杠杆(CA6144车床)零件的机械加工工艺规程及工艺装备

1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“杠杆(CA6144车床零件的机械加工工艺规程及工艺装备班级 08机制1班设计者吴健祥学号0810*指导老师郧建国、丁长安、李小平、苏达士、肖耘亚机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计“杠杆(CA6140车床零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容:1. 零件图 1张2. 毛坯图 1张3.工艺卡 7张4. 机械加工工艺过程卡片 1张5. 结构设计装配图 1张6.课程设计说明书 1份班级 08机制1班学生吴健祥指导老师郧建国、丁长安、李小平、苏达士、肖耘亚2011 年 12 月 13日目录1 序言 (22 杠杆加工工艺规程设计 (32.1零件的分析 (42.1

2、.1零件的作用 (42.1.2零件的工艺分析 (42.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 (52.2.1确定毛坯的制造形式 (52.2.2基面的选择 (52.2.3确定工艺路线 (52.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (62.2.5确定切削用量 (72.2.6确定基本工时 (172.3小结 (213 专用夹具设计 (223.1加工工艺孔25夹具设计 (223.1.1定位基准的选择 (223.1.2切削力的计算与夹紧力分析 (223.1.3夹紧元件及动力装置确定 (233.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 (233.1.5夹具精度分析 (263.1.6夹具设计

3、及操作的简要说明 (26设计小结 (27参考文献 (28序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备,提高了结构设计能力,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加指教。2 杠杆加工工艺规程设计题目所给的零件是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

4、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。所加工零件立体图,零件图如下图所视 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,为此以是杠杆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:025+以及与此孔相通的14阶梯孔、M8螺纹孔; 2钻0.1012.7+锥孔及铣0.1012.7+锥孔平台;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

5、表面025+的孔、杠杆下表面 2以0.023025+的孔为中心的加工表面 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

6、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2.3所示。表2.3 最终工艺过程 2.2.4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

7、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3mm ,粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工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 6.3a R m =,而铣削的精度可以满足,故采取分四次的铣削的方式,每次铣削的深度是2.5

8、mm 。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 3.2a R m =,因此考虑加工余量2mm 。可一次粗加工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,

9、精加工1mm ,可达到要求。工序1:粗、精铣25孔下平面 (1粗铣25孔下平面 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:15YT ,100D m m = ,齿数8Z =,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=1.9mm 所以铣削深度p a : 1.9p a m m =每齿进给量f a :根据参考文献3表2.4-75,取0.12/f a m m Z =铣削速度V :参照参考文献7表3034,取 1.33/V m s =。 机床主轴转速n :1000Vn d=式中 V 铣削速度; d 刀具直径。 由式2.1机

10、床主轴转速n :Vn r d=100060dn v m s =a :根据参考文献7表2.4-81,40a m m = (2精铣25孔下平面加工条件: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:15YT ,100D m m = ,齿数12,此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量:Z=0.1mm 铣削深度p a :0.1p a m m =每齿进给量f a :根据参考文献7表3031,取0.08/f a m m Z = 铣削速度V :参照参考文献7表3031,取0.32/V m s = 机床主轴转速n ,由式(2.1有:61/m

11、 inVn r d=100060dn v m s =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 1.6a R m 。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f 根据参考文献7表28-10可查出0.470.57/f m m r =表,由于孔深度比0/30/22 1.36l d =,0.9lf k =,故(0.470.570.90.420.

12、51/f m m r =表。查Z535立式钻床说明书,取0.43/f mm r =。根据参考文献7表28-8,钻头强度所允许的进给量 1.75/f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m ax 15690F N =(由机床说明书查出,根据表28-9,允许的进给量 1.8/f m m r 。 由于所选进给量f 远小于f 及f ,故所选f 可用。2确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据表28-15,由插入法得:17/m in v m =表,4732F N =表 51.69T N M=表, 1.25m P kW =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

