零件加工工作页(通用10篇)
摘 要
机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门,在国民经济的发展中具有十分重要的地位。
本文针对钻床主轴套筒的机械加工工艺规程分析和滚齿用夹具设计,进行了零件图分析、毛坯选择、基准的选择、工艺路线的确定、工序尺寸的确定、选择机械加工工艺设备、填写了机械加工工艺过程卡片和指定工序机械加工工序卡片,进行了滚齿夹具设计,并进行了定位误差分析等。
关键词:钻床套筒设计、加工工艺、滚齿夹具
目 录
中文摘要…………………………………………………………………………………………
21.引言……………………………………………………………………………………………
42.计算生产纲领,确定生产类型……………………………………………………………4
3.零件的分析…………………………………………………………………………………4
4.选择毛坯…………………………………………………………………………………
55.工艺规程设计………………………………………………………………………………5
5.1 定位基准选择………………………………………………………………………………5
5.2零件的加工方法的选择……………………………………………………………………5
5.3定制工艺路线………………………………………………………………………………6
5.4确定机械加工的余量及毛坯尺寸,设计毛坯——零件综合图…………………7
6.工序设计………………………………………………………………………………8
6.1选择加工设备工艺装备……………………………………………………………………8
6.2工序尺寸的确定及计算…………………………………………………………………9
6.3选择切削用量、确定时间定额…………………………………………………………10
7.滚齿用夹具设计……………………………………………………………………………11
7.1拟定滚齿夹具的结构方案………………………………………………………………11
7.2确定刀具的导向方式或对刀装置……………………………………………………12
7.3夹具精度的计………………………………………………………………………………12
7.4夹具总图………………………………………………………………………………13
7.5夹具零件图………………………………………………………………………………14
8.课题总结………………………………………………………………………………14
参考文献………………………………………………………………………………15
在《零件的数控车削加工》项目课程开发中, 坚持“以服务为宗旨, 以就业为导向”的教学指导思想, 打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式, 代之以工作任务为中心组织课程内容, 让学生在完成具体项目的过程中构建相关理论知识框架, 并发展相关职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练, 理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行, 同时又充分考虑高等职业教育对理论知识学习的需要, 并融合相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。
课程开发流程
通过行业背景及人才需求情况调研以及岗位工作活动分析, 确定工作岗位。这是关键的一步, 是课程开发工作的起点。工作任务与职业能力分析必须由企业现场专家、教育教改专家、专业负责人、骨干教师构成的课程团队完成。重构工作任务必须遵循职业成长和认知规律 (参见图1) 。
基于工作过程的项目开发与教学设计
经过企业现场专家和学校资深专业教师的共同努力, 并结合企业数控车床加工岗位的要求、数控车工的职业标准以及学生的认知规律, 本课程提出了五个典型的职业岗位工作项目。以这些典型工作项目为教学载体, 能有效地缩短教学与职业岗位的距离, 使课程教学内容更好地满足职业岗位的要求 (参见图2) 。
这五个项目在内容和要求上由简单到复杂逐步递进, 这样既考虑了企业的要求, 又遵循了学生的学习规律。每个项目根据其工作过程划分成三个模块 (参见图3) 。
在教学中, 采用与生产工艺同样的递进式工作流程, 从零件图分析、制定工艺方案、程序编制、仿真加工以及现场数控加工, 以六步法 (资讯、决策、计划、实施、检查、评估) 为参照对每一个项目和模块进行教学过程设计及实施。让学生在“做中学、学中做、学会做”, 真正做到“做学合一”。另外, 随着项目的推进, 采取“手把手、放开手、育巧手、手脑并用”的教学方法, 即第一个项目由教师“手把手”地教, 学生对知识进行简单复制;从第二个项目开始, 教师的示范逐步减少, 而学生的自主学习、自主制作逐渐增多, 教师可以“放开手”让学生去尽情发挥自己的聪明才智。这样不仅能培养学生的职业技能, 还能培养学生的自学能力、创新能力、团队协作能力和可持续发展能力。具体的教学流程设计如图4所示。
先给定零件图 (工作任务) 和生产纲领。
第一步资讯:零件工艺性分析。先分析零件的外形、尺寸、表面粗糙度、尺寸精度和形位公差要求等。第二步决策:确定毛坯、刀具、量具和装夹方法等。第三步计划:制定工艺方案和编程, 确定加工方法、工艺流程、工序内容和各工步加工参数、编程等。第四步实施:领取刀、量、夹具等, 操作步骤、加工过程的监控。第五步检查:零件的检验。第六步评估质量的好坏。
这样就将实践与理论一体化开展, 打破了学科体系的教学模式, 有利于学生对知识的掌握, 也有利于学生学习能力的提高。
项目载体选择
教学过程实施要由以教师为中心转变为以学生为中心, 由以课本为中心转变为以项目为中心, 将理论知识与实践知识通过项目的实施有机地结合起来。因此, 项目载体的选择就显得尤为重要。载体必须在数控车岗位上具备典型性和代表性, 通过载体的加工必须能体现数控车削加工的工作过程, 要包含所需的职业能力。经过我们和行业专家的充分调研和论证, 遴选了轴类、螺纹类、轴套类、非圆曲线轮廓类、配合类五种典型零件的加工作为项目载体。这些载体零件来源于企业生产实际, 再结合学校实训条件改造而成。通过实施以真实的数控加工项目为核心的实践教学, 让学生在不同的项目中受到全面的以实际生产项目为核心的工程训练, 让学生能够看得见, 摸得着, 消除了学生的陌生感, 使学生对典型零件的工艺与生产有了一定认识。由于强调了项目的真实性, 引起了学生的极大兴趣, 使学生产生了探索求知的欲望。在整个教学过程中, 学生有明确的任务目标, 一切学习和探索过程围绕项目的实施进行, 项目教学既锻炼了学生协同合作处理问题的能力, 又培养了学生自主学习的能力。
项目教学评价
项目课程是以工作任务为中心组织课程内容, 让学生在完成具体项目的过程中学习相关理论知识, 并发展相关职业能力, 课程内容突出对学生专业技能和职业素养的训练。在项目教学中, 如何评价学生的专业技能和职业素养的水平也就显得尤为重要。它不但反映了项目课程教学质量的高低, 还是教师和学生在教学过程中共同关注的中心, 更是企业关注的要点。从这个意义上讲, 教学评价起到了指挥棒的作用, 它能引导学生知道到底要学什么、怎么学, 能引导教师知道到底要教什么, 怎么教。教学评价是否有可操作性, 是否具有实效性, 能最大限度地体现项目课程教学是否落在实处。
项目教学是一个学习过程和工作过程的动态活动, 项目教学课堂评价也是一个动态过程, 评价所关注的是学生参与项目实施和完成项目的质量, 而不仅仅是项目成果。因此, 要从项目的准备、项目的实施和项目的验收各个动态阶段对学生的学习质量进行监控评价。其间, 应着重强调以下几点:
1.过程性评价与结果性评价相结合。每个项目由三个模块构成, 根据学生完成模块任务的情况给出评价;根据每个项目完成后得到的产品质量给出评价。
2.自我评估与教师评价相结合。每个模块任务和项目完成后, 采用学生自评、小组互评和教师评价相结合的方式。
3.笔试、口试、操作相结合。在项目结束时, 可采用笔试的方式检查学生对基本理论知识的掌握情况, 也可采用小组答辩 (口试) 的方式检查学生对项目任务的参与度和任务完成情况。
4.课内作业与课外作业相结合。除了对学生课内完成的任务进行评价外, 还需对学生的课外学习情况进行评价。课外学习主要包括两方面, 一是项目完成后布置的课外作业, 二是针对下一个项目需做的资料收集和预习等。
评价标准体现了对学生的职业技能、职业能力、职业道德、团结协作、认真与创新等方面的考查, 注重了过程考核和能力考核, 综合评价学生, 这样就给了每个学生一个公正合理的成绩。
以工作过程为导向的项目教学法是一种先进的高职教学理念, 它突破了传统的教学模式, 通过解决学生身边的一些现实问题来实现学生对知识的掌握, 大大提高了学生学习的积极性和主动性, 有良好的教学效果。通过项目教学法学习的学生, 适应企业的实际工作环境的能力, 解决实际问题的能力都有很大的提高。同时, 项目教学也培养了一批“双师型”教师, 促进了实验实训基地建设。
参考文献
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[2]戴士弘, 毕蓉.高职教改课程教学设计案例集[M].北京:清华大学出版社, 2007.
