K009-10】杠杆[831009]工艺及钻25孔夹具设计【方案2】.rar
萍乡学院 机械电子工程系 机械制造技术课程设计 设计课题: 杠杆加工工艺规程设计 专业: 机械制造及其自动化 班级: 14 机械班 姓名: 肖钟宝 学号: 14352066 评分: 指导老师:(签字) 2016 年 12 月 23 日 前言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课,专业基础课以及专 业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复 习,也是一次理论联系实际的训练。因此,他在我们的大学三年生活中占有重要的地位。 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。 生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加 工工艺来体现。 对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加 工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计 可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、 结构工艺性等问题。 就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的 训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ,为以后的 工作打下良好的基础。 由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。 目录 1、杠杆加工工艺规程设计 - 2 - 1.1 零件的分析 .- 2 - 2、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 - 4 - 2.1 确定毛坯的制造形式 .- 4 - 2.2 确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差 .- 4 - 3.1 基面的选择 .- 5 - 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 - 7 - 5、确定切削用量 - 8 - 6、确定基本工时 - 19 - 总结 - 1 - 参考文献 - 2 - 致 谢 - 3 - 1、杠杆加工工艺规程设计 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床的杠杆。它位于车床制动机构中,主要起制动作用。 杠杆一端与制动带连接,另一端通过刚球与齿条轴的凸起(或凹槽)相接触,当离合器 脱开时,齿条轴与杠杆下端接触,是起逆时针方向摆动,将制动带拉紧;当左右离合器 中任一个接合时,杠杆都顺时针方向摆动,使制动带放松,从而达到制动的目的。 1.1.2 零件的工艺分析 零件图如下所视 零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高, 所以对于杠杆的需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下: (1)主要加工面: 1)小头钻 以及与此孔相通的 14 阶梯孔、M8 螺纹孔;0.235 2)钻 锥孔及铣 锥孔平台;.1070.17 3)钻 2M6 螺纹孔; 4)铣杠杆底面及 2M6 螺纹孔端面。 (2)主要基准面: 1)以 45 外圆面为 基准的加工表面 这一组加工表面包括: 的孔、杠杆下表面0.235 2)以 的孔为中心的加工表面0.235 这一组加工表面包括:14 阶梯孔、M8 螺纹孔、 锥孔及 锥孔平台、0.1270.127 2M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 锥孔平台。 . 杠杆的 25 孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下: 本套夹具中用于加工 25 孔的是立式钻床。工件以 25 孔下表面及 45 孔外圆面 为定位基准,在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工 25 时,由于孔表面粗糙度为 。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。1.6aRm 本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 12.7 是立式铣床。工件以 孔及0.235 端面和水平面底为定位基准,在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面:包 括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔,由于 30mm 的下平台的表面、孔表 面粗糙度都为 。其中主要的加工表面是孔 12.7,要用 12.7 钢球检查。6.3aR 本套夹具中用于加工与 25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以 孔0.235 及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准,在大端面长圆柱销、支承板和支承钉 上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时,先用 7 麻花钻钻孔,再用 M8 的丝锥攻螺纹。 2、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 2.1 确定毛坯的制造形式 由零件要求可知,零件的材料为 HT200,考虑到本零件在具体工作的受力情况,我们 选择砂型铸造,足以满足要求,又因为零件是中批量生产,所以选择砂型铸造是提高效 率节省成本的最佳方法。 2.2 确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差 根据机械制造工艺设计手册 ,灰铸铁的公差等级及机械加工余量按表 53 和表 54 确定。要确定的尺寸公差及机械加工余量先确定如下各项因素。 (1) 铸件机械加工余量 该值由铸件的成型方法和材料确定,成型方法为金属铸造 材料为 灰口铸铁,确定加工余量等级为 DF。 (2) 铸件尺寸公差 根据表 53 毛坯铸件的基本尺寸处于 100160 之间,则铸件 的尺寸公差等级取 IT8 级,尺寸公差为 1.8mm。 (3) 确定机械加工余量 根据查表得毛坯的加工余量等级为 DF,以及铸件的尺 寸,定铸件的机械加工余量为 1.5mm 。 (4) 根据成型零件的基本尺寸,以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差确定毛 坯的尺寸为基本尺寸加上 2mm。 (5) 设计毛坯图 如下图: 3、工艺规程设计 3.1 基面的选择 (1)粗基准的选择 对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的不加 工表面是加强筋所在的肩台的表面作为加工的粗基准,可用装夹对肩台进行加紧,利用 一个 V 形块支承 45 圆的外轮廓作主要定位,以限制 z 轴移动、z 轴转动、y 轴移动、y 轴转动四个自由度。再以一面定位消除 x 轴移动和 x 轴转动两个自由度,达到完全定位, 就可加工 25 的孔。 (2)精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用 25 的孔作 为精基准。 3.2 确定工艺路线 表 3.1 工艺路线方案一 工序 1 粗精铣 25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.235 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4 钻 12.7 的锥孔 工序 5 加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔 工序 6 粗精铣 2-M6 上端面 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔孔,攻螺纹孔 2-M6 工序 8 检查 表 3.2 工艺路线方案二 工序 1 粗精铣 25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.235 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4 钻 12.7 的锥孔 工序 5 粗精铣 2-M6 上端面 工序 6 钻 2-5 孔,加工螺纹孔 2-M6 工序 7 加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔 工序 8 检查 工艺路线的比较与分析: 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 14 孔,再加工螺纹孔 M8”变为“工 序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效 率。而对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以 25mm 的孔外轮廓为精基准,先铣下端面。再钻锥孔,从而保证了两孔中心线的 尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面, 再“钻 14 孔,加工螺纹孔 M8”不便于装夹,并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决 定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可 行。 从提高效率和保证精度这两个前提下,发现第一个方案也比较合理想。所以我决定 以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 3.3 所示。 表 3.3 最终工艺过程 工序 1 粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升 降台铣床 X52K。 工序 2 加工孔 25。钻孔 25 的毛坯到 22mm;扩孔 22mm 到 24.7mm;铰孔 24.7mm 到 mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式钻床0.235 Z535。采用专用夹具。 