機械制造技術課程設計-數控銑床進給機構聯(lián)接座加工工藝及鉆孔夾具設計

設計說明書類型：□畢業(yè)設計說明書□畢業(yè)論文題目：數控銑床進給機構連接座學生姓名：指導教師：專業(yè)：時間：目錄15453摘要 摘要這次的課題設計包含了機械制造工藝和一些機床夾具的設計。數控銑床進給機構聯(lián)接座零件的主要的加工是端面及孔系；鉆6-Φ13.5孔、锪6-Φ20沉孔的工裝夾具，有零件加工的工藝設計、工序設計和專用夾具的設計這幾個部分。一般進行先粗后精的加工方法來確保精度。其次基準的選擇也很重要，先分析零件，畫出零件的毛坯圖，設計出零件的工藝路線；接著對零件工序進行尺寸計算，求出各個工序的切削用量；再設計專用夾具：本次有鉆、銑兩套夾具。關鍵詞：數控銑床進給機構聯(lián)接座、夾具設計AbstractThedesigncontentofthemechanicalmanufacturingtechnologyandmachinetoolfixturedesign,metalcuttingmachinetool,tolerancematchingandmeasurementofaspectsofknowledge.CNCmillingmachinefeedingmechanismconnectingpartsoftheprocessplanningandmillingtopsurface;6-13.5Φholes,economic6-Φ20sinkholejig,includingpartsprocessingprocessdesign,processdesignandspecialfixturedesignthreeparts.Shouldfirstanalyzethepartsintheprocessdesign,understandpartsoftechnologytodesignthestructureofblank,andchoosethegoodpartsprocessingbenchmark,designprocessoftheparts;Thenthepartssizeofeachworkstepoftheprocess,thekeyistodeterminetheprocessequipmentforeachprocessandcuttingparameter;Forthedesignofspecialfixture,thenselectdesignoutofthecomponentpartsofthefixture,suchasthepositioningdevice,clampingdevice,ledcomponents,specificconnectionwithmachinepartsandotherparts;Calculatedattheexitoffixturelocatingpositionerror,analysistherationalityofthefixturestructureanddeficiency,andpayattentiontotheimprovementinthelaterdesign.Keywords:CNCmillingmachinefeedingmechanism,fixturedesign第1章緒論1.1引言隨著21世紀科技的迅猛發(fā)展，制造技術已經正式進入新的階段。機械在很多行業(yè)的運用廣泛，同事推動的機械制造工藝學的飛速發(fā)展。因為機械制造業(yè)必然離不開加工機械——機床。生產需求的多樣性導致了對機床的種類、型號、性能等都有較高的要求規(guī)定。為了降低生產成本同時提高生產效率的關鍵在于合適的機床夾具。隨著電腦技術的發(fā)展，數控機床已得到廣泛的運用與推廣。1.2機械加工工藝規(guī)程的作用機械加工工藝規(guī)程是零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。制訂工藝規(guī)程的原則是保證零件的各項技術要求的同時去提高生產效率，降低勞動的成本。第2章工藝規(guī)程設計2.1毛坯的制造形式毛坯材料為HT200，屬于中大批量生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用金屬型澆鑄，提高生產率和保證加工精度，則鑄造精度為8級。2.2零件分析數控銑床進給機構聯(lián)接座共有以下幾組加工表面，現(xiàn)分述如下：工件頂面工件底面工件后端面工件前端面、Φ120端面工件Φ62孔、Φ72H6孔、Φ130H7孔工件6-M10-6H螺紋、4-M10-6H螺紋工件6-Φ13.5孔、6-Φ20沉孔工件2-Φ10錐銷孔技術要求：1.鑄件不允許存豐疏松、氣孔等鑄造缺陷。2.未注鑄造圓角R3～R5。3.時效處理。2.3定位基準的選擇選取定位基準是制定工藝規(guī)程的第一步，為了可以保障所有機械加工工藝過程順利進行，應該首先選擇精基準，要考慮到降低工件的定位誤差，能夠使夾具結構簡單、工件裝夾方便。精基準遵循以下原則①基準重合原則準統(tǒng)一原則③互為基準原則④自為基準原則。粗基準選擇時遵循以下原則①保證相互位置原則②保證加工表面加工余量合理分配③便于工件裝夾并且粗基準在同一方向上只允許使用一次。2.4制定工藝路線根據以上分析的流程，可以將連接座的最終加工工藝方案如下：工序01：澆注出毛坯工序02：時效處理消除內應力工序03：銑工件頂面工序04：粗銑、半精銑、精銑底面工序05：銑工件后端面工序06：粗銑、半精銑Φ120端面、粗銑、半精銑、精銑前端面工序07：鏜Φ59孔至Φ62、粗鏜Φ62孔至Φ70、半精鏜Φ70孔至Φ71.8、精鏜Φ71.8孔至Φ72H6、粗鏜Φ126孔至Φ129、半精鏜Φ129孔至Φ129.8、精鏜Φ129.8孔至Φ130H7工序08：鉆6-Φ13.5孔、锪6-Φ20沉孔工序09：鉆Φ120端面上6-M10-6H螺紋底孔Φ8.5、鉆前端面上4-M10-6H螺紋底孔Φ8.5、、攻Φ120端面上6-M10-6H螺紋、攻前端面上4-M10-6H螺紋工序10：鉆孔至Φ9.8、鉸Φ10錐銷孔工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求工序13：包裝、入庫2.5確定各工序的加工余量數控銑床進給機構聯(lián)接座材料為HT250，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3-1知，精度等級CT7～9，加工余量等級MA-F，再根據表2.2-4知，各加工表面余量如下：1.工件底面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra1.6，加工余量為MA-F級。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步銑削即粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0半精銑單邊余量Z=0.8精銑單邊余量Z=0.22.工件頂面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra6.3，加工余量為MA-F級。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。3.工件后端面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra6.3，加工余量為MA-F級。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。工件前端面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra1.6，加工余量為MA-F級。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步銑削即粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0半精銑單邊余量Z=0.8精銑單邊余量Z=0.25.工件Φ120端面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2，加工余量為MA-F級。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——半精銑，方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0mm半精銑單邊余量Z=0.5mm6.