角板的工藝流程夾具設(shè)計(jì)

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3（3）確定角板的生產(chǎn)類型3二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖4（1）選擇毛坯4（2）確定毛坯公差等級及鑄造角度4（3）確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量4（4）繪制角板毛坯簡圖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8 4 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。基準(zhǔn)孔40H7mm, 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。角板凸臺的螺紋孔，需經(jīng)過鉆底孔，再攻絲。角板加工表面和40H7mm有一定的位置要求，主要是上表面與40H7mm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，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）確定毛坯公差等級及鑄造角度：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊表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為CT8，；查書機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊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)用手冊對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表3-1，為砂型機(jī)械造型選取鑄件加工余量等級為F；查機(jī)械加工余量與公差手冊表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知，長度為60mm的鑄件的加工余量為單邊2mm。（3.2）40孔：40孔因?yàn)榭讖较鄬Ρ容^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可以知道孔的單邊余量也為2.5mm。（4）繪制角板毛坯簡圖: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:1 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52外圓為粗基準(zhǔn)，加工40H7mm , 此后選用40H7mm孔為精基準(zhǔn)加工其余各表面及銑槽。4 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)用手冊機(jī)械加工工藝員手冊 選取該零件的加工方法如下：（1） 40H7mm的內(nèi)孔，表面粗糙度為1.6um, 基公差等級為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, 公差等級為IT10，需要粗銑，半精銑。（5） 凸臺16粗糙度為12.5um，粗銑即可。（6） 螺紋孔M8需經(jīng)過鉆孔攻絲。5 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60mm 2端面工序四；粗鏜，半精鏜，精鏜40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16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40孔工序六：銑半徑為R3的2個(gè)半圓槽工序七：銑16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60mm 2端面后，就開始加工40的孔，然后以40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40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16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/mm402.53510212281.529.560264五、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，1. 選擇刀具刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量:(1) 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? (2) 決定每次進(jìn)給量及切削速度 查<<機(jī)床設(shè)計(jì)手冊>>根據(jù)X51型銑床，有其功率為為7.5kw，為中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取750當(dāng)750r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(3) 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為.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40孔 選用CA6140車床上進(jìn)行,直徑為20mm圓形鏜刀。工步一 粗鏜至38.5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)用手冊有： f= 0.30.8mm/r ， V=0.61m/s 選取 f= 0.6mm/r , V=0.8m/s。所以有: 選取 n=6.33r/s, v=0.87m/s 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：半精鏜39.5確定切削用量：ap=(39.5-38.5)/2=0.5mm查機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊有f= 0.20.6mm/r ，V=0.81.32m/s 選取v=1,f=0.2 則有： 故選取n=8 r/s, v=0.97m/s切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步3 ； 精鏜孔40確定切削用量：ap=(40-39.5)/2=0.25mm查機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊有V=0.300.66m/s, f= 1.01.4mm/r 初選V=0.30m/s，f= 2.0mm/r 故取n=2r/s, v=0.25m/s切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序五：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， 1. 選擇刀具:刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量(1) 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?2) 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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取750當(dāng)750r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(3) 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為.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:1. 選擇刀具:刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量(1)決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?2)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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取800當(dāng)800r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(3)計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為.工序六：銑長為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,，。2. 決定銑削用量(1) 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(2) 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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(3) 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為銑削其余機(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:15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,，。2. 決定銑削用量(1) 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(2) 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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(3)計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序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=6.8的麻花鉆，M8的機(jī)用絲錐 選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： min攻螺紋M8mm： 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取基本工時(shí)： 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)的選擇：在加工中用作確定工件在夾具正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)，根據(jù)夾具手冊定位基準(zhǔn)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。由零件圖有，角板表面與40H7軸線有位置精度要求，故可以選用長心軸進(jìn)行定位，限制四個(gè)自由度，水平角板用支撐釘定位，限制一個(gè)自由度，零件端面用壓板進(jìn)行定位，限制一個(gè)自由度，最后用零件的夾緊機(jī)構(gòu)夾緊即可。（3） 工件的夾緊：定位方式確定后，選擇合適的夾緊方案把工件的位置固定下來，選擇夾緊方案的原則是穩(wěn)、牢、快，加工角板水表平面，夾緊力作用在角板的端面，靠近加工表面，壓緊選用壓板進(jìn)行夾緊，采用手動(dòng)夾緊。（4）銑削力及夾緊力的計(jì)算：在專用銑床夾具，主要采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對零件夾緊和固定。螺旋壓桿的直徑d=12mm絲桿的直徑d=16mm銑削力的計(jì)算如下：查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)有ap=1.5mmv=40m/minf=0.4mm/rae=1.5mm查機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)有：直齒三面刃銑刀 d=25 Z=4 Fx=1710N, Fy=1030N , Fz=314N所需的理論夾緊力為Fx0=FxK=1710X1.5=2565NFy0=FyK=1030X1.5=1545NFz0=FzK=314X1.5=471N對螺旋壓板機(jī)構(gòu);FJ=471Nd2=16L1=l=35a=1.82, =6.59n=0.89所以Mc=581N絲杠提供的動(dòng)力>>Mc 所以合格.對于螺旋夾緊機(jī)構(gòu):F=1545N, a=1.82, =6.59,d2=11.025 D=20 d=12f=0.1所以 Fj=984N螺旋壓桿提供能滿足要求(5) 定位誤差分析:夾具的主要定位元件為心軸,心軸的尺寸公差與孔40H7公差相同,采用過盈配合。支撐釘?shù)墓ぷ鞅砻鏋樯媳肀砻?，因支撐釘需?jīng)常更換，故加襯套的外徑與夾具配合為H7/r6,內(nèi)徑與支撐釘?shù)呐浜蠟镠7/js6.毛坯圖，角板零件圖，機(jī)械加工工藝圖，夾具的零件圖，裝配圖，見附圖。