后刹车凸轮左支架加工工艺及 工序30-扩铰φ38孔夹具设计参考素材
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机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工20铣1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣38孔底面;其中表面粗糙度要求为专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)16933.40.08312.3234 设 计(日 期) 校 对(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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30扩铰1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1扩铰38孔;其中表面粗糙度要求为,并进行孔口倒角专用钻夹具,麻花钻,机用铰刀23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60铣1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻2-13孔;其中表面粗糙度要求为专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺16933.40.08312.3234 设 计(日 期) 校 对(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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70钻1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻2-16孔;其中表面粗糙度要求为专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工90钻1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔专用钻夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(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 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称后刹车凸轮左支架零件名称后刹车凸轮左支架共1页第1页材 料 牌 号1号可锻铸铁JS-2毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件00铸铸造毛坯铸造一铸造设备10时时效热处理铸造一空气中冷却20铣铣38孔底面;其中表面粗糙度要求为机加工二立式铣床X52K专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)30扩铰扩铰38孔;其中表面粗糙度要求为,并进行孔口倒角机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,机用铰刀40铣铣左端面为主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求为机加工二立式铣床X52K专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)50铣铣右端面为主要加工表面的加工面;其中表面粗糙度要求为机加工二立式铣床X52K专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)60钻钻2-13孔;其中表面粗糙度要求为机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺70钻钻2-16孔;其中表面粗糙度要求为机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺80钻钻14.5孔;其中表面粗糙度要求为机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺90钻钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺100去毛刺清洗去毛刺110验收验收 设 计(日 期) 校 对(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I 后刹车凸轮左支架加工工艺和夹具设计 系 名: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 学生姓名: (四号宋体) 学 号: (四号宋体) 指导教师姓名: (四号宋体) 指导教师职称: (四号宋体) 年 月 摘要 II 摘要 在工艺设计中要首先对后刹车凸轮左支架零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结 构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计 算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具 的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件; 计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改 进。 关键词:后刹车凸轮左支架,工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差 Abstract III Abstract In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning 目录 IV 目 录 摘要 II ABSTRACTIII 第 1 章 绪论 1 第 2 章 加工工艺规程设计 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工艺分析 2 2.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 4 2.2.1 孔和平面的加工顺序 4 2.2.2 孔系加工方案选择 4 2.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择 4 2.3.1 粗基准的选择 4 2.3.2 精基准的选择 5 2.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排 5 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 2.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 8 第 3 章 扩铰 38 孔夹具设计 16 3.1 研究原始质料 16 3.2 定位、夹紧方案的选择 16 3.3 切削力及夹紧力的计算 16 3.4 误差分析与计算 17 3.5 零、部件的设计与选用 19 3.5.1 定位销选用 19 3.5.2 钻套、衬套、钻模板设计与选用 20 3.6 夹具设计及操作的简要说明 21 结 论 22 参考文献 23 致 谢 24 1 第 1 章 绪论 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能 力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程 及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下: 培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的 基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路 线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能 力。 培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。 进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。 本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。 2 第 2 章 加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是左支座后刹车凸轮零件。左支座后刹车凸轮零件的主要作用是支架 轴,保证轴之间的中心距及平行度,并保证正确安装。因此左支座后刹车凸轮零件的加工 质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 , 2.1.2 零件的工艺分析 由左支座后刹车凸轮零件图可知。左支座后刹车凸轮零件是一个左支座后刹车凸轮零 件,它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需 3 加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如 下: (1)以 38 孔底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:底面的铣削加 工;其中表面粗糙度要求为 12.5Ram (2)以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:左端面的铣削加工; 其中表面粗糙度要求为 . (3)以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:右端面的铣削加工; 其中表面粗糙度要求为 Ra3.6 (4)以 38 孔为主要加工表面的加工孔。 (4)以 2-13 孔为主要加工表面的加工孔。 (5)以 2-16 孔为主要加工表面的加工孔。 (6)以 14.5 孔为主要加工面。 (7)以 K1/8 孔为主要加工面。 