工藝夾具-銑床工作臺機械加工工藝及銑削T形槽夾具設計
工藝夾具-銑床工作臺機械加工工藝及銑削T形槽夾具設計,工藝,夾具,銑床,工作臺,機械,加工,銑削,設計
前 言
機械制造行業(yè)一個國家技術(shù)進步和社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一,無論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),還是新興產(chǎn)業(yè),都離不開各式各樣的機械裝備。在國民經(jīng)濟中占重要地位。機械制造的產(chǎn)品既可以供人們直接使用,也可以為其他行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備。而各種機器零部件的加工的核心問題就是工藝。
在生產(chǎn)過程中,使生產(chǎn)對象(原材料,毛坯,零件或總成等)的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程,如毛坯制造,機械加工,熱處理,裝配等都稱之為工藝過程。在機械制造的切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工藝過程中,要使用大量的夾具來安裝加工對象,使其占有正確的位置,以保證零件和產(chǎn)品的加工質(zhì)量,并提高生產(chǎn)率,從而提高經(jīng)濟性。
在這次畢業(yè)設計中主要的設計內(nèi)容,是關(guān)于銑床工作臺的加工工藝以及銑削T形槽的專用夾具的設計。首先應該明確題目的要求,根據(jù)題目要求制定設計思路。綜合考慮加工的效率,加工的經(jīng)濟性,制定出最佳的加工工藝路線,機床、刀具、夾具、量具、切削用量等,并以工藝過程卡和工序卡的形式反映出來。在夾具設計中題目要求設計出銑削T形槽的專用夾具,綜合考慮決定采用燕尾導軌面定位用汽動來實現(xiàn)夾緊節(jié)省輔助時間。最后要明確設計的目的,通過這次畢業(yè)設計能熟練的運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識,正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題,保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設計能力,能根據(jù)被加工零件的加工要求,設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊及圖表資料,掌握與設計有關(guān)的各種資料的名稱、出處,且能熟練運用等目的。為今后在工作中提高自身能力打下堅實的基礎。
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第一章 零件分析
1.1零件的作用
題目給定的零件是數(shù)控銑床XK5032A工作臺,其規(guī)格是1325×320有三條T形槽。工作臺是安裝在銑床床鞍上的部件,其主要作用是用于裝夾工件或銑床夾具,并帶動工件或夾具作縱向直線運動,以實現(xiàn)對工件的切削加工。
1.2零件的工藝分析
銑床工作臺共有六組加工表面,它們之間有一定的尺寸和位置要求?,F(xiàn)分述如下:
(1)工作臺的上表面為一組的加工表面
這一組加工表面包括:銑面積為1325×320的工作臺的上表面及倒角,它對工作臺底面平行度公差為0.025/100,銑削三條T形槽及其倒角,排液槽的倒角,鉆排液孔16。其中主要加工表面為銑工作臺的上表面和銑削三條T形槽。
(2)工作臺的下表面為一組的加工表面
這一組加工表面包括:銑工作臺的下表面的加工,銑燕尾導軌面和退刀槽,銑與螺母配合的表面及鉆螺紋孔4-M12和2-M8。其中主要加工表面為工作臺的下表面和燕尾導軌面。
(3)工作臺的前表面為一組加工表面
這一組加工表面包括:銑工作臺的前表面的加工與倒角,鉆螺紋孔6-M6和4-M6底孔,直徑為9的孔與孔。
(4)銑工作臺的后表面的加工
(5)工作臺的左表面為組的加工表面:銑工作臺的左表面與倒角,鉆螺紋孔4-M10底孔。
(6)工作臺的右表面為組的加工表面:銑工作臺的右表面與倒角,鉆螺紋孔4-M10底孔。
四川理工學院畢業(yè)設計論文
第二章、工藝規(guī)程設計
2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料為鑄鐵HT150,脆性材料。只能采用鑄造的方法來生產(chǎn)所以選擇鑄件。由于年產(chǎn)量為500件,已達到中等規(guī)模的生產(chǎn)水平,且工作臺的尺寸較大,結(jié)構(gòu)也比較復雜,故采用砂型鑄造。最后查表確定出毛坯的尺寸如下圖:
圖2-1毛坯圖
2.2基準的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中最重要的工作之一,基準面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率提高。否則,不但使加工過程中問題百出,更有甚者還會造成零件大批量報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。
2.2.1粗基準的選擇
