支架零件的数控加工工艺设计及程序设计

三、程序设计

1.选择加工设备与工艺装备

工序号 工序Ⅰ 设备 立式铣床X51 工 艺 装 备 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具 工序Ⅲ 立式铣床X51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具 工序Ⅳ 工序Ⅴ 工序Ⅵ 工序Ⅶ 工序Ⅷ 工序Ⅸ 工序Ⅹ

Z550 立式铣床X51 立式铣床X51 立式铣床X51 Z550 尺 清洗机 塞规，百分表，卡尺等 莫氏直柄麻花钻，扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规 直柄键槽铣刀，游标卡尺 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具 圆柱形铣刀，卡尺 莫氏直柄麻花钻，游标卡工序Ⅱ 立式铣床X51 2.确定工序尺寸（工序Ⅸ）

钻Φ=18.6mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：IT9；钻：IT12；根据上述结果，再由表可查得，Φ20mm的孔精铰余量Z精铰=0.2mm；钻孔余量Z查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.030mm；钻：0.120mm。

综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：Φ20+0.0300mm；钻孔：Φ18+0.1200mm.

四、确定切削用量及基本时间

1 切削用量的计算

（1）钻孔工步

①被吃刀量的确定 取ap=5.8mm。

②进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。

③切削速度的计算 由表，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为25m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=265r/min,参照表所列Z550 型立式钻床的主轴转速，取转速n=351/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=33.06m/min.

(2)精铰工步

①背吃刀量的确定 取ap=0.10mm。

②进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量f=0.40mm/r。

③切削速度的计算 由表，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=42.4 r/min,参照表所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=47r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=4.42m/min.

2 基本时间tm的计算

（1）钻孔工步 根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=53mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（15mm/2）×cot54°+1mm=11.89mm;f= 0.4mm/r;n= 351r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(53mm+1mm+11.89mm)/(0.4mm/r×351r/min)=0.46min=28.1s。

（2） 精铰工步 根据表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(30mm-29.8mm)/2=0.10mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=53mm；f=0.4mm/r; n=47r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（53mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×47r/min）=3.63min=218s。

3 辅助时间tf的计算

根据第五章第二节所述，辅助时间可取

tf与基本时间

tjt之间的关系为f?(0.15?0.2)tj，

tf=0.15

tj，则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间：

tf

=0.15?28.1?3.2精铰孔工步的辅助时间：

tf =0.15?218?32.7。

4 其他时间的计算

除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于右端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间

tb是作业时间的2%?7%，休息与生理需要时间

tx是作业时间的2%?4%，本工件均取3%，则各工序的其他时间（X（

tb?tx）

可按关系式（3%+3%）

tj?tf）计算，分别为：钻孔工步的其他时间：bt?tx=6%(3.2?28.1)?5.1。

精铰孔工步的其他时间：

tb?tx=6%(32.7?218)?15.04

五、夹具

1.定位方案与夹紧机构

工件以R端面为定位基准，采用平面，L型块组合定位方案，在定位平面定位，其中平面限制2个自由度、L行块限制4个自由度，共限制了六个自由度，所有六个自由度都被限制了。

根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用一般的螺旋夹紧机构，通过旋转螺母实现对工件表面夹紧。夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向垂直，所以需要对夹紧力进行计算。

应用下面的公式进行计算：

FJ?KFL/(f1H?L)

其中：f1--摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性才考虑。 K—安全系数，精加工时取1.5～2。 F—切屑力。

F?KFAp

其中：KF--切屑条件修正系数。 A—单位切屑面积。

2.导向装置与夹具与机床连接元件

采用钻套作为导向装置，选用JB/T 8045.2-1999。钻套高度H=37mm，排削间隙h=9mm。 在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。

3.夹具体

由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时垂直度在Φ16范围内允差0.1mm.此外，因为夹具体受力不打可以选用HT200材料铸造出。