气门摇杆轴支座工艺和钻Φ20孔夹具设计参考素材
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毕业设计(论文) 题 目 摇杆轴支座工艺规程与钻20孔夹具设计 姓 名 学 号 专业班级 所在学院 指导教师(职称) 二九 年五 月 二十二日1摘要摇杆轴支座工艺规程与钻20孔夹具设计【摘要】 本次毕业设计课题是摇杆轴支座加工工艺规程与专用钻20孔孔夹具设计,设计中综合应用了工程图学,机械设计,机械制造工程学,机械几何精度设计等相关课程知识。本毕业设计在摇杆轴支座工艺规程设计过程中,详细的分析了摇杆轴支座的加工工艺,通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序,形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本设计进行了钻20孔孔专用夹具的设计,阐述了定位方案的选择、夹紧方案的确定、夹具体与钻孔设计,运用AutoCAD完成了此专用夹具的装配图和夹具体的零件图。此外,还进行了摇杆轴支座零件的和钻20孔夹具主要零件三维造型设计。【关键词】 零件加工,工艺规程,钻孔,专用夹具,CAD23AbstractDesign of Process and Boring Fixture of Rocker Shaft Pedestal【Abstract】 The graduation design task is design of process and boring fixture of rocker shaft pedestal. This design is comprehensively applied the knowledge of correlated curriculum such as engineering graphic, mechanical design, mechanical manufacturing, engineering and mechanical geometry precision design. This graduation design detailed analysis process of rocker shaft pedestal. Process what is in keeping with technical requirements is selection through comparing and analyzing process scheme, to obtain the machinery process card and mechanical processes card. This design designed boring fixture of rocker shaft pedestal, expounds about the positioning scheme selection, determine the clamping schemes. Boring mould design and fixture pedestal design. Use AutoCAD completed the assembly of this special fixture and part drawing of fixture base. In addition, the 3-D modeling designs of the part of the rocker shaft pedestal.【Key Words】 Parts processing,Process flow,Internal boring,Dedicated fixture,CAD ,目录目录第1章 绪论11.1制工艺与夹具设计的发展概况11.2机制工艺与夹具设计相关技术的国内外现状11.3选题意义和关键问题21.3.1 选题的背景21.3.2选题意义21.3.2关键问题3第2章 机械加工工艺与夹具设计概述42.1 机械加工工艺过程中的基本概念42.2机械加工工艺规程设计的基本准则42.3机床夹具概述62.4工件在夹具中的定位72.5工件在夹具中的夹紧7第3章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计93.1零件的图纸与工艺分析93.1.1零件的作用93.1.2零件的工艺分析93.2工艺规程定性设计103.2.2生产类型与毛坯制造方法的确定103.2.3定位基准的选择103.2.4工艺路线的拟定113.3工艺规程定量设计133.3.1机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定133.3.2切削余量及基本工时的确定14第4章 摇杆轴支座专用钻孔夹具设计38结 论39致谢40 第1章 绪论第1章 绪论1.1机制工艺与夹具设计的发展概况机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段,是企业进行生产准备,计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。3夹具是制造系统的重要组成部分,不论是传统制造,还是现代制造系统,夹具都是十分重要的。