角板的工艺流程和夹具设计解析.docx

一、角板的工艺分析和生产类型确实定2(1)角板0零件图和规定2(2)角板的工艺性分析3(3)确定角板的生产类型3二、确定毛坯、绘制毛坯简图4(1)选择毛坯4(2)确定毛坯公差等级和铸造角度4(3)确定毛坯B尺寸公差和机械加工余量4(4)绘制角板毛坯简图6三、确定角板工艺路线71粗基准的选择原则72精基准B选择原则83定位基准的选择84零件表面加工措施确实定95制定工艺路线9四、确定机械加工余量和毛坯尺寸12五、确定切削用量和基本工时12六夹具设计21(1)提出问题21(2)定位基准B选择21(2)定位基准的选择21(3)切削力和夹紧力的计算22(4)定位误差的分析11.设计心得12参照文献13一、角板的工艺分析和生产类型确实定:7a林要求：1.未注圆触30午;2沫曲波X45零件图如图所示(1)设计规定：通过所给的工程图，需要设计对应的机械加工工艺规程,并对工艺加工流程中所要用到的夹具进行设计。(2)角板的工艺性分析：角板零件图样的视图对的、完整，尺寸、公差和技术规定齐全。基准孔40H7mm,其表面粗糙度要Ra为1.6Unl较高。可以通过粗镖，半精锤，精键进行加工。本零件各表面加工精度低，加工并不困难。角板的沟槽加工精度不高，可以用立铳刀铳出。角板凸台的螺纹孔，需通过钻底孔，再攻丝。角板加工表面和40H7mm有一定日勺位置规定，重要是上表面与中40H7m轴线平行度为0.06。通以上分析，我们可以选定粗基准，加工精基准表面所在的表面然后借助夹具对其他表而进行加工，从而保证对应的位置精度。(3)确定角板的生产类型：零件材料为HT250o在工作过程中常常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。取零件成批生产，年生产量为60000件，并且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸规定，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应当的。二、确定毛坯、绘制毛坯简图：(1)选择毛坯:由于角板零件材料HT250,生产类型为大批生产，查机械加工工艺设计实用手册表6-68,由于角板属于箱体类零件、形状复杂因此采用砂型铸造毛坯；(2)确定毛坯公差等级和铸造角度：查机械加工工艺设计实用手册表6-90,根据为砂型机械造型材料为灰铸铁选用铸造公差等级为CT8,；查书机械加工工艺设计实用手册常用斜度值砂型一般选为铸造斜度为3。，查书机械加工工艺设计实用手册对于砂型铸造一般圆角半径为R3o(3)确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量：查机械加工余量与公差手册表3-1,为砂型机械造型选用铸件加工余量等级为F；查机械加工余量与公差手册表3-3,根据毛坯加工面日勺基本尺寸选用铸件机械加工余量；查机械加工余量与公差手册表3-6,根据铸件的基本尺寸选用铸件尺寸公差值。通过度析零件图可知，有如下某些加工表面与孔需要设计铸件的机械加工余量：(3.1)重要平面：60mm2端面查机械加工余量与公差手册知，长度为60m的铸件的加工余量为单边2mm。(3.2)40孔：40孔由于孔径相对比较大，且我们是大批量生产，因此我们铸造出孔，由于孔的粗糙度为Ra=L6,需要我们粗镖，半精镖，精键3个工序加工方可满足规定，查机械加工余量与公差手册可以懂得孔的单边余量也为2.5mmo(4)绘制角板毛坯简图：要据以上分析，可以确定该角板零件各个需要加工的I表面和孔的加工余量，并设计对应的工序尺，该毛坯图如下：技术要热1.未注国角瓶飞%未注例角2X45ft3.触出情清砂后,检装停件是否有缺降并进行去除费口、冒口、飞也毛潮Si及表面粘酢等工序三、确定角板工艺路线:1粗基准的选择原则：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的）是为了保证加工面与不加工面的互相位置关系精度。假如工件上表面上有好几种不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的互相位置精度规定较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量规定均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其他量规定均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增长耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽量选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位精确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不适宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应防止反复使用，由于粗基准时表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。