拨盘加工工艺及其铣夹具设计【说明书工艺卡制造论文CAD图】
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目 录1 工艺规程制定11.1机械加工工艺规程制订11.2机械加工工艺规程的组成11.3制订机械加工工艺规程的原始资料12 零件的分析22.1拨盘的分析22.2零件的工艺分析23 工艺规程设计43.1基准面的选择43.1.1 粗基准的选择原则43.1.2 精基准的选择原则43.2 制定工艺路线53.3 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差53.4 基本工时的确立54 铣夹具设计164.1定位基准的选择164.2定位元件设计及定位分析164.3切削力及夹紧力计算164.4夹紧力的确定17结 论19参考文献201 工艺规程制定1.1机械加工工艺规程制订1、工艺规程 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则 保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料 4、制订工艺规程的程序 计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。1.2机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元，也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。工序 一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。工步 在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序走刀 在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料产品装配图及零件图；产品质量的验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。2 零件的分析2.1拨盘的分析拨盘的材料45钢，45钢调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。 图2-1 拨盘零件图 技术要求：1.未注倒角为C0.5。2.去毛刺、飞边。3.锐边倒钝。4.未注尺寸公差按GB/T1804-2000-m。5.未注几何公差按GB/T1804-1996-k。2.2零件的工艺分析拨盘所加工表面分述如下：1.拨盘49右端面，粗糙度Ra12.52.拨盘16左端面，粗糙度Ra12.53.拨盘10J7孔，粗糙度Ra1.64.拨盘49左端面，粗糙度Ra12.55.拨盘16外圆，粗糙度Ra12.56.拨盘29.4h7外圆，粗糙度Ra0.87.拨盘22槽，粗糙度Ra12.58.拨盘6.5H7孔，粗糙度Ra3.2 3 工艺规程设计3.1基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.1.1 粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。3.1.2 精基准的选择原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。 3.2 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。最终工艺路线方案：锻造调质处理HB285-311工序10：铣49右端面工序20：铣16端面工序30：钻孔至9.8；铰9.8孔至10J7工序40：粗车16外圆；粗车29.4h7外圆；粗车49左端面；粗车29.4h7端面；半精车29.4h7外圆；精车29.4h7外圆；车10.2洁角工序50：铣22槽；铣6.5H7孔 去毛刺检验至图纸要求 包装、入库3.3 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差拨盘零件材料45钢，重约为0.11Kg，由机械制造工艺设计简明手册表2.2-25知，拨盘厚度（直径）方向单边余量1.01.5；水平方向单边余量1.01.5，在此拨盘厚度（直径）方向和水平方向单边余量均采用1.0。 3.4 基本工时的确立工序10：铣49右端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,， 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序20：铣16端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,， 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序30：钻孔至9.8；铰9.8孔至10J7工步一：钻孔至9.8确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为：切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：铰9.8孔至10确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为： 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序40：粗车16外圆；粗车29.4h7外圆；粗车49左端面；粗车29.4h7端面；车10.2洁角；半精车29.4h7外圆；精车29.4h7外圆工步一：粗车16外圆1.切削用量机床为C620-1型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.0mm，零件材料为45钢，一次切削刀具易磨损，故采用一次走刀，故2）确定进给量根据表1.4，在粗车16外圆、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.081.59mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-10），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，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=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=200m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）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。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。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.26mm/r，切削速度=50m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=500.80.650.811.15m/min24m/min 478r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=480r/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.26mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=480r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.0mm，=0.26mm/r，=480r/min，=24m/min2、确定粗车16外圆的基本时间， 式中 =6mm，=1.0mm，=2mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步二：粗车29.4h7外圆， 式中 =7.5mm，=1.0mm，=2mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1 则 工步三：粗车49左端面1.切削用量机床为C620-1型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.0mm，零件材料为45钢，一次切削刀具易磨损，故2）确定进给量根据表1.4，在粗车49左端面、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.081.59mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-10），选择=0.26mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，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=3530N。根据表1.21，当2mm,0.26mm/r，=200m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）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。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。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.27mm/r，切削速度=150m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min73m/min 474r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=480r/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.27mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=480r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.0mm，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min2、确定粗车49左端面的基本时间， 式中 =49mm， =10mm，=1.0mm，=2mm，=2mm，=0.26mm/r，=480r/min，=1 则 工步四：粗车29.4h7端面， 式中 =49mm， =29.4mm，=1.0mm，=2mm，=2mm，=0.26mm/r，=480r/min，=1 则 工步五：半精车29.4h7外圆1.=0.25mm2. =0.22mm/r3. =1000.80.650.811.15m/min48m/min518r/min 与518r/min相近的转速为480r/min，故=480r/min4.确定基本工时 ， 式中 =7.5mm，=0.25mm，=2mm，=0.22mm/r，=480r/min,=1 则 工步六：精车29.4h7外圆1. =0.05mm2.=0.18mm/r3.=1500.80.650.811.15m/min73m/min791r/min 与791r/min相近的转速为760r/min，故=760r/min4.确定基本工时 ， 式中 =7.5mm，=0.05mm，=2mm，=0.18mm/r，=760r/min,=1 则 工步七：车10.2洁角工序50：铣22槽；铣6.5H7孔工步一：铣22槽1.选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,， 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据数控铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工步二：铣6.5H7孔1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,， 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据数控铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，走刀次数则机动工时为 4 铣夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由老师分配的任务，我被要求设计工序50：铣22槽；铣6.5H7孔的夹具。4.1定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图和工艺过程得，选择拨盘49右端面及10J7孔定位。4.2定位元件设计及定位分析 本工序选用的定位基准为拨盘49右端面及10J7孔，所以相应的夹具上的定位元件应是支承板和A型固定式定位销。定位分析如下：1.拨盘49右端面与支承板相配合限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2.拨叉10J7孔与A型固定式定位销相配合限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。因拨盘此时属于回转类零件，关于中心线对称，故此时欠定位合理。4.3切削力及夹紧力计算 1、 基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以拨盘49右端面及10J7孔来定位，铣22槽；铣6.5H7孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 基准位移误差，mm 孔的最大直径，mm 轴的最小直径，mm =0.0115mm2、 基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为= 式中 基准不重合误差，mm 工件的最大外圆面积直径公差，mm =4.4夹紧力的确定1.切屑力计算查表1-2-3 圆周力： 径向力： 轴向力：其中：查机床夹具手册表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，Fp=459N，Ff=695N2.夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=6mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠 结 论课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的
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