13、进行修正。 由参考文献7表28-3,0.88M v k =,0.75lv k =,故17/m in 0.880.7511.22(/m inv m m =表162/m in 22v m m n r d m m=表查Z535机床说明书,取195/m in n r =。实际切削速度为:022195/m in14/m in 10001000d nm m r v m =由表28-5, 1.06M F M T k k =,故4732 1.065016(F N N = 51.69 1.0654.8T N m N m=3校验机床功率 切削功率m P 为/m MM m P P n n k =表(1.25(195

14、/246 1.06 1.05kW kW= 机床有效功率E mPP kW kW P =故选择的钻削用量可用。即022d m m=,0.43/f mm r =,195/m in n r =,14/m in v m =相应地5016F N=,54.8T N m =, 1.05m P kW =(2确定扩孔切削用量1确定进给量f 根据参考文献7表28-31,。根据Z535机床说明书,取f =0.57mm/r 。2确定切削速度v 及n 根据参考文献7表28-33,取25/m in v m =表。修正系数:ppR a v pa k a -=根据故 25/min 0.88 1.0211.22/min v m

15、m =表01000/n v d =表(mm mm r =查机床说明书,取275/m in n r =。实际切削速度为3010v d n -=3m m r m -=(3确定铰孔切削用量1确定进给量f 根据参考文献7表28-36, 1.32.6f m m =表,按该表注4,进给量取小值。查Z535说明书,取 1.6/f mm r =。a v k =pR pa a -=根据故 8.2/min 0.880.997.14/min v m m =表01000/(n v d =表m mm r =查Z535说明书,取100/m in n r =,实际铰孔速度3010v d n -=325100/min 107

16、.8/min mm r m -=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:15YT ,100D m m = ,齿数8Z =,此为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=2mm 所以铣削深度p a :2p a m m =每齿进给量f a :根据参考文献3表2.4-75,取0.12/f a m m Z =铣削速度V :参照参考文献7表3034,取 1.33/V m s =。 由式2.1得机床主轴转速n :Vn r d=100060dn v m

17、s =a :根据参考文献7表2.4-81,30a m m =被切削层长度l :由毛坯尺寸可知30l m m =, 刀具切入长度1l :10.5(13l D =- 0.5(100(13 5.3mm =-+= 刀具切出长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1(2精铣宽度为30mm 的下平台 加工条件:工件材料: HT200,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 由参考文献7表3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀:15YT ,100D m m = ,齿数12,此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度p a : 1.0p a m m =每齿进给量f a :根据参考文献7

18、表3031,取0.08/f a m m Z = 铣削速度V :参照参考文献7表3031,取0.32/V m s = 机床主轴转速n ,由式(2.1有:61/m inVn r d=按照参考文献3表3.1-31 75/m in n r =100060dn v m s =进给量f V ,由式(2.3有:0.151275/60 2.25/f f V a Zn m m s = 工作台每分进给量m f : 2.25/135/m in m f f V m m s m m = 被切削层长度l :由毛坯尺寸可知40l m m = 刀具切入长度1l :精铣时1100l D m m = 刀具切出长度2l :取mm

19、l 22= 走刀次数为1工件材料为HT200铁,硬度200HBS 。孔的直径为12.7mm ,表面粗糙度 6.3a R m =。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f 根据参考文献7表28-10可查出0.470.57/f m m r =表,由于孔深度比0/30/22 1.36l d =,0.9lf k =,故(0.470.570.90.420.51/f m m r =表。查Z535立式钻床说明书,取0.43/f mm r =。根据参考文献7表28-8,钻头强度所允许是

20、进给量 1.75/f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m ax 15690F N =(由机床说明书查出,根据参考文献7表28-9,允许的进给量 1.8/f m m r 。由于所选进给量f 远小于f 及f ,故所选f 可用。2确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据参考文献7表28-15,由插入法得:17/m in v m =表,4732F N =表 51.69T N M=表, 1.25m P kW =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28-3,0.88M v k =,0.75lv k =,故17/m in 0.88

21、0.7511.22(/m inv m m =表162/m in 22v m m n r d m m=表查Z535机床说明书,取195/m in n r =。实际切削速度为:022195/m in14/m in 10001000d nm m r v m =由参考文献7表28-5, 1.06M F M T k k =,故4732 1.065016(F N N = 51.69 1.0654.8T N m N m=3校验机床功率 切削功率m P 为/m MM m P P n n k =表(1.25(195/246 1.06 1.05kW kW= 机床有效功率E mPP kW kW P =故选择的钻削用