[3]蒋庆斌, 郝超.高职项目课程开发的实践探索[J].教育与职业, 2007, (6) .
关键词:工艺分析;加工方案;进给路线;控制尺寸
中图分类号:TG519.1 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)10-0155-02
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
1加工零件图(图1)
2确定零件车削加工方案
零件图纸工艺分析—确定装夹方案—确定工序方案—确定工步顺序—确定进给路线—确定所用刀具—确定切削参数—编写加工程序。
2.1零件图纸工艺分析
该零件尺寸精度要求较高,有外圆锥面,外圆弧面,内锥,内槽,内螺纹等形面。精度上,外圆Φ48与Φ38等外径及长度方向尺寸精度较高。并且左圆锥面与右圆柱面具有同轴度要求,可见该零件结构复杂,适合数控加工。
2.2装夹方案
形位精度的要求确定了零件的装夹方案,从该零件可看出,需要经过多次掉头装夹才能达到要求。应先夹住左端面,除了直径Φ40的外锥及内螺纹内槽不需加工外,其它的需加工完毕。接着掉头夹住Φ38的外径加工剩余的部分。第二次装夹需以Φ38的外径及左端面定位,采用百分表找正,才能较好保证同轴度。还需注意,第二次装夹时该零件属薄壁件,易变形,夹紧力要适当。
2.3工序方案
分为四道工序:工序1,夹住零件右端,夹位为30长,加工Φ48、Φ38柱面、R40、R4圆弧、保证外径各个长度。工序2,加工Φ16、Φ30内圆柱,圆锥面、R2圆弧、保证内径各个长度。工序3,工掉头装夹Φ38×25柱面,控制总长,加工Φ40外锥面;工序4,钻螺纹底孔,加工内槽。内螺纹。
2.4确定工步顺序、进给路线及刀具
确定进给路线的工作重点,主要在于确定粗加工及空行程的进给路线,因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。
进给路线泛指刀具从对刀点(或机床固定原点)开始运动起,直至返回该点并结束加工程序所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。
在保证加工质量的前提下,使加工程序具有最短的进给路线,不仅可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。
而刀具的选择也是数控加工中重要内容之一,它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。编程时,选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。如下是对该零件工步顺序、刀具的选择。
①粗车外圆表面。刀具:90°,外圆刀片,80°菱形刀片。Φ48、Φ30外圆、R40圆弧。②半精车R4过渡圆弧。刀具:Φ6圆形刀。③粗车内孔端部,刀具:三角形刀片。这道工步是为下一道工步服务,减少钻削加工变形。④钻削内孔深部。刃具:Φ16钻头。⑤粗车内锥面。刀具:55°,菱形刀片。⑥精车右端面。刀具:55°,菱形刀片。⑦精车内锥面。刀具:93°,菱形刀片。⑧精车外圆及圆弧面。刀具:93°,外圆刀片,R3圆弧车刀。⑨掉头装夹,粗、精车左端面,保证总长。刀具:55°,菱形刀片。⑩粗车Φ40外锥面。刀具:90°,外圆刀片。?輥?輯?訛粗、精螺纹底孔。刀具:93°,菱形刀片。?輥?輰?訛精车Φ40外锥面。刀具:93°,外圆刀片。?輥?輱?訛车内螺纹退刀槽及车螺纹。刀具:90°,内槽刀片及60°内螺纹刀片。
2.5确定切削用量
切削用量是衡量工作运动大小的数值,它的选择与保证工件质量和提高生产效率有密切的关系。切削用量主要包括切削速度、进给量和切削深度。切削用量大小决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削用量。如下是对该零件切削用量的选择。
①外圆柱面。
粗车:S=600r/min F=80mm/minap=4mm
精车: S=1000r/min F=100mm/minap=1mm
②内圆柱面。
粗车:S=600r/min F=60mm/minap=3mm
精车: S=1000r/min F=80mm/minap=1.5mm
③内槽S=600r/min F=50mm/minap=4mm
④内螺纹S=600r/min
2.6指令 ( GSK980T系统 )选择
①准备功能指令GOO G01 G71 G73 G75 G76
②辅助功能指令M03 M05 M08 M09 M00 M30
③刀具功能代码T
④主轴功能代码S
3控制尺寸精度的方法
数控加工中,经常碰到这样一种现象:程序自动运行后,停车测量,发现工件尺寸达不到要求,尺寸变化无规律。这时可采取以下常用的控制尺寸的方法。
①修改刀补值保证尺寸精度。由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差,不能满足加工要求时,可通过修改刀补使工件达到要求尺寸,保证径向尺寸方法如下:根据“大减小,小加大”的原则,在刀补001~004处修改。如用1号切断刀切槽时工件尺寸大了0.2mm,而001处刀补显示是X3.8,则可输入X3.6,减少1号刀补。②修改程序控制尺寸。如用2号外圆刀加工完上图工件后,经粗加工和半精加工后停车测量,各轴段径向尺寸如下:φ48.06mm、φ38.03mm。这时,可以采用修改程序的方法进行补救,方法为把X48改为X47.93,X38改为X37.97,这样一来,这两处外圆能达到要求。
经过上述程序和刀补双管齐下的修改后,再调用精车程序,工件尺寸一般都能得到有效的保证。
4结 语
数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式,实际加工中,操作者只有具备较强的加工工艺分析能力和丰富的实践技能,方能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的工件。
参考文献:
1,薄壁零件一般是不能卡抓直接去夹持:这样我们就必须考虑用一种间接夹持的方法来加工这个零件即做一个工装,工装的做法围绕着减少x轴向力的原则下采用z向固定的方法,可以通过来夹持一中间物来把所要加工的零件借助于配合和压板使之z向固定,
浅析薄壁零件加工过程
,
2,薄壁两件一般的毛胚件的加工余量不是很大,这类零件很大程度上都是镁铝材料或是这类的合金铸件,铸造的不均匀和加工余量的不大也给加工这类零件带来了诸多的的困难,由于铸件的不匀称装夹时就不可能考虑三爪自定心卡盘,必须考虑四爪来找正来加工此类工件
一、课题来源及目的:
本题目是根据机械设计制造及其自动化专业的机械制造方向的培养目标和机械制造中的典型零件的机械加工工艺规程与工艺装备设计要求而自拟的毕业设计题目,目的是提高自身理论联系工程实际和工程实际设计能力。
题目给出的零件是旋转头,旋转头两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力。旋转头零件的工作条件要求良好的强度和抗疲劳性能;又要求具有足够的钢性和韧性。是很常见的一个零件,在焦炉设备中大量应用。
毕业设计是综合运用机械设计制造及其自动化专业的专业知识,分析和解决实际工程问题的一个重要实践教学环节。通过毕业设计培养自身制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力,以及设计机床夹具的能力。在设计过程中,应熟悉有关标准和设计资料,学会使用有关手册和数据库。将作为未来从事机械制造技术工作的一次重要的基本训练。
二、夹具的国内外发展状况:
迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一。夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。
1、国内夹具发展史
我国国内的夹具始于20世纪60年代,当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。20世纪80年代后,两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,还出口到美国等国家。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势,随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势,特别是电子商务的日益发展,其中蕴藏着大量商机,具有进一步扩大出口良好前景。
2、国外夹具发展史
