角板的工藝流程及夾具設(shè)計(jì)

盛年不重來，一日難再晨。及時(shí)宜自勉，歲月不待人。目 錄一、角板的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2（1）角板的零件圖及要求 2（2）角板的工藝性分析 33）確定角板的生產(chǎn)類型............................3二、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 4（1）選擇毛坯 42）確定毛坯公差等級(jí)及鑄造角度....................43）確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量..............44）繪制角板毛坯簡(jiǎn)圖..............................6三、擬定角板工藝路線..............................71粗基準(zhǔn)的選擇原則................................72精基準(zhǔn)的選擇原則................................83定位基準(zhǔn)的選擇..................................84零件表面加工方法的確定..........................95制定工藝路線....................................9四、確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸...................12五、確定切削用量及基本工時(shí).......................12六.夾具設(shè)計(jì)......................................21（1）提出問題.....................................21（2）定位基準(zhǔn)的選擇................................21（2）定位基準(zhǔn)的選擇................................21(3)切削力及夾緊力的計(jì)算. 22(4)定位誤差的分析 11. 設(shè)計(jì)心得 12參考文獻(xiàn) 13一、角板的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定：零件圖如圖所示1）設(shè)計(jì)要求：通過所給的工程圖,需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)械加工工藝規(guī)程,并對(duì)工藝加工流程中所要用到的夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）角板的工藝性分析：角板零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全?；鶞?zhǔn)孔Φ40H7mm,其表面粗糙度要Ra為1.6um較高?？梢酝ㄟ^粗鏜，半精鏜，精鏜進(jìn)行加工。本零件各表面加工精度低，加工并不困難。角板的溝槽加工精度不高，可以用立銑刀銑出。角板凸臺(tái)的螺紋孔，需經(jīng)過鉆底孔，再攻絲。角板加工表面和Φ40H7mm有一定的位置要求，主要是上表面與Φ40H7mm軸線平行度為0.06。通以上分析，我們可以選定粗基準(zhǔn)，加工精基準(zhǔn)表面所在的表面然后借助夾具對(duì)其他表而進(jìn)行加工，從而保證相應(yīng)的位置精度。（3）確定角板的生產(chǎn)類型：零件材料為HT250。在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。取零件成批生產(chǎn)，年生產(chǎn)量為60000件，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。二、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖：1）選擇毛坯：由于角板零件材料HT250，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-68，因?yàn)榻前鍖儆谙潴w類零件、形狀復(fù)雜所以采用砂型鑄造毛坯；2）確定毛坯公差等級(jí)及鑄造角度：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-90，根據(jù)為砂型機(jī)械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級(jí)為CT8，；查書《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》常用斜度值砂型一般選為鑄造斜度為3°，查書《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》對(duì)于砂型鑄造一般圓角半徑為R3。（3）確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量：查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表 3-1，為砂型機(jī)械造型選取鑄件加工余量等級(jí)為F；查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表3-3，根據(jù)毛坯加工面的基本尺寸選取鑄件機(jī)械加工余量；查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表3-6，根據(jù)鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值。