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机床刀架座加工工艺工装设计.rar

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    编号:20181101165909125    类型:共享资源    大小:1.19MB    格式:RAR    上传时间:2019-04-10
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    金币
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    机床 刀架 加工 工艺 工装 设计
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    南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 1 -第一部分 零件的分析技术要求:(1)铸件应消除内应力。(2)未注圆角为 R3~R5。(3)铸件表面不得有粘砂,裂纹等缺陷。(4)未注明倒角为 0.5X45°。(5)去毛刺,锐边倒钝。(6)涂漆按 NJ226-31 执行。(7)材料 HT300。一. 零件的分析箱体类零件是机器或部件的基础零件,它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体,使他们之间保持正确的相互位置,并按照一定的传动关系传递运动或动力。因此,箱体的加工质量加工直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。孔的加工精度直接影响刀具的安装精度,所以一定要加工好孔。二. 零件的工艺分析有零件图可知,其材料为 HT300。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性,实用于承受较大应力、要求耐磨的零件。该零件上的主要加工面为上下平面、前后平面、四个定位平面(四个定位平面主要用于其它工序的定位及装配时的定位)和下平面、前后平面上的 7-ø16、一锥销孔和 ø25 及前平面上的三个同轴孔ø111、 、 ,和四个 ø62、2-ø88、ø106 同轴孔。其中加工四个定位平面是以前后平面两孔 ø111mm 和 ø62mm 为中心。加工前后平面、上平面是以四个定位平面来实现定位的 。镗前后平面的孔及钻六个平面上的孔均以四个定位平面和前后两平面来实现完全定位。各加工表面及孔之间有一定的位置要求,主要是:1. 后平面对于孔 mm、 mm 的垂直度公差为 0.01mm;2. Ø111 孔轴心线对于 ø62、ø88 和 ø106 公共轴心线、ø52 的平行度公差为 0.01mm;3.孔 ø111mm、 mm、 mm 同轴度都为 0.01;4.后平面与孔 的垂直公差为 0.01;南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 2 -5. 前后两平面的平行度为 0.05;6. 螺纹孔 M33 轴向与后平面的垂直度为 0.03。第二部分 工艺规程设计一. 确定毛坯的制造形式根据零件材料 HT300 确定毛坯为铸件,根据生产要求其生产类型为成大批生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的前后面上的三个大径孔需铸出,故还应安放型芯。此外,为消除余应力,铸造后应安排人工时效。二. 定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的、重要工作之一。基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得一提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法进行。1. 粗基准的选择 对于本刀架座零件而言,考虑到以下几点,选择箱体零件的重要孔(ø195mm 和 ø88mm)的毛坯孔与箱体外壁作粗基准。(1) 保证个加工面均有加工余量的前提下,使重要孔的加工余量尽量均匀;(2) 装入箱内的旋转零件(如齿轮、轴套等)与箱体内壁有足够的间隙;(3) 能够保证定位准确夹紧可靠。最先加工的是用作精基准的四个小平面。用两浮动圆锥销插入 ø111 和 ø62 毛坯孔中限制自由度,用一个支承钉支承在箱体的一个侧面上以实现完全定位。2. 精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。对于刀架座,四个定位平面和 、Ø88 是装配基准,有是设计基准,用它作精基准, 能使加工遵循“基准重合”的原则。其余各面和孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。 三. 制定工艺路线根据各加工表面的加工要求和各种加工方法能达到的经济精度,确定各表面的加工方法如下:上平面和下面凸台为铣; 底、前后左右平面为粗铣-精铣; ø111mm、 mm、mm、2-ø88mm、ø62mm、ø106 各孔为粗镗- 半精镗;7 级-9 级精度的未铸出孔为钻-南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 3 -铰;螺纹孔为钻孔-攻螺纹,同时还有几个要钻深孔的,用专用的机床进行加工。