工件Φ62孔系的加工余量工件Φ62孔系，尺寸相差不多，為了簡化模具，降低生產成本，故采用同一毛坯孔，即Φ59，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，粗鏜Φ59孔至Φ62，接著粗鏜Φ62孔至Φ70、半精鏜Φ70孔至Φ71.8、精鏜Φ71.8孔至Φ72H6。7.工件Φ130H7孔的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra1.6，加工余量為MA-F級。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，三步鏜削即粗鏜——半精鏜——精鏜，方可滿足其精度要求。粗鏜單邊余量Z=1.5mm半精鏜單邊余量Z=0.4mm精鏜單邊余量Z=0.1mm8.工件6-Φ13.5孔、6-Φ20沉孔的加工余量因孔尺寸不大，故采用實心鑄造，表面粗糙度Rz50，首先鉆6-Φ13.5孔，再锪6-Φ20沉孔。工件6-M10-6H螺紋的加工余量因螺紋的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，首先鉆6-M10-6H螺紋底孔Φ8.5，深20，攻6-M10-6H螺紋。工件4-M10-6H的加工余量因螺紋的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，首先鉆4-M10-6H螺紋底孔Φ8.5，攻4-M10-6H螺紋。11.工件2-Φ10錐銷孔因孔尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，首先鉆孔至Φ9.8，再鉸Φ9.8至Φ10。12．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。2.6確定切削用量及基本工時工序01：澆注毛坯工序02：時效處理消除內應力工序03：銑工件頂面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削的用量1）銑削的深度2）每次進給量及切削速度的選擇根據XK7150型銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表得，則則機床的標準選?。?753）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序04：粗銑、半精銑、精銑底面工步一：粗銑底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削的用量1）銑削的深度2）每次進給量及切削速度的確定根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表得，則則機床標準?。?003）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步二：半精銑底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量確定1）銑削深度的確定2）每次進給量及切削速度的確定根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則機床的標準選?。?503）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步三：精銑底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量的確定1）銑削的深度2）每次進給量及切削速度的確定根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則機床的標準?。?503）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序05：銑工件后端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量1）銑削的深度2）每次進給量及切削速度根據XK7150型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則則機床的標準?。?753）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序06：粗銑、半精銑Φ120端面、粗銑、半精銑、精銑前端面工步一：粗銑Φ120端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量的決定1）銑削深度的決定2）每次進給量及切削速度根據XK7150型數控銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則所有機床的標準＝575按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，數控銑床XK7150標準選取3）計算工時=≈0.793min工步二：半精銑Φ120端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量1）銑削深度確定2）每次進給量及切削速度確定根據XK7150型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則機床標準?。?55按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，數控銑床XK7150標準選取3）計算工時=≈0.655min工步三：粗銑前端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量1）銑削深度確定2）每次進給量及切削速度確定根據XK7150型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則機床標準?。?753）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步四：半精銑前端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量1）銑削深度確定2）每次進給量及切削速度確定根據XK7150型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則機床標準取＝8553）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步五：精銑前端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8，，2.銑削用量1）銑削深度確定2）每次進給量及切削速度確定根據XK7150型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表的，則機床的標準取＝11803）計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序07：鏜Φ59孔至Φ62、粗鏜Φ62孔至Φ70、半精鏜Φ70孔至Φ71.8、精鏜Φ71.8孔至Φ72H6、粗鏜Φ127孔至Φ129、半精鏜Φ129孔至Φ129.8、精鏜Φ129.8孔至Φ130H7工步一：鏜Φ59孔至Φ62所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。確定切削深度確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為94mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.27mm/r確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則117m/min≈601r/min按T68機床上的轉速，選擇基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=94mm，=1.5mm，=4mm，=0，=0.27mm/r,，工步二：粗鏜Φ62孔至Φ70所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.27mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則117m/min≈532r/min按T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=78mm，=2.0mm，=0mm，=0，=0.27mm/r,，工步三：半精鏜Φ70孔至Φ71.8所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為78mