底板的工艺设计与夹具设计Word文档下载推荐.docx
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加工时对零件两侧壁相对于A面的垂直度要求为3丝,上端面与底面的平行度要求为5丝,整体尺寸中长度的精度要求为2丝,两沉孔与两凸台之间的中心距精度要求为2丝,两沉孔之间的中心距精度要求为2丝,两通孔之间的中心距精度要求为2丝。
梯形型腔的侧壁表面粗糙度为1.6μm,两个沉孔、两个通孔和两个凸台的侧壁表面粗糙度为1.6μm。
因为零件上的两孔之间的孔间距有较高的精度要求,所以要先用定点钻定位后再用普通的钻头钻孔才能达到所要求的精度。
根据所选零件的材质与加工时各方面的精度要求确定加工中选用硬质合金刀具。
第三章工艺规程的设计
第一节确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。
第二节基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得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,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。
3.2.1粗基准的选择
对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件,应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则,现选取φ6孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用四个孔、一个底面作主要定位面,限制5个自由度,再以一个销钉限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。
3.2.2精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。
第三节制定工艺路线
3.3.1加工方法考虑因素
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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
影响加工方法的因素:
要考虑加工表面的精度和表面质量要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工。
根据生产类型选择,在大批量生产中可专用的高效率的设备。
在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。
如、柴油机连杆小头孔的加工,在小批量生产时,采用钻、扩、铰加工方法;
而在大批量生产时采用拉削加工。
要考虑被加工材料的性质,例如:
淬火钢必须采用磨削或电加工;
而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮,一般都采用精细车削,高速精铣等。
要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平。
此外,还要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等。
选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。
再选择前面各工序的加工方法,如加工某一轴的主要外圆面,要求公差为IT6,表面粗糙度为Ra0.63μm,并要求淬硬时,其最终工序选用精度,前面准备工序可为粗车——半精车——淬火——粗磨。
3.3.2工艺路线方案
工序的划分
如果在数控机床上加工零件,通常按工序集中原则划分工序的。
(1)按安装次数以一次安装、加工作为一道工序。
这种方法适合于加工内容较少的零件,加工完后就能达到待检状态。
(2)按所用的刀具以同一把刀具加工的内容划分工序。
有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序太长,会受到某些限制,如控制系统的限制,机床连续工作时间的限制,各机床负荷率平衡等。
此外,程序太长会增加出错与检索的困难,因此程序不能太长,一道工序的内容不能太多
(3)以加工部位划分工序。
对于加工内容很多的工件,可按其结构特点将加工部位分成几个部分,如内腔、外形、曲面或平面,并将每一部分的加工作为一道工序。
(4)以粗、精加工划分工序。
对于经加工后易发生变形的工件,由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形,故一般来说,凡要进行粗精加工的过程,都要将工序分开。
加工顺序的安排
加工顺序的安排的是否合理直接关系到零件的加工质量、生产效率核加工的成本。
所以应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。
加工顺序的安排一般应该按以下原几个原则进行:
(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑;
(2)先进行内部加工,然后在进行外部加工;
(3)以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序,最好连续加工,以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数;
(4)在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
图3-2毛坯立体图
