拨叉的数控加工工艺设计.doc
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1、 目录1 引言12 机械加工工艺设计2 2.1 零件图分析2 2.2 基准的选择5 2.3 设备选用53 制定加工方案7 3.1 确定工艺方案7 3.2 加工刀具8 3.3 数控加工工艺卡片94 工件定位及装夹10结论 12致谢 13参考文献 14附表1 机械加工工艺过程卡片15附表2 数控加工工序卡片16附表3 数控加工刀具卡片171 引言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
2、。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。本文根据数控机床的特点,针对拨叉零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定,充分体现了数控设备在保证加工精度,加工效率,简化工序等方面的优势。2 机械加工工艺设计2.1零件图的分析 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按
3、照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连,下方的半孔则是用于与控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。拨叉(CA6140车床)共有三处加工表面,其间有一定位置要求。分别如下:1)、以为中心的加工表面这一组加工表面包括:孔的内表面,以及其上端面,上端面与孔有位置要求,孔壁上有一个装配时钻铰的锥销孔,一个M8的螺纹孔。这两个都没有高的位置度要求。2)、以为中心的加工表面这一组加工表面包括:孔的内表面,以及其上下两个台阶面。这两组表面有一定的位置度要求,即的孔上下两个端面与的孔有垂直度要求。由上面分析可知,加工时应先加工一
4、组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。2.2、基准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。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,则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40 圆柱的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用零件下底面支承限制3个自由度,两块V形块夹紧这两个40圆柱面作主要定位面再限制3个自由度,达到完全定位,然后进行车削。2)、精
5、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。2.3、设备选用 工序010为铣平面,可采用X52K立式铣床工序020采用Z512台式钻床 工序030采用X52K卧式铣床 工序040采用X52K卧式铣床 工序050采用T68卧式镗床 工序060采用Z521钻床工序070采用X61卧式铣床机床3 制定加工方案3.1 确定工艺方案制定工艺路线的出发点,应当根据零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度得到保证。在生产纲领已经确定的情况下,可以考虑采用机床配以专用工具卡,并尽量使工序集中来提高生产率。除
6、此之外,还应当考虑经济效果,以便是生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:1粗、精铣40上端面2以毛坯底边为基准,钻20孔铰孔至 ,保证孔的粗糙度面3镗 ,镗73+0.54钻、铰8的孔5以22孔为精基准,钻7孔6以40上端面为精基准,攻M8螺纹7以22孔为精基准,将两件两件铣断,铣断量为4,使其粗糙度为6.38按图样要求检验 3.2 加工刀具根据加工方案,我将采用以下刀具加工1100面铣刀220锥柄麻花钻38直柄麻花钻47直柄麻花钻5M8机用丝锥6错齿三面刃铣刀3.3 数控加工工艺卡片(1)机械加工余量工序尺寸及毛坯尺
7、寸的确定零件材料为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,生产类型为中批生产,故选择木摸手工砂型铸件毛坯。根据上述原始材料及加工工艺,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如下:1、 两端通孔22上表面考虑手工砂型铸件毛坯的表面粗糙度,而加工表面的表面粗糙度要求为,工序基准尺寸为40mm的要求,故采用粗铣一次,精铣一次,粗铣加工余量2.0mm,(简明手册2.2-4尺寸公差等级CT-11,加工余量等级MA-H级),精铣加工余量1.0mm,(简明手册2.3-21)。2、 两端22的通孔考虑到通孔的表面粗糙度,公差等级IT7,加工要求很高,故采用钻、扩、粗
8、铰、精铰的工序,根据简明手册P64表2.3-8查得如下数据:精铰加工余量为0.06mm,工序经济精度等级为IT7,表面粗糙度,基本工序为50mm。粗铰加工余量为0.14mm,工序经济精度等级为IT8,表面粗糙度,基本工序为50mm。扩孔加工余量为1.8mm,工序经济精度等级为IT11,基本工序为50mm。3. 中间孔55考虑到中间孔55的表面粗糙度,采用粗镗、半精镗的加工工序,根据简明手册P64表2.3-8查得如下数据:半精镗加工余量为2mm,表面粗糙度,基本工序为30mm。粗镗加工余量为2.0mm,表面粗糙度,基本工序为30mm。4. 中间孔两端面根据表面粗糙度,尺寸精度等级的要求,采用粗铣
9、、精铣的工艺,粗铣的加工余量2.0mm,精铣加工余量为1.0mm,(简明手册表2.3-21)(2)确定切削用量及基本工时工序 : 粗铣两端通孔22上表面已知毛坯加工余量为2.0mm,毛坯长度方向的最大加工余量为2.0mm,一次加工即可。根据实用金属切削加工工艺手册表10-212,选用YG8硬质合金刀,根据机械加工工艺手册表8-14,每齿进给量f=0.18-0.1mm/z。根据机械加工工艺手册表8-23可以直接查出铣削速度:Vc=45-90m/min。取Vc=60m/min。则ns=1000v/D=10006050=380r/min 现采用X51立式铣床参数(机械制造工艺设计简明手册明手册表4.