因此,好的夹具设计可以提高产品劳动生产率,保证和提高加工精度,降低生产成本等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。1.2机制工艺与夹具设计相关技术的国内外现状现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈竞争,尽管国际生产研究协会的统计表明中不批,多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前,一般企业习惯采用传统的专用夹具,在一个具有一定生产能力的工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面,在多品种生产的企业中,约隔4年就要更新80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量只有15%左右,特别最近年来柔性制造系统(FMS)、数控机床(NC),加工中心(MC)和成组加工(GT)等新技术被应用和推广,使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述,现代生产对夹具提出了如下新的要求: (1)能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期; (2)能装夹一组相似性特征的工件; (3)适用于精密加工的高精度的机床; (4)适用于各种现代化制造技术的新型技术; (5)采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置,进一步提高劳动生产率。61.3选题意义和关键问题1.3.1 选题的背景机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础,是国民经济的主要支柱,是生产力的主要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具,而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平,主要取决于机械制造装备的先进程度.机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际,进行调查研究,吸取国内外的先进技术,制定出合理的设计方案,再进行具体的设计。而夹具的出现可靠地保证加工精度,提高整体工作效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。131.3.2选题意义本毕业设计选题:气门摇杆轴支座加工工艺规程设计与其夹具设计。属于机械制造工程学范畴,既需要理论指导,还必须联系生产实际.工艺设计是生产车间技术人员最经常的技术工作。工艺是指产品的制造(加工和装配)方法和手段。工艺过程是指按一定的次序改变生产对象的形状、相对位置和机械性能等,使其成为产品的过程。零件的加工工艺直接影响零件加工质量、生产效率与生产成本。就我个人而言通过本次毕业设计,我能够提高自己分析问题、解决问题的能力,能够更深入理解课本知识,并能够很好的应用到实际工作之中,为以后更好地胜任我的工作岗位打好基础。1.3.2关键问题(一)工艺规程设计中的关键问题在于基准的选择及加工工艺路线的选择。(1)基准的选择精基准的选择:气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准,用它作为精基准,能使加工遵循基准重合的原则,实现V形块大平面的定位方式。使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则,夹紧方案也比较简单,可靠,操作方便。 粗基准的选择:考虑到以下几点要求,选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔或面的加工余量尽量均匀,此外,还要保证定位夹紧的可靠性,装夹的方便性,减少辅助时间,所以粗基准为上端面。(2)制定加工工艺路线根据各表面加工要求,和各种加工方法能达到的经济精度,确定各表面及孔的加工方法。因左右两端面均对孔有较高的位置要求,故它们的加工宜采用工序集中原则,减少装次数,提高加工精度。(二)夹具设计中关键的问题在于夹具设计中结构方案的构思夹具设计主要是绘制所需的图样,同时制订有关的技术要求。夹具设计是一种相互关联的工作,它涉及到很广的知识面。对初学者而言,预计夹具结构方案的构思是一个设计难点。构思结构方案需要:(1)确定夹具的类型;(2)定位设计,根据六点定位规则确定工件的定位方式;(3)确定工件的夹紧方式,选择合适的夹紧装置;(4)确定刀具的对刀导向方案,选择合适的对刀元件或导向元件;(5)确定夹具总体布局和夹具体的结构。4致谢第2章 机械加工工艺与夹具设计概述2.1 机械加工工艺过程中的基本概念机械产品的生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。这里所指的成品可以是一台机器、一个部件,也可以是某种零件。对于机器制造而言,生产过程包括:(1)原材料、半成品和成品的运输和保存;(2)生产和技术准备工作,如产品的开发和设计、工艺及工艺装备的设计与制造、各种生产资料的准备以及生产组织;(3)毛坯制造和处理;(4)零件的机械加工、热处理及其它表面处理;(5)部件或产品的装配、检验、调试、油漆和包装等。