方案一利用车床那样的车端面,而且在镗床上镗削端面的过程中,如果用镗孔的镗刀镗削端面,并不能够实现自动的扩大镗削直径,只能通过人工进刀的方式来扩大镗削直径,这样无疑就增加了操作上的难度和加工上的成本。与之相比较的另一种方案,就是使用直径较大的盘刀,一次走到即可完成端面的加工,然后换镗刀进行镗孔,这样相比较就节省了时间和节约了加工成本。这里的换刀看上去是比较麻烦,但对于30多公斤的工件来说,装夹一次,通过换刀来完成多道加工工序,是经济可行的!因些确定最终方案如下。铸造铸造毛坯时效时效处理10铣铣一直角平面20铣铣另一直角平面30铣铣高度为58mm的台阶面40铣铣另一高度为58mm的台阶面50铣铣180H7的端面60铣铣另一180H7的端面70铣铣宽度为50mm的凹槽80铣铣另一宽度为50mm的凹槽90镗粗镗加工180H7的孔100镗精镗加工180H7的孔并倒角110钻钻6-13的孔120钻钻25的通孔130钻钻另一25的通孔140去毛刺去毛刺150检验检验入库3.4 机械加工余量、工序尺寸的确定“角形轴承座,零件材料为HT200,硬度180200HB,生产类型大批量,金属型铸造毛坯。”据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下:由参考文献6所得的加工余量可以确定毛配总加工余量如下表:工序号加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大01铣加工一直角平面(基准B面)4.5IT1212.502铣加工另一个直角平面(与B面相对的那个)4.5IT1212.503镗加工B端面3.5IT96.31.02.5镗180H7的另一端面3.5IT126.31.02.5镗180H7孔9IT71.60.52.5倒角2翻遍倒角204铣50h11的槽8IT136.32405铣另一50h11的槽8IT96.312 06铣长度为75mm的凹台23IT1212.507铣另一长度为75mm的凹台23IT1212.508钻6-的孔IT1212.51.52.009钻2-25的孔IT1212.510钳工去毛刺11终检入库4. 确立切削用量及基本工时 工序一 1 加工条件工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;加工尺寸:宽度为90mm,长度为148mm;加工要求:以250端面为粗基准,定位安装,铣加工一直角平面,保证尺寸148mm加工余量为4.5mm。机床:铣床,XA6132型卧式万能铣床。刀具:高速钢圆柱铣刀,采用标准镶齿圆柱铣刀。铣削宽度ae=4.5mm,深度ap=90mm。根据参考文献12切削手册)表3.1,取刀具外径d0=100mm, 根据表3.9取齿数Z=8。选择刀具前角n10后角o12,副后角o=8,由于其表面粗糙度值为12.5um,因为148mm无尺寸公差要求,故只需进行一次粗铣即可达到要求。 2 切削用量2.1 确定每齿进给量fz根据参考文献12六-常用铣床的技术资料,XA6132型卧式万能铣床的功率为7.5kW,工艺系统刚性为中等,根据表3.3,查得每齿的进给量fz=0.20.3mm/z,现取fz=0.2mm/z。2.2 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,铣刀直径d=100mm,耐用度T=180min。2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量,切削速度可由参考文献12计算公式3.27得: (式5.1 )也可直接由表查出。根据表3.9,当=100mm,Z=8,ap=90mm,ae=4.5mm,fz0.24mm/z时,。各修正系数为: 故 根据XA6132型铣床说明书,选择 因此实际切削速度和每齿进给量为 2.4 校验机床功率 根据表3.20,当 时,。切削功率的修正值系数故实际切削功率为 根据XA6132型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。 3 基本时间根据参考文献6 (式5.7)。根据表3.25,入切量及超切量,则,故 工序二 1 加工条件工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;加工尺寸:宽度为90mm,长度为148mm;加工要求:以250端面为粗基准,定位安装,铣加工一直角平面,保证尺寸148mm,加工余量4.5mm。机床:铣床,XA6132型卧式万能铣床。刀具:高速钢圆柱铣刀,采用标准镶齿圆柱铣刀。铣削宽度ae=4.5mm,深度ap=90mm。根据切削手册)表3.1,取刀具外径d0=100mm, 根据表3.9取齿数Z=8。选择刀具前角n10后角o12,副后角o=8,由于其表面粗糙度值为12.5um,因为148mm无尺寸公差要求,故只需进行一次粗铣即可达到要求。由于加工余量不打,故可在一次走刀内切完。2 切削用量2.1 确定每齿进给量fz根据参考文献12六-常用铣床的技术资料,XA6132型卧式万能铣床的功率为7.5kW,工艺系统刚性为中等,根据表3.3,查得每齿的进给量fz=0.20.3mm/z,现取fz=0.2mm/z。2.2 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,铣刀直径d=100mm,耐用度T=180min。2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量,切削速度可由参考文献12计算公式3.27得: (式5.1 )也可直接由表查出。根据表3.9,当=100mm,Z=8,ap=90mm,ae=4.5mm,fz0.24mm/z时,。各修正系数为: 故 根据XA6132型铣床说明书,选择 因此实际切削速度和每齿进给量为 2.4 校验机床功率 根据表3.20,当 时,。切削功率的修正值系数故实际切削功率为 根据XA6132型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献12 (式5.7)。