工艺课程规划_

　　机械制作技能根底课程规划 第18、19周进行 主讲：陈义厚 规划意图 合运用机械制作技能根底及有关课 程内容，剖析和处理实践工程问题的 一个重要教育环节。经过课程规划培 养学生拟定零件机械加工工艺规程和 剖析工艺问题的才能，以及规划机床 夹具的才能。在规划进程中，学生应 了解有关规范和规划材料，学会运用 有关手册和数据库。机械制作技能基 础课程规划是作为未来从事机械制作 技能作业的一次根本练习。 ? 规划的标题和内容 ? 某一零件成批或大批出产加工工艺规程及夹具规划，也 可针对一组零件进行成组工艺和成组夹具规划。 ? ? 1）拟定指定零件（或零件组）的机械加工工艺规程， 编制机械加工工艺卡片，挑选所用机床、夹具、刀具、 量具、辅具； ? 2）对所拟定的工艺进行必要的剖析证明和核算； ? 3）确认毛坯制作办法及首要外表的总余量； ? 4）确认首要工序的工序尺度、公役和技能要求； ? 5）对首要工序进行工序规划，编制机械加工工序卡 片，画出的工序简图，挑选切削用量； ? 6）规划某一工序的夹具，制作夹具装置图和首要零 件图； ? 7）编写规划阐明书。 课程规划实例 实例一 规划中心轴齿轮零件（图S0-1）机械加工 工艺规程及某一重要工序的夹具。年产 5000件。 ? 课程规划阐明书（实例一） ? 零件图剖析 1.1 零件的功用 其功用是传递动力和改动输出轴运动方向。 1.2 零件工艺剖析 φ62H7孔和齿面，且两者有较高的同轴度要求， 是加工工艺需求要点考虑的问题。其次两轮毂 端面因为装置要求，对φ62H7孔有端面跳动要 求。终究，两齿圈端面在滚齿时要作为定位基 准运用，故对φ62H7孔也有端面跳动要求。这 些在组织加工工艺时也需给予留意。 2. 确认毛坯 2.1 确认毛坯制作办法 其作业时需接受较大的冲击载荷，要 求有较高的强度和耐性，故毛坯应选 择锻件，以使金属纤维尽量不被堵截。 又因为年产量为5000件，达到了批量 出产的水平，且零件形状较简略，尺 寸也不大，故应选用模锻。 2.2 确认总余量 表S-1确认直径上总余量为 6mm，高度（轴向）方向上总余量为 5mm。 2.3 制作毛坯图（图S0-2） ? 3. 拟定零件工艺规程 3.1 挑选外表加工办法 1） φ62H7孔 参阅表S－2，并考 虑：① 出产批量较大，应选用高效加 工办法；② 零件热处理会引起较大变 形，为确保φ62H7孔的精度及齿面临 φ62H7孔的同轴度，热处理后需对该 孔再进行加工。故确认热前选用扩孔 －拉孔的加工办法，热后选用磨孔方 法。 2） 齿面 依据精度8-7-7的要求，并 考虑出产批量较大，故选用滚齿－ 剃齿的加工办法（表S-3）。 3） 巨细端面 选用粗车－半精车－精车加工办法 （参阅表S－4）。 ? 4） 环槽 选用车削办法。 3.2 挑选定位基准 1） 精基准挑选 齿轮的规划基准是 φ62H7孔，依据基准重合准则，并一同考 虑一致精基准准则，选φ62H7孔作为首要 定位精基准。考虑定位安稳牢靠，选一大 端面作为第二定位精基准。 在磨孔工序中，为确保齿面与孔的同轴度， 选齿面作为定位基准。 在加工 环槽工序中，为装夹便利，选外圆 外表作为定位基准。 2） 粗基准挑选 重要考虑装夹便利、 牢靠，选一大端面和外圆作为定位粗基准。 ? 3.3 拟定零件加工工艺道路）扩孔（立式钻床，气动三爪卡盘）； 2）粗车外圆，粗车一端大、小端面，一端内孔倒角（多刀 半主动车床，气动可胀心轴）； 3）半精车外圆，粗车另一端大、小端面，另一端内孔倒角 （多刀半主动车床，气动可胀心轴）； 4）拉孔（卧式拉床，拉孔夹具）； 5）精车外圆，精车一端大、小端面，一端外圆倒角（一般 车床，气动可胀心轴）； 6）精车另一端大、小端面，另一端外圆倒角（一般车床， 气动可胀心轴）； 7）车槽（一般车床，气动三爪卡盘）； 8）中心查验； 9）滚齿（滚齿机，滚齿夹具）； 10）一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）； 11）另一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）； 12）剃齿（剃齿机，剃齿心轴）； 13）查验； 14）热处理； 15）磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）； 16）终究查验。 ? 计划2： 1）粗车一端大、小端面，粗车、半精车内孔， 一端内孔倒角（一般车床，三爪卡盘）； 2）粗车、半精车外圆，粗车另一端大、小端 面，另一端外圆、内孔倒角（一般车床，三爪卡 盘）； 3）精车内孔，车槽，精车另一端大、小端面， 另一端外圆倒角（一般车床，三爪卡盘）； 4）精车外圆，精车一端大、小端面（一般车 床，可胀心轴）； 5）中心查验； 6）滚齿（滚齿机，滚齿夹具）； 7）一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）； 8）另一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）； 9）剃齿（剃齿机，剃齿心轴）； 10）查验； 11）热处理； 12）磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）； 13）终究查验。 ? 计划比较： ? 2工序相对会集，便于管理，且由 于选用一般机床，较少运用专用夹具，易 于完结。计划1则选用工序涣散准则，各工 序作业相对简略。考虑到该零件出产批量 较大，工序涣散可简化调整作业，易于保 证加工质量，且选用气动夹具，可进步加 工功率，故选用计划1较好。 ? 3.4 挑选各工序所用机床、夹具、刀具、量 具和辅具（表S－5，表S－6） 3.5 填写工艺进程卡片（表S0-5） 3.6 机械加工工序规划 工序02 ? 1）刀具装置 因为选用多刀半主动车床，可在纵 向刀架上装置一把左偏刀（用于车削外圆）和一 把45°弯头刀（用于车倒角）；可在横刀架上安 装两把45°弯头刀（用于车削大、小端面）。加 工时两刀架一同运动，以削减加工时刻（图S03）。 ? 2）走刀长度与走刀次数 以外圆车削为例，若采 用75°偏刀，则由表15－1可确认走刀长度为25 ＋1＋2＝28mm；一次走刀能够完结切削（考虑 到模角及飞边的影响，最大切深为3－4mm） ? 3） 切削用量挑选 ? 首要确认背吃刀量：考虑到毛坯为 模锻件，尺度一致性较好，且留出半精车 和精车余量后（直径留3 mm），加工余 量不是很大，一次切削能够完结。取： aP =（136－133）/2 + 12.5×tan（7°） ＝ 3mm；考虑毛坯差错，取：aP = 4 mm； ? 确认进给量：参阅表S-7，有：f ＝ 0.6 mm/ r； ? 终究确认切削速度：参阅表S-8， 有：v = 1.5m/s，n = 212r/min。 图S0-3 工序02排刀图 4） 工时核算 核算根本时刻： tm = 28 /（212×0.6）= 0.22min（参阅式S－3）； ② 考虑多刀半主动车床加工特色 （多刀加工，根本时刻较短，每次 替换刀具后均需进行调整，即调整 时刻所占比重较大等），不能简略 用根本时刻乘系数的办法确认工时。 可依据实践状况加以确认：TS = 2.5min。 该工序的工序卡片见表表S0-6。 ? 3.6 机械加工工序规划（续） 工序06 ? 1）刀具装置 因为在一般车床上加工， 尽量削减刀具替换次数，可选用一把 45°弯头刀（用于车削大、小端面） 和一把75°左偏刀（用于倒角），见 图S0-4。 图S0-4 工序06刀具装置示意图 2）走刀长度与走刀次数 考虑大端面，选用 45°弯头刀，由表S－9可确认走刀长度为 27.5＋1＋1≈30mm；因为是精车，加工余 量只要0.5 mm，一次走刀能够完结切削。 小端面和倒角也一次走刀完结。 3）切削用量挑选 首要确认背吃刀量：精车余量 0.5mm，一次切削能够完结。取：aP = 0.5mm； 确认进给量：参阅表S-10，有：f ＝ 0.2 mm/ r； ③ 终究确认切削速度：参阅表S-8，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。 4）工时核算 核算根本时刻：tm =（30 +8 + 3）/ （264×0.2）≈ 0.8 min（参阅式S－3）； 考虑到该工序根本时刻较短，在采 用根本时刻乘系数的办法确认工时，系数 应取较大值（或辅佐时刻独自核算）。可 得到：TS = 2×tm = 1.6 min。 该工序的工序卡片见表表S0-7。 ? 3.6 机械加工工序规划（续） 工序09 ? 