目录一、生产纲领 (3)二、确定毛坯 (3)(一)、毛坯种类和材料尺寸 (3)(二)、技术要求 (3)(三)、绘制毛坯简图 (3)三、制定机械加工工艺路线 (4)(一)、选择定位基准 (4)(二)、选择各表面加工方法,确定加工路线 (5)四、选择刀具 (7)五、选择机床 (8)六、确定各加工工序的加工余量,计算工序尺寸和公差 (8)七、确定切削用量和基本时间 (14)(一)、工序05一端外圆的切削用量的确定 (14)(二)、工序10切削用量及基本时间的确定 (15)(三)、工序15切削用量及基本时间的确定 (17)(四)、工序25切削用量及基本时间的确定 (19)(五)、工序40切削用量及基本时间的确定 (21)(六)、工序45切削用量及基本时间的确定 (24)八、夹具的设计 (26)(一)、问题的提出 (27)(二)、夹具设计 (27)1、定位基准选择及定位方案 (27)2、切削力、夹紧力综合平衡计算 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)WDS-100试验机夹具体工艺规程一、生产纲领为大批量生产,年产30000件二、确定毛坯(一)、毛坯种类和材料尺寸:WDS-100试验机夹具体零件的材料为42CrMo是一种性能良好的钢材,其钢坯为锻坯(模锻)。
毛坯尺寸为Φ162×78㎜,每块可生产一件产品。
(二)、技术要求:1、调质处理270~290HB。
2、M39×3-7H螺纹与件2008旋合。
3、化学镀4、未注倒角C0.5①第一条技术要求是希望用合金调质钢42CrMo制成的零件有较高的强度和良好的塑性及韧性。
通常的处理方法为淬火和高温回火,可较好的满足性能要求。
②第二条技术要求主要是保证零件的传动灵活而无轴向窜动。
③第三条技术要求化学镀主要是为了提高零件表面的硬度,改善其表面耐磨性、耐腐蚀、抗高温氧化的力学性能和化学性能。
④第四条技术要求是为了改善零件应力的集中分布和强度性能,同时美化外观,也起到劳动保护的作用。
(三)、绘制毛坯简图三、制定机械加工工艺路线(一)、选择定位基准合理选择定位基准,对保证加工精度,安排加工顺序和提高生产率有着重要的影响。
定位基准是获得零件尺寸,形状和位置的直接基准,因此,选择基准原则应从零件尺寸,形状和位置精度等主要方面考虑。
定位基准可分为粗基准和精基准。
零件开始加工时,所有的面均为毛坯面,只能以毛坯面作为定位基准,因此,根据保证相互位置要求和便于装夹原则,应选毛坯圆柱表面为粗基准。
由于端面K及其对面是螺纹孔及其他表面的设计基准,所以根据精基准选择的基准重合(工艺基准与设计基准)和互为基准原则,应选K面为精基准。
同理底面B和顶面是孔、导向槽、键槽的设计基准,应选B面为精基准。
同理三角型腔柱面为导向槽的设计基准,应选该柱面为精基准。
同时三角型腔和键槽均为轴对称,又根据形状和位置精度要求,应选轴对称线I为精基准,同理轴对称线II为B面及其顶面的设计基准,应选轴对称线II为精基准。
在选择轴对称线I、II为精基准时,根据位置精度要求和便于装夹原则,此时应选已加工的圆柱表面为精基准。
如图1-1(二)、选择各表面加工方法,确定加工路线K面——粗车-半精车-精磨K的对面——粗车-半精车-精磨两端外圆面——粗车-精车B面——粗铣-半精铣-精磨B的对面——粗铣-半精铣-精磨三角型腔——粗铣-半精铣-精铣A面——精铣G孔——钻-半精镗-精镗四、选择刀具(1)车刀工序05、25中外圆和端面采用端面车刀来进行加工,工序中要求外圆切削深度为a=2.5mm,端面切削深度为p a=3mm。