从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业,专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货,而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加工中心的央具,而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。
3、国内外机床夹具发展现状
研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂,里约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。
随着现代科学技术的飞速发展和竞争日趋激烈,现代制造企业对产品生产更加强调“多、快、好、省”。数控机床和加工中心,都具有控制精密加工运动和多种表面加工的能力,大量的用于数控机床的夹具取消了对刀或导向功能,使得夹具结构大大简化,夹具种类减少,夹具适应零件各表面加工的柔性化则大大增加。
数控机床和加工中心则由编程中决定刀具的正确位置,利用精密的测量功能实现准确对刀,大大简化了夹具功能,柔性夹具中孔系列的组合夹具日益被人们看好,最大特点是简便、通用。孔系列组合夹具是最新发展的柔性夹具,根据零件的加工要求,用孔系列组合夹具元件即可快速地组装成机床夹具。该系列元件结构简单,以孔定位,螺栓连接,定位精度高,刚性好,组装方便。由于便于计算机编程,所以特别适用于加工中心、数控机床和柔性生产线作为工装或随机夹具,也可为普通机床组装铣、刨、磨夹具。使用孔系列组合夹具可大幅度节省夹具的设计制造工时,缩短生产准备周期,节约钢材,经济效益十分显著。目前,在柔性制造系统(FMS)中,我国已经基本应用孔系列的柔性夹具,并在不断完善之中。
在现代制造业的发展中,机械加工过程越来越柔性化,夹具的柔性化程度已经成为产品快速变换和制造系统新建或重组后运行的瓶颈,将会严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。今后,柔性夹具应用技术的发展趋势为: a、进一步对传统夹具创新,继续成为柔性夹具的主流,使之更具柔性和实用性。b、重视原理和结构均有创新的柔性夹具开发和研究。
c、积极尝试和推动CAFD(计算机辅助夹具设计),使工艺装备在现代制造业中同步;应用CAD技术能快速设计与制造柔性夹具,研究和开发用于标准的组合夹具、通/专用夹具的CAFD中的新型软件。
d、通用、经济、元件的功能强的柔性夹将普遍推广应用。e、智能夹具的开发与应用。
三、夹具的组成及作用:
夹具是机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确的位置,以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说,在工艺过程中的任何工序,用来迅速、方便、安全地安装工件的装置,都可称为夹具。在机床上加工工件时,为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求,加工前必须将工件
装好(定位)、夹牢(夹紧)。夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置(使工件在一次安装中能完成数个工位的加工,有回转分度装置和直线移动分度装置两类)、连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。
夹具对机械制造行业意义重大,其主要作用如下: a、缩短辅助时间,提高劳动生产率
夹具的使用一般包括两个过程:其一是夹具本身在机床上的安装和调整,这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现,或者通过找正、试切等方法来实现,但速度稍慢;其二是被加工工件在夹具中的安装,这个过程由于采用了专用的定位装置,因此能迅速实现
b、确保并稳定加工精度,保证产品质量
加工过程中,工件与刀具的相对位置容易得到保证,并且不受各种主观因素的影响,因而工件的加工精度稳定可靠。
c、操作简便降低工人的劳动强度
由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧,这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度,或者根本不需要找正和调整,所以,这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度,也会使生产作业更安全。
d、机床的加工范围得到扩大
很多专用夹具不仅能装夹某一种或一类工件,还能装夹不同类的工件,并且有的夹具本身还可在不同类的机床上使用,这些都扩大了机床的加工范围。使机床的加工柔性得以提升。
随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧,传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈,企业迫切需要提高夹具设计的效率。现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化。
四、选题的意义:
零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产准备,生产中用它做生产的指挥,生产后用它做生产的检验。正确的工艺规程可以确保产品质量,提高生产效率,降低成本和安全生产。
机床夹具是工艺装备的主要组合部分,在机械制造中占有重要地位。不同于其他环节,夹具在工艺系统中有着特殊地位,夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其他环节,工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。
机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。夹具对保证产质量,提高生产率,减轻劳动强度,扩大机床使用范围,缩短产品试制周期等都具有重要意义。它可以可靠地保证工件的加工精度;缩短辅助时间,提高加工效率;减轻劳动强度,保证安全生产;充分发挥和扩大机床的给以性能。
加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是所学知识进行实际运用的训练。
五、主要研究内容:
制定旋转头零件的机械加工工艺规程,编制机械加工工艺卡片,选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具。对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算。对加工工序进行工序设计,编制机械加工工序卡片,画出的工序简图,选择切削用量。以及设计某M12螺纹孔工序的夹具,绘制夹具装配图和零件图。
六、主要研究方法:
旋转头零件大量应用于焦炉设备中,通过旋转头零件的传动作用将力传递给焦炉炉盖爪,用于对焦炉设备炉盖的提升动作。本设计是旋转头零件的加工工艺规程及某一些关键工序的专用夹具设计。本设计中的零件材料为Q235-B。为碳素结构钢,要求达到常温(20℃)冲击韧性试验要求。该材料含碳适中,有良好的塑性和焊接性能,成型能力很好,并具有一定的强度,综合性能较好,价格相对也很便宜,性价比高,用途最广泛。
旋转头零件的尺寸精度、位置精度都有一定的要求,因此在安排工艺过程时,就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用,并修正加工后的变形,就能最后达到零件的技术要求。可以采用万能型机床配以专用夹具,以提高生产效率。
在设计旋转头机加工艺过程中,预期涉及到的技术有以下几个方面:
a、对旋转头零件进行工艺审查,找出主要技术要求和分析关键的技术问题,审查零件的结构工艺性;
b、拟定工艺路线:零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。设计时通常应初拟2~3个较为不同的该零件的加工工艺路线,经技术经济分析后取其中的最佳方案实施之;
c、根据拟定的工艺规程路线合理地设计专用机床夹具。
七、拟定夹具的结构方案
1、确设计要求和生产条件
a、了解工件情况,工序要求和加工状态:结构、材料、相关尺寸精度,前后工序关系。
b、了解机床刀具:机床合格,技术参数,运动情况,安装结构刀具的结构,精度联接方式等。
c、了解生产批量。