由上可知,机械产品的生产过程是相当复杂的。它通过的整个路线称为工艺路线。工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为半成品或成品的过程。它是生产过程的一部分。工艺过程可分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配等工艺过程。 机械加工工艺过程是指用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量,使之成为零件或部件的那部分生产过程,它包括机械加工工艺过程和机器装配工艺过程。本设计所称工艺过程均指机械加工工艺过程,以下简称为工艺过程。172.2机械加工工艺规程设计的基本准则工件是个几何形体,它由一些几何元素(如点、线、面)所构成。工件上任何一个点、线、面的位置总是要用它与另外一些点、线、面的相互关系(如尺寸距离、平行度、垂直度、同轴度等)来确定。称将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面为基准。在加工时,用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准,称为定位基准。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准,这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准,则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量,而精基准考虑的重点是如何减少误差。粗基准和精基准均有自身的选择原则:(一)粗基准的选择原则有:(1)余量均匀原则(2)相互位置原则(3)余量足够原则(4)选做粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口或飞边等缺陷,以便可靠定位。(5)粗基准只能使用一次,重复使用位置误差大。(二)精基准的选择原则有:(1)基准重合原则:定位基准与设计基准重合(2)基准统一原则:当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他表面时,尽可能在多数工序中采用此组精基准定位。(选作统一基准的表面,应面积大、精度高,孔以及其他距离较大的几个面的组合。)如:箱体零件以一面两孔定位、轴用两个顶尖孔定位、圆盘类零件用其端面和内孔定位。(3)自为基准原则:在精加工或光整加工时,要求余量小而均匀时,选择加工表面自身为基准。 (4)互为基准原则:为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度用。(齿轮加工,淬火后,先以齿面为基准磨内孔、再以孔为基准磨齿面。选择好定位基准后,拟定工艺路线是制订工艺规程的关键一步,它不仅影响零件的加工质量和效率,而且影响设备投资、生产成本、甚至工人的劳动强度。拟定工艺路线时, 一般应遵循以下原则: (1) 先基准面后其它:应首先安排被选作精基准的表面的加工,再以加工出的精基准为定位基准,安排其它表面的加工。该原则还有另外一层意思,是指精加工前应先修一下精基准。例如,精度要求高的轴类零件,第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔,再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工;精加工开始前首先要修整顶尖孔,以提高轴在精加工时的定位精度,然后再安排各外圆面的精加工。(2)先粗后精:这是指先安排各表面粗加工,后安排精加工。(3)先主后次:主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素,对其进行加工是工艺过程的主要内容,因而在确定加工顺序时,要首先考虑加工主要表面的工序安排,以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后,常常从加工的方便与经济角度出发,安排次要表面的加工。例如,图5.5所示的车床主轴箱体工艺路线,在加工作为定位基准的工艺孔时,可以同时方便地加工出箱体顶面上所有紧固孔,故将这些紧固孔安排在加工工艺孔的工序中进行加工。此外,次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求,常常要求在主要表面加工后,以主要表面定位进行加工。(4)先面后孔:这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面,又有孔或孔系,这时应先将平面(通常是装配基准)加工出来,再以平面为基准加工孔或孔系。此外,在毛坯面上钻孔或钻孔,容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面,再加工孔,以避免上述情况的发生。2.3机床夹具概述机床夹具是在金属切削机床上装夹工件所使用的辅助工艺装备,它可以准确的确定工件与刀具的相对位置,实现对工件的准确定位和夹紧在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等,故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。