1）工件装置 因为滚齿加工时切入和切出行 程较大，为削减切入、切出行程时刻，采 用2件一同加工的办法（见图S0-5）。 图S0-5 工序09工件装置示意图 ? 2）走刀长度与走刀次数 滚刀直径为120mm，则 由图S0-5可确认走刀长度为： ? 走刀次数：1 ? 3）切削用量挑选 确认进给量：参阅表S-11，有：f ＝ 1.2 mm/工件每转； ② 确认切削速度：参阅表S-12，有： v = 0.6m/s，核算求出n = 96r/min； ③ 确认工件转速：滚刀头数为1，工件齿数 为25，工件转速为：nw = 96/25≈4 r/min。 4）工时核算 核算根本时刻：tm =136 / [（4×1.2）×2 ] ≈ 14 min（参阅式S－3）； 考虑到该工序根本时刻较长，在采 用根本时刻乘系数的办法确认工时，系数 应取较小值（或辅佐时刻独自核算）。可 得到：TS = 1.4×tm ≈ 20 min。 该工序的工序卡片见表表S0-8。 工序13 1）走刀长度与走刀次数 走刀 长度取：L=l=40mm；走刀次 数：0.2/0.01＝20（双行程）。 2）切削用量挑选（参阅表S13） ? ① 确认砂轮速度：取砂轮直径d ＝50 mm， 砂轮转速n = 10000r/min，可求出砂轮线 速度： ? v = 26m/s； ? 确认工件速度：取vw = 0.12 m/s； 可核算出工件转数nw = 36 r/min； 确认纵向进给量：取fl = 3m/min； 确认横向进给量：取fr= 0.01mm/ 双行程； 确认光磨次数：4次/双行程。 3）工时核算 核算根本时刻：tm =（40×2/ （3×1000））×（20＋4）×K K是加工精度系数，取K＝2， 得到：tm = 1.28 min； 考虑到该工序根本时刻较短， 在选用根本时刻乘系数的办法确认工时， 系数应取较大值（或辅佐时刻独自计 算）。可得到：TS = 2.4×tm = 3 min。 表S0-9。 4 夹具规划（以06工序夹具为例进行阐明） 4.1 功能剖析与夹具整体结构规划 本工序要求以φ61.6H8孔（4点）和已加工 好的大端面（1点）定位，精车另一大、小端面及 外圆倒角（5×15°），并要求确保尺度20±0.2 和10±0.2以及大、小端面临φ61.6H8孔的跳动不 大于0.05mm。其间端面跳动是加工的要点和难点， 也是夹具规划需求侧重考虑的问题。 夹具计划规划 而要完结孔4点定位和端面1点定位，应选用 径向夹紧。可有以下几种不同的计划： 1） 选用胀块式主动定心心轴； 2） 选用过盈合作心轴； 3） 选用小锥度心轴； 4） 选用绷簧套可胀式心轴； 5） 选用液塑心轴。 1定位精度不高，难以 满意工序要求。计划2和3虽可满意工序要求， 但工件装夹不便利，影响加工功率。计划4 可行，即可满意工序要求，装夹又很便利。 计划5可满意工序要求，但夹具制作较困难。 故决议选用计划4。 夹具整体结构规划 1） 依据车间条件（有压缩空气管路）， 为减小装夹时刻和减轻装夹劳动强度，宜 选用气动夹紧。 2） 夹详细与机床主轴选用过渡法兰连 接，以便于夹具制作与夹具装置。 3） 为便于制作，绷簧套选用别离方式。 4.2 夹具规划核算 主切削力： 进给抗力 （轴向切 削力）： 最大扭矩： ? 夹紧力核算（参阅夹具规划手册） ? φ1 -- 绷簧套与夹详细锥面间的摩擦角，取： tanφ1＝0.15； φ2 -- 绷簧套与工件间的摩擦角，取： tanφ2＝0.2； α-- 绷簧套半锥角，α＝6°； D -- 工件孔径； Fd -- 弹性变形力，按下式核算： C -- 弹性变形系数，当绷簧套瓣数为3、 4、6时，其值分别为300、100、20； d -- 绷簧套外径； l -- 绷簧套变形部分长度； t -- 绷簧套曲折部分均匀厚度； Δ-- 绷簧套（未胀开时）与工件孔之 间的空隙。 将有关参数代入，得到： 将Fd 及其他参数代入，得到： 挑选气缸方式，确认气缸标准（参阅夹具设 计手册） 100mm 即可。 4.3 夹具制作与操作阐明 夹具制作的关键是夹详细与绷簧套。 夹详细要求与绷簧套合作的锥面与装置面 有严厉的方位联系，绷簧套则要求与夹具 体合作的锥面与其外圆外表严厉同轴。此 外，绷簧套锥面与夹详细锥面应配做，保 证接触面大而均匀。 夹紧，严厉制止在不装置工件的状况下操 作气缸，以避免绷簧套的损坏。 图S0-6