d、了解工厂的生产条件和技术水平。e、资料准备、收集。
2、拟定结构方案
a、定位方案:根据加工对象的精度要求,选择合理的定位方法,避免过定位、欠定位、设计不合理导致的人为使定位误差加大等问题,尽量使设计基准、定位基准和加工基准相重合。
b、夹紧方案:根据零件的强度与外形选择合理的夹紧点,尽量避免零件变形,使工人操作安全、方便、快捷。
c、对刀导向方案:钻孔时辅助装置的应用,满足相关使用要求。
d、安装方式:安装在通用机床工作台上,选择相对应导向键,设计合理的分布位置。
八、参考文献:
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乙方:
北京中科信电子装备有限公司(甲方)与( )有限公司(乙方)就( )外加工事宜进行了协商,双方达成了如下协议:
一 . 供货产品明细
二.工件加工注意事项
2.1加工原材料由乙方提供。
2.2乙方所加工产品,要严格以甲方提供的工艺文件中的技术要求为准,工艺文件中未注公差尺寸按GB/T 1804-中等m级执行。
2.3 乙方应按甲方提供的工艺文件严格执行,甲方有权进行抽查。
2.4乙方在加工过程中有任何可能影响生产进度、产品质量的因素,必须立即通知甲方,双方协商后进行调整。
三.保密责任
甲方提供的技术文件、标准等未经允许不得转给第三方,双方签订保密协议。所有工艺文件经双方签字确认方可实施,若有变更需双方同意。乙方若将甲方委托加工的产品转给第三方代加工,必须经过甲方同意。
四.质量责任
4.1产品检验优先选用卡尺、投影仪、三坐标等通用量具,图纸中有特殊技术要求的产品需要用专用仪器测量,如真空检测仪等,同时出具检验合格报告。
4.2由于加工件未达到图纸中的技术要求或加工件出现质量问题造成甲方不能使用,由乙方承担重新加工费用、运输费用。
4.3.加工件由于运输问题造成的损失,应由乙方承担费用。
4.4.由于产品不合格而影响甲方生产进度所产生的相关费用,乙方应给予如额赔偿。
五.验收规则
5.1乙方需按时提供合格产品,乙方提供终验的产品,需要做好运输防护,保证无磕碰、损伤,表面干净,无油污,清除毛刺。
5.2乙方必须对所加工产品进行全检,并向甲方提供每批产品的检验记录。乙方应按甲方要求,检测报告与产品按1比1的比例对应,须保证检验报告的真实性。
5.3甲方对乙方提供的出厂产品进行全检,若检验不合格,未能达到图纸中的技术要求,甲方有权退回,并由乙方承担责任。
六 如供方未能按照合同要求期限供货,迟延1日按合同总价 _______%计算违约金,超过10日仍不能交货的,将扣除合同保证金的 _______%
七.本技术协议未尽事宜双方协商解决。
八. 本协议一式二份,甲乙双方各执一份。
九. 本协议未经双方认可,不得随意更改。
十.本协议作为合同附件与主合同同样具有法律效力,双方签字盖章生效。
甲方: (盖章)
乙方: (盖章)
1机械加工工艺的现状与对零件加工精度的影响
我国在机械加工方面一直在不断的探索和发展,在现今的许多机械加工企业中还应用着传统的加工手法,这种传统的技术也在进行不断的完善,切削与磨削技术水平也有所提高,在零件的加工精度的方面也不断向超精密加工方向发展,许多的机械加工技术也逐渐进入实际使用阶段。而另一些企业则引进先进的设备与技术知识,在机械加工作业中逐步走向全自动机械加工,作为智能控制的机械加工作业,自动化加工技术对零件的精度有着更准确的控制力度和技术。
1.1零件加工精度。零件加工精度主要是指零件加工出的成品的实际几何参数与理想几何参数之间的差值,但由于在零件加工中受许多因素的影响,零件的精度难免会出现一些误差,无法完全达到理想的几何参数,其中实际几何参数与理想几何参数之间的差值越小其精度越高。
1.2机械加工工艺。机械加工工艺就是利用机械设备对加工对象的形状、尺寸、位置等进行改变,达到生产要求的标准,机械加工工艺中包含着许多方面的因素,机械设备、加工技术、人员技术、产品数量等,这些都是影响机械加工工艺的因素。
1.3机械加工工艺与零件加工精度的关系。机械加工工艺是指对原有的毛坯进行加工操作并按照目标要求将零件加工到符合生产要求的标准为止。在现今的机械加工工艺中,由于机械设备的多样化与加工技术的不断发展与增多,在对零件加工时,这些因素的选择的不同会对零件的精度造成不同程度的影响。因此在选用机械加工工艺时要不断的进行细化,提高零件加工工艺的精密性,保证这些零件在投入使用中的安全性与与使用性。
2机械加工工艺对零件加工精度的影响
在机械加工中,存在着许多的不定性因素影响着零件的加工精度,例如机械的安装、刀具的安装与磨损、机械系统精度的不准确等因素,这些都会造成零件精度失准的问题。在进行机械加工时,要根据员工的专业素质、设备条件等进行实际的机械加工工艺的选择。
2.1机械加工工艺影响零件加工精度的内在因素。机械加工工艺对零件加工精度造成影响的因素可分为内在因素和外在因素。机械加工艺系统本身的几何精度是机械加工工艺对零件加工精度造成影响的内在因素。
2.1.1对零件加工精度造成影响的内在因素成因。机械加工工艺系统本身的精度问题是机械加工工艺对零件加工精度造成影响的内在因素。机械加工工艺系统本身的精度主要受到三个方面因素的影响:第一点,由于机械加工工艺系统在出厂时,机械加工工艺系统本身的生产制造过程中出现精度问题,因此在投入使用时对加工的零件精度造成影响;第二点,机械加工工艺系统在安装使用的过程中,由于与机械系统的安装标准有差异,加上操作不精细、定位不准确,导致在对零件加工的过程中使零件精度受到影响。
2.1.2机械加工工艺系统本身的几何精度问题解决方法。一些机械加工设备在出厂时就存在着误差,再加上购置后没有进行仔细的检查就可能忽略了机械设备本身存在的常见问题,或是在机械加工设备的安装、操作过程中不规范造成的误差值,导致机械设备中刀具等加工设备因长期使用而出现磨损、移位等现象都会对加工工艺系统造成一定影响。因此为了解决这种机械加工设备本身造成的误差可以采用补偿操作,根据误差值进行刀具补偿几何参数的设定,使零件的精度达到理想的数值。在自动化数控机床中可以采用智能化的专业校正软件,根据机械设备的误差进行补偿数据的输入,利用校正软件对数控机床进行操作指令,使机械加工的补偿操作可以实现自动化完成。如果机械设备出现磨损、移位等问题,需要及时进行更换、调整,设定误差补偿数据。
2.2机械工艺影响零件加工精度的外在因素
2.2.1机械加工工艺系统运行过程中的受力变形。导致系统运行中产生受力变形的因素分析。在机械加工工艺系统的实际运行过程当中时常会出现系统受力变形的情况,致使其位置、形状出现轻微形变,进而严重影响系统的正常运行和寿命减少。探究其缘由,发现主要是由2个因素致使的。(1)系统实际运行强度大。在系统实际运行的过程当中,系统所用的刀具、夹具等小构件均要承受高强度的工作负荷,时间一长就容易发生相对位置的位移,或是受力下的形变。(2)各部件面临多方受力。在系统运行过程中,系统的部件不仅要承受系统本身施加的工作力度,还要承受来自加工零件施加的相对力度,同时又要承受部件与部件之间的磨擦力度。
探究系统运行中受力变形的解决方法。此前对系统运行中产生受力变形的因素进行了分析。由此,分析得出三个解决问题的方案。(1)通过改进系统本身相对薄弱的构件及部位,以提升系统本身的刚度和提高系统对外受力的抵抗性能,从而尽可能减少加工系统受力变形。(2)从根源上实现减少变形,具体来说就是通过降低系统运行的载荷量,从而减少系统外力的大小。(3)因为系统运行中会产生热应力、切削应力等残余应力,而这些同样会导致系统形变,所以,那些必须要进行热处理的零件应该进行退火处理,及时减少热应力,同时提升被加工工件本身的刚度,增强其抗应力性能。
2.2.2机械加工工艺系统运行过程中的热变形。热变形包括刀具热变形、被加工零件热变形、机床本身及其构件的热变形。热变形是指系统因受热而发生的形变。它能够严重破坏刀具与被加工零件之间的准确几何关系和运动关系,进而严重影响加工零件的精度。对于机械加工工艺系统运行过程中的热变形可采用润滑油减少机床部件摩擦从而减少因摩擦产生的热量,也可以采用冷却水等强制降温的方式,吸收加工生产中产生的了热量。
结束语
在机械加工中,加工工艺、工艺路线、机械设备、人员素质等因素都会影响零件的精准度,不当的机械加工工艺的选择会给零件生产带来损失,影响经济效益。因此就要对机械加工工艺进行全面的掌控,保证机械加工工艺的完善与准确,从而保证零件的质量。机械加工企业的发展需要对机械加工工艺的水平不断的提高与发展,这样可以提高零件的精度,避免大批量的不合格零件的出现,实现生产成本的降低,从而提高企业的经济效益与企业在市场中的竞争力,保证机械加工行业的长远发展。
参考文献
[1]吴家伟.浅谈机械加工工艺过程及对零件精度的影响[J].科技创新与应用,2013(6).