其的作用有:(1)缩短辅助时间,提高劳动生产率;(2)易于保证加工精度,并使加工精度稳定;(3)扩大机床的工艺范围,实现一机多能;(4) 降低对工人的技术要求和减轻工人的劳动强度。2.4工件在夹具中的定位工件的定位:指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的正确位置,并且应用夹具定位工件,还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。在机械加工中,通过用一定规律分布的六个支承点来限制工件的六个自由度,使工件在机床或夹具中的位置完全确定,称为工件的“六点定位原理。即工件在空间具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度 。因此,要完全确定工件的位置,就必须消除这六个自由度,通常用六个支承点(即定位元件)来限制工件的六个自由度,其中每一个支承点限制相应的一个自由度。工件的定位表面有各种形式,如平面、外圆、内孔等,对于这些表面,总是采用一定结构的定位元件。常见的定位方法有如下几种:(1)工件以平面定位:在机械加工中,利用工件上的一个或几个平面作为定位基面来定位工件的方式,称为平面定位。 定位元件有固定支承、可调支承和自位支承。(2)工件以圆孔定位:有些工件,如套筒、法兰盘、拨叉等以孔作为定位基准,此时采用的定位元件有定位销、定位心轴等。(3)工件以外圆柱面定位:工件以外圆柱面定位在生产中是常见的,如轴套类零件等。常用的定位元件有V形块、定位套、半圆定位座。(4)工件以组合表面定位:实际加工过程中,工件往往是以几个表面同时定位的,称为“组合表面定位”。10 2.5工件在夹具中的夹紧(一)夹紧装置的组成机械加工过程中,工件会受到切削力、离心力、重力、惯性力等的作用,在这些外力作用下,为了使工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置,而不致发生振动或位移,保证加工质量和生产安全,一般夹具结构中都必须设置夹紧装置将工件可靠夹牢。夹紧主要由以下三部分组成:(1)力源装置 所产生的力称为原始力,如气动、液动、电动等。(2)中间传力机构 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构,在传递力的过程中,它能够改变作用力的方向和大小,起增力作用;还能使夹紧实现自锁,保证力源提供的原始力消失后,仍能可靠地夹紧工件,这对手动夹紧尤为重要(3)夹紧元件 夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹紧作用。 (二)夹紧装置的基本要求夹紧装置的具体组成并非一成不变,须根据工件的加工要求、安装方法和生产规模等条件来确定。但无论其组成如何,都必须满足以下基本要求: (1)夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。(2)夹紧力大小要适当。夹紧机构既要保证工件在加工过程中不产生松动或振动。同时,又不得产生过大的夹紧变形和表面损伤。(3)夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺性,尽可能采用标准化元件。(4)夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全。17(三)常用夹紧机构夹具中常用的夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们都是根据斜面夹紧原理而夹紧工件的。(1)楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。楔块夹紧装置具有自锁性 ,斜楔能改变夹紧作用力方向,但是其夹紧行程小,效率低,适用范围于机动夹紧装置中(2)螺旋夹紧装置结构简单,制造容易,夹紧可靠但是夹紧动作慢,效率低,适用于手动夹紧装置。(3)偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形. 偏心夹紧与螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧迅速,结构紧凑,所以常用与切削力不大,振动较小的的场合,常与其他夹紧元件联合使用。(4)定心夹紧结构是一种利用定位夹紧元件等速移动或弹性变形来保证工件准确定心或对中的装置.使工件的定位和夹紧过程同时完成,而定位元件与夹紧元件合二为一。17第3章 摇杆轴支座机械加工工艺规程设计3.1零件的图纸与工艺分析 3.1.1零件的作用气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合部孔装摇杆轴,轴上两端各装一进气门摇杆,摇杆座通过两个孔用M12螺杆与汽缸盖相连,3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴,使之不转动。其零件图如下图: 图3.1 摇杆轴支座3.1.2零件的工艺分析由图3.1得知,其材料为HT200。