2精基准的选择原贝h(1)“基准重叠”原则应尽量选择加工表面日勺设计基准为定位基准，防止基准不重叠引起的误差。(2)“基准统一”原则尽量在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面日勺位置精度，防止因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。(3) “自为基准”原则某些精加工和光整加工工序规定加工余量小而均匀，应选择该加工表面自身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4) “互为基准”原则当两个表面互相位置精度和自身尺寸、形状精度都规定较高时，可采用“互为基准”措施，反复加工。(5)所选的精基准应能保证定位精确、夹紧可靠、夹具简朴、操作以便。3定位基准的选择：综合以上原则分析有，本零件是带孔的角板，孔是设计基准，为防止由于基准不重叠而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵照“基准重叠原则”由于角板除去下底面不需要加工，其他均需加工，选定中52外圆为粗基准，加工中40H7,此后选用40H7mm孔为精基准加工其他各表面和铳槽。4零件表面加工措施确实定:本零件的加工表面有内孔，上表面、槽和螺纹孔等，材料为HT250,查机械加工实用手册机械加工工艺员手册选用该零件日勺加工措施如下：（1） 40H7mm的内孔，表面粗糙度为1.6um,基公差等级为IT7,需粗镀，半精镀，精镶。（2） 角板端面日勺粗糙度为12.5um,粗铳即可.（3） 角板上表而的粗糙度为6.3um,公差等级为ITlO,需要粗铳，半精铳。（4） 角板上槽内表面粗糙度为6.3um,公差等级为ITI0,需要粗铳，半精铳。（5） 凸台中16粗糙度为12.5u,粗铳即可。（6） 螺纹孔M8需通过钻孔攻丝。5制定工艺路线：铳削加工在排工序，一般遵照基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的I原则。提出两种加工方案如下：（1）工艺路线方案一：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铳60mm2端面工序四；粗键，半精镇，精镀中40孔工序五：铳2个74x60平面工序六：铳半径为R3日勺2个半圆槽工序七：铳中16端面工序八：钻M8螺纹底孔，攻丝M8工序九：去毛刺工序十：质检，入库(2)工艺路线方案二：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铳60mm2端面工序四；铳2个74x60端面工序五：粗健，半精镜，精键40孔工序六：铳半径为R3的2个半圆槽工序七：铳中16端面工序八：钻M8螺纹底孔，攻丝M8工序九：去毛刺工序十：质检，入库(3)、工艺方案日勺分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一加工好宽60mm2端面后，就开始加工40的孔，然后以40的孔定位加工其他各面和孔，这样能为后续时加工提供定位基准，从而很好时保证了精度规定。因此我们选择方案一。详细的工艺过程如下：工序一：铸造。工序二：时效处理。工序三：铳60mm2端面。工序四；粗健，半精镇，精镜中40孔。工序五：铳2个74x60平面。工序六：铳半径为R4的2个半圆槽。工序七：铳16端面。工序八：钻M8螺纹底孔，攻丝M8。工序九：去毛刺。工序十：质检，入库。四、确定机械加工余量和毛坯尺寸:零件尺寸mm单面加工余量mm铸件尺寸mm402.53510212281.529.560264五、确定切削用量、刀具、机床、和基本工时：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铳宽60mm2端面，60mm2端面粗糙度规定为125一次粗铳加工即可满足规定，我们选用X51立式铳床，高速钢端铳刀加工：工步一：铳60mm上端面，1 .选择刀具刀具选用高速钢端铳刀，刀片采用YG8,ap=2mm,d0=60w7,v=25mmin>z=4o2 .决定铳削用量：(1)决定铳削深度由于加工余量不大，一次加工完毕：Ctp=2mm(2)决定每次进给量和切削速度查<机床设计手册>>根据X51型铳床，有其功率为为7.5kw,为中等系统刚度。根据表查出f.