根據(jù)有關(guān)粗基準選擇原則,即當零件有不加工表面時應當以這些不加工表面作為粗基準。若零件有若干個不加工不加工表面時,則應以與加工表面相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準,由于工作臺的各個表面都要加工,應選余量均勻的重要表面作為粗基準,這里選擇導軌面作為粗基準。
2.2.2精基準的選擇
對于精基準的選擇而言,主要考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算,具體的精基準根據(jù)加工情況而定。
2.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應當考慮經(jīng)濟效果以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案
1.劃線。
2.粗銑工作臺下表面
3.粗銑燕尾導軌面
4.銑寬度為6mm的退刀小槽
5.粗銑工作臺上表面
6.精銑工作臺上表面、倒角1
7.精銑工作臺下表面
8.精銑燕尾導軌面
9.粗銑T形槽
10.半精銑T形槽
11.倒角1.5
12.粗銑工作臺前、后表面
13.半精銑工作臺前后表面、倒角1
14.粗銑安裝濾液片的表面、粗精銑工作臺左、右表面
15.鉆底面中心小孔9
16.鉆濾液小孔
17.鉆底面螺紋孔4-M12
18.攻螺紋4-M12
19.鉆工作臺前表面上的深小孔9、孔
20.鉆工作臺前表面上的螺紋孔6-M812、4-M612
21.攻螺紋6-M812、4-M612
22.鉆工作臺左、右表面上的螺紋孔4-M1025
23.攻螺紋4-M1025
24.去毛刺,修整
25.檢驗
26.入庫
2.4加工方法的確定
本零件的加工有工作臺的各個表面、螺紋孔、小孔、深小孔、T形槽等,材料為HT150。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》上的有關(guān)數(shù)據(jù),其加工方法選擇如下:
(1)工作臺的前、后端面:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra1.6需要進行粗銑、精銑表面。
(2)工作臺的上、下表面:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra1.6 ,需要進行粗銑、精銑表面。
(3)工作臺的左、右表面:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra3.2 ,需要進行粗銑、精銑表面。
(4)工作臺的燕尾導軌面:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra1.6 ,需要進行粗銑、精銑表面。
(5)工作臺的T形槽表面:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定直槽公差等級為IT8T形槽的公差等級為IT11,直槽表面粗糙度為Ra6.3 ,需要進行粗銑、半精銑表面。T形槽的表面粗糙度為Ra12.5只需進行粗銑。
(6)小孔表面:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra1.6 ,需要進行粗鉆.
(7)螺紋孔:參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra1.6 ,需要進行粗鉆。螺紋的加工直接采用絲錐攻絲。
2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“銑床工作臺”零件材料為鑄鐵HT150,最低抗拉強度為150MPa生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)采用砂型鑄造,9級精度。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
(1)工作臺上表面(面積1325320)。由于零件材料為鑄件,鑄造方法為砂鑄造,且屬于雙邊加工,表面粗糙度為1.6要求粗加工和精加工,所以取其余量為Z=2mm。T形槽的表面粗糙度為6.3只要求粗銑和半精銑故取余量為4mm。參照《機械制造工藝手冊》表1-28和表1-38確定工序尺寸及余量為:
粗刨工作臺的上表面 Z=1.5mm
精刨工作臺上表面 Z=0.5mm
粗銑T形槽 Z=3mm
精銑T形槽 Z=1mm
(2)工作臺的下表面。查《機械制造工藝手冊》表1-28,根據(jù)表面加工性質(zhì)、工件材料、尺寸規(guī)格,表面粗糙度為1.6要求粗加工和精加工,綜合考慮選取表面加工余量為2mm。燕尾導軌面為單邊加工加工余量確定為2.5mm,退刀小槽的表面粗糙度為余量為1.5mm12.5,底面與螺紋相配合的平面加工余量確定為4mm。加工見《機械制造加工工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量為:
鉆孔20
擴孔21.8 2Z=1.8
粗鉸孔21.94 2Z=0.14
精鉸22
(3)工作臺的前、后表面。前后表面均屬于加工表面又由于是雙加工表面取加工余量為7mm(2Z=7mm)參見《機械制造加工工藝手冊》2.2-4。加工孔和深小孔9見《機械制造加工工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量為:
鉆孔9.8 2Z=0.2
鉸孔10
