角板的工藝流程夾具設(shè)計

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1、 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 7 1 粗基準的選擇原則 7 2 精基準的選擇原則 8 3 定位基準的選擇 8 4 零件表面加工方法的確定 9 5 制定工藝路線 9 四、確定機械加工余量及毛坯尺寸 12 五、確定切削用量及基本工時 12 六.夾具設(shè)計 21

2、（1）提出問題 21 （2）定位基準的選擇 21 （2）定位基準的選擇 21 (3)切削力及夾緊力的計算 22 (4)定位誤差的分析 11 . 設(shè)計心得 12 參考文獻 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)計要求： 通過所給的工程圖,需要設(shè)計相應(yīng)的機械加工工藝規(guī)程,并對工藝加工流程中所要用到的夾具進行設(shè)計。 （2）角板的工藝性分析：

3、 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?；鶞士爪?0H7mm, 其表面粗糙度要Ra為1.6um 較高?？梢酝ㄟ^粗鏜，半精鏜，精鏜進行加工。 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Φ40H7mm有一定的位置要求，主要是上表面與Φ40H7mm軸線平行度為0.06。 通以上分析，我們可以選定粗基準，加工精基準表面所在的表面然后借助夾具對其他表而進行加工，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

4、材料零件的強度也能保證。 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《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-68，因為角板屬于箱體類零件、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《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-90，根據(jù)為砂型機械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級為CT8，；查書《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》常用斜

5、度值砂型一般選為鑄造斜度為3，查書《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》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械加工余量： 查《機械加工余量與公差手冊》表3-1，為砂型機械造型 選取鑄件加工余量等級為F；查《機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械加工余量； 查《機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)計鑄件的機械加工余量： （3.1）主要平面：60mm2端面查《機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）

6、Φ40孔：Φ40孔因為孔徑相對比較大，且我們是大批量生產(chǎn)，因此我們鑄造出孔，因為孔的粗糙度為Ra=1.6，需要我們粗鏜，半精鏜，精鏜3個工序加工方可滿足要求，查《機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需要加工的表面和孔的加工余量，并設(shè)計相應(yīng)的工序尺，該毛坯圖如下： 三、 擬定角板工藝路線: 1 粗基準的選擇原則： （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。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不需加工的表面

7、，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。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。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。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。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，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗

8、基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(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精基準的選擇原則： （1）“基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準”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，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”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用

9、“互為基準”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準 應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 3定位基準的選擇: 綜合以上原則分析有，本零件是帶孔的角板，孔是設(shè)計基準，為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準，即遵循“基準重合原則”由于角板除去下底面不需要加工，其他均需加工，選定Φ52外圓為粗基準，加工Φ40H7mm , 此后選用Φ40H7mm孔為精基準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《機械加工實用手冊》《機械加工工藝員手冊》 選取該零件的加工方法如下： （1） Φ

10、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Φ16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：時效處理

11、工序三：銑60mm 2端面 工序四；粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔 工序五：銑2個74x60平面 工序六：銑半徑為R3的2個半圓槽 工序七：銑Φ16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：時效處理 工序三：銑60mm2端面 工序四；銑2個74x60端面 工序五：粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔 工序六：銑半徑為R3的2個半圓槽 工序七：銑Φ16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： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案

12、一加工好寬60mm 2 端面后，就開始加工Φ40的孔，然后以Φ40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，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：時效處理。 工序三：銑60mm2端面。 工序四；粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔。 工序五：銑2個74x60平面。 工序六：銑半徑為R4的2個半圓槽。 工序七：銑Φ16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/mm Φ4

13、0 2.5 Φ35 10 2 12 28 1.5 29.5 60 2 64 五、 確定切削用量、刀具、機床、及基本工時： 工序一：鑄造 工序二：時效處理 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 因為加工余量不大，一次加工完成: (2) 決定每次進給量及切削速度 查<<機床設(shè)計手冊>>根據(jù)X