关键词:机械加工;工艺;零件加工精度;影响
在对零件进行加工的过程中,机械加工工艺对零件加工精度产生很重要的影响,这些影响一般都是以直接的方式施加到零件加工环节中。机械加工工艺是一个系统工程,在这个工程中,存在着很多的部件,在这些部件的共同协环节中,构成了对机械进行加工的这一庞大系统。只有深入查找病因,并对其进行深入分析,才能保证零件在加工过程中的精度。
1.有关机械加工工艺的介绍
机械加工工艺是指在加工工艺流程的环节中,通过一定的方式来改变生产对象的尺寸、几何形状、性质和现对位置等,促使生产对象实现向成品或半成品过度的目的。其中实施中的机械加工工艺可具体分为工艺流程和工艺规程这两个方面。工艺规程主要是将工艺流程中的有关内容写成文件,方便查阅和借鉴。而工艺流程实质上就是机械加工工艺的具体实施过程。例如对设备的条件状况、人工素质状况以及产品数量等一些加工环节涉及到的信息进行确定。
2.零件加工工艺分析
对零件加工工艺进行分析内容可以从零件加工的环节着手,按照热处理、车削、插内花键、滚齿、热处理、万能磨、齿轮磨、这七道零件加工的环节来对其进行有关加工工艺方面的分析,以此来提高人们对零件加工工艺这一技术的认识。
2.1.热处理。此处热处理工序也成为初步热处理,主要是通过正火开即那个材质的稳定性进行提高,降低其在后续工作中发生变形的几率。
2.2.车削。车削工序主要是校正加紧左端,光平右端面,钻孔至?25mm;掉头,四爪头上活,校正外圆和端面跳动≤0.02mm并夹牢。
2.3.插内花键。加紧左端,校正右端面和端面跳动≤0.02mm,作标记的方向要与高点位置相一致,然后夹牢,最后在插入内花键直到符合图纸的要求为止。
2.4.滚齿。这道工序主要是校正和装夹工序同上,滚齿留磨量,去毛刺。
2.5.热处理。在加工环节中,将渗碳、淬火工艺达到图纸要求,同时,在该工序中,为保证个零件的表面间的相互位置精度,均匀后序加工余量,家少反映误差,宜采用统一校正基准和校正装夹。
2.6.万能磨。这道工序要求四爪夹头上活,夹住右端,校正左端外圆和端面跳动≤0.02mm;此工序的高点位置与工序2.车削中所作的标记方向一致并且要夹牢。
2.7.齿轮磨。要求在1:4000芯轴上活,装紧,校正齿位,把齿轮磨到和图纸上的要求即可送检入库。
3.机械加工工艺对零件加工精度的影响方面
3.1.机械加工工艺中,热变形对零件加工精度影响
这一环节对零件加工的精度影响相对与其他几个方面,程度更为严重。因为在这一施工环节中,操作人员对零件的操作性较小,仅仅是在加工前,将一些设备、工具和夹具等尽可能地按照要求来摆正,但在加热定型环节中,作出相应的技术调整存在着很大的困难。因为是对零件进行高温定型,所以在此环节中,还存在着工件受热变形、刀具受热变形和机床受热变形等情况,这些情况都会对零件加工的精度产生一定影响。
3.2.机械加工工艺中,几何变形对零件加工精度影响
机床、夹具、工具和工件四个部分共同构成了机械加工工艺这一系统,每一个环节的操作失误都会导致机械加工工艺系统问题的出现。机床轴向的摆动和主轴的径向都会对零部件的加工精度产生影响,因为在加工环节中,不同类型的零件对加工的要求是存在着一定的差异性,若是在加工环节中,机床的位置不对,夹具的角度出现偏差,对工件和工件的操作失误等情况,都会使所加工的零件发生几何变形。因此,在零件加工过程中要特别注意几何变形对零件精度的影响。
3.3.机械加工工艺中,受力变形对零件加工精度影響
零件在加工过程中,要承受着各方面施加过来的作用力,特别是在切削环节中,加工的零件必须要承受重力、切削力和夹紧力的作用。在这些力的作用下,零件发生了一些变化,零件的形状、尺寸、大小好相互之间位置与设计图纸中的标准存在差异,即零件因承受过大作用力而导致加工出的形状与设计要求之间出现一定的差异。为解决零件的受力变形问题,提高零件加工的精确度,操作人员必须对这一方面进行详细的研究并制定相应的解决对策。
结语:
机械加工工艺对零件的加工工作属于一项细致工作,对工作的精度要求极为严格。机械加工工艺的成熟度决定着其零件加工的精度情况,为保证零件精度,必须对机械加工工艺进行完善和提高。可以将一些现代化的先进技术与传统的机械加工工艺相结合,借助现代技术的强大优势,提高机械加工工艺,提高零件加工的精度。
参考文献:
关键词:高效加工;高温合金;陶瓷刀片;刀具国产化
引言
密封外套类零件是重点型号发动机上的重要转动部件。该类零件通常为薄壁环形零件,配合止口处尺寸最薄,只有2mm。零件整体结构复杂,在零件左端端面处分布有12处端面槽,在零件右端有多处与回转轴线呈60°夹角的深腔斜槽,斜槽、花边槽分别与端面孔、螺纹孔有严格的角向位置关系。零件材料为难加工材料镍基变形高温合金GH4169,这种材料的切削性差,切削变形量大,切削压力大,切削时切削温度较高,刀具极易磨损,表面质量和尺寸精度难以保证。零件原有的加工路线均是按照普通设备设计完成,需要30几道工序,生产准备时间、生产周期均较长,细车、精车工序也是在普通设备上应用普通焊接车刀加工而成,加工效率低、加工变形大、尺寸精度及技术条件不易保证。后续的铣加工工序均采用进口合金刀具加工而成,刀具消耗1500元/件。12处端面深腔斜槽需采用电火花成型设备加工,加工效率低,继续工艺改进来提高该类零件的加工周期及加工效率。
1、工艺现状分析
1.1提高车、铣加工效率低
原有加工路线入下:粗车第一面→粗车第二面→细车端面外圆→车装夹基准面→半精车外圆→车工艺台→精车大头内孔→精车大头外圆→划线→铣窝→去毛刺→钻孔12-φ6.5→去毛刺→铣花边→钻孔3-φ5.08→攻丝→去毛刺→锪倒角。在密封外套的加工过程中,零件反复、多次的重复装夹定位,内外型面与工艺基准均不是一次加工而成,零件尺寸及各技术条件难以保证。零件反复、多次装夹定位,使得生产准备时间、工序间周转等待时间过长,生产管理成本大。因此,需集中加工工序,采用数控设备,以实现工序集中,提高零件的加工精度及加工效率。
1.2采用焊接车刀加工效率低
GH4169材料与普通钢件材料相比,其机械加工性能差,属难加工的材料,切削过程中需要消耗更多的能量,加工的主要特点如下。(1)切削力大:高温合金的切削力为普通碳钢材料的两倍以上。(2)切削温度高:切削高温合金的过程中,变形抗力大,刀面与切屑和工件间的摩擦剧烈,单位切削功率大,消耗的功率多,产生切削热量大。(3)刀具磨损剧烈:由于切削温度高,材料硬度高,黏结磨损现象严重,产生积屑瘤和棱刺,磨损刀具。由于以上的诸多原因的影响,普通焊接车刀在加工难加工材料GH4169时,加工效率低,刀具磨损严重,因此应优先选择具有高的抗氧化性、耐磨性的刀片材料。
1.3电加工12处斜槽
由于电火花蜂窝磨设备没有专业系统,不能提供可供选择的电参数配合,人工设定的加工参数不够优化,加工时间为8h/件,加工周期大,影响零件交付节点。因此,需增大并优化电加工参数,以提高加工效率。
1.4优化铣加工刀具
需通过加工试验,选择适宜的国产化刀具,以降低零件在加工过程中的切削成本。综合以上各种情况进行分析,可分别从数控机床、陶瓷硬质合金刀片的应用、电加工参数的优化、以及刀具国产化等方面对零件进行高效、优质、低耗加工的工艺研究。
2、高效加工方案设计与验证
2.1数控机床的应用
改变传统的普通车、铣加工方法,在TUR30、TU30等数控车床、加工中心上,实现密封环零件的半精加工、精加工、铣削加工等工序的集中,调整后加工路线如下:粗车第一面→粗车第二面→车装夹基准→半精车外圆、内孔→车大头内孔外圆→铣花边、钻孔、锪倒角→去毛刺→攻丝→去毛刺。经密封环零件的加工验证,在加工中心上一次装夹,可完成铣花边、钻孔、铣槽、锪倒角等全部铣加工的工作内容。改进后每件零件减少加工时间19h,减少生产准备时间6h,提高加工效率2.5倍以上。
2.2采用机夹刀具实现高效加工
零件外圆型面的特殊结构,决定了该零件在半精车工序的加工过程中必须先去除大部分的加工余量,以确保零件在精车工序中的加工余量降低、加工变形量小。陶瓷材料的机加刀具,通常具有高硬度、良好的耐磨性能、耐热性、化学稳定性优良、并且不易与其他金属材料产生黏结等特点,适宜GH4169这种镍基高温合金材料的大余量切削加工。在加工过程中,我们选用肯纳的陶瓷刀具对零件进行加工验证,该类型的刀片刃口处的耐磨性能好,抗机械冲击力优良,在加工试验的过程中,转速115rpm、进给量0.2mm/r、切削深度为1mm。去除零件外圆的大部分余量仅用了35min,材料移除率为16cm3/min,零件的加工效率提高了5倍以上,并且各型面尺寸精度高、表面质量好。密封外套的内孔型面及外圆型面在精车试验过程中,均采用伊斯卡的硬质合金刀片来完成零件的加工验证。适宜转速为70rpm、进给量0.12mm/r、切削深度0.4mm,用时分别为40min、60min。该加工参数与零件在普通车床上使用普通焊接车刀加工相比较,加工效率分别提高了1.3倍和1倍以上。