22、量可用。即022d m m=,0.43/f mm r =,195/m in n r =,14/m in v m =相应地5016F N=,54.8T N m =, 1.05m P kW =(2确定扩孔切削用量1确定进给量f 根据参考文献7表28-31,。根据Z535机床说明书,取f =0.57mm/r 。2确定切削速度v 及n 根据参考文献7表28-33,取25/m in v m =表。修正系数:ppR a v pa k a -=根据故 25/min 0.88 1.0211.22/min v m m =表01000/n v d =表(mm mm r =查机床说明书,取275/m in n r

23、=。实际切削速度为3010v d n -=3m m r m -=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p a :10.5p a m m =进给量f :根据参考文献5表2.4-39,取r mm f /25.0= 切削速度V :参照参考文献5表2.4-41,取s m V /43.0= 由式(2.1机床主轴转速n :1174/m inVn r d =,取900/m in n r =100060d n V m

24、s =2r D l ctgk ctg m m=+=+刀具切出长度2l :02=l 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(8 1.5M 进给量f :由于其螺距mm p 5.1=,因此进给量r mm f /5.1=切削速度V :参照参考文献5表2.4-105,取min /88.8/148.0m s m V = 由式(2.1机床主轴转速n :Vn r d =,取360/m in n r =100060d n V m s =(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 3.2a R m =。加工机床为Z535立式钻床

25、,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f 根据参考文献7表28-10可查出0.250.31/f m m r =表,由于孔深度比0/3/120.25l d =, 1.0lf k =,故(0.250.31 1.00.250.31/f m m r =表。查Z535立式钻床说明书,取0.23/f mm r =。根据参考文献7表28-8,钻头强度所允许是进给量 1.75/f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m ax 15690F N =(由机床说明书查出,根据参考文献7表28-9,允许的进给量 1.8/f m m r 。由于所选进给量f 远小于f

26、 及f ,故所选f 可用。确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据表28-15,由插入法得:17/m inv m =表,4732F N =表 51.69T N M=表, 1.25m P kW =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28-3,0.88M v k =,0.75lv k =,故17/m in 0.880.7511.22(/m inv m m =表298/m in 12v m m n r d m m=表查Z535机床说明书,取195/m in n r =。实际切削速度为012195/m in10001000d nm m

27、 r v m =由参考文献7表28-5, 1.0M F M T k k =,故4732 1.04732(F N N = 51.69 1.051.69T N m N m=校验机床功率 切削功率m P 为/m MM m P P n n k =表(1.25(195/298 1.00.82kW kW = 机床有效功率E m PP kW kW P =故选择的钻削用量可用。即相应地4732F N=,51.69T N m =,0.82m P kW =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 3.2a R m =,用回转分度仪加工,粗精铣与水平成36的台肩。用立式铣床X5

28、2K ,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:15YT ,100D m m = ,齿数8Z =,此为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=2mm 所以铣削深度p a :2p a m m =每齿进给量f a :根据参考文献3表2.4-75,取0.12/f a m m Z =铣削速度V :参照参考文献7表3034,取 1.33/V m s = 由式(2.1机床主轴转速n :Vn r d=按照参考文献7表3.1-74 300/m in n r =100060dn v m s =

29、a :根据参考文献7表2.4-81,40a m m =被切削层长度l :由毛坯尺寸可知40l m m =, 刀具切入长度1l :10.5(3l D =- 0.5(100(137mm =+=刀具切出长度2l :取mm l 22= 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:15YT ,100D m m = ,齿数12,此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm 铣削深度p a : 1.0p a m m =每齿进给量f a :根据参考文献7表3031,取0.08/f a m