p根据《金属切削刀具手册》表3.1-1,选用硬质合金可转位普通车刀,k=45°,刀杆截面B=12mm,H=20mm,刀杆长L=125mm。
r(2)铣刀工序10、15、45中B、H面和三角型腔采用面铣刀和直柄立铣刀。
工序中要求B面的切削深度为8.5mm,H面的切削深度为14.5mm,铣削宽度均为68mm。
根据表3.1-37铣刀直径D为80mm,,孔径d为27mm,宽L为5mm,齿数Z=48。
立铣刀直径d=18mm,刀柄直径d=16mm,长L=92,齿数Z=4。
1(3)镗刀在铣床上加工的工序,选用硬质合金刀具。
k=45°,r直径为Φ20mm。
(4)钻头从工艺要求考虑,采用锥柄麻花钻头(GB 1438-2008)完成加工。
工序45中,选Φ20的麻花钻钻孔即可。
五、选择机床六、确定各加工工序的加工余量,计算工序尺寸和公差⑴夹具体圆柱面:工序:粗车-淬火、高温回火-精车查工艺手册可知锻坯的公差为±2mm,已知毛坯外圆Φ162、精车后Φ157010.0-。
则总加工余量符合双边余量:2Zi=d1-i-d i,得总余量为2.5mm。
由机械制造工艺设计手册查得:精车外圆余量为0.6mm,粗车外圆余量为2.8mm,则计算的总加工余量为3.4mm大于2.5mm,在此,把粗车余量修正为1.9mm。
确定各工序的加工经济度和表面粗糙度。
由机械机制工艺学,表2-4查得:精车后为IT9,Ra=3.2mμ;粗车后为IT13,Ra=15mμ。
由互换性与技术测量基础,查表1-4得:精车公差为0.10mm;粗车公差为0.63mm。
把查得公差值按“入体原则”,得:粗车后Φ158.2063.0-;精车后Φ157010.0-。
如下表5.1-1表5.1-1⑵夹具体端面:工序:粗车-半精车-精磨已知毛坯宽为78mm ,精磨后为681.01.0+-。
则总加工余量符合双边余量:2Z i =i i d d --1,得总余量为5mm 。
由机械制造工艺设计手册查得:精磨端面余量为0.2mm ,半精车端面余量为1.3mm ,粗车端面余量为3.5mm ;则计算的总加工余量为5mm 。
则加工总余量为5mm 。
确定各表面的经济度和表面粗糙度。
由机械制造工艺学,表2-4查得:精磨后为IT6,Ra=0.8m μ;半精车后为IT11,Ra=3.2m μ;粗车后为IT13,Ra=15m μ。
由互换性与技术测量基础,查表1-4得:精磨公差为19um ,半精车公差为190um ,粗车公差为0.46mm 。
把查得的公差数值按“入体原则”标注在工序工称尺寸得:粗车后宽为5.004669+-,精车后为4.019.068+-,精磨后为681.01.0+-。
如下表5.2-1表5.2-1⑶夹具体B 面H 面1、B 面:工序:粗铣-半精铣-精磨已知毛坯直径为φ162mm ,B 面精磨后到中心线的距离为70。
则总加工余量为:Z i =11,得总余量为11mm 。
由机械制造工艺设计手册查得:精磨端面余量为0.2mm ,半精铣端面余量为1.3mm ,粗铣端面余量为9.5mm ;则计算的总加工余量为11mm 。
确定各表面的经济度和表面粗糙度。
由机械制造工艺学,表2-4查得:精磨后为IT6,Ra=0.8m μ;半精铣后为IT11,Ra=3.2m μ;粗铣后为IT13,Ra=15m μ。
由互换性与技术测量基础,查表1-4得:精磨公差为19um ,半精铣公差为190um ,粗铣公差为0.46mm 。
把查得的公差数值按“入体原则”标注在工序工称尺寸得:粗铣后距离为046.05.71-,精铣后为019.02.70-,精磨后为0019.070-。
如下表3.1-1表3.1-12、H 面:工序:粗铣-半精铣-精磨同上理,总余量为17,粗铣余量为15.5。