2.3优化电加工参数
电加工生产率是指在单位时间内工件的蚀除量,可用公式表示Vw=KafeWU表示。其中Ka与加工条件有关的系数,fe脉冲放电频率,WU单个脉冲能量。可见,提高电加工效率途径在于提高单个脉冲能量、脉冲频率和加工系数。
2.3.1提高单个脉冲能量所谓提高单个脉冲能量,就是指在电加工过程中,提高脉冲电压、电流,改善放电波形。通过调整电加工参数,将脉冲宽度由250μs提高到300μs,低压电流10.0A提高到13.0A,高压电流0.5A提高到1.0A,包络宽度0μs提高到2000μs,包络停歇提高到1000μs。
2.3.2提高放电频率所谓提高放电频率,就是指压缩脉冲停歇的时间。但如果脉冲停歇时间过短,就会使工作液来不及抵消电离而恢复绝缘,导致连续的电弧放电,从而破坏放电过程。所以必须注意选择适当的脉冲宽度与停歇时间的比值,即选择合适的脉宽比。通过调整脉宽比,将脉冲宽度250μs调整为300μs、脉冲停歇200μs调整为100μs。
2.3.3提高加工系数包括合理选择电极材料、工作液等,以改善加工条件。我们沿用紫铜成型电极和煤油作为工作介质。
2.3.4加大电参数考虑到成型电极加工过程中放电面积逐渐变大,由底平面放电,变为底平面、两侧面和后斜面同时放电,脉冲宽度和电流应随之变大,以提高加工效率。在增大电加工参数的同时,必须调整成型电极的尺寸,以适应增大的放电间隙,加工出合格零件,经加工试验,将电极宽度由11.55mm~11.65mm改为11.5+0.050mm为最佳。最终4h加工出合格零件,节省加工时间4h/件,加工效率提高1倍。
参考文献
题目:
姓 名:易涛伟 班 级:A13机械2 学 号:130408331 指导老师:朱从容 日 期:2016-06-25 “杠杆”零件的机械加工工艺规程设计
目录
一、零件图的分析 1.1、生产类型 1.2、零件的作用
1.3、零件的结构特点及工艺分析
二、工艺规程设计
2.1、确定毛坯的制造形式 2.2、基面的选择
2.2.1、粗基准的选择
2.2.2、精基准的选择
2.3、工件表面加工方法的选择 2.4、确定工艺路线
2.5、工艺方案的比较和分析
2.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
2.6.1、Ф40㎜外圆表面沿轴线长度方向
2.6.2、圆柱内孔Ф25H9㎜
2.6.3、Ф30凸台上2×Ф8㎜
2.6.4、Ф30凸台厚度方向的加工余量及公差
0.012.6.5、宽度为30㎜表面上Ф10H7(0)㎜
2.7确定切削余量
2.7.1 工序Ⅰ的切削用量的确定
2.7.2 工序Ⅱ的切削用量的确定
2.7.3 工序Ⅲ的切削用量的确定
2.7.4 工序Ⅳ的切削用量的确定
2.7.5工序Ⅴ的切削用量的确定
三、参考文献
序言
机械制造技术基础课程设计,是综合运用机械制造工艺学的基本知识、基本理论和基本技能,分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节;是对学生运用所掌握的“机制工艺”知识及相关知识的一次全面训练。机械制造技术基础课程设计是在学完了该门课程之后的一个重要的实践教学环节,机械制造技术基础课程设计是对学生未来从事机械制造工艺工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力。在设计中,学生应熟悉有关标准和设计资料,学会使用有关手册和数据库。
一
零件的分析
1.1零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的杠杆结构,此零件的作用是支撑、固定,传递扭矩,帮助改变机床工作台的运动方向,要求零件的配合符合要求。
1.2零件的工艺分析
0.0
杠杆的Φ250㎜孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下:本夹具用于历立式铣床上,加工Φ40㎜凸台端面。工件以0.052Φ250㎜孔及端面和水平面底、Φ30㎜的凸台分别用定位销实现完全定位。铣Φ40㎜端面时工件为悬臂,为了防止加工时变形,采用螺旋辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧。要加工的主要工序包括:粗精铣宽
0.015度为Φ40㎜的上下平台、钻Φ10H7的孔、钻2xΦ8H7(0)㎜的小孔、粗精铣Φ30㎜的上下表面。
加工要求有:Φ40㎜的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um(上
0.015平台)、Ra3.2um(下平台)、Φ10H7的孔为Ra3.2um。2xΦ8H7(0)㎜孔有平行度分别为0.1um(A)、0.15um(A)。杠杆有过渡圆角为R5,其他的过渡圆角为R3,其中主要的加工表面是Φ30㎜得端面,要用游标卡尺检查。
二
工艺规程的设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料是HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态,采用润滑效果较好的铸铁。由于年生产量很高,达到了中批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,铸造的表面要求质量高,故可以采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造,便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。
查参考文献得:各加工表面表面总余量、加工表面、基本尺寸、加工余量等级、加工余量数值说明
2.2基面的选择
基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择。对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的加工表面就是宽度为Φ40的肩面表面作为加工的粗基准,可用压板对肩台进行加紧,利用一组V型块支承Φ40的外轮廓作主要定位,以消除以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度,达到完全定位,就可加工Φ25(H9)的孔。
(2)精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用Φ25(H9)的孔作为精基准。
2.3、工件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有:粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻2×Ф8㎜的小孔、粗精铣Φ30㎜凸台的平台。材料为HT200,加工方法选择如下:
1、Φ40mm圆柱的上平台:公差等级为IT8~IT10,表面粗糙度为Ra6.3,采用粗铣→精铣的加工方法。
2、Φ40mm圆柱的下平台:公差等级为IT8~IT10,表面粗糙度为Ra3.2,采用采用粗铣→精铣的加工方法。
3、Ø30mm的凸台上下表面:公差等级为IT13,表面粗糙度为Ra6.3,采用粗铣→精铣的加工方法。
4、钻Φ25(H9)内孔:公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为Ra3.2,采用钻孔→扩孔钻钻孔→精铰的加工方法,并倒1×45°内角。
5、钻2xΦ8(H7)内孔:公差等级为IT6~IT8,采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。
2.4、确定工艺路线(1)、工艺路线方案一:
铸造
时效
涂底漆
工序1:铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台 工序2:铣宽度为Φ30mm的凸台表面 工序3:钻孔使尺寸达到Ф23mm。
工序4:扩孔钻钻孔Ф23使尺寸达到Ф24.8mm。工序5:铰孔Ф24.8㎜使尺寸达到Ф25(H9)。工序6:钻、粗、精铰2×Ф8的孔 工序7:检验入库。(2)、工艺路线方案二:
铸造
时效
涂底漆
工序1:粗铣宽度为Ф40mm的上平台和宽度为30mm的平台。工序2:精铣宽度为Ф40mm的上平台和宽度为30mm的平台。工序3:粗铣宽度为Ф40mm的下平台。工序4:精铣宽度为Ф40mm的下平台。工序5:扩铰孔使尺寸达到Ф25(H9)。