30、 m Z = 铣削速度V :参照参考文献7表3031,取0.32/V m s = 机床主轴转速n ,由式(1.1有:61/m inVn r d=100060dn v m s =进给量f V ,由式(2.3有:0.151275/60 2.25/f f V a Zn m m s = 工作台每分进给量m f : 2.25/135/m in m f f V m m s m m = 被切削层长度l :由毛坯尺寸可知40l m m = 刀具切入长度1l :精铣时1100l D m m = 刀具切出长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1工序7:钻2-M6工件材料为HT200铁,硬度200HBS 。孔的

31、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p a :mm a p 25.4=进给量f :根据参考文献5表2.4-39,取r mm f /25.0= 切削速度V :参照参考文献5表2.4-41,取s m V /43.0= 由式(2.1机床主轴转速n :1643/minVn r d =,取900/m in n r =100060d n V m s =2r D l ctgk ctg m m=+=+刀具切出长度2l :02=l 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(6 1.5M

32、 进给量f :由于其螺距mm p 5.1=,因此进给量r mm f /5.1=切削速度V :参照参考文献5表2.4-105,取min /88.8/148.0m s m V = 由式(2.1机床主轴转速n :Vn r d =,取480/m in n r =100060d n V m s =被切削层长度l :15l m m = 刀具切入长度1l :1 4.5l m m = 刀具切出长度2l :02=l 走刀次数为1 工序8:校验(1粗铣、精铣25孔下平面 加工条件:工件材料:HT200铸铁,b =200MPa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l :由毛坯尺

33、寸可知90l m m =, 刀具切入长度1l :10.5(3l D =- 0.5(100(137mm =+=刀具切出长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1 机动时间1j t :12190720.34min 288j ml l l t f +=根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间10.41f t = 精铣的切削工时被切削层长度l :由毛坯尺寸可知90l m m = 刀具切入长度1l :精铣时1100l D m m = 刀具切出长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1 机动时间2j t :1229010021.42m in 135j ml l l t f +=根据参考文献5表

34、2.5-45可查得铣削的辅助时间20.41f t =(2钻孔 加工条件:工件材料:HT200铸铁,b =200MPa 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;铰孔标准高速铰刀根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t =扩孔工时:切入3mm 、切出1mm ,进给量0.57/f mm r =,机床主轴转速275/m in n r =2根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间2 1.77f t =铰孔工时:切入3mm 、切出1mm ,进给量 1.6/f mm r =,机床主轴转速100/m in n r =根据参考

35、文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间3 1.77f t =(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:1t =249/(37.53=2.21min 。根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间10.41f t = 精铣宽度为30

36、mm 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 。根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间20.41f t = 粗精铣宽度为30mm 的下平台的总工时:工件材料:HT200,金属模铸造, 加工要求:粗糙度要求 6.3a R m =, 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

37、工时:1t =236/(0.64195=0.58 min 。根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t =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:2t =236/(0.64195=0.58 min 。根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间2 1.77f t = 总的基本工时:t=1t +2t +1f t +2f t =4.7min 。(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

38、, 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2r D l ctgk ctg m m=+=+刀具切出长度2l :02=l 走刀次数为1 机动时间j t :12j l l l t fn+=根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 攻M8螺纹的工时被切削层长度l :10l m m = 刀具切入长度1l :1 4.5l m m = 刀具切出长度2l :02=l 走刀次数为1 机动时间j t :1212j l l l l l l t fnfn +=+=+根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 锪

39、钻14阶梯的工时2r D l ctgk ctg m m=+=+刀具切出长度2l :02=l 走刀次数为1 机动时间j t :12j l l l t fn+=由参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t =t=j t +f t(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:15YT ,100D m m = ,齿数12,此为细齿铣刀。 粗铣2-M6上端面切削工时被切削层长度l :由毛坯尺寸可知40l m m =, 刀具切入

40、长度1l :10.5(3l D =- 0.5(100(137mm =+=刀具切出长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1 机动时间1j t :12140720.17min 288j ml l l t f +=根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间10.41f t = 精铣2-M6上端面切削工时被切削层长度l :由毛坯尺寸可知40l m m = 刀具切入长度1l :精铣时1100l D m m = 刀具切出长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1 机动时间2j t :1224010021.05m in 135j ml l l t f +=根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的