14、51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 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 (3) 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 工步二 銑60mm下端面的切削用量及基本工時的計算如上在此不再累述： 工序四：粗鏜，半精鏜，精鏜Φ40孔 選用CA6140車床上進行,直徑為20mm圓形鏜刀。 工步一 粗鏜至φ38.5 確定切削用量：ap=(38.5-35)/2=1.75mm 根據(jù)《機械加工工藝實用手冊》有： f= 0.3～0.8mm/r ， V=0.6～1m/s 選取 f= 0.6mm/

15、r , V=0.8m/s。 所以有: 選取 n=6.33r/s, v=0.87m/s 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：半精鏜φ39.5 確定切削用量：ap=(39.5-38.5)/2=0.5mm 查《機械加工工藝實用手冊》有 f= 0.2～0.6mm/r ，V=0.8～1.32m/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：，，，則機

16、動工時為 工步3 ； 精鏜孔φ40 確定切削用量：ap=(40-39.5)/2=0.25mm 查《機械加工工藝實用手冊》有 V=0.30～0.66m/s, f= 1.0～1.4mm/r 初選V=0.30m/s，f= 2.0mm/r 故取n=2r/s, v=0.25m/s 切削工時：，，，則機動工時為 工序五：銑2個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,

17、，，，。 2. 決定銑削用量 (1) 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 (2) 決定每次進給量及切削速度 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 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 (3) 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 工步二：半精銑74x60表面的切削用量及基本工時的計算如下: 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 因為加工余量不大，一次加工完成

18、 (2)決定每次進給量及切削速度 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 按機床標準選?。?00 當＝800r/min時 按機床標準選取 (3)計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 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 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 (2) 決定每次進給量及切削速度 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

19、 ，則 按機床標準選取＝1450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 (3) 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 銑削其余機床的切削用量及基本工時的計算，如上在此不再 累述。 工序VII:Φ15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 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 (2) 決定每次進給量及切削速度 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 按機床標準選?。?450

20、 當＝1450r/min時 按機床標準選取 (3)計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序VIII：鉆M8螺紋孔的切削用量及基本工時的確定： 選用Z525立式鉆床，選用d=Φ6.8的麻花鉆，M8的機用絲錐 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min ⑵攻螺紋M8mm： 選擇M8mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選

21、取 基本工時： 六.夾具設(shè)計: （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，降低勞動強度，需設(shè)計銑床專用夾具，由于對加工精度不高， 所以工本道工序加工時，主要考慮降低生產(chǎn)成和勞動強度。 本夾具是銑角板上表面60X74的夾具設(shè)計。 （2）定位基準的選擇： 在加工中用作確定工件在夾具正確位置的基準，稱為定位基準，根據(jù)《夾具手冊》定位基準盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中盡量采用同一定位基準進行加工。 由零件圖有，角板表面與Φ40H7軸線有位置精度要求，故可以選用長心軸進行定位，限制四個自由度，水平角板用支撐釘定位，限制一個自由

22、度，零件端面用壓板進行定位，限制一個自由度，最后用零件的夾緊機構(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，壓緊選用壓板進行夾緊，采用手動夾緊。 （4）銑削力及夾緊力的計算： 在專用銑床夾具，主要采用螺旋夾緊機構(gòu)來實現(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 銑削力的計算如下：查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》有 ap=1.5mm v=40m/min f=0.4mm/r ae=1.5mm 查《機械

23、制造技術(shù)課程設(shè)計》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=2565N Fy0=FyK=1030X1.5=1545N Fz0=FzK=314X1.5=471N 對螺旋壓板機構(gòu); FJ=471N d2=16 L1=l=35 a=1.82, Φ=6.59n=0.89 所以Mc=581N 絲杠提供的動力>>Mc 所以合格. 對于螺旋夾緊機構(gòu): F=1545N, a=1.82, Φ=6.59,d2=11.025 D=20 d=12 f=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Φ40H7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，機械加工工藝圖，夾具的零件圖，裝配圖，見附圖。