因前、后面有较高的平行度要求, mm、 mm、ø111 与孔有较高的同轴度要求,故它们的加工宜采用工序集中的原则,即分别在一次装夹下将两面或两同轴孔同时加工出来,以保证其位置精度。根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则,将前后平面、上平面以及孔的粗加工放在前面,精加工放在后面。每一阶段中又首先加工前、后平面,后再镗两面上的 mm、 mm、ø111mm、 ø62mm、2-ø88mm、ø106 孔,其它螺纹孔等次要表面放在最后加工。在实际生产过程中,根据车间的生产条件及生产需要,对某些工序可进行必要的调整。由于是成批生产,在保证加工质量的同时,为了提高生产率,某些工序加工中所用机床进行改进。比如钻三面上的孔和攻螺纹,都采用了多轴式动力头。通过对动力头的改进,可以同时加工不同面上的多个孔,大大提高了生产效率,同时也保证了各孔之间的位置要求。铣前后两平面时,采用龙门双柱铣床,既提高了加工效率同时也保证了两平面间的位置精度要求。在上述工艺路线中,精铣前、后两平面放在镗孔后面时,因为在镗孔时要以这两平面定位,所以会影响镗孔的加工精度,同时对于批量生产,为了提高加工效率将此工序紧放在粗细之后。拟订加工工艺路线如下:拟定加工工艺路线序号 工 序 名 称 工 序 内 容 工艺装备1 铸 铸造2 清砂 清砂3 热处理 人工时效4 涂装 非加工表面涂防锈底漆5 铣 以底面定位,装夹工件,粗铣上面 X7156 铣 以上平面为定位,装夹工件粗铣——精铣底面,保证高度尺寸 340mmX7157 铣 以底面定位,按线找正,装夹工件,粗铣——精铣左右两平面的凸台,保证宽度 390mm 和土台高度 3mm。X7158 铣 以底面定位,按线找正,装夹工件,粗铣——精铣前后两平面,保证宽度 203mm,和平行度 0.05。X7159 钻 钻底面 7Xø16mm,再钻 ø25mm 孔,都铰至图样要求尺寸,锪 6Xø25mm,深 8mm。钻 ø12 销锥孔。Z3050南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 4 -10 镗以底面定位装夹工件,按分割面高度中心线找正镗杆中心高度。按线找正孔的位置,粗镗mm、 ø111mm、 mm 三同轴孔,留 0.5~0.6mm 半精镗,粗瓜两凹平面。T611专用工装11 镗定位装夹同工序 10,半精镗mm、 ø111mm、 mm 三同轴孔至图样尺寸,半精刮两凹平面T611专用工装12 镗以底面及上三孔定位,后端面定向,装夹工件,镗另四孔 ø62mm、2-ø88mm、ø106mm,同时半精镗至图样要求的尺寸。粗刮两凹平面。T611专用工装13 镗 以底面及上三孔定位,后端面定向,装夹工件,在镗床装一般钻刀,钻 ø18mm 深 21mm,粗镗——半精镗ø52mm14 镗 用专用夹具夹持,镗 ø34mm 观油孔。 T617A 专用工装15 钻 钻攻刀架座上平面上的 17-M6-6H 深 10 底孔深 12(不透)螺纹孔。Z305016 钻钻攻刀架座后平面上的 12-M8-6H 深 12mm 底孔深15mm、10-M10-6H 深 15mm 底孔深 18mm、4-M4-6H 通孔、4-M6-6H 深 12mm 底孔深 15mm、ø8.5mm 深 35mm 螺纹孔和 3-ø8mm 销锥孔。Z305017 钻钻攻刀架座前平面上的 7-M10-6H 深 10mm 底孔深15mm(不透)螺纹孔、M10-6H 深 20mm、2-ø8mm 销锥孔和 3-ø20mm 通孔。Z305018 铰 定位装夹同工序 17,扩孔至 ø21.5mm,铰至图样的要求 3-ø22mmZ305019 钻 钻刀架座前平面上 2-ø35mm、ø30mm 通孔,钻攻 4-M5深 12mm 底孔深 15mm、M33 通孔,钻 2-ø7 通孔,锪 2-ø11mm 深 7mm。Z305020 钻 钻攻刀架座右平面上的 4-M6-6H 深 10mm 底孔深15mm、ø8.5 通 G'/8 深 10(油塞) 、M33 通孔,钻ø8.5mm 深 15mmZ305021 钻 钻深孔 4-ø6.8mm,钻攻 2-ø8.5 深 242G'/8 深 10(油塞)、ø14 深 200 孔口 G3/8''深 14ZP21032专用工装南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 5 -22 钳 清洗、去毛刺倒角23 检验 检查各部分尺寸在上述工序方案中,时效处理主要是为了消除内应力,涂底漆是为了防生锈。在该方案中先加工精基准面即四个定位平面,后加工其它表面和孔,遵循了基准统一和先面后孔、先主要表面后次要表面的原则。同时也符合加工的实际条件,大大提高了加工效率。四. 选择加工设备及工艺装备由于生产类型为大批生产,故加工设备宜采用以通用机床为主,辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用几床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递均由人工完成。