通過分析零件圖可知，有以下一些加工表面與孔需要設(shè)計(jì)鑄件的機(jī)械加工余量：3.1）主要平面：60mm2端面查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》知，長(zhǎng)度為60mm的鑄件的加工余量為單邊2mm。3.2）Φ40孔：Φ40孔因?yàn)榭讖较鄬?duì)比較大，且我們是大批量生產(chǎn)，因此我們鑄造出孔，因?yàn)榭椎拇植诙葹镽a=1.6，需要我們粗鏜，半精鏜，精鏜3個(gè)工序加工方可滿足要求，查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》可以知道孔的單邊余量也為2.5mm。（4）繪制角板毛坯簡(jiǎn)圖:要據(jù)以上分析，可以確定該角板零件各個(gè)需要加工的表面和孔的加工余量，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的工序尺，該毛坯圖如下：三、擬定角板工藝路線:粗基準(zhǔn)的選擇原則：1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。2精基準(zhǔn)的選擇原則：1）“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。3）“自為基準(zhǔn)”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。4）“互為基準(zhǔn)”原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。5）所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。3定位基準(zhǔn)的選擇:綜合以上原則分析有，本零件是帶孔的角板，孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合原則”由于角板除去下底面不需要加工，其他均需加工，選定Φ52外圓為粗基準(zhǔn)，加工Φ40H7mm,此后選用Φ40H7mm孔為精基準(zhǔn)加工其余各表面及銑槽。零件表面加工方法的確定：本零件的加工表面有內(nèi)孔，上表面、槽及螺紋孔等，材料為HT250，查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》《機(jī)械加工工藝員手冊(cè)》選取該零件的加工方法如下：（1） Φ40H7mm的內(nèi)孔，表面粗糙度為1.6um, 基公差等級(jí)為IT7，需粗鏜，半精鏜，精鏜。2）角板端面的粗糙度為12.5um，粗銑即可.（3） 角板上表而的粗糙度為6.3um, 公差等級(jí)為IT10，需要粗銑，半精銑。（4） 角板上槽內(nèi)表面粗糙度為6.3um,公差等級(jí)為IT10，需要粗銑，半精銑。5）凸臺(tái)Φ16粗糙度為12.5um，粗銑即可。6）螺紋孔M8需經(jīng)過鉆孔攻絲。制定工藝路線:銑削加工在排工序，一般遵循基準(zhǔn)先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原則。提出兩種加工方案如下：1）工藝路線方案一：工序一：鑄造工序二：時(shí)效處理工序三：銑60mm2端面工序四；粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔工序五：銑2個(gè)74x60平面工序六：銑半徑為R3的2個(gè)半圓槽工序七：銑Φ16端面工序八：鉆M8螺紋底孔，攻絲M8工序九：去毛刺工序十：質(zhì)檢，入庫2）工藝路線方案二：工序一：鑄造工序二：時(shí)效處理工序三：銑60mm2端面工序四；銑2個(gè)74x60端面工序五：粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔工序六：銑半徑為R3的2個(gè)半圓槽工序七：銑Φ16端面工序八：鉆M8螺紋底孔，攻絲M8工序九：去毛刺工序十：質(zhì)檢，入庫（3）、工藝方案的分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一加工好寬60mm2端面后，就開始加工Φ40的孔，然后以Φ40的孔定位加工其余各面和孔，這樣能為后續(xù)的加工提供定位基準(zhǔn)，從而很好的保證了精度要求。因此我們選擇方案一。具體的工藝過程如下：工序一：鑄造。工序二：時(shí)效處理。工序三：銑60mm2端面。工序四；粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔。工序五：銑2個(gè)74x60平面。工序六：銑半徑為R4的2個(gè)半圓槽。工序七：銑Φ16端面。工序八：鉆M8螺紋底孔，攻絲M8。工序九：去毛刺。工序十：質(zhì)檢，入庫。四、確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸：零件尺寸/mm單面加工余量/mm鑄件尺寸/mmΦ402.5Φ3510212281.529.560264五、 確定切削用量、刀具、機(jī)床、及基本工時(shí)：工序一：鑄造工序二：時(shí)效處理工序三：銑寬60mm 2端面， 60mm 2端面粗糙度要求為12.5.一次粗銑加工即可滿足要求，我們選用X51立式銑床，高速鋼端銑刀加工:工步一：銑60mm上端面，選擇刀具刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,ap 2mm，d0 60mm，v 125m/min，z 4。決定銑削用量:決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? ap 2mm決定每次進(jìn)給量及切削速度查<<機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)>>根據(jù) X517.5kw，為中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz 0.2mm/z，則