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台,仍然采用立式铣床 X52K,用组合夹具。 工序 4 钻 12.7 的锥孔,采用立式钻床 Z535,为保证加工 的孔的位置度,采用专用夹具。 工序 5 加工螺纹孔 M8,锪钻 14 阶梯孔。用组合夹具,保 证与垂直方向成 10 。 工序 6 粗精铣 M6 上端面 。用回转分度仪加工,粗精铣与 水平成 36 的台肩。用卧式铣床 X52K,使用组合夹 具。 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535, 为保证加工的孔的位置度,采用专用夹具 工序 8 检查 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 HT200,毛坯的重量 0.85kg,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用 金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下: 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实 只是名义上的加工余量,实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产,应该采用调整法加工,因此计算最大与最小余 量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有:(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献14的 铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为 0.5mm。 1)加工 25 的端面,根据参考文献8表 4-35 和表 4-37 考虑 2mm,粗加工 1.9mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工 0.1mm,同理上下端面的加工余量都是 2mm。 2)对 25 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工 1.9mm, 一次精加工 0.1mm 就可达到要求。 3)加工宽度为 30mm 的下平台时,用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有 粗糙度的要求 ,而铣削的精度可以满足,故采取分四次的铣削的方式,每次铣6.3aRm 削的深度是 2.5mm。 4)钻锥孔 12.7 时要求加工一半,留下的余量装配时钻铰,为提高生产率起见, 仍然采用 12 的钻头,切削深度是 2.5mm。 5)钻 14 阶梯孔,由于粗糙度要求 ,因此考虑加工余量 2mm。可一次粗3.2aRm 加工 1.85mm,一次精加工 0.15 就可达到要求。 6)加工 M8 底孔,根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余 量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。 7)加工 2-M6 螺纹,根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工 余量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。 8)加工 2-M6 端面,粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工 1mm,可达到要求。 5、确定切削用量 工序 1:粗、精铣 孔下平面25 (1)粗铣 孔下平面 工件材料: HT200,铸造。 机床:X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此15YT0Dm8Z 为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=1.9mm 所以铣削深度 :pa1.9m 每齿进给量 :根据参考文献3表 2.4-75,取 铣削速度 :参照参考文f 0.12/famZV 献7表 3034,取 。.3/Vs 机床主轴转速 : 式(2.1)n10d 式中 V铣削速度; d刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速 :n101.360254/min4Vnrd 按照参考文献3表 3.1-74 /i 实际铣削速度 :v3.1401.57/06dns 进给量 : fV.28/.8/ffaZm 工作台每分进给量 : m4.2infVs :根据参考文献7表 2.4-81,a 0a (2)精铣 孔下平面25 工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 参考文献7表 3031 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 精铣该平面的单边余量:Z=0.1mm 铣削深度 :pa0.1m 每齿进给量 :根据参考文献7表 3031,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照参考文献7表 3031,取V0.32/Vms 机床主轴转速 ,由式(2.1)有:n100.3261/in14rd 按照参考文献7表 3.1-31 75/mi 实际铣削速度 :v3.10.4/106ns 进给量 ,由式(1.3)有:fV.5127/60.25/ffVaZnms 工作台每分进给量 : mf2./3infms 工序 2:加工孔 25 到要求尺寸 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 25mm,公差为 H7,表面粗糙度 。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔1.6aR 22mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔24.7mm 标准高速钢扩 孔钻;铰孔25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 (1)确定钻削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ,由于f 0.47.5/fmr表 孔深度比 , ,故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(0.47.5)921f表 Z535 立式钻床说明书,取 。43/mr 根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床进给机构1./fr 允许的轴向力 (由机床说明书查出) ,根据表 28-9,允许的进给量max15690FN 。“1.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。ff“f 2)确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15,由插入法v mP 得: ,17/in表 4732FN表 ,5.69TNM表 1.5mPkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3, , ,故0.8Mvk.75lvk1/min80.1.2(/min)表 0./i6/ivn rd表 查 Z535 机床说明书,取 。实际切削速度为:195/ir02195/min4/i0nrv 由表 28-5, ,故1.6MFTk47321.65()FN5.904.8m 3)校验机床功率 切削功率 为P/)mMnk表(1.25(92461.05kWW 机床有效功率 83E mPkkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,02dm0.43/fr195/inr14/inv 相应地 , ,516FN.8Tm.0PkW (2)确定扩孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-31,f 。根据 Z535 机床说明书,取 =0.57mm/r。f:表 ( 0.78) m/r0.7=49.56/r f 2)确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33,取 。修正系数:vn 25/minv表 ,0.8mvk24.71.02(/1.509)ppRavak根 据 故 25/in.12./inv表 01)nd表 ( ./mi(4.7)286/ir 查机床说明书,取 。实际切削速度为275/inr301vdn 34./mi102/ir (3)确定铰孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-36, ,按该表注 4,进f 1.326fm表 给量取小植。查 Z535 说明书,取 。1.6/fmr 2)确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39,取 。由vn 8./inv表 参考文献7表 28-3,得修正系数 ,0.8Mvk0.9pavk524.7(/015.2)pRa根 据 故 8./min.89.4/minv表 01()nd表 7.4/i(25)95/inr 查 Z535 说明书,取 ,实际铰孔速度10/minr30vdn 325/i7.8/ir (4)各工序实际切削用量 根据以上计算,各工序切削用量如下: 钻孔: , , ,02dm0.43/fr195/minr14/inv 扩孔: , , ,.757272.3m 铰孔: , , ,051.6/fr0/inr8/iv 工序 3:粗精铣宽度为 30mm 的下平台 (1)粗铣宽度为 30mm 的下平台 加工条件: 工件材料: HT200,铸造。 机床:X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此15YT0Dm8Z 为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=2mm 所以铣削深度 :pa2m 每齿进给量 :根据参考文献3表 2.4-75,取 铣削速度 :参照参考文f 0.12/famZV 献7表 3034,取 。