工序6:粗铣宽度为Φ30mm的凸台表面。工序7:精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。
工序8:钻铰2×Ф8的小孔使尺寸达到Ф8。
工序9:钻铰Ф10H7的孔。
工序10:检验入库。
2.5、工艺方案的比较和分析:
上述两种工艺方案的特点是:方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准,Ф25孔作为精基准,所以就要加工Ф25孔时期尺寸达到要求的尺寸,这样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则根据Ф25孔加工Ф40的上下表面和Ф30的凸台表面,因为它们的加工与Ф25有一定的定位精度和形状误差,先粗加工,接着半精加工,精加工,减少了安装次数,同时也减少了安装误差。所以决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。
由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,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,辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择X50K立式铣床,刀具选D=20mm的削平型立铣刀、专用夹具、专用量具和游标卡尺。
粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。采用X50K立式铣床,刀具选D=20mm的削平型铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺。
钻直径为23的孔。采用立式Z535型钻床,刀具选D=23mm的锥柄孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具。
扩孔钻钻孔23使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床,刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具。
铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。采用立式Z535型钻床,刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀,并倒1×45°的倒角钻用铰夹具和专用检量具。
钻2×Ф8的孔使尺寸达到Ф8。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具。
粗铰2×Ф8螺纹孔使尺寸达到Φ7.96mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具。
精铰2×Ф8小孔使尺寸达到Φ8(H7)。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀,使用专用的夹具和专用的量检具。
2.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
杠杆的零材料是HT200,毛坯的重量约为2KG(经分析),生产类型为成批生产,采用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
1,Ф40㎜外圆表面沿轴线长度方向及宽度为30㎜的平台高度方向的加工余量及公差
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-3,其中铸造模选用金属模铸造,铸造材料是HT200,公差等级为为7~9级。查表2.2-4,尺寸公差等级选取8级,加工余量等级选取F,基本尺寸是54㎜,在0~100㎜之间,故加工余量在1.5~2.0㎜之间,现取2.0㎜,长度方向的偏差是00.46㎜。2,圆柱内孔Ф25H9㎜
毛坯为实心,不冲出孔。内孔的精度要求是H9,参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9确定工序尺寸及余量为:
钻孔:Ф23㎜
扩孔:Ф24.8㎜
2Z=1.8㎜
0.052铰孔:Ф25H9(0)㎜
2Z=0.2㎜
3, Ф30凸台上2×Ф8㎜
0.015内孔的尺寸Ф8H7(0)㎜,参照《机械制造工艺设计简明手册》表
2.3-9确定工序尺寸及余量为: 钻孔:Ф7.8㎜
0.015铰孔:Ф8H7(0)㎜
2Z=0.2㎜
4,Ф30凸台厚度方向的加工余量及公差
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-3,其中铸造模选用金属模铸造,铸造材料是HT200,公差等级为为7~9级。查表2.2-4,尺寸公差等级选取8级,加工余量等级选取F,基本尺寸是15㎜,在0~100㎜之间,故加工余量在1.5~2.0㎜之间,现取2.0㎜。
0.01
55,宽度为30㎜表面上Ф10H7(0)㎜
0.015内孔尺寸Ф10H7(0)㎜,参照《机械制造工艺设计简明手册》表
2.3-9确定工序尺寸及余量为: 钻孔:Ф9.8㎜
0.015铰孔:Ф10H7(0)㎜
2Z=0.2㎜
2.7确定切削余量
粗铣宽度为Ф40mm的上平台和宽度为30mm的平台 加工条件:工件材料: HT200,金属模铸造。机床:X52K立式铣床 刀具:硬质合金端铣刀,材料:YG8,D=125mm,齿数z=6,寿命T=180min, kr900,此为粗齿铣刀。
因其单边余量:Z=1.3mm 所以铣削深度ap:ap1.3mm
每齿进给量af:根据《切削用量简明手册》表3.5,取af0.20mm/Z 铣削速度V:根据《机械制造设计工艺手册》,取V64m/min。由式2.1得机床主轴转速n:
1000V100064n163r/min
D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》 n190r/min
Dn3.141251901.24m/s 实际铣削速度v:v1000100060进给量Vf:VfafZn0.128300/603.8mm/s 工作台每分进给量fm:fmVf3.8mm/s228mm/min
精铣Ф40mm的上平台及宽度为30㎜的平台
工件材料: HT200,铸造。机床: X52K立式升降台铣床。
刀具:高速钢立铣刀:YT15,D125mm,齿数10,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=0.7mm 铣削深度ap:ap0.3mm
每齿进给量af:根据《切削用量简明手册》表3.5,f=1.2-2.7,取f=2.0,aff/Z0.20mm/Z 铣削速度V:根据《机械制造设计工艺手册》,V=0.35m/s,机床主轴转速n:
1000V10000.3560n54r/min
D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》X52K机床主轴转速,取n75r/min
Dn3.14125600.39m/s 实际铣削速度v:v1000100060进给量Vf,由式(2.3)有:VfafZn0.202060/602.0mm/s 工作台每分进给量fm: fmVf2.0mm/s120mm/min
粗铣Ф40mm的下平台
加工条件:工件材料: HT200,金属模铸造。机床:X52K立式铣床 刀具:硬质合金端铣刀,材料:YG8,D=125mm,齿数z=6,寿命T=180min, kr900,此为粗齿铣刀。
因其单边余量:Z=1.3mm 所以铣削深度ap:ap1.3mm
每齿进给量af:根据《切削用量简明手册》表3.5,取af0.20mm/Z 铣削速度V:根据《机械制造设计工艺手册》,取V64m/min。由式2.1得机床主轴转速n:
1000V100064n163r/min
D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》 n190r/min
Dn3.141251901.24m/s 实际铣削速度v:v1000100060进给量Vf:VfafZn0.128300/603.8mm/s 工作台每分进给量fm:fmVf3.8mm/s228mm/min
精铣Ф40mm的下平台