根据表3.25,入切量及超切量,则,故 工序三根据6 得 镗铣加工余量加工表面加工方法余量粗糙度 umB端面粗镗2.512.5B端面半精镗1.06.1 粗镗加工180H7的端面1 加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造; 加工要求:以一直角平面为精基准,粗镗180H7的端面; 机床:镗床,T68卧式镗床。 刀具:端铣刀,根据切削手册表1.2,选择YT15硬质合金刀片。根据表3.1,切削深度,选择刀具外径D=315mm,刀具安装孔d=60mm,H=80mm,b=25.7mm,刀齿斜角=14,主刃Kr=60,齿数z=22,镗削宽度ae=250mm,深度ap=2.5mm。由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数z=22(表3.16)。铣刀几何形状(3.2):由于。2 选择切削用量2.1 确定切削深度由于加工余量不大,故可以在一次走刀内切完,则 2.2决定每齿进给量根据参考文献6表4.2-19,T68型卧式镗床的功率为6.5kW,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,查得每齿的进给量fz=0.150.3mm/z,现取fz=0.18mm/z。2.3 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm,铣刀直径D=315mm,耐用度T=300min(表3.8)。2.4 由参考文献12计算公式3.27,确定切削速度和工作台每分钟进给量fMZ,可以根据表3.27公式计算,也可直接由表查出。 (式5.14)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。根据表3.16,当=315,Z=22,时,。各修正系数为: 故 根据参考书1中T68型卧式镗床说明书(表4.2-20),选择因此,实际切削速度和每齿进给量为 2.5 校验机床功率 根据表3.24,当 时,近似为 。根据参考书1T68型镗床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献6 (式5.7) 。根据表3.25,近似取入切量及超切量,则,故 基本时间半精镗加工180H7的端面1 加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造; 加工要求:以一直角平面为精基准,半精镗180H7的端面; 机床:镗床,T68卧式镗床。 刀具:端铣刀,刀具外径D=315mm,齿数z=22, 刀具外径D=315mm,刀具安装孔d=60mm,H=80mm,b=25.7mm,刀齿斜角=14,主刃Kr=60镗削宽度ae=250mm,深度ap=1.0mm。2 切削用量2.1 确定切削进给量根据参考文献6表4.2-19,T68型卧式镗床的功率为6.5kW,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,根据参考文献12,表3.4查得每转的进给量f=1.22.7mm/r,现取f=2.2mm/r。2.2 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm,铣刀直径D=315mm,耐用度T=240min。2.3 根据参考文献6表3.27中的计算公式,确定切削速度和工作台每分钟进给量fMZ (式5.20)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。也可以直接由表中查出。根据参考文献12表3.16,当=315,Z=22,时,。各修正系数为: 故 根据参考书1中T68型卧式镗床说明书(表4.2-20),选择因此,实际切削速度和每齿进给量为 根据参考文献6表4.2-22,T68型卧式镗床工作台进给量表,则实际每齿的进给量。2.4 检验机床功率根据参考文献12表3.24,当 时,近似为 。根据参考书T68型镗床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献6 (式5.7) 。根据表3.25,近似取入切量及超切量,则,故 工序四 镗铣加工180H7的另一端面根据参考文献6 得 镗铣加工余量加工表面加工方法余量粗糙度 umB端面粗镗2.512.5B端面半精镗1.06.1 粗镗加工180H7的端面 1加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造; 加工要求:以一直角平面为精基准,粗镗180H7的端面; 机床:镗床,T68卧式镗床。 刀具:端铣刀,根据切削手册表1.2,选择YT15硬质合金刀片。根据表3.1,切削深度,选择刀具外径D=315mm,刀具安装孔d=60mm,H=80mm,b=25.7mm,刀齿斜角=14,主刃Kr=60,齿数z=22,镗削宽度ae=250mm,深度ap=2.5mm。由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数z=22(表3.16)。铣刀几何形状(3.2):由于。2 选择切削用量2.1 确定切削深度由于加工余量不大,故可以在一次走刀内切完,则 2.2决定每齿进给量根据参考文献6表4.2-19,T68型卧式镗床的功率为6.5kW,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,查得每齿的进给量fz=0.150.3mm/z,现取fz=0.18mm/z。2.3 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm,铣刀直径D=315mm,耐用度T=300min(表3.8)。2.4 由参考文献12计算公式3.27,确定切削速度和工作台每分钟进给量fMZ,可以根据表3.27公式计算,也可直接由表查出。 (式5.14)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。根据表3.16,当=315,Z=22,时,。