1.3/Vs 由式 2.1 得机床主轴转速 :n10.60254/in314nrd 按照参考文献3表 3.1-74 3/mi 实际铣削速度 :v.1401.57/06dns 进给量 : fV.283/.8/ffaZ 工作台每分进给量 : m4.2minfVs :根据参考文献7表 2.4-81,a 30am 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , ll 刀具切入长度 :1 式(2.2)210.5()(13lDa20)5.m 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 (2)精铣宽度为 30mm 的下平台 工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 由参考文献7表 3031 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度 :pa1.0m 每齿进给量 :根据参考文献7表 3031,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照参考文献7表 3031,取V32Vs 机床主轴转速 ,由式(2.1)有:n100.3261/in14rd 按照参考文献3表 3.1-31 75/mi 实际铣削速度 :v3.10.4/106ns 进给量 ,由式(2.3)有:fV.5127/60.25/ffVaZnms 工作台每分进给量 : mf2.5/13/minfVs 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 l 40l 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 工序 4: 钻 12.7 的锥孔 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 12.7mm, ,表面粗糙度 。6.3aRm 加工机床为 Z535 立式钻床,钻孔12mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃; 扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。 (1)确定钻削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ,由于f 0.47.5/fmr表 孔深度比 , ,故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(0.47.5)921f表 Z535 立式钻床说明书,取 。43/mr 根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床进给机构1./fr 允许的轴向力 (由机床说明书查出) ,根据参考文献7表 28-9,允许的进max15690FN 给量 。“.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。ff“f 2)确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据参考文献7表 28-v mP 15,由插入法得: ,17/in表 4732FN表 ,5.69TNM表 1.5mPkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3, , ,故0.8Mvk.7lvk1/in80.51.2(/in)表 0./mi6/ivn rd表 查 Z535 机床说明书,取 。实际切削速度为:195/minr02195/min4/i0drv 由参考文献7表 28-5, ,故.6MFTk47321.56()N5.904.8m 3)校验机床功率 切削功率 为P/)mMnk表( 1.25(9/246)1.05WkW 机床有效功率 83E mPkkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,02dm0.43/fr195/minr14/inv 相应地 , ,516FN5.8T.0mPkW (2)确定扩孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-31,f 。根据 Z535 机床说明书,取 =0.57mm/r。f:表 ( 0.78) /r0.7=49.56/r f 2)确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33,取 。修正系数:vn 25/minv表 ,0.8mvk 2.71.02(/1.509)ppRavak根 据 故 25/in/min表 01)nvd表 ( 10.2/min(24.7)86/ir 查机床说明书,取 。实际切削速度为75/ir301vdn 324./min10/ir 工序 5:钻 M8 螺纹孔锪钻 14 阶梯孔 (1)加工 M8 底孔 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 8mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工 序为钻孔至 7,选用 7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹,选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。 切削深度 :pa10.5m 进给量 :根据参考文献5表 2.4-39,取f rmf/25.0 切削速度 :参照参考文献5表 2.4-41,取V sV43 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取01.436017/innrd90/inr 实际切削速度 :V0.9.3/160nms 被切削层长度 :l2.5m 刀具切入长度 :1 7(12)024.1rDctgkctg 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 攻 M81.5 的螺纹 机床:Z535 立式钻床 刀具:细柄机用丝锥( )81.5M 进给量 :由于其螺距 ,因此进给量f mprmf/5.1 切削速度 :参照参考文献5表 2.4-105,取V in/8.40sV 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取018.35./in4nrd360/inr 丝锥回转转速 :取06/minr 实际切削速度 : V03.14860.15/dms (2)锪钻 14 阶梯孔 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 14mm,表面粗糙度 。加3.2aRm 工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为锪钻,加工刀具为:锪钻孔14mm 小直径端面 锪钻。 1)确定切削用量 确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ,由于孔深f 0.25.31/fmr表 度比 , ,故 。查 Z5350/3/2.5ld1.0lfk(0.25.31)f表 立式钻床说明书,取 。3/mr 根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床进给机构.75/fr 允许的轴向力 (由机床说明书查出) ,根据参考文献7表 28-9,允许的进max15690FN 给量 。“.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。ff“f 确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15,由插入法得:v mP ,17/minv表 4732N表 ,5.69TNM表 1.5PkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3, , ,故0.8Mvk.75lvk17/min.7512(/min)v表 0.98/in rd表 查 Z535 机床说明书,取 。实际切削速度为195/inr02m7.3/i10nv 由参考文献7表 28-5, ,故1.0MFTk4732.4732()FN51.6905.69TmN 校验机床功率 切削功率 为mP /)mMPnk表( 1.25(9/28)1.02WkW 机床有效功率 4365E mPkkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,012dm0.2/fr19/inr7.35/minv 相应地 , , 473FN51.6Tm0.82PkW 工序 6:粗精铣 M6 上端面 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。要求粗糙度 ,用回转分度仪加工,3.2aRm 粗精铣与水平成 36 的台肩。用立式铣床 X52K,使用组合夹具。 (1)粗铣 M6 上端面 加工条件: 工件材料: HT200,铸造。 机床:X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此15YT0Dm8Z 为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=2mm 所以铣削深度 :pa2m 每齿进给量 :根据参考文献3表 2.4-75,取 铣削速度 :参照参考文f 0.12/famZV 献7表 3034,取 1.3/Vs 由式(2.1)机床主轴转速 :n10.60254/in314nrd 按照参考文献7表 3.1-74 3/mi 实际铣削速度 :v.10.57/106ns 进给量 : fV.283/4.8/ffaZ 工作台每分进给量 : m.2minfVs :根据参考文献7表 2.4-81,a 0a 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 4l 刀具切入长度 :1 210.5()(13lDa240)7m 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 (2)精铣 M6 上端面 加工条件: 工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 参考文献7表 3031 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度 :pa1.0m 每齿进给量 :根据参考文献7表 3031,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照参考文献7表 3031,取V32Vs 机床主轴转速 ,由式(1.1)有:n100.3261/in14rd 按照参考文献3表 3.1-31 75/mi 实际铣削速度 :v3.10.4/106ns 进给量 ,由式(2.3)有:fV.5127/60.25/ffVaZnms 工作台每分进给量 : mf2./3infms 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 l 40l 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 工序 7:钻 2-M6 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工 序为钻孔至 5,选用 5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹,选用 M6 细柄机用丝锥攻螺纹。 