K307-拨叉工艺及钻M8底孔夹具设计【中心距130】带图纸
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XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页 车间工序号工序名称材料牌号5钻毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻M8螺纹底孔专用夹具,麻花钻120022.60.17310.21设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期XX大学机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零件图号 零件名称 材料 供应状态毛坯种类毛坯重量每一毛坯可制零件数零件重量(kg) 工序号工 序 内 容设备主要工艺装备名称及规格名称型号夹具刀具量具辅具 1铣40的上、下端面立式铣床X52专用夹具面铣刀游标卡尺2钻、扩、铰25的孔立式钻床Z535专用夹具麻花钻,扩孔钻,铰刀游标卡尺3铣拨叉两端面立式铣床X52专用夹具面铣刀游标卡尺4铣拨叉R30面立式铣床X52专用夹具立铣刀游标卡尺-5钻M8螺纹底孔立式钻床Z535专用夹具麻花钻游标卡尺6攻丝M8立式钻床Z535专用夹具丝锥游标卡尺7检验 设计共1页 校核第1页标记处数文件号签字日期标记处数文件号签字日期 齐鲁理工学院课程设计说明书题 目 拨叉零件机械加工工艺设计及钻M8螺纹底孔专用夹具设计 课 程 名 称 二 级 学 院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 设计起止时间: 年 月 日至 年 月 日 目 录摘要:31 前言12 零件的分析22.1 零件的作用22.2 零件的工艺分析22.3 毛坯的制造形式及结构的确定23 零件工艺规程设计43.1 基准的选择43.2 加工工艺路线的确定53.3 主要工序的加工余量和工序尺寸的确定63.4 切削用量及切削时间的确定64 夹具设计74.1 问题的提出74.2 设计类型及机床选择74.3 定位基准的确定74.4 夹紧方案的确定84.5 切削力和夹紧力计算84.6 定位误差分析94.7 夹具设计简要操作说明95 结论106 参考文献117 致谢12拨叉零件机械加工工艺设计及钻M8螺纹底孔专用夹具设计摘要:对于给定的设计课题,进行工艺规划和夹具设计的基础。论文内部知识主要运用在机床夹具设计、公差等方面。首先,对零部件进行了解和分析,以便更准确的加工和确定零部件的标准。然后计算出每一步的工作程序,并计算出切割参数。夹具设计包括:零件的定位、夹具的夹具和指导各零件的设计。在这里我们特别注意夹具的定位元件,会产生误差,误差应该在我们的控制范围内,我们应该充分了解夹具的优缺点,以便改进。通过以上的设计、分析和计算,我们顺利完成了本次毕业设计的全部任务。在巩固大学所学知识的同时,我们也为自己进入社会夯实了基础。关键词:夹具;定位;误差;设计;1 前言工艺规程及夹具设计的基础是完成机床夹具设计,机床加工培训,互换性与测量技术、机械制图、机械制造、机械设计基础设计、夹具设计是下一个课程教学后的一个重要环节。机床夹具设计是学习产品零部件的加工生产的需求定位,夹紧,指导,刀,所以如何合理,如何高效,而且他还需要我们熟悉产品从零件到粗糙的路线安排,整个过程和部分确定的大小如何计算,根据学到的知识这些材料设计用于满足零件的特点和需要特殊夹具,根据不同地区的不同设计不同的固定程序,确保加工的零件加工质量和加工效率。这个设计包含一个概括和总结的知识学会了在过去的两年里,包括CAD图纸,机械设计和制造基地,夹具设计课程和其他的再学习和总结,这是一个有意义的设计。也许在这个设计,也许是因为我们只有理论知识,一些地方但不亲自实践,知识和技能不可避免的一些不足,但是通过毕业设计也让我学到很多以前没有学到的知识,让我知道如何处理当面对困难时,如何解决。这个设计让我知道自己的缺点,而是因为这只让我学习课本以外的知识,让我知道如何处理如何克服困难。因为我没有实际的工作经验,理论知识还不够,毕业设计水平也有限,所以做整体设计的缺点和错误是不可避免的,多多请老师指点。2 零件的分析2.1 零件的作用拨叉的作用主要起固定支撑作用,各部分尺寸结构详细图如下:图2.1 零件图2.2 零件的工艺分析该零件为大量生产的小型零件,在生产时要注意零件的:(1)便于装夹 零件的结构应便于加工时的定位和夹紧,装夹次数要少。(2)便于加工 零件的结构应尽量采用标准化数值,以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀,易于保证加工精度要求,减少加工面积及难加工表面等。零件的工艺有以下加工表面。