各修正系数为: 故 根据参考书1中T68型卧式镗床说明书(表4.2-20),选择因此,实际切削速度和每齿进给量为 2.5 校验机床功率 根据表3.24,当 时,近似为 。根据参考书1T68型镗床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献6 (式5.7) 。根据表3.25,近似取入切量及超切量,则,故 基本时间半精镗加工端面1 加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造; 加工要求:以一直角平面为精基准,半精镗180H7的端面; 机床:镗床,T68卧式镗床。 刀具:端铣刀,刀具外径D=315mm,齿数z=22, 刀具外径D=315mm,刀具安装孔d=60mm,H=80mm,b=25.7mm,刀齿斜角=14,主刃Kr=60镗削宽度ae=250mm,深度ap=1.0mm。2 切削用量2.1 确定切削进给量根据参考文献6表4.2-19,T68型卧式镗床的功率为6.5kW,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,根据参考文献12,表3.4查得每转的进给量f=1.22.7mm/r,现取f=2.2mm/r。2.2 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm,铣刀直径D=315mm,耐用度T=240min。2.3 根据参考文献6表3.27中的计算公式,确定切削速度和工作台每分钟进给量fMZ (式5.20)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。也可以直接由表中查出。根据参考文献12表3.16,当=315,Z=22,时,。各修正系数为: 故 根据参考书1中T68型卧式镗床说明书(表4.2-20),选择因此,实际切削速度和每齿进给量为 根据参考文献6 表4.2-22,T68型卧式镗床工作台进给量表,则实际每齿的进给量。2.4 检验机床功率根据参考文献12表3.24,当 时,近似为 。根据参考书1T68型镗床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献6 (式5.7) 。根据表3.25,近似取入切量及超切量,则,故 镗加工180H7的孔镗孔加工余量加工表面加工方法余量粗糙度 um172孔粗镗2.512.5177孔半精镗1.06.1179孔精镗0.5 1.6I 粗镗加工177的孔1 加工条件工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;工艺要求:孔径d=172mm,孔深l=100mm,通孔,精度为H12H13;机床: T68卧式镗床。刀具:YG6硬质合金车刀,根据参考文献7表1-1查得,使用矩形刀杆,1625mm,刀片厚度5mm。根据参考文献7表1-2,选择镗刀为型平面型硬质合金车刀。根据参考文献7表1-3选择刀具前角o6后角o7.2 切削用量2.1 确定背吃刀量粗镗的双边余量为5mm,则单边ap=5/2=2.5mm.2.2 确定进给量根据参考文献7表8-15,查得f=0.31.0mm/r,参考文献12表1-5,查得f=0.40.6mm/r,参考文献6T68机床主轴进给量表4.2-21,现取f=0.52mm/r。确定的进给量需要满足机床进给机构强度的要求,故需进行校核。根据参考文献6表4.2-19,查得其进给机构允许的进给力。参考文献12表1-23,当铸铁的硬度时,进给力,。切削时的修正系数为,故实际进给力为 由于切削时的进给力小于镗床进给机构允许的进给力,故所选的的进给量可用。2.3 选择镗刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表1-9,镗刀后刀面最大磨损量取为1mm,镗刀寿命T=60min。2.4 确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接由表中查出。根据参考文献12表1-11,当YG6硬质合金镗刀加工时,进给力,。切削速度的修正系数(均见参考文献12表1-28),故参考文献6表4.2-20,选择这时实际切削速度为 切削速度的计算也可以根据下面公式计算 (式5.24)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。2.5 校验机床功率 根据参考文献12表1-25可查的,当时,。根据参考文献12表1-29-2确定切削功率的修正系数,故实际切削时的功率。根据粗加工时校核的机床功率可知,T68型卧式镗床主电动机功率为6.5kW,故所选用切削用量可以采用,所确定的切削用量为。3 基本时间根据参考文献12 (式5.7) mm。根据参考书2表1.26,近似取入切量及超切量,则,故 II 半精镗加工179的孔1 加工条件工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;工艺要求:孔径d=177mm,孔深l=100mm,通孔,精度为H8H9;机床: T68卧式镗床。刀具:刀具的形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗镗相同。根据参考文献7表1-3选择刀具前角o6后角o7.。2 切削用量2.1 确定背吃刀量粗镗的双边余量为2mm,则单边ap=2/2mm=1.0mm.2.2 确定进给量半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据参考文献12表1-6,当表面粗糙度为,。参考文献6表4.2-21,选择f=0.27mm/r。2.3 选择镗刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表1-9,镗刀后刀面最大磨损量取为0.8mm,镗刀寿命T=60min。2.4 确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接由表中查出。根据参考文献12表1-11,当YG6硬质合金镗刀加工时,进给力,。