切削深度 :pam25.4 进给量 :根据参考文献5表 2.4-39,取f rmf/25.0 切削速度 :参照参考文献5表 2.4-41,取V sV43 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取01.43601/in5nrd90/inr 实际切削速度 :V0.9.24/160nms 被切削层长度 :l5m 刀具切入长度 :1 5(12)023.52rDctgkctg 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 攻 M61.5 的螺纹 机床:Z535 立式钻床 刀具:细柄机用丝锥( )61.5M 进给量 :由于其螺距 ,因此进给量f mprmf/5.1 切削速度 :参照参考文献5表 2.4-105,取V in/8.40sV 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取018.471.3/in36nrd480/inr 丝锥回转转速 :取0/min 实际切削速度 : V03.14680.15/dnms 被切削层长度 :l15m 刀具切入长度 : 4. 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 工序 8:校验 6、确定基本工时 (1)粗铣、精铣 25 孔下平面 加工条件: 工件材料:HT200 铸铁, 200MPab 机床:X525K 机床 刀具:高速钢镶齿套式面铣刀 粗铣的切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 90lm 刀具切入长度 :1 210.5()(13lDa240)7 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 :1jt12907.34in8jmlf 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft 精铣的切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 l 90lm 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 :2jt129021.4min35jmlf 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft 铣 25 孔下表面的总工时为:t= + + + =0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min1jt21ftf (2)钻孔 加工条件: 工件材料:HT200 铸铁, 200MPab 机床:Z535 立式钻床 刀具:钻孔标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔标准高速钢扩孔钻; 铰孔标准高速铰刀 钻孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量 ,机床主轴转速 , 0.43/fmr195/minr 铰孔: , , ,025dm1.6/fr1/inr7.8/inv =(30+3+1)/0.43195=0.41min1t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.ft 扩孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量 ,机床主轴转速0.57/fmr275/minr =(30+3+1)/0.57275=0.22min2t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 21.ft 铰孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量 ,机床主轴转速.6/fr10/inr =(30+3+1)/1.6100=0.21min3t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 31.7ft 总工时:t= + + + + + =0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min1t231ft2f3ft (3)粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工件材料:HT200,金属模铸造 加工要求:粗铣宽度为 30mm 的下平台,精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度 3.2。 机床:X52K 立式铣床 刀具:高速钢镶齿式面铣刀 计算切削工时 粗铣宽度为 30mm 的下平台 根据参考文献9进给量 f=3mm/z,切削速度 0.442m/s,切削深度 1.9mm,走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时: =249/(37.53)=2.21min。1t 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft 精铣宽度为 30mm 的下平台 根据参考文献9进给量 f=3mm/z,切削速度 0.442m/s,切削深度 0.1mm,走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时: =249/(37.53)=2.21min2t 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft 粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时: t= + + + =2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min1t21f2ft (4)钻锥孔 12.7 工件材料:HT200,金属模铸造, 加工要求:粗糙度要求 ,6.3aRm 机床:Z535 立式钻床 刀具:高速钢钻头 12, 计算基本工时 用 12 扩孔 12.7 的内表面。根据参考文献9进给量 f=0.64mm/z,切削速度 0.193m/s,切 削深度是 1.5mm,机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。 基本工时: =236/(0.64195)=0.58 min。1t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft 用 12.7 扩孔 12.7 的内表面。根据参考文献9进给量 f=0.64mm/z,切削速度 0.204m/s, 切削深度是 0.5mm,机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。 基本工时: =236/(0.64195)=0.58 min。2t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 21.7ft 总的基本工时:t= + + + =4.7min。1t21f2ft (5)钻 M8 底孔及锪钻 14 阶梯孔 加工条件: 工件材料:HT200,金属模铸造, 机床:Z535 立式钻床 刀具:高速钢钻头 7,M8 丝锥,14 小直径端面锪钻 钻 M8 底孔的工时 被切削层长度 :l12.5m 刀具切入长度 : 7(2)1024.rDctgkctgm 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 机动时间 :jt12.5410.7min9jlfn 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft 攻 M8 螺纹的工时 被切削层长度 :l10m 刀具切入长度 : 4.5 刀具切出长度 :2l 走刀次数为 1 机动时间 :jt121204.510.5min36jllfnf 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft 锪钻 14 阶梯的工时 锪钻孔进给量 ,机床主轴转速 ,0.23/fmr95/minr 被切削层长度 :l 刀具切入长度 :1 14(2)026.2rDctgkctg 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 机动时间 :jt1236.0.19min5jlfn 由参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft t= +jtf t=0.19+1.77=1.96min 该工序的总工时为: 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min (6)粗精铣 2-M6 上端面 工件材料:HT200,金属模铸造 加工要求:粗铣宽度为 30mm 的下平台,精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度 3.2。 机床:X52K 立式铣床 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 粗铣 2-M6 上端面切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 40lm 刀具切入长度 :1 210.5()(13lDa240)7 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 :1jt1