以下是描述:1:铣零件40的上下端面,拨叉两端面的加工;2:25的内孔;3:M8的螺纹孔;2.3 毛坯的制造形式及结构的确定根据上面的分析数据显示,表面处理的流程安排应该是一组,然后表面为基准,处理特殊夹具,和要求确保定位精度,和结束括号的一部分,没有复杂的表面和深沟,根据上面的数据,需要使用最传统的加工过程,可以满足的要求。确定毛坯包括选择毛坯类型及其制造方法。毛坯类型有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。在确定毛坯的形状和尺寸时,应当考虑加工余量和加工方式等因素,尽量减少加工量,降低劳动力的前提,还可以节约成本。正常来说,如果铸造技术足够完善的话,铸造出来的零件应该与要求几乎相近,但是由于现在的技术还没有这么成熟,加上现在对工件的粗糙度要求越来越高,所以,毛坯的表面还是有一定的加工余量,需要通过后续的机床加工达到零件的要求。毛坯形状与实际需求零件形状之间的尺寸差距称为毛坯余量。我们查手册和参考文献,并进行工艺分析,分别确定各个尺寸的加工余量数据,对零件的毛坯图进行整体设计。毛坯图设计如下图:图2.2 毛坯图3 零件工艺规程设计3.1 基准的选择制作零件的工艺加工过程有一个重要的工作内容,同时也是零件加工精度要求的关键保证,那就是选择合适的定位基准。所谓的零件定位基准又可以分为三个类型:粗基准定位,精基准定位以及辅助基准定位。最原始的加工开始时,我们只能用零件毛坯尺寸进行定位,这个基准叫做粗基准;在后续的加工过程中,就可以使用已经加工好的尺寸作为基准,这个基准叫做精基准。选取粗基准的原则零件要求必须保证的某一加工面的加工量,那么首先选取这个面为粗基准。 如果没有第一条的要求,零件的所有尺寸都有加工的话,那么我们应当选取加工量最小的那个面作为粗基准,这样的话,可以保证其表面不会存在由于加工量不足,造成加工的尺寸不合格,致使工件报废。 如果零件中有某个面不需要加工时,那边尽量先选择这个面作为粗基准,应以不用加工的表面的位置要求较高的面为粗基准。例如某一加工面与不加工面的位置记得要求最高的话,那么选择这个面为粗基准。 选择粗基准时,应当尽量选择平整的平面,最好是不要有飞边、毛刺等其他缺陷,光洁的平面方便装夹和定位。一般情况下,在加工某一尺寸时,同方向的尺寸粗基准只允许出现一次,否则的话会出现误差较大的现象,但是,如果是精密铸造的毛坯件,质量高,加工的精度要求也不高时,可以选择重复使用同一粗基准。选择合适的粗基准,对后续的精加工很重要的影响,关系到后续的加工精度和粗糙度。通过零件的分析,我们可以知道,本次给的类零件相对简单,安装粗基准的选择原则来选择即可,没有什么特殊的地方。选择精基准的原则尽量选择已经加工好的表面,选择设计的基准,即“基准重合”的原则。避免出现由于这个的不重合而出现误差。 精基准选择时尽量多考虑几个工序,选择同一个基准可以加工多个表面,即“基准统一”的原则。这种方式的话,可以保证加工面间的项目位置度的精度,同一基准,则尺寸精度也相对同一,并且设计夹具时也方便。有时候会遇到两个面的相互精度要求较高,那么可采用这两个面互为基准,进行多次加工,这个就是“互为基准”的原则。加工量小,而且均匀度要求精度高,这个时候可以选择加工面的自身作为基准,这个也叫做“自为基准”。需要注意的时,以上所说的四条原则,在某些情况下,他们之间是相互矛盾的,为了保证基准的统一,那么可能就不能符合基准重合,这个需要根据实际的情况进行不同的选择。还有,精基准的选择还有考虑工件的装夹方式,夹具的结构形式等多方面原因,最终的目的是达到设计的精度要求,但选择的基准可合理的变化。精基准的选择,主要考虑的是重合基准的问题,保证位置的精度,最终要完成对零件的加工精度要求。3.2 加工工艺路线的确定制定工艺路线的出发点,考虑必须能保证零件的形状和尺寸精度,要能具备在加工设备上加工的调节,最终要能使零件达到使用要求,在这些前提条件下,我们应该注重过程,缩短工作时间,并考虑经济效益,尽可能降低成本,实现处理的最佳方式。根据零件的结构、坯料的状态和夹紧的情况,对工艺的布置进行综合考虑。(1)先进行内部处理,然后进行轮廓处理。(2)相同的定位、夹紧或机加工的过程,最好是同时进行,以减少重复定位和节省工具时间。(3)在同一夹具上的多步过程首先应安排对工件不太严格的损伤过程。加工工艺路线如下:表3.1工序号 工序名称 工 序 内 容1铣铣40的上、下端面2钻钻、扩、铰25的孔3铣铣拨叉两端面4铣铣拨叉R30面5钻钻M8螺纹底孔6钻攻丝M87检验检验3.3 主要工序的加工余量和工序尺寸的确定表3.2序号加工表面加工内容加工余量毛坯尺寸备注140端面402mm442拨叉两端端面202mm243孔25内孔12.5mm实心铸造4孔M84实心铸造3.4 切削用量及切削时间的确定工序:钻M8螺纹底孔选择高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 按机床选取 基本工时: 4 夹具设计4.1 问题的提出夹具设计就是提高生产效率,本次设计由指导老师的分配了工序钻M8螺纹底孔的钻床专用夹具。4.2 设计类型及机床选择根据本次设计要求,设计一套钻M8螺纹底孔的专用夹具。