切削速度的修正系数均为1.0(均见参考文献12表1-28),故参考文献6表4.2-20,选择这时实际切削速度为 切削速度的计算也可以根据下面公式计算 (式5.24)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。2.5 校验机床功率 根据参考文献12表1-25可查的,当时,。根据参考文献12表1-29-2确定切削功率的修正系数,故实际切削时的功率。根据粗加工时校核的机床功率可知,T68型卧式镗床主电动机功率为6.5kW,故所选用切削用量可以采用,所确定的切削用量为。3 基本时间根据参考文献12 (式5.7) mm。根据参考书2表1.26,近似取入切量及超切量,则,故 III 精镗加工180H7的孔1 加工条件工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;工艺要求:孔径d=179mm,孔深l=100mm,通孔,精度为H6H7;机床: T68卧式镗床。刀具:刀具的形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与半精镗相同。根据参考文献7表1-3选择刀具前角o6后角o7.。2 切削用量2.1 确定背吃刀量精镗的双边余量为1mm,则单边ap=1/2mm=0.5mm.2.2 确定进给量半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据参考文献12表1-6,当表面粗糙度为,。参考文献6表4.2-21,选择f=0.19mm/r。2.3 选择镗刀磨钝标准及寿命根据参考文献12表1-9,镗刀后刀面最大磨损量取为0.8mm,镗刀寿命T=60min。2.4 确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接由表中查出。根据参考文献12表1-11,当YG6硬质合金镗刀加工时,进给力,。切削速度的修正系数均为1.0(均见参考文献12表1-28),故参考文献6表4.2-20,选择这时实际切削速度为 切削速度的计算也可以根据下面公式计算 (式5.24)其中 Cv=18.9,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.1,pv=0.1,m=0.15,kv=0.63。2.5 校验机床功率 根据参考文献12表1-25可查的,当时,。根据参考文献12表1-29-2确定切削功率的修正系数,故实际切削时的功率。根据粗加工时校核的机床功率可知,T68型卧式镗床主电动机功率为6.5kW,故所选用切削用量可以采用,所确定的切削用量为。3 基本时间根据参考文献12 (式5.7) mm。根据参考书2表1.26,近似取入切量及超切量,则,故 工序五1 加工条件工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;加工要求:铣50h11的凹槽,加工余量h=8mm;加工尺寸:宽度为50mm,长度为260mm;机床:铣床,XA6132卧式铣床。刀具:高速钢立铣刀。铣削宽度ae=50mm,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=3.0mm,nc=47.5r/min,Vc=7.4575m/min,Vf=150mm/min, f z=0.16mm/z。3 计算基本工时tm3L/ Vf= 3(260+18)/150=5.586min。 (式5.33)式中,l=260, 根据表参考文献12 表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量18工序六1 加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造; 加工要求:铣另一50h11的槽,加工余量h=8mm;加工尺寸:宽度为50mm,长度为260mm;机床:铣床,XA6132卧式铣床。刀具:高速钢立铣刀。铣削宽度ae=50mm,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=3.0mm,nc=47.5r/min,Vc=7.4575m/min,Vf=150mm/min, f z=0.16mm/z。3 计算基本工时tm3L/ Vf= 3(260+18)/150=5.586min。 (式5.33)式中,l=260, 根据表参考文献12 表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量18工序七1 加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;工件尺寸:宽度为90mm,长度L=75mm;加工要求:以一直角面为粗基准,定位安装,铣加工一铣长度为75mm的凹台,粗糙度12.5um。加工余量h=23mm。机床:铣床,XA6132型卧式万能铣床。刀具:高速钢圆柱铣刀,采用标准镶齿圆柱铣刀。取铣削宽度ae=8.0mm,深度ap=90mm。根据参考文献2切削手册)表3.1,取刀具外径d0=100mm, 根据表3.9取齿数Z=8。选择刀具前角n10后角o12,副后角o=8,由于其表面粗糙度值为12.5um,因为75mm无尺寸公差要求,总余量h=23mm,故只需进行三次粗铣即可达到要求。2 切削用量2.1 确定每齿进给量fz根据参考文献12 六-常用铣床的技术资料,XA6132型卧式万能铣床的功率为7.5kW,工艺系统刚性为中等,根据表3.3,查得每齿的进给量fz=0.20.3mm/z,现取fz=0.2mm/z。2.2 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12 表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,铣刀直径d=100mm,耐用度T=180min。2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量,切削速度可由参考文献12 计算公式3.27得: (式5.1 )也可直接由表查出。