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萍乡学院 机械电子工程系 机械制造技术课程设计 设计课题: 杠杆加工工艺规程设计 专业: 机械制造及其自动化 班级: 14 机械班 姓名: 肖钟宝 学号: 14352066 评分: 指导老师:(签字) 2016 年 12 月 23 日 前言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课,专业基础课以及专 业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复 习,也是一次理论联系实际的训练。因此,他在我们的大学三年生活中占有重要的地位。 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。 生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加 工工艺来体现。 对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加 工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计 可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、 结构工艺性等问题。 就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的 训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ,为以后的 工作打下良好的基础。 由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。 目录 1、杠杆加工工艺规程设计 - 2 - 1.1 零件的分析 .- 2 - 2、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 - 4 - 2.1 确定毛坯的制造形式 .- 4 - 2.2 确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差 .- 4 - 3.1 基面的选择 .- 5 - 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 - 7 - 5、确定切削用量 - 8 - 6、确定基本工时 - 19 - 总结 - 1 - 参考文献 - 2 - 致 谢 - 3 - 1、杠杆加工工艺规程设计 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床的杠杆。它位于车床制动机构中,主要起制动作用。 杠杆一端与制动带连接,另一端通过刚球与齿条轴的凸起(或凹槽)相接触,当离合器 脱开时,齿条轴与杠杆下端接触,是起逆时针方向摆动,将制动带拉紧;当左右离合器 中任一个接合时,杠杆都顺时针方向摆动,使制动带放松,从而达到制动的目的。 1.1.2 零件的工艺分析 零件图如下所视 零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高, 所以对于杠杆的需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下: (1)主要加工面: 1)小头钻 Φ 以及与此孔相通的 Φ14 阶梯孔、M8 螺纹孔;0.235 2)钻 Φ 锥孔及铣 Φ 锥孔平台;.1070.17 3)钻 2—M6 螺纹孔; 4)铣杠杆底面及 2—M6 螺纹孔端面。 (2)主要基准面: 1)以 Φ45 外圆面为 基准的加工表面 这一组加工表面包括:Φ 的孔、杠杆下表面0.235 2)以 Φ 的孔为中心的加工表面0.235 这一组加工表面包括:Φ14 阶梯孔、M8 螺纹孔、Φ 锥孔及 Φ 锥孔平台、0.1270.127 2—M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 Φ 锥孔平台。 . 杠杆的 Φ25 孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下: 本套夹具中用于加工 Φ25 孔的是立式钻床。工件以 Φ25 孔下表面及 Φ45 孔外圆面 为定位基准,在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工 Φ25 时,由于孔表面粗糙度为 。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。1.6aRm 本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 Φ12.7 是立式铣床。工件以 孔及0.235 端面和水平面底为定位基准,在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面:包 括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 Ф12.7 的锥孔,由于 30mm 的下平台的表面、孔表 面粗糙度都为 。其中主要的加工表面是孔 Ф12.7,要用 Ф12.7 钢球检查。6.3aR 本套夹具中用于加工与 Φ25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以 孔0.235 及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准,在大端面长圆柱销、支承板和支承钉 上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时,先用 Φ7 麻花钻钻孔,再用 M8 的丝锥攻螺纹。 2、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 2.1 确定毛坯的制造形式 由零件要求可知,零件的材料为 HT200,考虑到本零件在具体工作的受力情况,我们 选择砂型铸造,足以满足要求,又因为零件是中批量生产,所以选择砂型铸造是提高效 率节省成本的最佳方法。 2.2 确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差 根据《机械制造工艺设计手册》 ,灰铸铁的公差等级及机械加工余量按表 5—3 和表 5—4 确定。要确定的尺寸公差及机械加工余量先确定如下各项因素。 (1) 铸件机械加工余量 该值由铸件的成型方法和材料确定,成型方法为金属铸造 材料为 灰口铸铁,确定加工余量等级为 D~F。 (2) 铸件尺寸公差 根据表 5—3 毛坯铸件的基本尺寸处于 100~160 之间,则铸件 的尺寸公差等级取 IT8 级,尺寸公差为 1.8mm。 (3) 确定机械加工余量 根据查表得毛坯的加工余量等级为 D~F,以及铸件的尺 寸,定铸件的机械加工余量为 1.5mm 。 (4) 根据成型零件的基本尺寸,以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差确定毛 坯的尺寸为基本尺寸加上 2mm。 (5) 设计毛坯图 如下图: 3、工艺规程设计 3.1 基面的选择 (1)粗基准的选择 对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的不加 工表面是加强筋所在的肩台的表面作为加工的粗基准,可用装夹对肩台进行加紧,利用 一个 V 形块支承 45 圆的外轮廓作主要定位,以限制 z 轴移动、z 轴转动、y 轴移动、y 轴转动四个自由度。再以一面定位消除 x 轴移动和 x 轴转动两个自由度,达到完全定位, 就可加工 Φ25 的孔。 (2)精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用 Φ25 的孔作 为精基准。 3.2 确定工艺路线 表 3.1 工艺路线方案一 工序 1 粗精铣 Φ25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 Ф mm0.235 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4 钻 Ф12.7 的锥孔 工序 5 加工 M8 螺纹孔,锪钻 Ф14 阶梯孔 工序 6 粗精铣 2-M6 上端面 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔孔,攻螺纹孔 2-M6 工序 8 检查 表 3.2 工艺路线方案二 工序 1 粗精铣 Ф25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 Ф mm0.235 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4 钻 Ф12.7 的锥孔 工序 5 粗精铣 2-M6 上端面 工序 6 钻 2-Ф5 孔,加工螺纹孔 2-M6 工序 7 加工 M8 螺纹孔,锪钻 Ф14 阶梯孔 工序 8 检查 工艺路线的比较与分析: 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 Ф14 孔,再加工螺纹孔 M8”变为“工 序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效 率。而对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以 Ф25mm 的孔外轮廓为精基准,先铣下端面。再钻锥孔,从而保证了两孔中心线的 尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面, 再“钻 Ф14 孔,加工螺纹孔 M8”不便于装夹,并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决 定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可 行。 从提高效率和保证精度这两个前提下,发现第一个方案也比较合理想。所以我决定 以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 3.3 所示。 表 3.3 最终工艺过程 工序 1 粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升 降台铣床 X52K。 工序 2 加工孔 Φ25。钻孔 Φ25 的毛坯到 Φ22mm;扩孔 Φ22mm 到 Φ24.7mm;铰孔 Φ24.7mm 到 Ф mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式钻床0.235 Z535。采用专用夹具。 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台,仍然采用立式铣床 X52K,用组合夹具。 工序 4 钻 Ф12.7 的锥孔,采用立式钻床 Z535,为保证加工 的孔的位置度,采用专用夹具。 