该材料具有较高的强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力,要求耐磨的零件。 该零件上主要加工面为上端面,下端面,左右端面,2-孔和以及3mm轴向槽的加工孔的尺寸精度以及下端面0.05的平面度与左右两端面孔的尺寸精度,直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封,2孔的尺寸精度,以上下两端面的平行度0.055。因此,需要先以下端面为粗基准加工上端面,再以上端面为粗基准加工下端面,再把下端面作为精基准,最后加工孔时以下端面为定位基准,以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献(1)中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。3.2工艺规程定性设计3.2.2生产类型与毛坯制造方法的确定根据零件材料确定毛坯为铸件,已知零件的生产纲领为1000件/年,通过计算,该零件质量约为3Kg,由表14、表13可知,其生产类型为成批生产,毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外,为消除残余应力,铸造后安排人工时效处理。由212可知该种铸造公差等级为CT1011,MA-H级。3.2.3定位基准的选择精基准的选择:气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准,用它作为精基准,能使加工遵循基准重合的原则。孔及左右两端面都采用底面做基准,这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则,下端面的面积比较大,定位比较稳定,夹紧方案也比较简单,可靠,操作方便。粗基准的选择:选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔或面的加工余量尽量均匀,此外,还要保证定位夹紧的可靠性,装夹的方便性,减少辅助时间,所以粗基准为上端面。3.2.4工艺路线的拟定根据各表面加工要求,和各种加工方法能达到的经济精度,确定各表面及孔的加工方法如下:上下端面:粗铣精铣左右端面:粗铣精铣 端面:粗铣精铣2-孔:钻孔 3mm 轴向槽精铣孔:钻孔粗钻20孔精钻20孔因左右两端面均对孔有较高的位置要求,故它们的加工宜采用工序集中原则,减少装次数,提高加工精度。根据先面后孔原则,将上端面下端面的粗铣放在前面,左右端面上孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案加工路线方案(一)工序号工序内容05#铸造10#时效15#涂漆25#车上端面30#铣下端面35#钻两通孔 40#铣左右端面45#钻通孔50#钻20孔孔55#轴向槽60#铣检验65#入库(二)以V形块定位的加工路线方案工序号 工序内容05#铸造10#时效15#涂漆25#粗铣下端面30#粗铣上端面35#粗铣左右端面45#钻两通孔50#精铣下端面55#精铣上端面60#精铣左右端面65#钻孔65#钻20孔孔70#铣轴向槽75#入库上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则,但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。车上端面,因工件和夹具的尺寸较大,在卧式车床上加工时,它们惯性力较大,平衡困难;又由上端面不是连续的圆环面,车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动,故应当选择铣削加工。因为在零件图纸中要求左右端面的跳动度为0.06,所以需要同时铣削左右端面,保证两端的平行度。工序30#应在工序25#前完成,使上端面在加工后有较多的时间进行自然时效,减少受力变形和受热变形对213通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。最后确定的工件加工工序如下:序号 工序内容定位基准05#铸造10#时效15#涂漆20#粗铣下端面上端面(3)+左右端(3)25#粗铣上端面下端面(3)+左右端(3)30#粗左右端面(同时,不准调头)下端面(3)+ 外圆柱面35#钻两通孔13下端面(3)+ 外圆柱面40#精铣下端面上端面(3)+左右端(3)45#精铣上端面下端面(3)+左右端(3)50#精铣左右端面(同时,不准调头)下端面(3)+ 外圆柱面55#钻通孔18下端面(3)+ 外圆柱面60#钻孔到20 下端面(3)+ 外圆柱面65#粗-精铣轴向槽下端面(3)+ 外圆柱面70#入库 3.3工艺规程定量设计3.3.1机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定因工件的生产类型为成批生产,毛的铸造方法选用砂型机器造型。根据表2.3-12确定各表面的加工余量如下表所示: 表3.1 各表面加工余量 加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上端面48H4 单侧加工下端面50H3 单侧加工左端面35H3 单侧加工右端面35H3 单侧加工3.3.2切削余量及基本工时的确定(一) 机械加工余量确定根据文献(1)可知计算底面加工余量公式如下。 