各机床间配有辊道,以便传送工件。1. 铣四个定位平面。 以 ø111mm 和 ø62mm 毛坯孔及侧面为基准。考虑到工件的定位夹紧方案、夹具结构设计及工件的加工工艺等问题,采用卧式铣。选择 X346 双柱平面铣,并加专用夹具。2. 粗、精铣前后平面。 以四个定位平面和前面上加工的平面为基准。选用 X2010C龙门双柱铣床加专用夹具。3. 粗、精铣下平面。 以四个定位平面为基准。选用 X3132A 立式平面铣床加专用夹具。4. 粗、精镗孔。 以四个定位平面和前平面为基准。选用 T611 卧式镗床加专用夹具。5. 在六个平面上钻孔。 以后平面和后平面上 ø111、ø62 孔为基准。选用三面 52 轴特种钻床加专用夹具。6. 铰孔及锪沉孔并倒角。 以后平面及 ø111、ø62 孔为基准。选用 Z35A 摇臂钻床加专用夹具。7. 在三个平面上攻丝。 以后平面及 ø111、ø62 孔为基准。选用三面 34 轴特种攻丝机加专用夹具。8. 钻孔并攻丝。 以后平面及 ø111、ø62 孔为基准。选用 Z35 摇臂钻床加专用夹具。9. 锪内平面。 以后平面为基准。选用 Z525-1 立式钻床。加紧采用气动压紧装置。详见附表“机械加工工艺过程综合卡片” 。五. 确定加工余量、工艺尺寸及基本工时(采用查表兼计算法) 。南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 6 -完善工艺工程卡,按标准步骤来,同时写好工序卡,下面我们才好来计算和确定加工余量、切削用量及基本工时1.端面查《实用机械制造工艺设计手册》表 7.25,加工余量 1.5mm,尺寸公差为 2.5,参照《实用机械制造工艺设计手册》7.25—1 至 7.25—2,确定各工序尺寸及余量为:⑴.上平面毛坯: 349mm粗铣: mmmm Z=4mm5.034⑵.底平面铣前:345mm粗铣: mm Z=4mm5.0341精铣: mm Z=1mm.0⑶.左平面铣前:399mm粗铣: mm Z=3mm5.0396精铣: mm Z=2mm(分两次铣).40⑷.右平面铣前: mm0.439粗铣: mm Z=3mm5.01精铣: mm Z=1mm.⑷.前平面铣前:212mm粗铣: mm Z=3mm5.029精铣: mm Z=1mm4.08⑷.后平面铣前: mm4.02粗铣: mm Z=4mm5.0精铣: mm Z=1mm1.32. 内圆表面⑴.Φ111mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 3mm,尺寸公差为南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 7 -2.5,所以其孔毛坯名义直径为 Φ107 1.25mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ107 1.25mm粗镗:Φ110.5 mm 2Z=3.5mm5.0半精镗:Φ111 mm 2Z=0.5mm.⑵.Φ195mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 3mm,尺寸公差为2.5mm,所以其孔毛坯名义直径为 Φ190 1mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ190 1.25mm粗镗:Φ194.5 mm 2Z=4.5mm529.0半精镗:Φ195 mm 2Z=0.5mm.⑶.Φ235mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 3mm,尺寸公差为2.5mm,所以其孔毛坯名义直径为 Φ230 1.25mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ230 1.25mm粗镗:Φ234.5 mm 2Z=4.5mm529.0半精镗:Φ235 mm 2Z=0.5mm.⑷.Φ62mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 2mm,尺寸公差为2.5,所以其孔毛坯名义直径为 Φ60 1.25mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ60 1.25mm粗镗:Φ61.5 mm 2Z=1.5mm5.0半精镗:Φ62 mm 2Z=0.5mm.(5).2-Φ88mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 2.5mm,尺寸公差为 2.5mm,所以其孔毛坯名义直径为 Φ85 1.25mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ85 1.25mm粗镗:Φ87.5 mm 2Z=2.5mm529.0半精镗:Φ88 mm 2Z=0.5mm.(6).