=0.2/z,则IOOOv _1000×125兀d)X 60=621.5rminTTX 60 X 750按机床原则选用/v=750rmin=152.3zwmin100O100O当nw=750rmin时ftn=fnw=0.2×4×750=600M/r按机床原则选用fm=600丽Ir(3)计算工时切削工时：I=20mm,Z1=5mm,I2=3nn,则机动工时为_ 120+5 + 3 750x0.2=0.8533 min工步二铳60mm下端面的切削用量和基本工时的计算如上在此不再累述：工序四：粗镀，半精锋，精锋中40孔选用CA6140车床上进行，直径为20mm圆形像刀。工步一粗链至38.5确定切削用量：ap=(38.5-35)/2=1.75mm根据机械加工工艺实用手册有：f=0.30.8mmr，V=0.6-lms选用f=0.6mmr,V=0.8ms°因此有：三v=l000×48=437r7inrx35选用n=6.33rs, v=0.87ms切削工时:I = 60nm , I1 = 9mm , I2 = 3nn ,则机动工时Hl60 + 9 + 3 = o.2526 min475 × 0.6工步二:半精镶 39. 5确定切削用量:ap=(39.5-38.5)/2=0.5mm查机械加工工艺实用手册有f=0.20.6mmr,V=O.8L32ms选用v=l,f=0.2则有:咏=幽2变=49637dit,"38.5故选用n=8rs,v=0.97ms切削工时：I=60mm,1=6mm,I2=3mm,则机动工时为tm/+4+/260 + 6 + 3 496×0.2=0.6956 min工步3；精镶孔40确定切削用量:ap=(40-39.5)/2=0.25mm查机械加工工艺实用手册有V=0.300.66ms,f=1.01.4mmr初选V=0.30ms,f=2.0mmr100Ov1000×18-U/.&=145r/mindwx39.5故取n=2rs,v=0.25ms切削工时：/=60/nm,1=9mm,I2=3mm,则机动工时为= 60 + 9 + 3nwf 145 × 2= 0.2517 min工序五：铳2个74x6Omm端面，60mm2端面粗糙度规定为6.3一次粗铳加工即可满足规定，我们选用X51立式铳床，高速钢端铳刀加工工步一：铳74x60上表面，1 .选择刀具:刀具选用高速钢端铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5mm,d°=6Qmm,v=25mmin,z=4o2 .决定铳削用量(1)决定铳削深度由于加工余量不大，一次加工完毕ap=1.5twn(2)决定每次进给量和切削速度根据X51型铳床阐明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出f=二02nn齿，则ns =IOOOv兀d1000×1254x60=621.5/ min按机床原则选用L=750/Vmindnw '- 1000乃 X 60 X 7501000=152.3zwmin当w=750rmin时fm=fnw-0.2×4×750=600nn/r按机床原则选用fm=600M/r(3)计算工时切削工时：I=74mm,Z1=5mm,/2=3三,则机动工时为Ift=0.5467 min/+/274+5+3nwf750x0.2工步二：半精铳74x60表面的切削用量和基本工时的计算如下:1 .选择刀具：刀具选用高速钢端铳刀，刀片采用YG8,ap=o.5w三,do=Smm,v=145mmin,Z=4。2 .决定铳削用量(1)决定铳削深度由于加工余量不大，一次加工完毕cip=O.572TZ(2)决定每次进给量和切削速度根据X51型铳床阐明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚根据表查出fz=0.2wn½,则按机床原则选用nw=800/7min当nw=800rmin时fm-fznw-0.2×4×800=(Mnn!r按机床原则选用f,=650,丽/r(3)计算工时切削工时：I=74tnm,Z1=5mm,I2=3mm,则机动工时为i±j=74+5+3=05i25min.nwf800x0.2工序六：铳长为12的R4B半圆槽选择刀具刀具选用高速钢三面刃铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5mm,J0=Smm，v=25nzmin，z=4。2.决定铳削用量(1)决定铳削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀内铳完，则ap=1.5mm(2)决定每次进给量和切削速度根据X51型铳床阐明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出力=02加/齿，则995 min100Ov1000x25%=drx8按机床原则选用九=1450"min=36.424zn / mindnw_×8×1450100O-100O当nw=1450rmin时=0.2×4×1450=Hmnr按机床原则选用f,=1160mm/r(3)计算工时切削工时：1=12三/,则机动工时为工一=0.