升降台进刀箱工艺及夹具设计(2)

第二章 工艺规程的设计

2.1 确定毛坯的制造形式

  零件材料为HT150，由于零件年生产量为5000件，已达到中批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大。故采用铸造成型 。它的毛坯精度较高，加工余量较小，对提高生产率，保证加工质量也是有利的。

2.2基准的选择

2.2.1 粗基准的选择

为取得上、下平面作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工序是铣上平面，然后以上平面为基准铣下平面。为此可选择下平面为粗基准。这样，当反过来再用平面定位，加工孔时，可以获得均匀的加工余量，有利于保证这两个高精度的加工面的加工精度。

2.2.2 精基准的选择

为了避免基准不重合误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序定位基准的统一，以及尽可能在一次装夹中加工较多的工件表面，所以在升降台进刀箱精加工的全部工序中均采用平面作为定位基准。

平面在使用过程中的磨损会影响定位精度，为了保证和提高定位精度，均需重新修整保证定位面的清洁。在使用过程中，不能随意拆卸和更换，都会引起基准的位置变动，从而造成误差。

2.2.3基准的转换

由于升降台进刀箱的中孔与端面位置精度要求很高，所以在加工过程中要采用互换基准的原则，在基准相互转换的过程中，精度逐步得到提高。

特别是钻升降台进刀箱孔时，由于定位基准选择恰当，收到了互基准和基准重合双重效果，从而保证了很高的升降台进刀箱跳动精度。

2.3制定工艺路线

由于生产类型为中批生产，故在使零件的几何性状、尺寸精度几位置精度等技术要求得到合理的保证的前提下，应采用专用的夹具，并应尽量使工序集中起来提高生产率，处此之外，还应考虑经济效果，以使生产成本尽量提高。

根据工件材料性质和具体尺寸精度、粗糙度的要求，设计了两种工艺路线来达到加工目的：

表1 工艺路线方案一

表2 工艺路线方案二

方案选择：

上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以底面与侧面为基准加工其孔，可以看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度不易保证，并且定位装夹等都不方便，不能保证加工质量的要求，但在成批生产的情况下，方案二则比较适合。应此选用方案2作为最终加工路线。

综合考虑，选择方案二更好。

2.3.2加工阶段的划分

在中批量生产条件下，升降台进刀箱的机械加工工艺可划分为以下三阶段：

粗加工阶段

该阶段是在升降台进刀箱毛坯铸造和正火后进行的，包括铣端面、钻孔等工序。其主要任务是切除毛坯上大部分余量，同时，可以发现铸件的裂纹或其他缺陷。

精加工阶段

升降台进刀箱毛坯在粗加工后需要进行调质阶段，然后再进行精加工。精加工阶段包括各钻孔工序，及螺孔等次要表面加工等工序。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

升降台进刀箱零件材料为HT150铸件，硬度为。生产类型为中批生产，由《机械加工工艺手册》表查得确定毛坯图：

 

2.5确定切削用量及基本工时

工序   铸造成型

工序   时效热处理

工序：铣上端平面，选用机床：X51铣床

⑴粗铣上端平面：

  选择铣刀半径为25mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27）

  

  ，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）

  （《切削》表3.9）

  

  按机床选取

  实际切削速度：

  工作台每分钟进给量：

  铣床工作台进给量：

  基本工时：

⑵精铣上平面：

  加工余量为Z=1mm

  切削速度为

  

  选用主轴为

  工作台进给量：

  基本工时：

工序：铣底平面：

⑴粗铣底平面：

机床选择：选择X51铣床。由《机械制造工艺简明手册》表4.2-35至4.2-37可查其技术参数。

刀具选择：选用硬质合金端铣刀。选者铣刀直径d=400mm，齿数Z=20，刀片牌号YG8。铣刀几何参数根据《机械加工工艺手册第一卷》表9.2-27选择：、、、、、、、、。

