叉形支架的加工工艺及铣宽10槽的铣床夹具设计

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摘要本次设计是叉形支架件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。

叉形支架的主要加工表面是平面及孔。

由加工工艺原则可知,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。

所以本设计遵循先面后孔的原则。

并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。

基准选择以工件前面68×50、工件前端面及工件右侧面作为定位粗基准,以叉形支架后面80×50及2-Φ9孔作为精基准。

关键词:叉形支架;加工工艺;专用夹具目录1零件的分析 (4)1.1零件的作用 (4)1.2零件的工艺分析 (4)1.2.1零件图 (4)1.2.2加工表面及孔 (5)2 确定零件的生产类型 (7)2.1零件的生产类型 (7)2.2毛坯的确定 (7)2.2.1毛坯的种类及制造方法 (7)2.2.2确定铸件加工余量 (8)2.2.3绘制毛坯图 (8)3 定位基准的选择 (9)3.1选择粗基准 (9)3.2选择精基准 (9)4 制定机械加工工艺路线 (10)5 机械加工余量,工序尺寸及公差的确定 (11)5.1加工余量和工序尺寸的确定 (11)5.2确定切削用量及时间定额 (12)6 夹具设计 (29)参考文献 (33)1零件的分析1.1零件的作用叉形支架是用来起支撑作用的构架,承受较大的力,也具有定位的作用,使零件之间保持正确的位置。

1.2 零件的工艺分析1.2.1零件图:叉形支架零件图如下图所示1.2.2加工表面及孔在叉形支架高60mm处两个R15mm宽20mm的凸出部位之间相隔97mm其中一个上有对称通孔。

则此处构造比较复杂 且在支架高底部处有10mm宽的一个缺口 这两部分刚度比较低。

中间有Ф10mm的孔 属于套类结构 伸出部分为一平台 上有螺纹通孔 在端部有倾斜60°的凸出部分 起定位作用 此处应力教集中 强度要好。

在平台下面有增强其硬度的肋板。

两个R12mm 凸出 2mm宽36mm高处缺口及R10mm凸出部分为复杂结构 其加工存在一定的难度 要求较高 防止其损坏 需要对其进行必要的热处理。

主要加工表面Ф30mm中心孔及两端倒角 上、下端面 M12↓25螺纹通孔 右端部倾斜60°凸出部分中间孔Ф8mm 左端两个凸出部分外侧面及其中间M10螺纹孔和Ф11孔。

(1)选用灰铸铁HT150 硬度150 200HB 负荷低 磨损无关重要 变形很小 经过正火处理。

灰铸铁件的牌号和应用范围如表1-1所示。

(2) 未标注圆角半径为R3mm。

(3) 加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷并应清理清洁。

(4) 所有加工表面应光洁 不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。

(5) 上下表面应与中心孔轴线保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm 中心孔内表面表面粗糙度Ra≤1.6μm 左端两个凸出部分外表面Ra≤6.3μm右端部倾斜60°凸出部分中间孔内表面Ra≤1.6μm 为较高精度 且Φ8015.00 。

(6) 在加工之前进行人工时效热处理 对毛坯预备性热处理 为降低零件硬度 在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理 淬火后工件硬度提高且易变形。

2 确定零件的生产类型2.1 零件的生产类型零件的生产类型是指企业(或车间,工段,班组,工作地等)生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制订具有决定性的影响。

生产类型一般可分为大量生产,成批生产和单件生产三种类型,不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。

零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。

零件的年生产纲领N可按下式计算:式中:N—零件的生产类型(件/年);Q—产品的年产量(台、辆);m—每台(辆)产品中该零件的数量(件/台、辆);a错误!未找到引用源。

—备品率,一般取2错误!未找到引用源。

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—废品率,一般取0.3错误!未找到引用源。

~0.7错误!未找到引用源。

根据上式计算求得零件的生产纲领,通过查表可得刀架的生产类型为中批生产。

2.2 毛坯的确定2.2.1 确定毛坯的种类及其制造方法零件的材料为HT150,考虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,毛坯可选用铸造成型零件形状不复杂,因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。

2.2 2确定注件加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》,选用铸件尺寸公差等级CT-12,选用加工余量为MA-H级,并根据毛坯的基本尺寸可知:叉形支架各表面的机械加工余量为Z=2.0mm,工件上的孔,因尺寸不大,故采用实心铸造。

2.2.3 绘制铸件毛坯图3定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。

也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为粗基准、精基准及辅助基准。

选择定位基准时,既要考虑零件的整个加工工艺过程,又要考虑零件的特征、设计基准和加工方法,根据粗、精基准的选择原则,合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时,总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来,即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准,然后在考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。