式中 : e 余量值; 铸件的最大尺寸; 加工表面最大尺寸; C 系数根据表3-12查表得出各个加工面得加工余量。经查表312可得,铣削上端面的加工余量为4,又由零件对上顶端表面的表面精度RA=12.5可知,粗铣的铣削余量为4。底面铣削余量为3,粗铣的铣削余量为2,铣余量1,精铣后公差登记为IT7IT8。左右端面的铣削余量为3,粗铣的铣削余量为2,精铣余量1,精铣后公差登记为IT7,根据表312确定余量2。工序40粗钻18工序。粗钻余量表3-83取粗钻为1.8,粗钻切削余量为0.2,铰孔后尺寸为20H8,各工步余量和工序尺寸公差列于下表表3.2 各工步加工尺寸加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差粗钻_精钻(二)确定切削用量及基本工工序20#:粗铣下端面(1)加工条件工件材料:HT200,=170240MPa,铸造;工件尺寸:=13,l=36;加工要求:粗铣上端面加工余量4机床:X51立式铣床;刀具:立铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册表3.1,取刀具直径d0=80。根据切削用量手册后表3.16,选择刀具前角00后角016,副后角0=8,刃倾角:s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。(2)切削用量1)确定切削深度ap 根据手册等,选择ap=1.15,两次走刀即可完成。2)确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,从而可采用不对称端机床功率为4.5kw(据简明手册表4.2-35,X51立式铣床)选择: fz=83.9mm/min。3)确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm;由于铣刀直d0=80,故刀具使用寿命T=180min(据简明手册表3.8)。4)计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16,当d0=80,Z=12,ap7.5,fz0.18mm/z时,vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为:kMV= 1.0,kSV= 0.8。 切削速度计算公式为:其中 ,将以上数据代入公式:确定机床主轴转速: 。根据简明手册表4.2-36,选择,因此,实际进给量和每分钟进给量为:=5)校验机床功率 根据切削手册表3.24,近似为,根据机床使用说明书,主轴允许功率。故校验合格。最终确定: 6)计算基本工时 ,查切削手册表3. 26,入切量及超切量为:则: 工序25# 粗铣上端面: 刀具,机床与上到工序相同,得出 , 工序30#粗铣左右端面:同时粗铣左右端面,圆盘铣刀一次加工完成不准调头计算切削用量: =2由 机械加工工艺手册表15.53可知:由切削用量手册表9.4-8可知: 各系数为 所以有 取 所以实际切削速度: 确定主轴转速: 切削工时: 工序35# 钻孔查机械制造工艺设计手册表3-38,取查机械制造工艺设计手册表3-42,取 查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15,机床为Z525,选择转速实际切削速度:v= 切削工时带入公式:工序40# 精铣下端面与工序5#相同。工序45# 精铣上端面与工序10#相同.工序50# 精铣左右端面与工序15#相同工序55#钻通孔18,工序步骤与工序20#相同,代入数据得出结果: , 工序60#钻孔到20因精钻与粗钻的定位的下底面与V型块,精钻后工序尺寸为20.020.08,与下底面的位置精度为0.05,与左右端面的位置精度为0.06, 且定位夹、紧时基准重合,故不需保证。0.06跳动公差由机床保证。粗钻孔时因余量为1.9,故,查机械制造工艺设计手册2-8 取进给量为 故实际切削速度为: 此时作台每分钟进给量应为:计算切削基本工时:工序65#铣槽:加工条件:机床:x6132卧式铣.床.刀具:直齿三面刃铣刀其中 , 计算切削用量: 由机械加工工艺手册表15-53,表15-55可知: 确定主轴转速: 切削工时: 第4章 摇杆轴支座专用钻孔夹具设计4.1 导引元件的设计 因为要钻20的孔,所以要用钻套,钻套的直径主要根据钻的孔的最大直径来决定。孔的最大直径为20.所以钻套d小于20。4.2 夹具精度分析 在绘制的夹具结构草图上,标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度,然后计算定位误差,根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求,是否合理。否则应采取措施后(如重新确定公差,更换定位元件,改变定位基准,必要时甚至改变原设计方案)重新分析计算。 我在设计优先采用标准件,所以精度比较高,这个钻孔工序主要保证的是钻套的轴线与孔轴线的同轴度。因此在加工与钻套外圆配合的孔时精度要得到保证。钻套是标准件,由上文知道钻套的规格为:钻套A20H625g520GB2260-80,外圆精度为IT5,因此只能是基轴制。