(4)工作臺的左、右表面。左右表面均屬于加工表面又由于是雙加工表面取加工余量為11mm(2Z=mm)參見《機械制造加工工藝手冊》2.2-4。
2.6確定切削用量及基本工時
工序1:粗銑工作臺下表面。本工序采用計算法確定切削用量。
(1)加工條件
工件材料:HT150,=150MPa,砂型鑄造。
加工要求:粗銑工作臺上表面(面積1336327),表面粗糙度為1.6
機床:X53T立式銑床。
刀具:端面銑刀,刀具規(guī)格為直徑D=80mm 刀頭長度L=36mm 刀桿直徑d=27mm 齒數(shù)I=10
(2)計算切削用量
確定端面最大加工余量:已知工作臺上表面高度方向的加工余量為2Z=5mm。由于是雙邊加工所以在下表面留有的最大加工余量為Z=2.5mm粗銑時選擇吃刀深度為1.5mm,一次加工完成。
確定進計量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》(第3版)(以下簡稱《切削手冊》)表3.3當機床功率大于10kW,工藝系統(tǒng)剛性為中等,工件材料為鑄鐵時
f=0.250.40mm/r
按X53T銑床說明書(見《機械制造加工工藝手冊》表4-16)取
f=0.25mm/r
計算切削速度:按《切削手冊》表3-27切削速度的計算公式為(壽命選T=10.4min):
(m/s)
式中,,0.2,0.1,0.4,0.1, ,m=0.15。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
1.51,,,。
所以
2.2m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
8.8(r/s)
按機床說明書(見《工藝手冊》附表4-16-1),與528r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為450r/min及560r/min。現(xiàn)取=560r/min.如果選取450r/min則速度損失過大。所以實際切削速度為v=141r/min。
(3)計算切削工時:按《工藝手冊》表7-7,取
式中, ,
所以,
4min
(4)檢驗機床功率:銑削功率按《工藝手冊》表3.28所示公式計算
式中,=1.150.89=1.02
所以 切削時消耗的功率為
=5.87kw
由《工藝手冊》表3.1-73中X53T機床說明書可知,X53T主電機功率為14.145kw,所以機床功率足夠,可以正常加工。
工序2:粗銑燕尾導軌面。選用機床:X53T立銑。
刀具:直柄燕尾銑刀,刀具規(guī)格為刀具長度為L=60,刀桿長度為刀具材料YG6。
(1)計算切削用量
確定進計量0.09mm/r(見《工藝手冊》表2.4-93)
確定切削速v=0.1m/s (見《工藝手冊》表2.4-93)
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
1.99r/s
按機床選取r/min(按《工藝手冊》表3.1-75)
所以實際切削速度v=0.099m/s
(2)切削工時
0.5d+(12)=9 1
所以,
min
(3)檢驗機床功率:切削力按《工藝手冊》表2.4-97所示公式計算
式中,=0.8(見《工藝手冊》表2.4-94)
所以,
=4770N
切削時消耗的功率為
0.4kw
由《工藝手冊》表3.1-73中X53T機床說明書可知,X53T主電機功率為14.145kw,所以機床功率足夠,可以正常加工。
工序4:銑寬度為6mm的小槽
刀具:直齒鑲齒三面刃銑刀,刀具規(guī)格直徑D=50mm,刀盤寬度L=6mm
刀內(nèi)徑d=16mm,齒數(shù)Ⅰ=16刀具材料高速鋼
(1)計算切削用量
確定進計量:0.12mm/r(見《工藝手冊》表2.4-76)
確定切削速:(見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=0.15(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
= 2.8m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
17r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為1120r/min
所以,實際切削速度v=2.9m/s
(2)切削工時
0.5d+(12)=26 1
min
工序5:粗銑工作臺上表面
刀具:端銑刀,刀具規(guī)格直徑D=125mm,銑刀內(nèi)徑d=40mm,刀盤寬度L=40mm,齒數(shù)Ⅰ=14,刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量: 0.45mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=0.71m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
1.8r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為112r/min
所以,實際切削速度v=0.73m/s
(2)切削工時
所以,
(3)檢驗機床功率:銑削功率按《工藝手冊》表2.4-96所示公式計算
式中,=1.150.89=1.02
所以 切削時消耗的功率為
=5.9kw
《工藝手冊》表3.1-73中X53T機床說明書可知,X53T主電機功率為14.145kw,所以機床功率足夠,可以正常加工。