工件材料: HT200,铸造。机床: X52K立式升降台铣床。刀具:高速钢端铣刀:YT15,D125mm,齿数10,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=0.7mm 铣削深度ap:ap0.3mm
每齿进给量af:根据《切削用量简明手册》表3.5,f=1.2-2.7,取f=2.0,aff/Z0.20mm/Z
铣削速度V:根据《机械制造设计工艺手册》,V=0.35m/s,机床主轴转速n:
1000V10000.3560n54r/min
D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》X25K机床主轴转速,取n75r/min
Dn3.14125600.39m/s 实际铣削速度v:v1000100060进给量Vf,由式(2.3)有:VfafZn0.202060/602.0mm/s 工作台每分进给量fm: fmVf2.0mm/s120mm/min
扩铰孔使尺寸达到Ф25(H9)㎜。
1,加工条件
工件材料:HT200灰铸铁,金属模铸造。加工要求:钻、扩、铰Ф25(H9)㎜的孔。机床:立式Z535型钻床
刀具:钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢,总长度L为253㎜,刀柄长度l为98㎜;扩孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢,总长度L为281㎜,刀柄长度l为121㎜;铰孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金,总长度L为268㎜,刀柄长度l为240㎜。
2,计算切削用量(1)钻孔Ф23㎜
根据《切削用量简明手册》表2.7得,f=0.50㎜/r;表2.15得,v=14m/min。
ns=1000v100014==193.05r/min
23dw
根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=195r/min;
所以实际的切削速度
v=dwnw=
1000231951000=14m/min
(2)扩孔Ф24.8㎜
根据《切削用量简明手册》表2.7得,f=0.50㎜/r;表2.15得,v=14m/min。
ns=1000v100014==180.4r/min 24.7dw
根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=195r/min;
所以实际的切削速度
v=dwnw=
100024.7180.41000=14m/min(3)铰孔Ф25H7㎜
根据《切削用量简明手册》表2.7得,f=2.0㎜/r;表2.15得,v=10m/min。
ns=1000v100010==127.32r/min
25dw
根据《机械制造设计工艺简明手册》按钻床选取nw=140r/min;
所以实际的切削速度
v=dwnw=
1000251401000=11m/min 粗铣Ф30mm的平台
加工条件:工件材料: HT200,金属模铸造。机床:X52K立式铣床 刀具:硬质合金端铣刀,材料:YG8,D=125mm,齿数z=6,寿命T=180min, kr900,此为粗齿铣刀。
因其单边余量:Z=1.3mm 所以铣削深度ap:ap1.3mm
每齿进给量af:根据《切削用量简明手册》表3.5,取af0.20mm/Z 铣削速度V:根据《机械制造设计工艺手册》,取V64m/min。由式2.1得机床主轴转速n:
1000V100064n163r/min
D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》 n190r/min
Dn3.141251901.24m/s 实际铣削速度v:v1000100060进给量Vf:VfafZn0.128300/603.8mm/s 工作台每分进给量fm:fmVf3.8mm/s228mm/min 基本时间的确定:
查《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式:
所以:
==0.66 min 精铣宽度为Φ30mm的凸台表面
工件材料: HT200,铸造。机床: X52K立式升降台铣床。
刀具:高速钢端铣刀:YT15,D125mm,齿数10,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=0.7mm 铣削深度ap:ap0.3mm
每齿进给量af:根据《切削用量简明手册》表3.5,f=1.2-2.7,取f=2.0,aff/Z0.20mm/Z
铣削速度V:根据《机械制造设计工艺手册》,V=0.35m/s,机床主轴转速n:
1000V10000.3560n54r/min
D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》X25K机床主轴转速,取n75r/min
Dn3.14125600.39m/s 实际铣削速度v:v1000100060进给量Vf,由式(2.3)有:VfafZn0.202060/602.0mm/s 工作台每分进给量fm: fmVf2.0mm/s120mm/min 基本时间的确定:
查《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式:
l1=0.5d+(1—2)=0.5125+264.5mm l2=2mm l=100mm 所以:
=1.14 min
钻铰2×Ф8的小孔使尺寸达到Ф8H7 1,加工条件
工件材料:HT200灰铸铁,金属模铸造。加工要求:钻、绞Ф8H7㎜的孔。机床:立式Z535型钻床
刀具:钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢,总长度L为156㎜,刀柄长度l为81㎜;绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金,总长度L为156㎜,刀柄长度l为139㎜。
2,计算切削用量(1)钻孔Ф7.8㎜
根据《切削用量简明手册》表2.7得,f=0.25㎜/r;表2.15得,v=16m/min。
ns=1000v100016==653r/min
7.8dw
根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=750r/min;
所以实际的切削速度
v=dwnw=
10007.87501000=18m/min(2)铰孔Ф8H7㎜
根据《切削用量简明手册》表2.25得,f=0.2㎜/r;表2.15得,v=10m/min。
ns=1000v100010==398r/min
8dw
根据《机械制造设计工艺简明手册》按钻床选取nw=400r/min;
8400
所以实际的切削速度
v=dwnw==10m/min
10001000 钻绞Ф10H7的孔
1,加工条件
工件材料:HT200灰铸铁,金属模铸造。加工要求:钻、铰Ф10H7㎜的孔。机床:立式Z535型钻床
刀具:钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢,总长度L为156㎜,刀柄长度l为81㎜;绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金,总长度L为156㎜,刀柄长度l为139㎜。
2,计算切削用量(1)钻孔Ф9.8㎜
根据《切削用量简明手册》表2.7得,f=0.25㎜/r;表2.15得,v=16m/min。
ns=1000v100016==519r/min
9.8dw
根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=530r/min;
所以实际的切削速度
v=dwnw=
10009.85301000=16.3m/min(2)铰孔Ф10H7㎜
根据《切削用量简明手册》表2.25得,f=0.2㎜/r;表2.15得,v=10m/min。
ns=1000v100010==318r/min
10dw
根据《机械制造设计工艺简明手册》按钻床选取nw=400r/min;
所以实际的切削速度
v=dwnw=
1000
104001000=12.6m/min
四、参考文献
1,《机械制造工艺学课程设计指导书》第二版 赵家齐编 机械工业出版社
2,《机械制造工艺设计简明手册》 李益民编 机械工业出版社 3,《机床夹具设计手册》 上海科学技术出版社
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