(M2minnJ475铳削其他机床的切削用量和基本工时的计算，如上在此不再累述。工序VIL15端面.选择刀具刀具选用不重磨损硬质合金套式端铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5mm,d0=N)mm,U=75znmin,z=4°2.决定铳削用量(1)决定铳削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀内铳完，则ap=1.5fnn(2)决定每次进给量和切削速度根据X51型铳床阐明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出/.=0.2/齿，则100Ov_l0×75d%X20=1194.37rmin按机床原则选用nw=1450r/mindnw;rx35X1450V=10001000=159.35m/min当nw=1450rmin时fm=fnw=0.2×4×1450=1160rmn/r按机床原则选用f,=1160mmIY(3)计算工时切削工时：I=15mm,1=5wn,I2=3nn,则机动工时为/ft_/+/,+Z2_15+5+3nwf=475=0.04842min工序VIII：钻M8螺纹孔的切削用量和基本工时确实定:选用Z525立式钻床，选用d=6.8的麻花钻，M8的机用丝锥选用外.8”九高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.216查得f机=0.28mVrVc=8mmin（切削表2.15）IooOVe机_IOoOXl6Dx6.8=636r/min按机床选用机=545rmin五Dn机_X6.8x5451000I(XX)=6.8542m/min基本工时:z.÷A÷4机f机=20+3+3-545x0.28=0.17min攻螺纹M8mm：选择M8mm高速钢机用丝锥了等于工件螺纹的螺距p，即f=,25mmr匕机=7.5wminI(XX)V 1000x7.5D 万x8=298( r/min)按机床选用机=272rmin匕机=6.8m/min基本工时:t=20÷3=0.10nftlf275x1.25六.夹具设计:(I)提出问题由于大批量生产，为了是高生产率和减少生产成本保证质量,减少劳动强度，需设计铳床专用夹具，由于对加工精度不高，因此工本道工序加工时，重要考虑减少生产成和劳动强度。本夹具是铳角板上表面60X74的夹具设计。(2)定位基准日勺选择：在加工中用作确定工件在夹具对的位置日勺基准，称为定位基准，根据夹具手册定位基准尽量与工序基准重叠，在同一工件的各道工序中尽量采用同一定位基准进行加工。由零件图有，角板表面与40H7轴线有位置精度规定，故可以选用长心轴进行定位，限制四个自由度，水平角板用支撑钉定位，限制一种自由度，零件端面用压板进行定位，限制一种自由度，最终用零件的夹紧机构夹紧即可。（3）工件的夹紧：定位方式确定后，选择合适的夹紧方案把工件的位置固定下来，选择夹紧方案的原则是稳、牢、快，加工角板水表平面，夹紧力作用在角板的端面，靠近加工表面，压紧选用压板进行夹紧，采用手动夹紧。（4）铳削力和夹紧力日勺计算：在专用铳床夹具，重要采用螺旋夹紧机构来实现对零件夹紧和固定。螺旋压杆的直径d=12mm丝杆的直径d=16mm铳削力的）计算如下：查机械制造技术基础有Fx=15.8J9190v0M95f00255aidZkFy=9.105aJ8974v°的/。WdZAFz=5.487w,v°j4,700022a"nndZap=l.5mmv=40mminf=O.4mmrae=l.5mm查机械制造技术课程设计有：直齿三面刃铳刀d=25ZEFx=1710N,Fy=1030N,Fz=314N所需的理论夹紧力为FXO=FXK=171OXL5=2565NFyO=FyK=IOSOXl.5=1545NFzO=FzK=314Xl.5=471N对螺旋压板机构；F=2WjdJtan（o+夕）FJ=471Nd2=161.l=l=35a=l.82o,=6.59on=0.89因此Mc=581N丝杠提供的动力>>Mc因此合格.对于螺旋夹紧机构：Pj-djan(+a)+»sD-dF=1545N,a=l.82°,二6.59°,d2=ll.025D=20d=12f=0.1因此Fj=984N螺旋压杆提供能满足规定(5)定位误差分析：夹具的重要定位元件为心轴，心轴的尺寸公差与孔40H7公差相似，采用过盈配合。支撑钉的工作表面为上表表面，因支撑钉需常常更换，故加衬套的外径与夹具配合为H7r6,内径与支撑钉的配合为H7js6.毛坯图，角板零件图，机械加工工艺图，夹具的零件图,装配图，见附图。