3.1选择粗基准按照有关粗基准的选择原则,按照粗基准的选择原则:选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准,以保证该表面有足够而均匀的加工余量。

故选择工件前面68×50、工件前端面及工件右侧面为定位粗基准。

3.2选择精基准精基准的选择主要应该考虑基准重合问题,当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算以叉形支架后面80×50及2-Φ9孔作为精基准。

4 制定机械加工工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,使工序集中来提高生产效率。

除此之外还应考虑经济效果,以便降低生产成本。

工艺路线方案工序01:铸造工序02: 时效处理工序03: 粗铣、半精铣、精铣工件后面80×50面工序04: 粗铣、半精铣、精铣工件前面68×50面工序05: 粗铣、半精铣工件顶面工序06;粗铣、半精铣工件底面工序07: 钻3-Φ9孔、锪3-Φ14深9沉孔工序08: 钻、攻2-M8螺纹、M6螺纹工序09: 钻、铰Φ10H9孔工序10: 钻、攻M12螺纹工序11:铣宽102.0的槽工序12:钻、铰Φ4H7(两边通)工序13:去毛刺工序14:检验至图纸要求并入库5机械加工余量,工序尺寸及公差的确定5.1加工余量和工序尺寸的确定前面根据资料已初步确定工件各表面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量的如下:加工表面加工内容加工余量精度等级尺寸偏差表面粗糙度后面铸件 2.0 CT12 ±0.3 ——粗铣 1.5 IT12 27.5-0.350 12.5 半精铣0.4 IT11 27.10-0.22 6.3精铣0.1 IT7 270-0.035 1.6前面铸件 2.0 CT12 ±0.3 ——粗铣 1.5 IT12 25.50-0.3512.5 半精铣0.4 IT11 25.10-0.22 6.3 精铣0.1 IT7 250-0.035 1.6顶面铸件 2.0 CT12 ±0.4 ——粗铣 1.5 IT12 52.5-0.35012.5 半精铣0.5 IT11 520-0.22 6.3底面铸件 2.0 CT12 ±0.4 ——粗铣 1.5 IT12 50.5-0.35012.5 半精铣0.5 IT11 500-0.22 6.3Φ9 钻9 IT12 Φ90+0.18 6.3 φ14 锪14 IT12 φ140+0.18 6.3 M8钻 3.4 IT12 Φ6.80+0.15——攻螺纹0.6 ——————M6钻 2.55 IT12 Φ5.10+0.15——攻螺纹0.45 ——————Φ10钻 4.9 IT11 Φ9.80+0.15 6.3铰0.1 IT9 Φ100+0.058 1.6M12钻 5.1 IT12 Φ10.2+0.15—— 攻螺纹0.9——————宽10槽铣 —— IT11Φ100+0.166.3Φ4钻1.9IT11Φ3.80+0.156.3 铰0.1IT7Φ40+0.0581.65.2确定切削用量及时间按定额工序01:铸造 工序02: 时效处理工序03: 粗铣、半精铣、精铣工件后面80×50面 工步一:粗铣工件后面80×50面 1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,mm a p 5.1=,mm d 600=,min /100m v =,4=z 。

2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度mm a p 5.1=2)决定每次进给量及切削速度根据X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw ,中等系统刚度。

根据表查出 齿/2.0mm f z =,则min /5316010010001000r d v n s ≈⨯⨯==ππ 按机床标准选取w n =500min /rmin /2.94min /1000500601000m m dn v w≈⨯⨯==ππ3)计算工时 切削工时:mm l 80=,mm l 5.11=,mm l 52=,则机动工时为min 865.012.050055.18021≈⨯⨯++=++=i f n l l l t w m 工步二:半精铣工件后面80×50面 1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,mm a p 4.0=,mm d 600=,min /100m v =,4=z 。

2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度mm a p 4.0=2)决定每次进给量及切削速度根据X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw ,中等系统刚度。

根据表查出 齿/2.0mm f z =,则min /5316010010001000r d v n s ≈⨯⨯==ππ 按机床标准选取w n =500min /rmin /2.94min /1000500601000m m dn v w≈⨯⨯==ππ3)计算工时 切削工时:mm l 80=,mm l 4.01=,mm l 52=,则机动工时为min 854.012.050054.08021≈⨯⨯++=++=i f n l l l t w m 工步三:精铣工件后面80×50面 1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,mm a p 1.0=,mm d 600=,min /100m v =,4=z 。

2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度mm a p 1.0=2)决定每次进给量及切削速度根据X52型铣床说明书,其功率为为4.5kw ,中等系统刚度。