工序 5 加工螺纹孔 M8,锪钻 Ф14 阶梯孔。用组合夹具,保 证与垂直方向成 10 ゜。 工序 6 粗精铣 M6 上端面 。用回转分度仪加工,粗精铣与 水平成 36 ゜的台肩。用卧式铣床 X52K,使用组合夹 具。 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535, 为保证加工的孔的位置度,采用专用夹具 工序 8 检查 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 HT200,毛坯的重量 0.85kg,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用 金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下: 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实 只是名义上的加工余量,实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产,应该采用调整法加工,因此计算最大与最小余 量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有:(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的 铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为 0.5mm。 1)加工 Φ25 的端面,根据参考文献[8]表 4-35 和表 4-37 考虑 2mm,粗加工 1.9mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工 0.1mm,同理上下端面的加工余量都是 2mm。 2)对 Φ25 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工 1.9mm, 一次精加工 0.1mm 就可达到要求。 3)加工宽度为 30mm 的下平台时,用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有 粗糙度的要求 ,而铣削的精度可以满足,故采取分四次的铣削的方式,每次铣6.3aRm 削的深度是 2.5mm。 4)钻锥孔 Φ12.7 时要求加工一半,留下的余量装配时钻铰,为提高生产率起见, 仍然采用 Φ12 的钻头,切削深度是 2.5mm。 5)钻 Ф14 阶梯孔,由于粗糙度要求 ,因此考虑加工余量 2mm。可一次粗3.2aRm 加工 1.85mm,一次精加工 0.15 就可达到要求。 6)加工 M8 底孔,根据参考文献[8]表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余 量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。 7)加工 2-M6 螺纹,根据参考文献[8]表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工 余量 1.1mm,一次攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。 8)加工 2-M6 端面,粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工 1mm,可达到要求。 5、确定切削用量 工序 1:粗、精铣 孔下平面25 (1)粗铣 孔下平面 工件材料: HT200,铸造。 机床:X52K 立式铣床。 查参考文献[7]表 30—34 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此15YT0Dm8Z 为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=1.9mm 所以铣削深度 :pa1.9m 每齿进给量 :根据参考文献[3]表 2.4-75,取 铣削速度 :参照参考文f 0.12/famZV 献[7]表 30—34,取 。.3/Vs 机床主轴转速 : 式(2.1)n10d 式中 V—铣削速度; d—刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速 :n101.360254/min4Vnrd 按照参考文献[3]表 3.1-74 /i 实际铣削速度 :v3.1401.57/06dns 进给量 : fV.28/.8/ffaZm 工作台每分进给量 : m4.2infVs :根据参考文献[7]表 2.4-81,a 0a (2)精铣 孔下平面25 工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 参考文献[7]表 30—31 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 精铣该平面的单边余量:Z=0.1mm 铣削深度 :pa0.1m 每齿进给量 :根据参考文献[7]表 30—31,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照参考文献[7]表 30—31,取V0.32/Vms 机床主轴转速 ,由式(2.1)有:n100.3261/in14rd 按照参考文献[7]表 3.1-31 75/mi 实际铣削速度 :v3.10.4/106ns 进给量 ,由式(1.3)有:fV.5127/60.25/ffVaZnms 工作台每分进给量 : mf2./3infms 工序 2:加工孔 Φ25 到要求尺寸 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 25mm,公差为 H7,表面粗糙度 。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔1.6aR ——Φ22mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔——Φ24.7mm 标准高速钢扩 孔钻;铰孔——Φ25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 (1)确定钻削用量 1)确定进给量 根据参考文献[7]表 28-10 可查出 ,由于f 0.47~.5/fmr表 孔深度比 , ,故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(0.47~.5)921f表 Z535 立式钻床说明书,取 。43/mr 根据参考文献[7]表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床进给机构'1./fr 允许的轴向力 (由机床说明书查出) ,根据表 28-9,允许的进给量max15690FN 。“1.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。f'f“f 2)确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15,由插入法v mP 得: ,17/in表 4732FN表 ,5.69TNM表 1.5mPkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表 28-3, , ,故0.8Mvk.75lvk'1/min80.1.2(/min)表 ''0./i6/ivn rd表 查 Z535 机床说明书,取 。实际切削速度为:195/ir02195/min4/i0nrv 由表 28-5, ,故1.6MFTk47321.65()FN5.904.8m 3)校验机床功率 切削功率 为P'/)mMnk表(1.25(92461.05kWW 机床有效功率 ' 83E mPkkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,02dm0.43/fr195/inr14/inv 相应地 , ,516FN.8Tm.0PkW (2)确定扩孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献[7]表 28-31,f 。根据 Z535 机床说明书,取 =0.57mm/r。f::表 ( 0.78) m/r0.7=49.56/r f 2)确定切削速度 及 根据参考文献[7]表 28-33,取 。修正系数:vn 25/minv表 ,0.8mvk24.71.02(/1.509)ppRavak根 据 故 '25/in.12./inv表' '01)nd表 ( ./mi(4.7)286/ir 查机床说明书,取 。实际切削速度为275/inr301vdn 34./mi102/ir (3)确定铰孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献[7]表 28-36, ,按该表注 4,进f 1.3~26fm表 给量取小植。查 Z535 说明书,取 。1.6/fmr 2)确定切削速度 及 由参考文献[7]表 28-39,取 。由vn 8./inv表 参考文献[7]表 28-3,得修正系数 ,0.8Mvk0.9pavk524.7(/015.2)pRa根 据 故 '8./min.89.4/minv表' '01()nd表 7.4/i(25)95/inr 查 Z535 说明书,取 ,实际铰孔速度10/minr30vdn 325/i7.8/ir (4)各工序实际切削用量 根据以上计算,各工序切削用量如下: 钻孔: , , ,02dm0.43/fr195/minr14/inv 扩孔: , , ,.757272.3m 铰孔: , , ,051.6/fr0/inr8/iv 工序 3:粗精铣宽度为 30mm 的下平台 (1)粗铣宽度为 30mm 的下平台 加工条件: 工件材料: HT200,铸造。 机床:X52K 立式铣床。 查参考文献[7]表 30—34 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此15YT0Dm8Z 为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=2mm 所以铣削深度 :pa2m 每齿进给量 :根据参考文献[3]表 2.4-75,取 铣削速度 :参照参考文f 0.12/famZV 献[7]表 30—34,取 。