孔的精度也取5级。轴线与夹具体上表面的距离尺寸有很高的精度要求。由零件的尺寸要求可知,孔轴线与下端面的平行度为0.05.夹具的精度一般为工件的2-5倍。我选5倍,即平行度为0.01. 其次2个心轴构成与内圆面形成定位面,为防止由于孔间中心距误差导致工件装不进,所以采用削边销。下端面是已加工面精度较高与支承板接触定位,精度也有国标标准。虽然加工孔的轴线是下端面的基准,但是,在加下工端面时是以孔轴线为精基准的,这里是采用“基准重合”的原则。详请见附图(QMYGTM-00)。一面两销定位误差计算:先确定两销的直径:d1=D1=25mm,,=0.39 mm,D2=25.5mm,d1按f7计算查机械手册得d1=,计算d2查机械手册得 b=5mm,B=(25.5-4)=21.5mm;代入数据得0.19mm;得d2=D2-=24.31mm;然后计算定位误差:孔销间隙配合的定位误差为:代入数据得:而要求的尺寸误差为0.1mm,完全能保证加工要求的定位误差。4.3 夹具夹紧力分析首先应计算切削力大小,它是计算夹紧力的主要依据。 由文献【1】可知F=9.8161.2dKM=9.810.0311dfK又由文献【1】可知K=0.88,故 F=9.8161.215.60.20.720.88=2671(N)M=9.810.031115.6220.20.820.88=18(Nm)切削力可以分解成Fc. F p.Ff力。Fc. F p.方向是随加工位置的不同二变化,Ff方向不变。再根据夹具体的结构,进给量方向的力垂直作用于支承钉传到夹具体上去了,只要夹具的刚度强度足够就可以满足要求。Fc. F p.由2个压板压住。压力由上及下垂直作用于夹具体,这样只要设计的压板和所选用的顶紧螺钉的强度足够就可以满足要求。结 论本次设计是在完成大学学习后进行的一次设计,是对所学的工程图学,机械设计,机械制造工程学,机械几何精度设计等大学课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,能够使我们的知识掌握更牢,并能提升我们分析问题,解决问题的能力。作为机械制造专业的学生,最基本也是最实用的就是机械加工工艺规程的制定和工装夹具的设计。通过毕业设计,我更为深入的掌握了机械加工工艺规程的设计和工装夹具设计的基本步骤和方法。本毕业设计在摇杆轴支座工艺规程设计过程中,详细的分析了摇杆轴支座的加工工艺,通过工艺方案的比较与分析选择得到了符合技术要求的工序,形成了机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。本毕业设计的夹具设计是摇杆轴支座孔专用钻夹具设计。在夹具的设计过程中完成了钻孔夹具总体结构方案,定位元件与夹紧装置的设计,钻模与夹具体的设计,以及绘制装配图,零件图和主要零件的三维造型。通过设计对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,通过本次毕业设计,使我在各个方面都有了很大的提高,具体地表现在以下几个方面:(1)对大学四年所学到的东西进行了归纳总结,进一步完善了自己的知识结构。(2)对所学习知识点进行查漏补缺,并了解学习了新的知识,开阔了视野,拓宽了自己的知识面。同时培养个人一定的创新思维。(3)利用理论知识解决实际问题的能力得到了提高,为以后正确解决工作和学习中的问题打下了坚实的基础。(4)学会了充分地利用网络资源查阅相关资料,以及借助前人的研究成果寻求解决问题的思维方法,对新信息和新知识及时做笔记。(5)敢于面对困难,同时也懂得了互助合作的重要性。(6)提升了我独立分析问题,解决问题的能力,对我以后在工作中起到相当大的作用,对我们毕业生来说是一次相当大的锻炼。参考文献1 .唐耀红面向大规模定制的计算机辅助夹具设计研究 J机械与电子2005(8):17-202. 杨友才计算机辅助机械制造工艺设计研究J中国科技信息2005(7):14-15.3. 曾爱新谈机械加工工艺的发展趋势J.职园培地,2002(8):26-27.4. 熊平,孙慧峰,焦振营车削厚壁圆体内孔夹具设计J .金属加工.2008(6):545. 宋冬芳组合夹具CAD技术的研究进展 J太原科技,2004(5):20-216. 周贺,段晓峰计算机辅助夹具设计与管理系统的研发J机械制造,2004:(03) 7. 李爱利.管轴类零件加工工艺分析J中国棉花加工2007(4):31-328王毅,杨建国,李蓓智,可重构新型汽车车身焊接夹具设计J 机械设计与制造,2008(09):204-2059贾秀杰,李剑峰,李方义基于可重构的焊接夹具设计研究J,机械设计与制造,2008(10):212-21410. 谢晓文,刘书华,郑蓓蓉计算机辅助组合夹具设计系统的研究与实现J组合机床与自动化加工技术,2005(07):41-4311. 冯明军,赵灿,,王旭峰布光斌.铝合金叶轮高效加工工艺研究J制造技术与机床,2008(11):108-11112. 周凯华,阮五洲,刘虹Pro/E在三维夹具设计中的应用机床与液压,2008(36): 365-36713. 刘代瑞三角法兰夹具设计J汽齿科技,2007(2):18-2214. 王先逵.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,2002.15. 狄瑞坤,潘晓弘,樊晓燕.机械制造工程M.