根据表3.9,当=100mm,Z=8,ap=90mm,ae=8.0mm,fz0.24mm/z时,。各修正系数为: 故 根据XA6132型铣床说明书,选择 因此实际切削速度和每齿进给量为 2.4 校验机床功率 根据表3.20,当 时,。切削功率的修正值系数故实际切削功率为 根据XA6132型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献 (式5.7)。根据表3.25,入切量及超切量,则,故 工序八1 加工条件 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造;工件尺寸:宽度为90mm,长度L=75mm;加工要求:以一直角面为粗基准,定位安装,铣加工另一个长度为75mm的凹台,粗糙度12.5um。加工余量h=23mm。机床:铣床,XA6132型卧式万能铣床。刀具:高速钢圆柱铣刀,采用标准镶齿圆柱铣刀。取铣削宽度ae=8.0mm,深度ap=90mm。根据参考文献2切削手册)表3.1,取刀具外径d0=100mm, 根据表3.9取齿数Z=8。选择刀具前角n10后角o12,副后角o=8,由于其表面粗糙度值为12.5um,因为75mm无尺寸公差要求,总余量h=23mm,故只需进行三次粗铣即可达到要求。2 切削用量2.1 确定每齿进给量fz根据参考文献12 六-常用铣床的技术资料,XA6132型卧式万能铣床的功率为7.5kW,工艺系统刚性为中等,根据表3.3,查得每齿的进给量fz=0.20.3mm/z,现取fz=0.2mm/z。2.2 铣刀磨钝标准及寿命根据参考文献12 表3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,铣刀直径d=100mm,耐用度T=180min。2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量,切削速度可由参考文献12 计算公式3.27得: (式5.1 )也可直接由表查出。根据表3.9,当=100mm,Z=8,ap=90mm,ae=8.0mm,fz0.24mm/z时,。各修正系数为: 故 根据XA6132型铣床说明书,选择 因此实际切削速度和每齿进给量为 2.4 校验机床功率 根据表3.20,当 时,。切削功率的修正值系数故实际切削功率为 根据XA6132型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 故,因此所决定的切削用量可以采用,即。3 基本时间根据参考文献 (式5.7)。根据表3.25,入切量及超切量,则,故 工序九 1 加工条件:钻6-的孔 工件材料:HT200, 硬度180200HB,铸造; 工艺要求:孔径d=13mm,孔深k=50mm,通孔,精度为H12H13; 机床:钻床,Z525立式钻床。2 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=13mm,钻头采用双头刃磨法,后角o12,二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 .3 选择切削用量 3.1 决定进给量根据参考文献12 表2.7,按加工要求决定进给量:根据根据参考文献12 表2.7,当加工要求为H12H13精度,铸铁的硬度为220HBS,=13mm时,=0.310.39mm/z。由于,故应成孔深修正系数,则按钻头强度决定进给量:根据参考文献表2.8,查的钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r。按机床进给机构强度决定进给量:根据表参考文献2.9,Z525钻床允许的轴向力为8830N,进给量为1.2mm/r。从以上三个进给量比较和Z585钻床说明书,选择f=0.28mm/r。由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻同容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。由参考书表2.19可查出钻孔时的轴向力,。轴向力修正系数均为1.0,故。根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为,所以,则f=0.28可用。 3.2 钻头磨钝标准及寿命根据参考文献12 表2.12,后刀面最大磨损限度为0.50.9mm,寿命3.3 切削速度根据参考文献12 表2.13 修正系数 故。根据Z525钻床说明书,机床实际转速为,但因所选转数较计算转数为高,会使刀具寿命下降,故可选进给量降低一级,即取f=0.22mm/r;也可选择较低一级转数,仍用f=0.28mm/r,比较这两种选择方案:第一方案 f=0.28mm/r,第二方案 f=0.22mm/r,因为第二种方案nf的乘积较大,基本工时较少,故第二种方案较好。这时切削速度3.4 校验扭矩功率根据参考文献12 表2.20 。扭矩修正系数均为1.0,故。根据Z525钻床说明书所以 根据参考书2.23,查的故满足条件,校验成立。4 计算工时 T=6L/nf=6(212+8)/0.22*392=7.5min (式5.37)式中,l=212mm, 根据参考文献12 表3.26,入切量及超切量8mm。工序十1 加工条件:钻25的孔。工艺要求:孔径d=25mm,孔深l=50mm,通孔,精度为H12H13;机床:钻床,Z525立式钻床。 2 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=25mm,钻头采用双头刃磨法,后角o12,二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=2.5mm,宽l=5mm,棱带长度 .3 选择切削用量3.1 决定进给量根据参考文献12 表2.7,按加工要求决定进给量:根据根据参考文献12 表2.7,当加工要求为H12H13精度,铸铁的硬度为220HBS,=25mm时,=0.470.57mm/z。