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.19mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則130m/min=577r/min按T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=78mm，=0.9mm，=0mm，=0，=0.19mm/r,，工步四：精鏜Φ71.8孔至Φ72H6所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為78mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.15mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=600，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則180m/min≈796r/min按T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=78mm，=0.1mm，=0mm，=0，=0.15mm/r,，工步五：粗鏜Φ126孔至Φ129所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.27mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=1000，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則234m/min≈578r/min按T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=20mm，=1.5mm，=2mm，=0，=0.27mm/r,，工步六：半精鏜Φ129孔至Φ129.8所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.19mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=1200，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則312m/min=766r/min按T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=20mm，=0.4mm，=2mm，=0，=0.19mm/r,，工步七：精鏜Φ129.8孔至Φ130H7所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為20mm時，=0.15～0.30mm/r按T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.15mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=1500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則450m/min≈1102r/min按T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=20mm，=0.1mm，=2mm，=0，=0.15mm/r,，工序08：鉆6-Φ13.5孔、锪6-Φ20沉孔工步一：鉆6-Φ13.5孔確定進給量：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-7，當鋼的，時，。加工Φ13.5孔時是低剛度零件，進給量應乘系數0.75，則 根據Z525立式鉆床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據立式鉆床Z525說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：锪6-Φ20沉孔1、加工條件加工材料:HT250，硬度200～220HBS，鑄件。工藝要求：锪6-Φ20沉孔，精度H12～H13,需乳化液冷卻。機床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。2、鉆頭的選取使用高速鋼锪刀，其直徑d=20mm3．切削用量（1）進給量決定進給量：根據《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H有。（2）切削速度根據《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，,時，。切削速度的修正系數為：，，，，故由Z525型立式鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=545r/mm。4．計算基本工時由公式則，，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查，得工序09：鉆Φ120端面上6-M10-6H螺紋底孔Φ8.5、鉆前端面上4-M10-6H螺紋底孔Φ8.5、攻Φ120端面上6-M10-6H螺紋、攻前端面上4-M10-6H螺紋工步一：鉆Φ120端面上6-M10-6H螺紋底孔Φ8.5選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16得（《切削》表2.15）708r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步二：鉆前端面上4-M10-6H螺紋底孔Φ8.5選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16得（《切削》表2.15）708r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步三：攻Φ120端面上6-M10-6H螺紋選擇M10mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.75mm/r637r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工步四：攻前端面上4-M10-6H螺紋選擇M10mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.75mm/r637r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序10：鉆孔至Φ9.8、鉸Φ10錐銷孔工步一：鉆孔至Φ9.8選Φ9.8高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16得（《切削》表2.15）650r/min與650r/min相近的轉速有545r/min和680r/min，在此選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工步二：鉸Φ10錐銷孔確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據立式鉆床Z525說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=2則機動工時為 工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求工序13：包裝、入庫第3章鉆床夾具決定設計工序08：鉆6-Φ13.5孔、锪6-Φ20沉孔的鉆床夾具。3.1工件自由度分析設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。該零件的加工是鉆6-Φ13.5孔、锪6-Φ20沉孔，以工件頂面、前端面和右端面定位定位分析如下：工件頂面作為第一定位基準，與支承板（代號8）相配合，限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。工件前端面作為第二定位基準，與支承板（代號22）相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Z軸轉動。工件右端面作為第三定位基準，與A型支承釘（代號10），限制一個自由度，即Y軸移動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。3.2夾緊力夾緊力的計算：選用夾緊螺釘夾緊機由其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm，材料45鋼性