如图3-2为零件毛坯效果图,加工中按照基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、先内后外的原则确定本零件的加工顺序,同时,应保证在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。
根据上述原则,确定本零件的加工顺序为:
以上端面(A面)作为粗基准面装夹零件,铣削零件四周侧壁(B、C、D、E)→铣零件底面F面→以F面作为精基准面反面装夹,铣削零件上端面(A面)→铣零件梯形型腔→铣零件梯形凸台→中心钻定位孔→钻4个通孔→绞孔→铣两个沉孔→铣两个圆柱凸台。
1.工序一:
选用φ16立铣刀加工零件四周侧壁B、C、D、E平面
(1)选用φ16立铣刀粗铣B、C、D、E面;
(2)选用φ16立铣刀精铣B、C、D、E面;
2.工序二:
选用φ80面铣刀加工零件底面F平面以及上端面A平面
(1)选用φ80面铣刀粗铣F面;
(2)选用φ80面铣刀精铣F面;
(3)选用φ80面铣刀粗铣A面;
(4)选用φ80面铣刀精铣A面;
3.工序三:
选用φ4的键槽铣刀加工零件梯形型腔以及梯形凸台
(1)选用φ4键槽铣刀粗铣梯形型腔;
(2)选用φ4键槽铣刀精铣梯形型腔;
(3)选用φ4键槽铣刀粗铣梯形凸台;
(4)选用φ4键槽铣刀精铣梯形凸台;
4.工序四:
选用φ2中心钻定位四个小孔
(1)选用φ2中心钻定位四个小孔;
5.工序五:
选用φ5.8麻花钻钻四个φ6的通孔
(1)选用φ5.8钻头钻四个通孔;
6.工序六:
选用φ6铰刀铰四个通孔
(1)选用φ6铰刀铰四个通孔;
7.工序七:
选用φ8键槽铣刀加工两个沉孔和两个圆柱凸台
(1)φ8键槽铣刀扩2个沉孔;
(2)φ8键槽铣刀粗铣2个凸台;
(3)φ8键槽铣刀精铣2个凸台。
第四节机械加工余量的确定
切削用量包括主轴转速、背吃刀量、进给量。
对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并应编入程序单内。
切削用量是否合理,对于能否充分发挥机床潜力和刀具切削性能,实现优质、高效、低成本和安全操作具有十分重要的作用。
粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本。
半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据铣床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
3.4.1.主轴转速的确定
查阅《刀具手册》,可知,加工中主轴转速计算公式如下:
n=1000Vc/πd(公式3-1)
公式中:
n—主轴转速,单位r/min
Vc—切削速度,单位m/min
d—铣刀直径,单位mm
根据切削原理可知,切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。
如表3.2所示:
表3.2铣削时切削速度
工件材料
硬度/HBS
切削速度/(m/min)
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
钢
<
225
18~42
66~150
225~325
12~36
54~120
325~425
6~21
36~75
铸铁
190
21~36
190~260
9~18
45~90
160~320
4.5~10
21~30
铝
70~120
100~200
200~400
从理论上讲,切削速度Vc的值越大越好,因为这不仅可以提高生产率,而且可以避免生成积屑瘤的临界速度,获得较低的表面粗糙度值。
但实际上由于机床、刀具等的限制,应综合考虑,加工中零件各部位切削速度Vc数值选取如下:
粗铣四周侧壁时Vc选取67mm/min
精铣四周侧壁时Vc选取120mm/min
粗铣定位基准底面(F面)以及上端面(A面)时Vc选取67mm/min
精铣定位基准底面(F面)以及上端面(A面)时Vc选取120mm/min
粗铣梯形型腔、梯形凸台时Vc选取67mm/min
精铣梯形型腔、梯形凸台时Vc选取120mm/min;
定位四个孔时Vc选取80mm/min,
钻4-φ6通孔时Vc选取80mm/min,铰4-φ6孔时Vc选取66mm/min;
扩两个沉孔时Vc选取80mm/min
粗铣两个凸台时Vc选取67mm/min
精铣两个凸台时Vc选取120mm/min
根据各部位切削速度Vc的选取数值以及加工中选用的具体刀具,将Vc与刀具直径代入公式3-1(n=1000Vc/πD)得到零件各部位加工时的刀具转速如下:
粗铣四周侧壁时n粗=1500r/min
精铣四周侧壁时n精=2500r/min
粗铣底面以及上端面时n粗=280r/min
精铣底面以及上端面时n精=500r/min
粗铣梯形型腔、梯形凸台时n粗=5000r/min
精铣梯形型腔、梯形凸台时n精=7500r/min
钻4-φ6通孔时n=4000r/min
铰4-φ6孔时n=3500r/min
扩孔时n=3200r/min
粗铣两个凸台时n粗=2500r/min
精铣另个凸台是n精=3200r/min
3.4.2.数控加工进给量的选择
对于铣刀等多齿刀具,通常规定每齿进给量fz(mm),其含义是刀具每转过一个齿,刀具相对于工件在进给运动方向上的位移量。
进给量与每齿进给量的关系为:
F=fz·
Z·
N(3-2),每齿进给量fz的选取,主要依据工件材料的力学性能、刀具材料的力学性能、工件表面粗糙度等因素。
工件材料强度和硬度越高,fz越小;
反之则越大。
硬质合金铣刀的每齿进给量,高于同类高速钢铣刀。
工件刚性差或刀具强度低时,应取较小值。
铣刀每
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