型銑床，有其功率為為ns

1000vd

1000

12560

621.5r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝750r/mindnw60750152.3m/minv10001000當(dāng)nw＝750r/min時(shí)fmfzznw0.24750600mm/r按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm600mm/r計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：l120mm，l15mm，l23mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ll1l212053tm0.8533min.nwf750x0.2工步二銑60mm下端面的切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算如上在此不再累述：工序四：粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔選用CA6140車床上進(jìn)行,直徑為20mm圓形鏜刀。工步一 粗鏜至φ38.5確定切削用量：ap=(38.5-35)/2=1.75mm根據(jù)《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》有：f=0.3V=0.6～1m/s 選取 f=0.6mm/r,V=0.8m/s

～0.8mm/r。

，所以有:ns

1000vdw

1000

4835

437r/min選取

n=6.33r/s,

v=0.87m/s切削工時(shí)：l 60mm，l1 9mm，l2 3mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為tmll1l26093nwf4750.2526min0.6工步二：半精鏜φ39.5確定切削用量：ap=(39.5-38.5)/2=0.5mm查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》有f=0.2～0.6mm/r，V=0.8～1.32m/s選取v=1,f=0.2則有：ns1000v100060dw496r/min38.5故選取n=8r/s,v=0.97m/s切削工時(shí)：l60mm，l16mm，l23mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ll1l260630.6956mintm4960.2nwf工步3；精鏜孔φ40確定切削用量：ap=(40-39.5)/2=0.25mm查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》有V=0.30～0.66m/s,f=1.0～1.4mm/r初選V=0.30m/s，f=2.0mm/rns1000v100018dw145r/min39.5故取n=2r/s,v=0.25m/s切削工時(shí)：l60mm，l19mm，l23mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為tmll1l26093nwf1450.2517min2工序五：銑2個(gè)74x60mm端面，60mm2端面粗糙度要求為6.3一次粗銑加工即可滿足要求，我們選用X51立式銑床，高速鋼端銑刀加工工步一：銑74x60上表面，選擇刀具:刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm，d0 60mm，v 125m/min，z 4。決定銑削用量決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完成ap 1.5mm決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出fz0.2mm/齒，則1000v1000125ns621.5r/mind60按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝750r/mindnw60750152.3m/minv10001000當(dāng)nw＝750r/min時(shí)fmfzznw0.24750600mm/r按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm600mm/r計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：l74mm，l15mm，l23mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ll1l27453.tm0.5467minnwf750x0.2工步二：半精銑 74x60表面的切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算如下:選擇刀具:刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,ap 0.5mm，d0 60mm，v 145m/min，z 4。決定銑削用量決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完成ap 0.5mm決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz 0.2mm/齒，則1000v

1000

145ns

d

60

769.6r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝800r/mindnw60800150.72m/minv10001000當(dāng)nw＝800r/min時(shí)fmfzznw0.24800640mm/r按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm650mm/r計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：l74mm，l15mm，l23mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ll1l27453.tm0.5125minnwf800x0.2工序六：銑長(zhǎng)為12的R4的半圓槽選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,ap 1.5mm，d0 8mm，v 25m/min，z 4。決定銑削用量決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則ap 1.5mm決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz 0.2mm/齒，則1000v 1000 25ns 995r/mind 8按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝1450r/mindnw8145036.424m/minv10001000當(dāng)nw＝1450r/min時(shí)fm fzznw 0.2 4 1450 1160mm/r按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm 1160mm/r計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：l112mm，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l1120.042mintm475nwf銑削其余機(jī)床的切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算，如上在此不再累述。工序VII:Φ15端面. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,ap 1.5mm，d0 20mm，v 75m/min，z 4。決定銑削用量決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則ap 1.5mm決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz 0.2mm/齒，則1000v 1000 75ns 1194.37r/mind 20按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝1450r/mindnw351450v159.35m/min10001000當(dāng)nw＝1450r/min 時(shí)fm

fzznw

0.2 4 1450

1160mm/r按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取

fm

1160mm/r(3)計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：l15mm，l15mm，l23mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為ll1l21553tmnwf0.04842min475工序VIII：鉆M8螺紋孔的切削用量及基本工時(shí)的確定：選用Z525立式鉆床，選用d=Φ6.8的麻花鉆，M8的機(jī)用絲錐選用6.8mm高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得f機(jī)0.28mm/rVc8m/min（《切削》表2.15）n機(jī)1000vc機(jī)1000x16636r/minπDπx6.8按機(jī)床選取n機(jī)545r/minVc機(jī)πDn機(jī)πx6.8x5456.8542m/min10001000基本工時(shí)：ll1l22033t0.17minn機(jī)f機(jī)545x0.28⑵攻螺紋M8mm：選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐f等于工件螺紋的螺距p，即f1.25mm/rVc機(jī)7.5/minmn查1000Vc10007.5D298(r/min)8按機(jī)床選取n機(jī)272r/minVc機(jī) 6.8m/min基本工時(shí)：ll1l220330.10t275x1.25n機(jī)f六.夾具設(shè)計(jì):（1）提出問題由于大批量生產(chǎn)，為了是高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本保證質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)銑床專用夾具，由于對(duì)加工精度不高，所以工本道工序加工時(shí)，主要考慮降低生產(chǎn)成和勞動(dòng)強(qiáng)度。本夾具是銑角板上表面60X74的夾具設(shè)計(jì)。（2）定位基準(zhǔn)