工序6:精銑工作臺上表面
(1)計算切削用量
刀具:端面刀,刀具規(guī)格直徑D=80mm,刀盤寬度L=36mm,內(nèi)徑d=27
齒數(shù)Ⅰ=10,刀具材料高速鋼。
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=1.8m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
7.2r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
所以,實際切削速度v=1.88m/s
(2)切削工時
由于是精銑,所以。于是
1.05min
工序6:精銑工作臺下表面
刀具:鑲齒套式面銑刀,刀具規(guī)格直徑D=80mm,刀盤寬度L=36mm,內(nèi)徑d=27齒數(shù)Ⅰ=10,刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量:
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
=2.88m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
11.5r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為710r/min
所以,實際切削速度v=2.97m/s
(2)切削工時
由于是精銑,所以。于是
2min
工序7:精銑燕尾導軌面
刀具:直柄燕尾銑刀,刀具規(guī)格為刀具長度為L=60,刀桿長度為刀具材料YG6。
(1)計算切削用量
確定進計量0.09mm/r(見《工藝手冊》表2.4-93)
確定切削速v=0.1m/s (見《工藝手冊》表2.4-93)
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
1.99r/s
按機床選取r/min(按《工藝手冊》表3.1-75)
所以實際切削速度v=0.099m/s
(2)切削工時
0.5d+(12)=9 1
所以,
min
工序8:粗銑T形槽
(1)計算切削用量
刀具:該道工序需要兩把銑刀首先用一把直柄立銑刀銑出直槽來,之后再用一把T形槽銑刀粗銑出T形槽來。
直柄立銑刀規(guī)格:直徑D=18mm,刀柄直徑d=18mm,刀長L=90mm,刀頭長40,粗銑齒數(shù)Ⅰ=3,刀具材料高速鋼
T形槽銑刀的規(guī)格:刀頭直徑d=16mm,刀盤直徑D=29mm,刀盤寬度B=13, 刀長L=105
確定進計量:0.07mm/r(見《工藝手冊》表3-28)
確定切削速(見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=3.6(見《工藝手冊》
=0.83m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取r/min(按《工藝手冊》表3.1-75)
所以實際切削速度v=0.85m/s
(2)切削工時
0.5d+(12)=10 1
所以,
min
檢驗機床功率:銑削功率按《工藝手冊》表2.4-96所示公式計算
式中,=1.340.79=1.06
所以 切削時消耗的功率為
=2.5kw
《工藝手冊》表3.1-73中X53T機床說明書可知,X53T主電機功率為14.145kw,所以機床功率足夠,可以正常加工。
確定進計量:0.09mm/r(見《工藝手冊》表2.4-93)
確定切削速v=0.1m/s (見《工藝手冊》表2.4-93)
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
1.99r/s
按機床選取r/min(按《工藝手冊》表3.1-75)
所以實際切削速度v=0.099m/s
切削工時
0.5d+(12)=9 1
所以,
min
工序11:粗精銑工作臺前、后表面
刀具:端銑刀,刀具規(guī)格直徑D=125mm,銑刀內(nèi)徑d=40mm,刀盤寬度L=40mm,齒數(shù)Ⅰ=14,刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量: 0.45mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=0.68m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
1.7r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為112r/min
所以,實際切削速度v=0.73m/s
(2)切削工時
所以,
檢驗機床功率:銑削功率按《工藝手冊》表2.4-96所示公式計算
式中,=1.150.89=1.02
所以 切削時消耗的功率為
=6.2kw
《工藝手冊》表3.1-73中X53T機床說明書可知,X53T主電機功率為14.145kw,所以機床功率足夠,可以正常加工。
精銑工作臺前、后表面
(1)計算切削用量
刀具:端面刀,刀具規(guī)格直徑D=80mm,刀盤寬度L=36mm,內(nèi)徑d=27
齒數(shù)Ⅰ=10,刀具材料高速鋼。
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=1.8m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