Φ106mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 3.5mm,尺寸公差为 2.5mm,所以其孔毛坯名义直径为 Φ102 1.25mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 8 -2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ102 1.25mm粗镗:Φ105.5 mm 2Z=3.5mm529.0半精镗:Φ106 mm 2Z=0.5mm.(7)Φ52mm查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—1 至 2.2—4,加工余量 2mm,尺寸公差为2.5,所以其孔毛坯名义直径为 Φ36 0.25mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—8 至 2.3—12,确定各工序尺寸及余量为:毛坯:Φ36 0.25mm粗镗:Φ51.5 mm 2Z=2.5mm5.0半精镗:Φ52 mm 2Z=0.5mm.工序 20:铣上平面。1.加工条件工件材料:HT300,铸造。加工要求:一次走刀,在平面上加工 10×30mm 和 20×25mm,保证尺寸 mm,5.034机床:立式铣床 X715。刀具:镶齿三面刃铣刀(JB/T7953-1995)只用 125mm,Z=8 的铣刀。辅具: 40 的铣刀杆量具:对刀塞尺刀具材料:YG82.计算切削用量已知毛坯的加工余量为 Z=4mm,一次粗铣完成。查阅有关资料,由平面的的粗铣余量Z=4mm,因为一次粗铣完成,即 ap=4mm,两侧采用相同的切削用量。取:fz=0.15mm,f=fz×z=3mm/r, v=50m/min, 所以由 n= ,得出 n=95r/min dv10切削工时 t= 1.6min39546248nf3.检验机床功率根据实际情况,只需检验有较大平面一端的切削消耗功率。由切削手册,铣削功率的计算公式为:南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 9 -Pm= =5.6kw8.2074.9.051znakefp由机床的切削功率表可知,双轴龙门铣床的最大切削功率为=7.5kw,所以机床的功率足够,可以正常加工。工序 25:粗铣底平面1.加工条件: 加工要求:粗铣后需精铣。底平面为 300×470,保证高度尺寸 。(单位:mm)5.0341机床 :立式铣床 X715刀具:镶齿三面刃铣刀。参数同为 125mm,z=8。刀具材料: YT15辅具:对刀塞尺量具:游标卡尺2.计算切削用量已知毛坯的加工余量为 Z=3mm,粗铣后还需精铣完成。两侧主轴采用相同的切削用量,查阅有关资料,由两个平面的的粗铣余量 Z=3mm,取:=0.15mm/r, =0.15 34=4.2mm/r。 v=80m/min, 所以由 ,得出zf zf Dvn10n=46r/min 切削工时 t= 2.38 (min)2.460248nf3.检验机床功率:由切削手册,硬质合金圆柱铣刀铣削灰铸铁的铣削功率的计算公式为:Pm= =5.6kw49.1znafdep65.083.17.05其中,a p─切削深度,mm; d─铣刀直径,mm; fz─每齿进给量,mm/z; z─铣刀齿数。由机床的切削功率表可知,龙门双轴铣床的最大切削功率为=7.5kw,所以机床的功率足够,可以正常加工。工序 30:精铣底平面。1.加工条件与粗铣底平面相同,保持尺寸: mm。1.0342.计算切削用量:南昌航空大学科技学院学士学位论文 - 10 -已知毛坯的加工余量为 Z=1mm,两侧主轴采用相同的切削用量,查阅有关资料,由两个平面的的精铣余量 Z=1mm,采用一次走刀,即 ap=1mm,取: =0.05mm/r, zf=0.05 34=1.7mm/r。v=80m/min, 所以由 ,得出 n=46r/min。 zf Dvn10切削工时 t= 5.8 (min)7.46248nf由于精加工的切削功率比粗加工的要小得多,所以只需检验粗加工时的功率(如工序 10 所示) ,粗铣时可以正常加工,则精铣时也能达到要求。工序 35:粗铣左平面1.加工条件加工要求:粗铣后要精铣,平面尺寸为 80×56mm 和 25×300mm。保持尺寸: mm。5.0396加工机床:立式铣床 X715刀具:镶齿三面刃铣刀。参数同为 125mm,z=8 。量具:极限卡规(量规)208 +0.4,对刀塞尺,卡规 164+0.32.计算切削用量已知毛坯的加工余量为 Z=4mm,采用一次走刀,即 ap=4mm 查阅有关资料,由平面的粗铣切削深度 ap =4mm,取:f z=0.15mm/z,f= fz ×z=3mm/r, 由铣削速度表,取v=65m/min, 所以由 ,得出 n=47.5r/min Dvn10切削工时 t= 3.2(min)35.4760248nf工序 40:精铣左平面1.加工条件与粗铣左平面相同。保证宽度 mm 和凸台高度 mm。0.4391.032.计算切削用量已知毛坯的加工余量为 Z=1mm,查阅有关资料,由平面的的精铣余量 Z=1mm,取:f=0.1mm/r, f= fz ×z=2mm/r, v=70m/min, 所以由 ,得出 n= 50 r/min Dvn10
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