10、2-36)取380r/min,故实际切削速度为Vc=60r/min 工作台每分钟进给量 应该为=0.157380=399mm/min 查机床数据得(见机械制造工艺手册表4.2-37)取400m/min则切削工时:工序 : 精铣两端通孔22上表面 根据实用金属切削加工工艺手册表8-15,毎齿进给量f=0.2-0.3mm/z 根据工艺手册表10-230,采用高速钢镶齿三面刃,D=80mm,Z=10 根据实用金属切削加工工艺手册表8-17可以查出v=9-18m/min , 取v=12m/min,则n=1000v/50=48r/min 现采用X53T立式铣床参数取n=56r/min,故实际切削速度为v
11、=dn/1000=3.145056/1000m/min=14m/min工作台的每分钟进给量=fzn=0.251056=140mm/min 查机械制造工艺设计简明手册表4.2-37取=160mm/min 切削工时:t=l/=90/160=0.56min工序 : 钻、扩、粗铰、精铰两小端头孔至22 1、扩孔21.8mm(1)以40上平面及22孔外表面为基准,选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。(2)加工余量z=0.08mm。(3)确定进给量,根据简明手册表5-6,每齿进给量。(4)根据实用金属切削加工工艺手册P1269表,扩孔的切削速度是钻孔的1/2左右,取Vc=40m/min。(5)主轴转速:(6
12、)切削工时:2、粗铰两头孔21.94(1)选择硬质合金铣刀,其加工余量为z=0.14mm。(2)确定进给量,根据实用金属切削加工工艺手册P1278表,每齿进给量(3)主轴转速:根据Z535立式钻床参数简明手册明手册表4.2-15取n=150r/min,故实际切削速度为Vc=10.339m/min。(4)切削工时:。3、精铰两头孔22(1)选择硬质合金铣刀,其加工余量为z=0.06mm。(2)确定进给量,根据实用金属切削加工工艺手册P1278表,每齿进给量及铣削速度(3)主轴转速:根据Z535立式钻床参数简明手册明手册表4.2-15取n=120r/min,故实际切削速度为Vc=8.294m/mi
13、n。(4)切削工时:。工序 : 粗镗55的孔查工艺手册表的毎齿进给量f=0.3-1.0mm/r,取f=0.74mm/r切削速度根据工艺手册查的铣削速度v=40-80m/min 取v=50m/minn=1000v/D=100050/54.6=291r/min根据T68立式钻床参数取n=315r/min, 故实际切削速度为Vc=dn/1000=54m/min切削工时:t=l/nf=30/3150.74=0.13min工序 : 半精镗55的孔查工艺手册表的毎齿进给量f=0.2-0.6mm/r,取f=0.37mm/r切削速度根据工艺手册查的铣削速度v=50-80m/min 取v=65m/minn=10
14、00v/D=100065/55=376r/min根据T68立式钻床参数取n=400r/min, 故实际切削速度为Vc=dn/1000=69m/min切削工时:t=l/nf=30/4000.37=0.2min工序 : 钻6.9螺纹底孔、8锥销孔、攻M8螺纹钻6.9的孔、 钻8锥销孔(1)以40上平面及22的内孔为基准。(2)根据实用金属切削加工工艺手册P271表,选用直柄短麻花钻(硬质合金材料)螺纹直径8mm采用D=6.9mm的钻头,螺距P=1。(3)确定进给量,根据简明手册表5-6,每齿进给量及铣削速度(4)主轴转速:根据T68立式钻床参数(简明手册表4.2-20)取n=960r/min,故实
15、际切削速度为Vc=20.81m/min。(5)切削工时: 。; 攻丝、精铰8孔(1)根据工艺手册表5-21得,螺纹直径8mm,采用6.9mm的钻头,螺距P=1。(2)切削速度根据简明手册表8-17,可直接查出铣削速度:Vc=11-12mm/min。Vc=12mm/min(3)主轴转速n=420-1340r/min。(4)切削工时:工序 : 切断(1)根据实用金属切削加工工艺手册P958表选择细齿锯片铣刀,D=125mm,厚度L=4mm,dl=34mm,z=80。(2)根据简明手册表8-16,每齿进给量。根据简明手册表8-16,可以查出铣削速度:Vc=70m/min。(3)主轴转速:根据X61卧
16、式铣床参数(机械制造工艺设计简明手册明手册表4.2-36)取n=180r/min,故实际切削速度为Vc=70.69m/min。(4)工作台的每分钟进给量,应该为:。查机床数据机械制造工艺设计简明手册明手册表4.2-37,取。 (5)切削工时:工序 : 粗铣中间孔两端面(1)以40上平面及22的内孔为基准。根据工艺手册表,高速钢直尺的三面刃铣刀,加工余量z=34.10mm。(2)确定进给量,根据实用金属切削加工工艺手册表8-15以及表8-17得,每齿进给量及铣削速度:(3)主轴转速:根据X53T立式铣床参数机械制造工艺设计简明手册明手册表4.2-37取n=500r/min,故实际切削速度为Vc=
17、50.265m/min。(4)工作台的每分钟进给量,应该为:。查机床数据机械制造工艺设计简明手册明手册表4.2-37,取。(5)切削工时:。工序 : 精铣中间孔两端面(1)根据工艺手册表,高速钢直尺的三面刃铣刀,加工余量z=0.5mm。(2)根据实用金属切削加工工艺手册表8-15以及表8-17得,每齿进给量及铣削速度:(3)主轴转速:根据X53T立式铣床参数机械制造工艺设计简明手册明手册表4.2-36取n=600r/min,故实际切削速度为Vc=60.32m/min。(4)工作台的每分钟进给量,应该为:。查机床数据机械制造工艺设计简明手册明手册表4.2-37,取。(5)切削工时:工艺卡片见附表
18、附表1 机械加工工艺过程卡片附表2 数控加工工序卡片附表3 数控加工刀具卡片4 工件定位及装夹(1)基准面的选择夹具体方式的确定夹具体是夹具的基本件,它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体,而且还要考虑工件装卸的方便。因此,夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。2 e% R% O7 u- * n3 O 、具有足够的强度和刚度。& N9 P# t* 0 ( _* S+ 、结构简单、轻便,在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑,体积小、质量轻和便于工件装卸。4 5 I9 w l, m, e) U; ?
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- 数控 加工 工艺 设计
