刀具的选择有《工艺手册》选用高速钢面铣刀 b. 确定切削用量
铣削深度ap?5mm,走到次数3次 n=300r/min、vf?60mm vc?min(《切削用量简明手册》表3.30)
?d0n1000?4.71m
minc. 计算基本工时
t?Lvf?3?28?3min?1.4min 602.4.7 工序11切削用量的计算以及基本工时的确定
工序11:钻孔φ8mm,并扩孔至φ12mm,钻螺纹孔2×M6-7H,并攻丝 a. 刀具的选择
刀具的选择有《工艺手册》选用高速钢麻花钻 b. 确定切削用量
n=392r/min、f=0.13mm/min(《切削用量简明手册》表3.30)
vc??d0n1000?9.85mmin、
c. 计算基本工时
t?L24??0.48min 392?0.13nf2.4.8 工序12切削用量的计算以及基本工时的确定
工序12:铣φ30mm的端面 a. 刀具的选择
与工序4的刀具一样采用标准镶齿圆柱铣刀 b. 确定切削用量
nc=0.625r/s,vfc=1.0mm/s
vc??d0nc?0.059m
s10001 5
afc?vfc?0.2mm
rncz2.4.9 工序13切削用量的计算以及基本工时的确定
工序13:钻孔φ12mm,并扩孔至φ20mm a. 刀具的选择
与工序7的刀具一样选择高速钢麻花钻头 b. 确定切削用量 f=0.36mm/r、v=0.3m/s
n2?
1000v?d0?1000?0.3?7.96r
s??12
1 6
3 加工设备与工艺装备选择
3 加工设备与工艺装备选择
3.1选择机床
机床的选择首先决定于现有的生产条件,应根据确定的加工方法选择正确的机床设备,机床设备选择的合理与否不但直接影响工件的加工质量,而且还影响工件的加工效率和制造成本[13]。在确定机床设备类型后,选择的尺寸规格应与工件的尺寸相适应,精度等级应与本工序加工要求相适应,电动机的功率与本工序加工所需功率相适应,机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。
如需要增加新设备时,首先应立足于国内,必须进口时,须经充分论证,多方对比,合理的分析其经济性,不能盲目引进。
如果没有现成的设备可供选择时,可以考虑采用自制专用机床。可根据工序加工要求提出机床设计任务书,应附有与该工序加工有关的一切必要数据资料,包括工序尺寸公差及技术条件,工件的装夹方式,工序加工所用切削量、工时定额、切削力、切削功率以及机床的总体布置形式等。
在壳体的加工过程中,为了提高生产率将大量使用专用机床,如钻孔、镗孔工序中会用到专用钻床和专用镗床。在铣端面、倒角和攻丝工序中会用到通用机床。通用机床是在《机械加工工艺人员手册》上查找,具体机床的选用见后面的加工工艺过程卡。
3.2选择夹具
机床夹具是在切削加工中,用以准确地确定工件位置,并将工件牢固地夹紧的一种工艺装备。它的主要作用是:可靠地保证工件的加工精度;提高加工效率;减轻劳动强度;充分发挥和扩大机床的工艺性能。
夹具的种类很多,按夹具的应用范围分类,可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具;按夹具上的动力源分类,可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和真空夹具[14]等。在单件、小批量生产时,应尽可能采用通用夹具。为提高生产率,在条件允许时也可采用组合夹具。中批以上生产时,应采用专用夹具,以提高生产效率,夹具的精度应与工序的加工精度相适应。
3.3选择刀具
1 7
刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生产率及经济性等,在选择时一般尽可能采用标准刀具,必要时可采用高生产率的复合刀具和其它一些专用刀具。最终传动箱壳体的加工基本都采用标准刀具, 可以在《机械加工工艺手册》上查到。铣平面时大都采用镶齿套式面铣刀,铣面时用数控铣床加工,选用直柄立式铣刀。镗刀则根据孔的大小不同分别选取。钻孔时大都选用锥柄麻花钻,这种钻头有足够的强度,排屑容易。
对于刀具的材料,常用的刀具材料有碳素工具钢、高速钢、硬质合金。其中碳素工具钢指含碳的质量分数在0.65%~1.35% 的优质钢碳钢[15]。常用的牌号有T8A、T10A和T12A等,其中以T12A用的最多,淬火后硬度可达(58~64)HRC,红硬性达250~300?C左右,允许的切削速度Vc=5~10m/min,所以一般用于制造手用和切削速度很低得工具,如锉刀、手用锯条、丝锥和板牙等。而高速钢是在高碳钢中加入较多的合金元素W、Gr、V、Mo等与C生成碳化物制得的。加入合金元素后,细化了晶粒,提高了合金的硬度。所以一般高速钢的淬火硬度可达(63~67)HRC,红硬性可达550~650.允许的切削速度Vc可比合金工具钢提高1~2倍。它具有较高的强度,在所有刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧度最高,是制造各种刃型复杂刀具的主要材料。而硬质合金的耐热性比高速钢高得多,约在800~1000?C,允许的切削速度约是高速钢的4~10倍。硬度很高,但它的抗弯强度[16]为1.1~1.5GPa,只是高速钢的一半,冲击韧度不足高速钢的1/25~1/10.由于它的耐热性与耐磨性好,因而在刃型不太复杂的刀具上的应用日益增多,如车刀,铣刀,镗刀,小尺寸钻头,丝锥等刀具上。
综上所述,端面套式面铣刀材料选择硬质合金,加工孔用的麻花钻、扩孔钻、丝锥都采用高速钢材料。具体刀具型号及规格见后面的加工工艺过程表格。
1 8
4 零件的夹具设计
4 零件的夹具设计
4.1机床夹具设计
机床夹具是机械加工工艺系统的重要组成部分,是机械制造中的一项重要工艺装备。工件在机床上进行加工时,为保证加工精度和提高生产率,必须使工件在机床上相对刀具占有正确的位置[17],完成这一功能的辅助装置称为机床夹具。机床夹具在机械加工中起着重要的作用,它直接影响机械加工的质量、生产率和生产成本以及工人的劳动强度等。因此机床夹具设计是机械加工工艺装备中的一项重要工作。车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。 4.1.1车床夹具的主要类型
a. 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多,有通用的三爪卡盘、四爪卡盘,花盘,顶尖等,还有自行设计的心轴;专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转,刀具做进给运动。
定心式车床夹具:在定心式车床夹具上,工件常以孔或外圆定位,夹具采用定心夹紧机构。
角铁式车床夹具:在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时,由于零件形状较复杂,难以装夹在通用卡盘上,因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状,故称其为角铁式车床夹具[18]。
花盘式车床夹具:这类夹具的夹具体称花盘,上面开有若干个T形槽,安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件,可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称,要注意平衡。
b. 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件,常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动,夹具做进给运动。
由于后一类夹具应用很少,属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具,所以壳体零件在车床上加工用专用夹具。 4.1.2车床夹具的设计要点
a. 定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求
当加工回转表面时,要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合,夹具上
1 9