7.2r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
所以,實際切削速度v=1.88m/s
(2)切削工時
由于是精銑,所以。于是
1.05min
工序12:粗銑安裝濾液片的表面、粗精銑工作臺左、右表面
刀具:端面刀,刀具規(guī)格直徑D=80mm,刀盤寬度L=36mm,內(nèi)徑d=27
齒數(shù)Ⅰ=10,刀具材料高速鋼。
(一)銑安裝濾液片的小槽
(1)計算切削速度
確定進計量:0.2mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=1.6m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
6.4r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
所以,實際切削速度v=1.88m/s
(2)切削工時
由于是精銑,所以。于是
0.1min
(二) 粗精銑工作臺左、右表面
(1)計算切削速度
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=1.5m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
6r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
所以,實際切削速度v=1.88m/s
(2)切削工時
由于是精銑,所以。于是
0.3min
精銑工作臺左、右表面
精銑工作臺前、后表面
(1)計算切削用量
刀具:端面刀,刀具規(guī)格直徑D=80mm,刀盤寬度L=36mm,內(nèi)徑d=27
齒數(shù)Ⅰ=10,刀具材料高速鋼。
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-73)
確定切削速度: (見《工藝手冊》表2.4-96)
式中,(見《工藝手冊》表2.4-94),T=10.8(見《工藝手冊》表2.4-71)
所以,
=1.8m/s
確定機床主軸轉(zhuǎn)速
7.2r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為450r/min
所以,實際切削速度v=1.88m/s
(2)切削工時
由于是精銑,所以。于是
0.3min
工序14:鉆底面中心小孔9
(1) 加工條件:
機床:搖臂鉆床Z304016(見《工藝手冊》表3.1-30)
刀具:直柄短麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=9mm,刀長=84mm,鉆頭長度=40mm刀具材料高速鋼。
(2) 計算切削用量
確定進計量:0.25mm/r(見《工藝手冊》表2.4-38)
確定切削速度:v=0.5m/s(見《工藝手冊》表2.4-41)
確定機床轉(zhuǎn)速:
17.7r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min
所以,實際切削速度v=0.59m/s
(3) 切削工時:
13.6r/s
式中,
4.6r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為320r/min
擴孔22
7.3r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為500r/min
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
工序15:鉆濾液小孔
刀具:直柄短麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=20mm,刀長=131mm,鉆頭長度=66mm刀具材料高速鋼。錐柄擴孔鉆直徑D=22mm,刀長L=248mm,鉆頭長度=150mm
莫氏號2,刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量:0.45mm/r(見《工藝手冊》表2.4-38)
確定切削速度:v=0.46m/s(見《工藝手冊》表2.4-41)
確定機床轉(zhuǎn)速:
7.3r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為500r/min
所以,實際切削速度v=0.52m/s
(2)切削工時:
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
擴孔22
(1) 計算切削用量
確定進計量:1.0mm/r(見《工藝手冊》表2.4-52)
確定切削速度:v=0.32m/s(見《工藝手冊》表2.4-53)
確定機床轉(zhuǎn)速:
4.6r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為320r/min
所以,實際切削速度v=0.37m/s
(2)切削工時:
式中,
D為擴孔后的孔徑,為擴孔前的孔徑
鉆中心孔和盲孔時
所以,
工序16:鉆底面螺紋孔4-M12
刀具:直柄短麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=10.80mm,刀長=95mm,鉆頭長度=47mm刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-38)