则表面的各个加工工序的加工余量如下表3.1-2表3.1-2⑷夹具体三角型腔底平面工序:粗铣-半精铣-精铣由机械工艺设计手册,查得:粗铣后加工余量为1.4,半精铣后余量为0.4,精铣余量为0。
由于工艺基准与设计基准不重合,因此,需要通过工艺尺寸链进行工序尺寸和公差的换算。
图1-2如图1-2,夹具体的左剖视图。
已知0L 为闭环,3L 为增环,2L 为减环。
由机械制造工艺学工艺尺寸链理论计算,得:闭环0L 的公称尺寸为14mm ,基本上偏差为0.1,基本下偏差为-0.1,即1.01.014+-。
如表5.4-1表5.4-1加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量 三角型腔铸件 4.0 IT15 681.01.0+-Ra15 粗铣 1.4 IT13 064.04.15- Ra130.4 半精铣 0.4 IT12 034.015- Ra3.20 精铣IT81.01.014+- Ra1.6⑷夹具体Φ30的孔加工Φ30孔:钻孔-半精镗-精镗由机械设计制造工艺设计手册知,Φ30孔第一次钻孔直径为15mm ,第二次钻孔直径为28mm ,半精镗以后孔直径为29.8mm ,精镗以后直径为30mm 。
按“入体原则”知:最终基本尺寸为Φ30H8。
由孔的工艺基准和定位基准知:如图1-2工艺尺寸链,1L 为闭环。
同理,得:闭环1L 的公称尺寸为34mm ,基本上偏差为-0.05,基本下偏差为-0.1,即3405.01.0--。
孔加工数控编程 主程序子程序G91 G28 Z0.0; T01 M06;G90 G54 G00 G40 X0. Y0.; G43 Z100.0 H01; S800 M03; Z2. M08 F80; M98P2L10; G00 Z100.0 M09; G91 G28 Z0.0; M05; M30;七、确定切削用量和基本时间切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项,确定方法是先确定背吃刀量、进给量,而后确定切削速度。
不同的加工性质,对切削加工的要求是不一样的。
因此,在选择切削用量时,考虑的侧重点也应有所区别。
粗加工时应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度故一般优先选择尽可能大的背吃刀量其次选择较大的进给量,最后根据刀具耐用度要求,确定合适的切削速度。
粗加工时,首先应保证工件的加工精度和表面的质量要求,故一般选用较小的进给量和背吃刀量,而尽可能选用较高的切削速度。
为了能跟全面的说明切削用量和基本时间的确定方法与前述零件表面加工方法相对应下面分别以车外圆和端面、铣顶面、铣型腔、镗孔、钻孔等工序进行说明。
(一) 工序05一端外圆的切削用量的确定夹具体零件的材料为42CrMo 是一种性能良好的钢材,其钢坯为锻坯(模锻)。
毛坯尺寸为Φ162×78㎜。
1.切削用量本道工序是粗车外圆,已知加工材料及可选的车刀外圆和端面采用端面车刀根据《金属切削刀具手册》表 3.1-1,选用硬质合金可转位普通车刀,r k =10°,刀杆截面B=16mm ,H=25mm ,刀杆长L=125mm 。
(1) 确定背吃刀量。
由于单边余量只有2.2mm ,可在一次走刀内切完,因此背吃刀量为p a =(162-157.6)/2=2.2mm 。
(2)确定进给量。
根据表1.4*,在粗车钢料、刀杆尺寸为16mm x 25mm 、p a =2.2mm ,工件直径在100mm 和400mm 之间,可以确定进给量f=0.6~1.2之间,由机床的型号CA6140可选定f=0.64确定切削速度。