41、辅助时间20.41f t =(7钻2-M6螺纹孔2r D l ctgk ctg m m=+=+刀具切出长度2l :02=l 走刀次数为1机动时间j t :12j l l l t fn+=根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间1 1.77f t = 攻M6螺纹被切削层长度l :15l m m = 刀具切入长度1l :1 4.5l m m = 刀具切出长度2l :02=l 走刀次数为1 机动时间j t :1212j l l l l l l t fnfn +=+=+根据该零件的生产纲量为每年产4000件。按一年360天,每天总工作时间为8小时。则每个零件所需的额定时间为:t=3608604

42、000=43.2min 。根据计算所得的机动时间t 机加上每道工序间的辅助时间。所用是实际时间为:27.98m in 43.2m int t t =+=辅实际机所以该方案满足生产要求。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。3 专用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。在加工杠杆零件时,需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容,需要设计加工工艺孔25夹具、铣宽度为30mm 的下

43、平台夹具及钻M8底孔夹具各一套。其中加工工艺孔的夹具将用于组合钻床,刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件上的工艺孔进行加工。铣宽度为30mm 的下平台将用于组合铣床,刀具为硬质合金端铣刀YG8对杠杆的25孔下表面进行加工。钻M8底孔夹具采用立式钻床,先用麻花钻钻孔,再用丝锥攻螺纹。本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔25。这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.023,表面粗糙度要求,表面粗糙度为 1.6a R m =,与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第二道工序,加工到本道工序时只完成了杠杆下表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考

44、虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求,以及如何提高劳动生产率,降低劳动强度。由零件图可知,工艺孔位于零件中心偏左,其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时,应尽量选择上一道工序即粗、精铣25下表面工序的定位基准,以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用45外圆面作为定位基准,用V 型块定位限制4个自由度。再以25下表面加3个支撑钉定位作为主要定位基面以限制工件的三个自由度。为了提高加工效率,根据工序要求先采用标

45、准高速钢麻花钻刀具对工艺孔25进行钻削加工;然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工;最后采用标准高速铰刀对工艺孔25进行铰孔加工。准备采用手动夹紧方式夹紧。由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工,而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得:钻削力 6.08.026HBDfF =.09.110HB fD T =式中:25D m m = (2321872553125531min max max =-=-=HB HB HB HB115.0-=rmm f2323755.2F N=1.90.80.610250.1523226174T N mm =本道工序加工工艺孔时,

46、工件的45外圆面与V 形块靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧,该机构主要靠压紧螺钉夹紧,属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式:012(Z Q LW r tg r tg =式中: 0W 单个螺旋夹紧产生的夹紧力(N ; Q 原始作用力(N ; L 作用力臂(mm ;r 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm ; 1螺杆端部与工件间的摩擦角(; Z r 螺纹中径之半(mm ;螺纹升角(;2螺旋副的当量摩擦角(。由式(3.1根据参考文献11表1-2-23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力:0355018954(310950W N =+由于杠杆的生产量很大,采用手动夹紧的夹具

47、结构简单,在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧,夹紧可靠,机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。带光面压块的压紧螺钉的结构如图3.1所示。 图3.1 带光面压块的压紧螺钉3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套(其结构如下图所示以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求:工艺孔25mm 分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔22mm 标准高速钢麻花钻,磨出025+mm 标准高速铰刀。根据参考文献

48、11表2-1-47可查得钻套孔径结构尺寸如图3.2及表3.1所示。 图3.2 快换钻套 衬套选用固定衬套其结构如图3.3所示。 图3.3 固定衬套衬套选用固定衬套其结构参数如表3.2所示。表3.2 固定衬套的结构尺寸 根据参考文献11表2-1-27固定V型块的结构及主要尺寸如图3.4及表3.3所示。 图3.4 V型块表3.3 V型块的主要尺寸 钻模板选用固定式钻模板,工件以底面及45外圆面分别靠在夹具支架的定位快及V 型块上定位,用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图ZJZ-01所示。利用夹具在机床上加工时,机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系,最后形成工件和刀具之间的正确位置关系