確定切削速度:v=0.43m/s(見《工藝手冊》表2.4-41)
確定機床轉(zhuǎn)速:
13.6r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min
所以,實際切削速度v=0.66m/s
(2)切削工時:
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
工序17:攻螺紋4-M12
刀具:細柄機用絲錐代號M12,螺距P=1.75mm,絲錐直徑d=12mm,刀桿直徑9mm,刀頭長度=29mm,刀長=89mm,方榫寬度a=7.10mm
(1) 計算切削用量
確定進計量:
確定切削速度:v=0.148
確定機床轉(zhuǎn)速:
4r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min
所以,實際切削速度v=0.157m/s
(2)切削工時:
(攻盲孔時,為使用絲錐數(shù)量)
所以,
=0.16min
工序18:鉆工作臺前表面上的深小孔9、孔
刀具:錐柄加長麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=9mm,刀長=245mm,鉆頭長度=165mm刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-65)
確定切削速度:v=0.43m/s(見《工藝手冊》表2.4-65)
確定機床轉(zhuǎn)速:
15.2r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min
所以,實際切削速度v=0.59m/s
(2)切削工時:
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
刀具:直柄擴孔鉆直徑D=10mm,刀長L=133mm,鉆頭長度=87mm
刀具材料高速鋼。
(2) 計算切削用量
確定進計量:0.7mm/r(見《工藝手冊》表2.4-52)
確定切削速度:v=0.37m/s(見《工藝手冊》表2.4-53)
確定機床轉(zhuǎn)速:
11.8r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為800r/min
所以,實際切削速度v=0.42m/s
(2)切削工時:
式中,
D為擴孔后的孔徑,為擴孔前的孔徑
鉆中心孔和盲孔時
所以,
工序19:鉆工作臺前表面上的螺紋孔6-M812、4-M612
鉆孔6-M812
刀具:直柄短麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=7mm,刀長=74mm,鉆頭長度=34mm刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量:0.20mm/r(見《工藝手冊》表2.4-38)
確定切削速度:v=0.48m/s(見《工藝手冊》表2.4-41)
確定機床轉(zhuǎn)速:
19.5r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min
所以,實際切削速度v=0.7m/s
(2)切削工時:
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
攻螺紋6-M812
刀具:細柄機用絲錐代號M8,螺距P=1..25mm,絲錐直徑d=8mm,刀桿直徑6.30mm,刀頭長度=22mm,刀長=72mm,方榫寬度a=5mm
(2) 計算切削用量
確定進計量:
確定切削速度:v=0.133
確定機床轉(zhuǎn)速:
5.3r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為320r/min
所以,實際切削速度v=0.134m/s
(2)切削工時:
(攻盲孔時,為使用絲錐數(shù)量)
所以,
=0.08min
鉆孔4-M612
刀具:直柄短麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=5.5mm,刀長=66mm,鉆頭長度=28mm刀具材料高速鋼。
(1)計算切削用量
確定進計量:0.20mm/r(見《工藝手冊》表2.4-38)
確定切削速度:v=0.43m/s(見《工藝手冊》表2.4-41)
確定機床轉(zhuǎn)速:
24.9r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min
所以,實際切削速度v=0.58m/s
(2)切削工時:
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
攻螺紋4-M612
刀具:細柄機用絲錐代號M6,螺距P=1mm,絲錐直徑d=6mm,刀桿直徑4.50mm,刀頭長度=19mm,刀長=66mm,方榫寬度a=3.55mm
(3) 計算切削用量
確定進計量:
確定切削速度:v=0.115
確定機床轉(zhuǎn)速:
6.1r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為400r/min
所以,實際切削速度v=0.126m/s
(2)切削工時:
(攻盲孔時,為使用絲錐數(shù)量)