1.3/Vs 由式 2.1 得机床主轴转速 :n10.60254/in314nrd 按照参考文献[3]表 3.1-74 3/mi 实际铣削速度 :v.1401.57/06dns 进给量 : fV.283/.8/ffaZ 工作台每分进给量 : m4.2minfVs :根据参考文献[7]表 2.4-81,a 30am 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , ll 刀具切入长度 :1 式(2.2)210.5()(1~3lDa20)5.m 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 (2)精铣宽度为 30mm 的下平台 工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 由参考文献[7]表 30—31 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度 :pa1.0m 每齿进给量 :根据参考文献[7]表 30—31,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照参考文献[7]表 30—31,取V32Vs 机床主轴转速 ,由式(2.1)有:n100.3261/in14rd 按照参考文献[3]表 3.1-31 75/mi 实际铣削速度 :v3.10.4/106ns 进给量 ,由式(2.3)有:fV.5127/60.25/ffVaZnms 工作台每分进给量 : mf2.5/13/minfVs 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 l 40l 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 工序 4: 钻 Ф12.7 的锥孔 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 12.7mm, ,表面粗糙度 。6.3aRm 加工机床为 Z535 立式钻床,钻孔——Φ12mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃; 扩孔——Φ12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。 (1)确定钻削用量 1)确定进给量 根据参考文献[7]表 28-10 可查出 ,由于f 0.47~.5/fmr表 孔深度比 , ,故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(0.47~.5)921f表 Z535 立式钻床说明书,取 。43/mr 根据参考文献[7]表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床进给机构'1./fr 允许的轴向力 (由机床说明书查出) ,根据参考文献[7]表 28-9,允许的进max15690FN 给量 。“.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。f'f“f 2)确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据参考文献[7]表 28-v mP 15,由插入法得: ,17/in表 4732FN表 ,5.69TNM表 1.5mPkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表 28-3, , ,故0.8Mvk.7lvk'1/in80.51.2(/in)表 ''0./mi6/ivn rd表 查 Z535 机床说明书,取 。实际切削速度为:195/minr02195/min4/i0drv 由参考文献[7]表 28-5, ,故.6MFTk47321.56()N5.904.8m 3)校验机床功率 切削功率 为P'/)mMnk表( 1.25(9/246)1.05WkW 机床有效功率 ' 83E mPkkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,02dm0.43/fr195/minr14/inv 相应地 , ,516FN5.8T.0mPkW (2)确定扩孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献[7]表 28-31,f 。根据 Z535 机床说明书,取 =0.57mm/r。f::表 ( 0.78) /r0.7=49.56/r f 2)确定切削速度 及 根据参考文献[7]表 28-33,取 。修正系数:vn 25/minv表 ,0.8mvk 2.71.02(/1.509)ppRavak根 据 故 '25/in/min表' '01)nvd表 ( 10.2/min(24.7)86/ir 查机床说明书,取 。实际切削速度为75/ir301vdn 324./min10/ir 工序 5:钻 M8 螺纹孔锪钻 Φ14 阶梯孔 (1)加工 M8 底孔 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 8mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工 序为钻孔至 Φ7,选用 Φ7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹,选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。 切削深度 :pa10.5m 进给量 :根据参考文献[5]表 2.4-39,取f rmf/25.0 切削速度 :参照参考文献[5]表 2.4-41,取V sV43 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取01.436017/innrd90/inr 实际切削速度 :V0.9.3/160nms 被切削层长度 :l2.5m 刀具切入长度 :1 7(1~2)024.1rDctgkctg 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 攻 M8×1.5 的螺纹 机床:Z535 立式钻床 刀具:细柄机用丝锥( )81.5M 进给量 :由于其螺距 ,因此进给量f mprmf/5.1 切削速度 :参照参考文献[5]表 2.4-105,取V in/8.40sV 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取018.35./in4nrd360/inr 丝锥回转转速 :取06/minr 实际切削速度 : V03.14860.15/dms (2)锪钻 Φ14 阶梯孔 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 14mm,表面粗糙度 。加3.2aRm 工机床为 Z535 立式钻床,加工工序为锪钻,加工刀具为:锪钻孔——Φ14mm 小直径端面 锪钻。 1)确定切削用量 确定进给量 根据参考文献[7]表 28-10 可查出 ,由于孔深f 0.25~.31/fmr表 度比 , ,故 。查 Z5350/3/2.5ld1.0lfk(0.25~.31)f表 立式钻床说明书,取 。3/mr 根据参考文献[7]表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床进给机构'.75/fr 允许的轴向力 (由机床说明书查出) ,根据参考文献[7]表 28-9,允许的进max15690FN 给量 。“.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。f'f“f 确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15,由插入法得:v mP ,17/minv表 4732N表 ,5.69TNM表 1.5PkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表 28-3, , ,故0.8Mvk.75lvk'17/min.7512(/min)v表 ''0.98/in rd表 查 Z535 机床说明书,取 。实际切削速度为195/inr02m7.3/i10nv 由参考文献[7]表 28-5, ,故1.0MFTk4732.4732()FN51.6905.69TmN 校验机床功率 切削功率 为mP '/)mMPnk表( 1.25(9/28)1.02WkW 机床有效功率 ' 4365E mPkkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,012dm0.2/fr19/inr7.35/minv 相应地 , , 473FN51.6Tm0.82PkW 工序 6:粗精铣 M6 上端面 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。要求粗糙度 ,用回转分度仪加工,3.2aRm 粗精铣与水平成 36 ゜的台肩。用立式铣床 X52K,使用组合夹具。 (1)粗铣 M6 上端面 加工条件: 工件材料: HT200,铸造。 机床:X52K 立式铣床。 查参考文献[7]表 30—34 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此15YT0Dm8Z 为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=2mm 所以铣削深度 :pa2m 每齿进给量 :根据参考文献[3]表 2.4-75,取 铣削速度 :参照参考文f 0.12/famZV 献[7]表 30—34,取 1.3/Vs 由式(2.1)机床主轴转速 :n10.60254/in314nrd 按照参考文献[7]表 3.1-74 3/mi 实际铣削速度 :v.10.57/106ns 进给量 : fV.283/4.8/ffaZ 工作台每分进给量 : m.2minfVs :根据参考文献[7]表 2.4-81,a 0a 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 4l 刀具切入长度 :1 210.5()(1~3lDa240)7m 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 (2)精铣 M6 上端面 加工条件: 工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 参考文献[7]表 30—31 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度 :pa1.0m 每齿进给量 :根据参考文献[7]表 30—31,取f 0.8/famZ 铣削速度 :参照参考文献[7]表 30—31,取V32Vs 机床主轴转速 ,由式(1.1)有:n100.3261/in14rd 按照参考文献[3]表 3.1-31 75/mi 实际铣削速度 :v3.10.4/106ns 进给量 ,由式(2.3)有:fV.5127/60.25/ffVaZnms 工作台每分进给量 : mf2./3infms 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 l 40l 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 工序 7:钻 2-M6 工件材料为 HT200 铁,硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床,加工工 序为钻孔至 Φ5,选用 Φ5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹,选用 M6 细柄机用丝锥攻螺纹。 