由于,故应成孔深修正系数,则按钻头强度决定进给量:根据参考文献表2.8,查的钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r。按机床进给机构强度决定进给量:根据表参考文献2.9,Z525钻床允许的轴向力为8830N,进给量为0.6mm/r。从以上三个进给量比较和Z585钻床说明书,选择f=0.48mm/r。由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻同容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。由参考书表2.19可查出钻孔时的轴向力,。轴向力修正系数均为1.0,故。根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为,所以,则f=0.48可用。 3.2 钻头磨钝标准及寿命根据参考文献12 表2.12,后刀面最大磨损限度为1.2mm,寿命3.3 切削速度根据参考文献12 表2.13 修正系数 故。根据Z525钻床说明书,机床实际转速为,但因所选转数较计算转数为高,会使刀具寿命下降,故可选进给量降低一级,即取f=0.36mm/r;也可选择较低一级转数,仍用f=0.48mm/r,比较这两种选择方案:第一方案 f=0.36mm/r,第一方案 f=0.48mm/r,因为第一种方案nf的乘积较大,基本工时较少,故第一种方案较好。这时切削速度3.4 校验扭矩功率根据参考文献12 表2.20 。扭矩修正系数均为1.0,故。根据Z525钻床说明书所以 根据参考书2.23,查的故满足条件,校验成立。4 计算工时 T=L/nf=(58+12)/0.48*195=0.75min (式5.37)式中,l=58mm, 根据参考文献12 表3.26,入切量及超切量12mm。工序十一1 加工条件:钻另一25的孔。 工艺要求:孔径d=25mm,孔深l=50mm,通孔,精度为H12H13;机床:钻床,Z525Q立式钻床。 2 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=25mm,钻头采用双头刃磨法,后角o12,二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=2.5mm,宽l=5mm,棱带长度 .3 选择切削用量3.1 决定进给量根据参考文献12 表2.7,按加工要求决定进给量:根据根据参考文献12 表2.7,当加工要求为H12H13精度,铸铁的硬度为220HBS,=25mm时,=0.470.57mm/z。由于,故应成孔深修正系数,则按钻头强度决定进给量:根据参考文献表2.8,查的钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r。按机床进给机构强度决定进给量:根据表参考文献2.9,Z525钻床允许的轴向力为8830N,进给量为0.6mm/r。从以上三个进给量比较和Z585钻床说明书,选择f=0.48mm/r。由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻同容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。由参考书表2.19可查出钻孔时的轴向力,。轴向力修正系数均为1.0,故。根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为,所以,则f=0.48可用。 3.2 钻头磨钝标准及寿命根据参考文献12 表2.12,后刀面最大磨损限度为1.2mm,寿命3.3 切削速度根据参考文献12 表2.13 修正系数 故。根据Z525钻床说明书,机床实际转速为,但因所选转数较计算转数为高,会使刀具寿命下降,故可选进给量降低一级,即取f=0.36mm/r;也可选择较低一级转数,仍用f=0.48mm/r,比较这两种选择方案:第一方案 f=0.36mm/r,第一方案 f=0.48mm/r,因为第一种方案nf的乘积较大,基本工时较少,故第一种方案较好。这时切削速度3.4 校验扭矩功率根据参考文献12 表2.20 。扭矩修正系数均为1.0,故。根据Z525钻床说明书所以 根据参考书2.23,查的故满足条件,校验成立。4 计算工时T=L/nf=(58+12)/0.48*195=0.75min (式5.37)式中,l=58mm, 根据参考文献12 表3.26,入切量及超切量12mm。最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片,见附表15 顶部和左侧安装平面铣削夹具夹具设计5.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工顶部和左侧安装平面铣削夹具手动夹具设计,加工时除了要满足粗糙度要求外,还应满足两孔轴线间公差要求。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。5.2 设计要求在对工件进行机械加工时,为了保证加工的要求,首先要使工件相对道具及机床有正确的位置,并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此,在进行机械加工前,先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件,通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要,有些夹具上设置分度装置、靠模装置;为能方便、准确定位,常设置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元件等。以上各组成部分中,定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多,可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为:通用夹具,专用夹具,可调夹具,组合夹具,拼装夹具。