杭州:浙江大学出版社.2001.16. 薛源顺.机床夹具设计M.北京:机械工业出版社,2000.17. 赵如富.机械加工工艺人员手册M.上海:上海科学技术出版社,2006.1018. 刘震.先进机械制造工艺的技术发展趋势J.呼伦贝尔学报 2002,10(3):96-97致谢经过半年的忙碌和工作,我的毕业设计已经接近尾声,作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,以及一起工作的同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师刘桦老师。刘老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从查阅资料到设计草案的确定和修改,中期检查,后期详细设计,工艺规程设计和夹具设计设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。我平时的基础不好,很多基础问题都不太懂,刘老师细心指导我设计,帮助我解决一个个难题。除了敬佩刘老师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助,尤其是同组的三位同学,在设计方面给我提供了很大帮助,正因为如此我才能顺利的完成此次毕业设计,我要感谢我的母校浙江大学城市学院,是母校给我们提供了优良的学习环境。在将要毕业的这一刻,我要感谢我的导师刘桦老师,我的班主任徐立老师,还有系主任孙树礼老师以及其他各位老师,四年生活中,您们不仅教会了我专业知识,更教会了我怎么做人。再次感谢您们! 零件号机械加工工艺过程综合卡片零件名称气门摇杆 轴 支 座生产类型大批生产工序安装工位工步工序说明 工 序 简 图机床03011粗铣上端面,保证端面粗糙度Ra=12.5立式铣床X5032A0401 1粗铣下端面保证下端面粗糙度Ra=6.3,上下端面长度为78mm,立式铣床X5032A050112钻的一通孔; 通过摇臂钻床 钻的另一通孔 底平面定位,限三个自由度.摇臂钻床 Z3040X16 材 料HT200编制(日期)毛坯重量6指导毛坯种类砂型铸件审核夹具或辅助工 具刀 具量具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)工时定额(min)基本时间辅助时间工作地服务时间专用夹具高速钢端面铣刀卡板1872.81.828517.820.169专用夹具高速钢端面铣刀卡板11062.61.828517.820.206专用夹具麻花钻头游标卡尺119292-0.50.552552521.4221.420.350.35 零件号机械加工工艺过程综合卡片零件名称气门摇杆轴支座生产类型大批生产工序安装工位工步工序说明 工 序 简 图机床060112粗铣的左侧面,端面倒角,倒角保证粗糙度Ra=12.5粗铣的右侧面,端面倒角,倒角保证粗糙度Ra=12.5 一面两孔定位,的两孔限制3个自由度卧式铣床 X60W070112精铣的左侧面,粗糙度保证Ra=1.6,精铣的右侧面,粗糙度保证Ra=1.6,两侧面长度保证一面两孔定位,的两孔限制3个自由度卧式铣床X6130A材 料HT200编制(日期)毛坯重量6指导毛坯种类砂型铸件审核夹具或辅助工 具刀 具量具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)工时定额(min)基本时间辅助时间工作地服务时间专用夹具高速钢端面铣刀高速钢端面铣刀卡板2263632.22.21.81.831831818180.140.14专用夹具高速钢端面铣刀高速钢端面铣刀卡板2261610.60.61.21.231831818180.210.21 零件号机械加工工艺过程综合卡片零件名称气门摇杆 轴 支 座生产类型大批生产工序安装工位工步工序说明 工 序 简 图机床08011钻的通孔 孔的外侧圆定一个自由度 立式钻床Z5350801 1扩钻的通孔孔的外侧圆定一个自由度立式钻床Z53508011铰孔至,保证孔粗糙度为Ra=3.2 孔的外侧圆定一个自由度 立式钻床Z535材 料HT200编制(日期)毛坯重量6指导毛坯种类砂型铸件审核夹具或辅助工 具刀 具量具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)工时定额(min)基本时间辅助时间工作地服务时间专用夹具麻花钻游标卡尺150-0.41270150.45专用夹具 专用扩孔钻游标卡尺1501.80.72688.261.02专用夹具YG8铰 刀游标卡尺1500.20.5794.921.26 零件号机械加工工艺过程综合卡片零件名称气门摇杆 轴 支 座生产类型大批生产工序安装工位工步工序说明 工 序 简 图机床09011粗铣3mm的横槽,保证粗糙度Ra=12.5 一面两孔定位,的两孔限制3个自由度 卧式铣床X60W材 料HT200编制(日期)毛坯重量6指导毛坯种类砂型铸件审核夹具或辅助工 具刀 具量具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)工时定额(min)基本时间辅助时间工作地服务时间专用夹具卡板25831.8191017.40.2
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