前横架零件机械加工工艺附工艺装备设计.docx

1、此套设计有全套 CAD 图和卡片，有意者请联系我索取 5221926231 前横架的工艺分析及生产类型的确定1.1 前横架的技术要求前横架零件技术要求表尺寸 mm表面粗糙度 Ra/加工表面形位公差 /mm m前横架前面25前横架底面不允许有凸块等缺陷底板螺纹孔M120.5B凸起螺纹孔M120.1C垫片圆槽 25锪平1.2 前横架的工艺分析分析零件图可知，零件经铸造后前面需要粗加工，用立式铣床加工前面。保证螺纹孔的位置度。底面要求不允许有凸块等缺陷。其余表面均为铸造面，不需加工。而主要工作面的加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。所以，该零件的工艺性较好。

2、1.3 确定前横架的生产类型Q=5000 件 / 年由 1 4 表知，该前横架的生产类型为大批生产。2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于前横架在工作过程中要承受载荷，毛坯选铸造件。该前横架的生产类型为大批生产。2.2 毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-1可知，该前横架采用熔模铸造（硅溶胶），其材料为灰铸铁，所以公差等级选4 6，取 6. 进而由表2 3 确定铸件尺寸公差为0.58mm 。由表 2 5 选出机械加工余量等级为E。又由表 2 4查得铸件的机械加工余量（ RMA）为 0.4mm。零件表面粗糙度由零件图可知，该前横架加工表面的粗糙度Ra 等于25 m，其余均为铸造面。工程

3、/mm机械加工余量 /mm尺寸公差 /mm备注底板厚度 220.58表 230.4表 242.3 绘制前横架铸造毛坯结构简图247740501362154128627598.57D24.225R13 拟定前横架工艺路线3.1 定位基准的选择定为基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。3.1.1 精基准的选择根据该前横架零件的技术要求和装配要求，选择前横架前面和底面作为精基准，以此来加工底板上 4 个螺纹孔和凸起上 1 个螺纹孔遵循了“基准统一”原则。3.1.2 粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。该前横架选择后面为粗基准，以加工前面，为后续工

4、序准备好精基准。3.2 表面加工方法的确定根据前横架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法。如下表所示。加工表面尺寸精度等表面粗糙度加工方案备注级Ra/ m前横架前面IT1325粗铣表 18底板螺纹孔IT111.6钻 - 丝锥攻内表 17、1M12螺纹 10凸起螺纹孔IT111.6钻 - 丝锥攻内表 17、1M12螺纹 10垫片圆槽 IT1212.5钻表 17253.3 加工阶段的划分该前横架的加工阶段可分为粗加工和精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（前横架前面和底面）准备好，是后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣前横架前面。

5、在精加工阶段完成底板四螺纹孔以及凸起螺纹孔和垫片圆槽的钻削，再用丝锥攻螺纹，进行螺纹加工。3.4 工序的集中与分散该前横架选用工序集中原则安排加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可采用万能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则是工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且在一次装夹中加工了许多孔，有利于保证各孔之间的相对位置精度的要求。3.5 工序顺序的安排机械加工工序（ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准前横架前面。（ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（ 3）遵循“先面后孔”原则，先加工前面，后加工螺纹孔以及垫片圆槽。3.6 确定工

6、艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上流出下列工艺路线。工序号工序名称机床设备刀具1粗铣前横架前面立式铣床直柄粗加工立铣刀X512锪平立式钻床直柄麻花钻Z5253钻凸起螺纹孔立式钻床直柄麻花钻Z5254钻底板螺纹孔立式钻床直柄麻花钻Z5255攻螺纹立式钻床丝锥Z5256攻螺纹立式钻床丝锥Z5254 加工余量、工序尺寸和公差的确定4.1 工序 1前横架前面加工余量、工序尺寸和公差的确定以后面B 定位，粗铣前面A，保证工序尺寸P。从图中知P=22mm， Z 为粗铣余量。查表2 4 得 Z=0.4mm，则 P+Z 为铸造面基本尺寸设为P1=P+Z=22.4mm 。由于工序尺寸P1 是在粗铣加工

7、中保证的，查表1 20 知，粗铣工序的精度等级可达到A 面的最终加工要求 IT13 ，因此确定该工序尺寸公差为IT13 ，其公差值为0.33mm，故 P1=（ 22.4 0.165 ） mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。余量 Z 的校核Zmax=P1max Pmin= （ 22.4+0.165 22 ） mm=0.565mm Zmin=P1min P max = （ 22.4 0.165 22 ） mm=0.235mm 余量校核表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。所以工序尺寸及公差为P1= 22.23500.565 mm。4.2 工序 4底板螺纹孔（ 4xM12