确定铣削用量：

铣削深度：=2mm

每齿进给量：由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-3，取

=0.2mm

铣刀磨钝标准以及耐用度：由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-6表9.4-7取

后刀面最大磨损限度取2mm，耐用度T=420min。

铣削速度V：由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-13取

           V=48m/min=0.8m/s

机床主轴转速：

      

根据X51机床技术参数取：n=47.5m/min

实际铣削速度：

工作台每分钟进给量：

           

根据X51技术参数取： 

则实际每齿进给量为：

校验机床功率：

《机械加工工艺手册第一卷》P9-109页3.4小节公式：

                    

                 

式中， ，将以上数据代入式（1-4）得：

                     =2638.9N

V=0.99m/s

将、V代入式1-3得：

因为X51机床主轴电动机功率为7.5KW，故切削用量可用。

基本时间的确定：

由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-31端铣刀对称铣削的基本时间公式：

                                         

式中：，由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-33查得

=38mm，代入式1-5得：

          

精铣底平面：

机床选择：选择X51铣床。由《机械制造工艺简明手册》表4.2-35至4.2-37可查其技术参数。

刀具选择：选用硬质合金端铣刀。选者铣刀直径d=400mm，齿数Z=20，刀片牌号YG8。铣刀几何参数根据《机械加工工艺手册第一卷》表9.2-27选择：、、、、、、、、。

铣削用量：

铣削深度：=1mm

每齿进给量：由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-3，取

每转进给量为0.5mm/r，则=0.5/20=0.025mm/z

铣削速度V：

由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-8得：

                             （1-6）

式中：

。

代入式1-6得：

 

机床主轴转速：

根据X51机床技术参数取：n=150m/min

      实际铣削速度：

             

工作台每分钟进给量：

           

根据X51技术参数取： 

则实际每齿进给量为：

基本时间的确定：

由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-31端铣刀对称铣削的基本时间公式：

                                         

式中：，由《机械加工工艺手册第一卷》表9.4-33查得

=38mm，代入式1-5得：

          

工序：钻扩φ9孔：

  选择Φ9mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6）

  （《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）

  （《切削》表2.15）硬度200－217

  

  按机床选取（《工艺》表4.2－5）

  实际切削速度：

  基本工时：（《工艺》表6.2－5）

⑵扩孔Φ11mm：

  选择Φ11mm高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）

由《切削》表2.10得扩孔Φ11mm孔时的进给量，并由《工艺》表4.2－16取扩孔时的切削速度

由《切削》表2.15得，故：

按机床选取

基本工时：

工序：钻、攻丝3-M8孔，选用机床：Z35A钻床

⑴钻Φ6.7的孔：

  选择高速钢麻花钻

  

  

  

  按机床选取

  

  基本工时：

⑵攻丝M8孔：

  选择M8丝攻

  

  

  按机床选取

  

  基本工时：

工序：镗φ48孔并倒角

粗镗孔Φ48

机床：卧式镗床

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：

切削深度：，毛坯孔径。

进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。

切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9取

机床主轴转速：

，

按照参考文献[3]表3.1-41取

实际切削速度：

工作台每分钟进给量：    

被切削层长度：

刀具切入长度：        

刀具切出长度：   取

行程次数：

机动时间：

查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min

精镗孔Φ48

机床：镗床

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：

切削深度：

进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量

切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9，取

机床主轴转速：

，取

实际切削速度，： 

工作台每分钟进给量：

被切削层长度：

刀具切入长度：

刀具切出长度：    取

行程次数：

机动时间：

所以该工序总机动工时

查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min

查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min

钻2-φ12mm孔

查[1]表4.3-11，钻头直径选用D=12mm。

1）确定切削用量

（1）进给量  查[1]表2.4-38，=0.36~0.44，取=0.40。

（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.39=23.4。

  转速==955

按机床取=800，故=20。

2）切削工时

=35，5，，取=2

T==0.13

工序  钳工

工序  检验