按使用机床可分为:车床夹具,铣床夹具,钻床夹具,镗床夹具,齿轮机床夹具,数控机床夹具,自动机床夹具,自动线随行夹具以及其他机床夹具。5.3 夹具的组成(1) 定位元件 夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件,通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。(2) 夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。图3-3中的螺杆8(与圆柱销合成一个零件)、螺母7和开口垫圈6就起到了上述作用。(3) 对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图3-3中钻套l和钻模板2组成导向装置,确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞 尺为对刀装置。 (4) 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图3-3中夹具体3的底面为安装基面,保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此,夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。 (5) 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件,如图3-3中的件3,通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 (6) 其它装置或元件 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。5.4 夹具的分类和作用(1)按专业程度划分1)通用夹具 通用夹具是指已经标准化的,在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如,车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘,铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产,常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广,生产效率低,主要适用于单件、小批量的生产中。 2)专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑,操作迅速、方便、省力,可以保证较高的加工精度和生产效率,但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时,夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3)通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换,部分装置可以调整,以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具,称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比,加工对象不很明确,适用范围更广一些。 4)组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求,由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造,其特点是灵活多变,万能性强,制造周期短、元件能反复使用,特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5)随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用,又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位,进行不同工序的加工。 (2)按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同,对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同,夹具又可分为:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 (3)按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同,可分为:手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具的作用:1缩短辅助时间,提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程:其一是夹具本身在机床上的安装和调整,这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现,或者通过找正、试切等方法来实现,但速度稍慢;其二是被加工工件在夹具中的安装,这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等),因此能迅速实现。2确保并稳定加I精度,保证产品质量 加工过程中,工件与刀具的相对位置容易得到保证,并且不受各种主观因素的影响,因而工件的加工精度稳定可靠。 3降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强 由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧,这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度,或者根本不需要找正和调整,所以,这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。