选用Z525立式钻床(图4-1)更合理。它适用于各种零件的钻孔、扩孔、绞孔、锪平面及攻丝加工,操作简单,夹具一次装夹就可加工所有孔。图4.1 立式钻床4.3 定位基准的确定1、定位方案的确定我们选用的夹具主要被用在立式钻床,因为零件25的 内孔已完成加工。在进行定位时我们可以选择其内孔及端面定位的基准。选择定位面时应该遵循以下原则:选择大而平整的平面或内圆外圆进行定位、选择定位面后要方便后续的装夹、定位面所对应的装夹位置应该结构牢固,在装夹时保证不得有变形现象。2、定位元件的选择根据夹具设计手册可知机床的定位元件有很多种,如定位板、定位销、支承钉、定位轴、V型块等,本次设计的钻孔夹具中,由于定位面选择的是内孔及端面,故应选用芯轴进行定位。3、定位元件限制不定度分析任何物体在空间上确定位置需要限制6个自由度,分别是3个移动自由度和3个旋转自由度。对于本次设计的夹具,用芯轴进行定位,芯轴外圆限制两个移动自由度,芯轴端面限制两个旋转自由度和一个移动自由度,定位销限制一个旋转自由度,这样就限制了空间的6个自由度,完成零件的定位。4.4 夹紧方案的确定根据夹具的结构特点,选择使用开口垫圈作为夹紧元件,用螺母对压板进行压紧,从而压紧工件。图4.2 夹紧机构4.5 切削力和夹紧力计算由于本道工序主要完成钻孔加工,钻削力。由切削手册得:钻削力 式(5-2)钻削力矩 式(5-3)式中: 代入公式(5-2)和(5-3)得 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.6 定位误差分析定位误差是由于定位不准确而引起的加工表面相对工序基准在工序尺寸方向上的最大位移量,以dw表示。定位误差dw由基准不重合误差jb和定位基准位移误差jw两部分组成。 基准不重合误差是由于工序基准与定位基准不重合引起的,其大小为工序基准与定位基准之间的尺寸方向上的最大变化量。 因基准误差为零,基准不重合误差为零,所以最终定位位置为零。4.7 夹具设计简要操作说明将定位芯轴安装到夹具体上,零件加工好的内孔及端面与芯轴配合好,旋转零件,是零件的孔端面与定位销接触,此时零件完成定位,拧紧六角螺母,压紧开口垫圈的同时将零件夹紧。加工完成后,只需松开螺母,取下开口垫圈即可拆下零件。图4.3 夹具装配图5 结论 经过这次设计之后使我掌握了机械加工工艺规程的制定内容和顺序:分析被加工零件选择毛坯设计工艺过程工序设计编制工艺文件。首先重要分析了零件的技术要求,包括被加工面的尺寸精度和几何形状精度,各被加工表面之间的相互位置精度,轴承孔的同轴度和平行度,被加工表面的表面加工质量及热处理要求,对毛坯的要求等等。并对达到各个技术要求的主要影响因素进行了分析,进一步明了了制订工艺规程时应解决的主要问题,为制订合理的工艺规程作好了准备。毛坯是根据零件所要求的形状、尺寸等而确定和设计。工艺过程的设计主要涉及的问题是划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面加工方法、安排加工顺序和组合工序等。工序设计的主要内容是为没一工序选择机床和工艺装备,确定加工余量、工序尺寸和公差、确定切削用量、工时定额及工人技术等级等。最后就是编制所须的工艺文件。6 参考文献1 机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990年2 金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981年10月3 机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997年4 吴拓,方琼珊,机械制造工艺与机床夹具课题设计指导M.北京:机械工业出版社,20155 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年6 机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994年7 机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社出版,1983年7 致谢这个设计是在老师的细心指导下完成的。老师的专业知识和优秀的工作作风,对我的设计有很大的积极力影响,使我最终能够顺利完成这个设计。当然,还有很多学生帮助了我,使我在这篇论文的设计更得心应手。虽然在设计过程中还存在一些问题,但最终还是得以克服和完成。能全面综合运用机床加工工艺的理论和实践知识,能根据被加工零件的技术要求和零件制造的基本工艺路线和方法,学会制定专用机床的设计路线,完成工件加工工艺规程设计。在这个过程中,我不仅学会了如何设计出完全符合要求的专用机床和夹具,而且学会了分析问题和解决问题的方法、态度、独立的方法、面对困难的态度,增强和提高了我在机械加工工作中的信心。同时,感谢所有老师和同学的指导和帮助。 12
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