所以,
=0.075min
工序20:鉆工作臺左、右表面上的螺紋孔4-M1025
刀具:直柄短麻花鉆,刀具規(guī)格直徑d=9.2mm,刀長=84mm,鉆頭長度=40mm刀具材料高速鋼。
(4) 計算切削用量
確定進計量:0.3mm/r(見《工藝手冊》表2.4-38)
確定切削速度:v=0.43m/s(見《工藝手冊》表2.4-41)
確定機床轉(zhuǎn)速:
14.9r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min
所以,實際切削速度v=0.6m/s
(5) 切削工時:
式中,
D為孔徑,鉆中心孔和盲孔時
所以,
工序21:攻螺紋4-M1025
刀具:細柄機用絲錐代號M10,螺距P=1.50mm,絲錐直徑d=10mm,刀桿直徑8.00mm,刀頭長度=24mm,刀長=80mm,方榫寬度a=6.30mm
(4) 計算切削用量
確定進計量:
確定切削速度:v=0.148(見表2.4-105)
確定機床轉(zhuǎn)速:
4.7r/s
按《工藝手冊》選取機床主軸轉(zhuǎn)速為320r/min
所以,實際切削速度v=0.167m/s
(2)切削工時:
(攻盲孔時,為使用絲錐數(shù)量)
所以,
=0.12min
第三章、夾具的設計
為了提高勞動生產(chǎn)率保證加工質(zhì)量,降低勞動強度需設計專用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商,決定設計第8道工序——銑T形槽的專用夾具。本夾具將用于X53T立式銑床。刀具為一把高速鋼T形槽銑刀和一把圓柱立銑刀先對工作臺進行直槽加工再用T形槽銑刀直接銑出T形槽。
3.1問題的提出
本夾具主要是用來對T形槽的加工,工作臺的兩側(cè)面相對于工作臺底面以及工作臺的對稱中心有一定的技術(shù)要求。加工本道工序時T形槽尚未加工,因此本道工序加工時主要考慮提高勞動生產(chǎn)率降低勞動強度以及加工精度等問題。
3.2夾具的設計
3.2.1夾具在現(xiàn)代機械加工中應用得相當廣泛,它能夠起到下列作用:
(1) 保證穩(wěn)定可靠地達到各項加工精度要求
(2) 縮短加工工時,提高勞動生產(chǎn)率
(3) 降低生產(chǎn)成本
(4) 減輕工人勞動強度
(5) 可由較低技術(shù)等級的工人進行操作
(6) 能夠擴大機床工藝范圍
3.2.2機床夾具作用實現(xiàn)必須滿足三個條件:
①.夾具在機床上有正確的加工位置;
②. 工件在夾具中占的準確裝夾;
③. 刀具相對于工件有準確的位置。
3.2.3定位基準的確定
圖3-2工序圖
由零件圖可知,T形槽側(cè)面應對工作臺底面有垂直度的要求且對對稱中心有平行度要求,其設計基準為工作臺的底面。為了使定位誤差為零應該以燕尾導軌面為定位基準。
為了節(jié)省輔助時間,決定采用氣壓夾緊。
3.2.4切削力及夾緊力計算
刀具:高速鋼立銑刀
式中,
所以
=
=6929N
刀具:T形槽銑刀,
式中,
所以 =
=213N
在計算切削力的時候,必須要把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=。
其中:K為基本安全系數(shù)1.2;
為加工性質(zhì)系數(shù)1.6;
為刀具鈍化系數(shù)1.2;
為斷續(xù)切削系數(shù)1.0;
所以,
選用汽缸——斜面夾緊機構(gòu),斜角,則擴力比。為了克服切削力,實際的夾緊力應為
N()=
∴ N=
其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù),。則
31928N
汽缸選用。當壓縮空氣單位壓力時,汽缸推力為12000N。由于已知斜面機構(gòu)的擴力比為,故由汽缸產(chǎn)生的夾緊力為
N=1200041040N
此時已大于所需的31928N的夾緊力,故本夾具可安全工作。
3.2.5定位誤差的分析
(1)定位基準的選擇
在這里選擇“燕尾導軌面”和“工作臺底面”作為定位基準的方式,燕尾導軌面限制2個自由度,工作臺底面限制3個自由度。
(2)定位元件尺寸及公差的確定。
本夾具的主要定位元件為工作臺的燕尾形導軌,該定位元件的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相配合的燕尾槽的尺寸與公差相同。
3.2.6液壓控制回路的確定:
分析液壓缸在夾具各工作過程的動作:
1.啟動:活塞處于液壓缸最右端。
2.工進:汽壓由右端的汽管進入汽缸,推動活塞向左移動,夾緊工件。
3.保壓:保持活塞兩端壓力相等,活塞停止運動,直到工件加工完成。
4.工退:汽壓由左端的油管進入油缸,推動活塞向右移動,松開工件。
裝夾工件的約時間為輔助時間的1/2,輔助時間6s,則夾緊、松開工時間不大于3秒。由于夾緊過程活塞行程不大于30mm,不需要快進、快退過程。所以要求液壓系統(tǒng)能夠完成“工進―保壓―工退”的工作循環(huán)即可。夾具裝配圖的繪制。
3.2.7夾具的使用及維護:
該夾具是用于精加工的,裝配完成后,安裝在Z3040鉆床的工作臺上,安裝后要檢查安裝是否存在誤差,如有應設法消除,以免造成加工誤差。該夾具設計的是汽壓夾緊方式,安裝完成還要檢查管道連接是否緊密,有無泄露現(xiàn)象檢驗用汽壓要高于夾緊要求的壓力,保證使用安全。
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