切削深度 :pam25.4 进给量 :根据参考文献[5]表 2.4-39,取f rmf/25.0 切削速度 :参照参考文献[5]表 2.4-41,取V sV43 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取01.43601/in5nrd90/inr 实际切削速度 :V0.9.24/160nms 被切削层长度 :l5m 刀具切入长度 :1 5(1~2)023.52rDctgkctg 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 攻 M6×1.5 的螺纹 机床:Z535 立式钻床 刀具:细柄机用丝锥( )61.5M 进给量 :由于其螺距 ,因此进给量f mprmf/5.1 切削速度 :参照参考文献[5]表 2.4-105,取V in/8.40sV 由式(2.1)机床主轴转速 :n ,取018.471.3/in36nrd480/inr 丝锥回转转速 :取0/min 实际切削速度 : V03.14680.15/dnms 被切削层长度 :l15m 刀具切入长度 : 4. 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 工序 8:校验 6、确定基本工时 (1)粗铣、精铣 Φ25 孔下平面 加工条件: 工件材料:HT200 铸铁, 200MPab 机床:X525K 机床 刀具:高速钢镶齿套式面铣刀 粗铣的切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 90lm 刀具切入长度 :1 210.5()(1~3lDa240)7 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 :1jt12907.34in8jmlf 根据参考文献[5]表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft 精铣的切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 l 90lm 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 :2jt129021.4min35jmlf 根据参考文献[5]表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft 铣 Φ25 孔下表面的总工时为:t= + + + =0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min1jt21ftf (2)钻孔 加工条件: 工件材料:HT200 铸铁, 200MPab 机床:Z535 立式钻床 刀具:钻孔——标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔——标准高速钢扩孔钻; 铰孔——标准高速铰刀 钻孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量 ,机床主轴转速 , 0.43/fmr195/minr 铰孔: , , ,025dm1.6/fr1/inr7.8/inv =(30+3+1)/0.43×195=0.41min1t 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.ft 扩孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量 ,机床主轴转速0.57/fmr275/minr =(30+3+1)/0.57×275=0.22min2t 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 21.ft 铰孔工时:切入 3mm、切出 1mm,进给量 ,机床主轴转速.6/fr10/inr =(30+3+1)/1.6×100=0.21min3t 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 31.7ft 总工时:t= + + + + + =0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min1t231ft2f3ft (3)粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工件材料:HT200,金属模铸造 加工要求:粗铣宽度为 30mm 的下平台,精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度 3.2。 机床:X52K 立式铣床 刀具:高速钢镶齿式面铣刀 计算切削工时 粗铣宽度为 30mm 的下平台 根据参考文献[9]进给量 f=3mm/z,切削速度 0.442m/s,切削深度 1.9mm,走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时: =249/(37.5×3)=2.21min。1t 根据参考文献[5]表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft 精铣宽度为 30mm 的下平台 根据参考文献[9]进给量 f=3mm/z,切削速度 0.442m/s,切削深度 0.1mm,走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时: =249/(37.5×3)=2.21min2t 根据参考文献[5]表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft 粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时: t= + + + =2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min1t21f2ft (4)钻锥孔 Φ12.7 工件材料:HT200,金属模铸造, 加工要求:粗糙度要求 ,6.3aRm 机床:Z535 立式钻床 刀具:高速钢钻头 Φ12, 计算基本工时 用 Φ12 扩孔 Φ12.7 的内表面。根据参考文献[9]进给量 f=0.64mm/z,切削速度 0.193m/s,切 削深度是 1.5mm,机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。 基本工时: =2×36/(0.64×195)=0.58 min。1t 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft 用 Φ12.7 扩孔 Φ12.7 的内表面。根据参考文献[9]进给量 f=0.64mm/z,切削速度 0.204m/s, 切削深度是 0.5mm,机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。 基本工时: =2×36/(0.64×195)=0.58 min。2t 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 21.7ft 总的基本工时:t= + + + =4.7min。1t21f2ft (5)钻 M8 底孔及锪钻 Φ14 阶梯孔 加工条件: 工件材料:HT200,金属模铸造, 机床:Z535 立式钻床 刀具:高速钢钻头 Φ7,M8 丝锥,Φ14 小直径端面锪钻 钻 M8 底孔的工时 被切削层长度 :l12.5m 刀具切入长度 : 7(~2)1024.rDctgkctgm 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 机动时间 :jt12.5410.7min9jlfn 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft 攻 M8 螺纹的工时 被切削层长度 :l10m 刀具切入长度 : 4.5 刀具切出长度 :2l 走刀次数为 1 机动时间 :jt121204.510.5min36jllfnf 根据参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft 锪钻 Φ14 阶梯的工时 锪钻孔进给量 ,机床主轴转速 ,0.23/fmr95/minr 被切削层长度 :l 刀具切入长度 :1 14(~2)026.2rDctgkctg 刀具切出长度 :2l0 走刀次数为 1 机动时间 :jt1236.0.19min5jlfn 由参考文献[5]表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft t= +jtf t=0.19+1.77=1.96min 该工序的总工时为: 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min (6)粗精铣 2-M6 上端面 工件材料:HT200,金属模铸造 加工要求:粗铣宽度为 30mm 的下平台,精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度 3.2。 机床:X52K 立式铣床 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀): , ,齿数 12,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 粗铣 2-M6 上端面切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 40lm 刀具切入长度 :1 210.5()(1~3lDa240)7 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 :1jt1
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