按夹紧的动力源可分为:手动夹具,气动夹具,液压夹具,气液增力夹具,电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种:将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低,一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线,划出加工表面的尺寸和位置,装夹时,用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时,都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点:a、保证加工精度,稳定加工质量b、缩短辅助时间,提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围,实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件,降低生产成本本夹具无严格的技术要求,因此,应主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,精度不是主要考虑的问题。5.5 定位、夹紧方案的选择根据零件图分析本次加工的两平面,采以底面为主要定位基准,限制3个自由度(绕X,Y轴转动、 Z方向的移动),180mm孔处的定位销限制2个自由度(X,Y方向移动),左边的支承钉限制一个自由度(绕Z轴的转动)。按照基准重合以及精基准的原则,X,Z方向用设计基准作为定位基准,以避免基准不重合而引起的基准不重合误差,有利于保证加工精度。5.6 切削力及夹紧力的计算轴向进给力、转矩、及功率(查文献【8】表2-32、2-33): 轴向力=; 转矩:=; 功率:=。 其中:=600,=1.0,=0.7,=0.305,=2.0,=0.8,= =8mm,=0.18mm/r,=12.7m/min。 =2066.7N =7.08N/m; =0.449kw 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数k=; 式中:=1.5,基本安全系数;=1.1,加工性质系数;=1.1,刀具钝 化系数;=1.1,断续切削系数。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可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5表可得: 所以有: 该孔的设计基准为中心轴,故以回转面做定位基准,实现“基准重合”原则;参考文献,因夹具的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力:F夹KF (N)扭距:Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内,安全系数实际所需夹紧力:由参考文献16机床夹具设计手册表得: 安全系数K可按下式计算,由式(2.5)有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献16机床夹具设计手册表 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,决定选用螺旋夹紧机构。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。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上,这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小,必须知道加工过程中,工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等,然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上,夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且,切削力的大小在加工过程中是变化的,因此,夹紧力的计算是个很复杂的问题,只能进行粗略的估算。估算的方法:一是找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需的夹紧力;二是只考虑主要因素在力系中的影响,略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤:a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程:FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需,应考虑安全系数,FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件:FJFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过,其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下,还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧,才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下,不发生移动和震动,确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的,正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力,使之变为夹紧力,并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是
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