8、）的加工余量、工序尺寸及公差的确定由表用直径为2 28 知，钻孔余量为1mm。由 2 39 知，加工11mm 的麻花钻。加工完后，用丝锥攻螺纹，即得到M12 的螺纹孔使M12 的螺纹孔。5 切削用量的计算工序 4钻、用丝锥攻螺纹（4M12 螺纹孔）5.1 钻孔（ 1）背吃刀量的确定取 a p =11mm。（2）进给量的确定 由表 522，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r 。（3）切削速度的计算由表522，按工件材料为铸铁选硬度为160-200HBS的参 数， 切削 速度v可取 为24m/min 。 由公式 （ 5 1 ）n=1000v/ d 可求得该工序钻头转速n=694.8 r/m

9、in，参照表4 9 所列的 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速n=680 r/min。再将此转速代入公式（ 5 1），可求出该工序的实际钻削速度 v= n d/1000=680 r/min 11mm/1000=23.5 m/min 。5.2 攻螺纹（ 1）被吃刀量的确定由表2 41 查得， M12 1mm 的螺纹在加工前孔直径应为11mm，一次攻螺纹的被吃刀量取a p =12 11=1mm。（ 2）进给量地选择由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，因此f=1mm/r。（ 3）切削速度的选择由 表5 37查 得攻 螺 纹 的切 削 速 度v=5 10m/min ， 本 方 案 取v=5m/

10、min。 由 公 式 （ 5 1 ） 求 工 位 的 主 轴 转 速n=1000v/ d=5 1000/12/ =132.7m/min,又由立式钻床 主轴 转速 表4 9 ， 取转 速为140 r/min.在将此转速代入公式（5 1），可求处该工序的实际切削速度 v= n d/1000=140 r/min 12mm/1000=5.28 m/min.6 夹具设计6.1 确定工件的定位方案本设计为加工底板螺纹孔，综合考虑，采用扁头定位销可以限制1 个自由度，即将工件与板用一个定位长销连接在一起，B 面在底面上被支撑钉支撑，这样可以限制X 转动， Y 转动， Z 转动、平动4 个方向的自由度。再将底

11、板夹紧即共限制了6 个方向的自由度。遵循六点定位原则。6.2 计算定位误差根据表813中查得本设计符合标准d w1/ 2(TDTdS) 。式中TD 表示孔的上偏差，下偏差为0， Td表示销的下偏差，上偏差为0，S定为基准孔与定位销间的最小间隙。TD=0.11mm ， Td =0.027mm ，S = Dmind max =0所以dw =0.0685mm 。6.3 导向元件设计钻床夹具的刀具导向元件为钻套，钻套的作用是确定刀具相对夹具定为元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。本设计采用可换式钻套。钻套的高度和排泄间隙钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加

12、工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取1 2.5倍的孔径，孔径小精度要求高时，取较大值。钻套底部与工件间的距离称为排泄间隙。钻套高度应适当选取，排泄间隙较小时切削难以自由排出，使加工表面被破坏；排泄间隙较大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。钻套高度和排泄间隙可按表9 13 选取。6.4 夹紧装置的选择6.4.1 夹紧装置的组成1 动力装置动力装置是产生夹紧力的装置。通常是指机动加紧时所用的气动、液压、气动装置。2 夹紧元件夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触面完成夹紧动作。3 中间传动机构中

13、间传动机构是介于力源和夹紧元件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。6.4.2 夹紧基本要求1 夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置；2 夹紧力要适当，既保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形；3 夹紧机构操作安全、省力、夹紧迅速；4 夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型相适应。结构应尽量简单，便于制造与维修；5 具有良好的自锁性。本设计选择螺旋夹紧机构，定位基准关于对称分布。6.5 夹具体的设计6.5.1 夹具体设计的基本要求夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件组成一个有机整体。（ 1）足够的刚

14、度和强度设计夹具时，应保证在夹紧力和切削力等外力条件下，不产生过大的变形和振动。必要时，可在适当位置设置若干条加强筋。（ 2）夹具安装稳定 机床夹具通过夹具体安装在机床工作台上，安装应稳定，为此，机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体底面面积也越大。为使夹具体平面与机床工作台接触良好，夹具体底平面中间部位应适当挖空。（ 3 ） 夹具体结构工艺性良好 设计时应注意夹具体的毛坯制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。（ 4）便于清除切屑为防止加工中切屑聚积在定为元件工作表面或其他装置中，影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计家具时，要考虑切屑排除问题。6.5.2 夹具体材料及制造方法夹具体铸造或焊接的方法制造。由于铸造夹具体有以下特点，所以得到了广泛的应用。（ 1 ）铸造工艺性良好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制；（ 2）铸造夹具体吸振性良好，可减小或避免其受力而产生的振动；（ 3 ）铸造夹具体承受抗压能力大，可承受较大的切削力、夹紧力等力的作用。铸造材料一般采用 HT200 或 HT150 两种。夹具体应进行时效处理，以消除内