表 1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度 表面 尺寸 精度 表面粗糙度 38 孔底面 65 IT11 Ra12.5m 左端面 37 IT11 Ra12.5m 右端面 14 IT14 Ra50m 38 孔 38 IT7 Ra3.2m 2-16 孔 2-16 IT14 Ra50m 213 孔 13 IT14 Ra50m 14.5 孔 14.5 IT14 Ra50m K1/8 孔 K1/8 IT14 Ra50m 4 2.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所 应采取的相应措施 由以上分析可知。该左支座后刹车凸轮零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说, 保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于左支座后刹车凸轮零件来 说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互 关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 2.2.1 孔和平面的加工顺序 左支座后刹车凸轮零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工左支座后刹车 凸轮零件上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后刹车 凸轮零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位 可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹 凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。 左支座后刹车凸轮零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明 确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案选择 左支座后刹车凸轮零件孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法 及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精 度要求及生产率的条件下,应选择价格最低的机床。 2.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择 2.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求: (1)保证各重要孔的加工余量均匀; (2)保证装入左支座后刹车凸轮零件的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以左支座后刹车凸轮零件 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距平面最近的孔作为主要基 准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔 作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一 定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间 接保证了孔与箱壁的相对位置。 5 2.3.2 精基准的选择 从保证左支座后刹车凸轮零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准 的选择应能保证左支座后刹车凸轮零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从左支座后刹车凸轮零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较 大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型 的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面,虽然它是左支座后刹车凸轮零件的装配基准,但因为它与左支座后刹车凸 轮零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设 计方面都有一定的困难,所以不予采用。 2.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排 对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。左支座后刹车凸轮零件加 工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二 个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到左支座后刹车凸轮零件 加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶面上的螺孔也应在加工两 工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。 螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于左支座 后刹车凸轮零件,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加 工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺 方案是先精加工孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸 上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加 工阶段中分散进行。 加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%苏打及c908 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁 屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg20 根据以上分析过程,现将左支座后刹车凸轮零件加工工艺路线确定如下: 工艺路线一: (1)铣 38 孔底面; (2)扩铰 38 孔; (3)铣左端面为主要加工表面的加工面; (4)铣右端面为主要加工表面的加工面; (5)钻 2-13 孔。 6 (6)钻 2-16 孔。 (7)钻 14.5 孔。 (8)钻 K1/8 孔底孔,然后攻丝 K1/8 孔 (9)去毛刺 清洗去毛刺 (10)验收 验收 (11)入库 入库 工艺路线二: (1)铣 38 孔底面; (2)铣左端面为主要加工表面的加工面。 (3)铣右端面为主要加工表面的加工面; (4)扩铰 38 孔。 (5)钻 2-13 孔。 (6)钻 2-16 孔。 (7)钻 14.5 孔。 (8)钻 K1/8 孔底孔,然后攻丝 K1/8 孔 (9)去毛刺 清洗去毛刺 (10)验收 验收 (11)入库 入库 以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手 段之后,就会发现仍有问题, 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一: 工艺路线一: 工序号 工 名序 称 工 序 内 容 车 间 设 备 00 铸 铸造毛坯 铸造 10 时 时效热处理 铸造 20 铣 铣 38 孔底面;其中表面粗糙度要求为 12.5Ram机加工 立式铣床 X52K 30 扩铰 扩铰 38 孔;其中表面粗糙度要求为 ,并进行3 孔口倒角 机加工 立式钻床 Z525 40 铣 铣左端面为主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求 为 mRa3.6 机加工 立式铣床 X52K 7 50 铣 铣右端面为主要加工表面的加工面;其中表面粗糙度 要求为 mRa3.6 机加工 立式铣床 X52K 60 钻 钻 2-13 孔;其中表面粗糙度要求为 50Ram机加工 立式钻床 Z525 70 钻 钻 2-16 孔;其中表面粗糙度要求为 机加工 立式钻床 Z525 80 钻 钻 14.5 孔;其中表面粗糙度要求为 机加工 立式钻床 Z525 90 钻 钻 K1/8 孔底孔,然后攻丝 K1/8 孔 机加工 立式钻床 Z525 100 去毛刺 清洗去毛刺 110 验收 验收 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “左支座后刹车凸轮零件”零件材料采用 1 号可锻铸铁制造,硬度 HB 为 170241, 生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。 (1)底面的加工余量。 根据工序要求,顶面加工分粗铣加工。各工步余量如下: 粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为 ,m4.372 现取 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 。m0.3 m28.0 (3)孔 毛坯为实心,不冲孔。 (4)端面加工余量。 根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下: 粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23,其加工余量规定为 ,m5.372 现取 。m0.3 表 2 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 表面 尺寸 余量 铸件尺寸 38 孔底面 65 3 68 8 左端面 37 3 40 右端面 14 3 17 38 孔 38 3 32 2-16 孔 2-16 实心铸造 无 213 孔 13 实心铸造 无 14.5 孔 14.5 实心铸造 无 K1/8 孔 K1/8 实心铸造 无 2.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 工序 20:铣 38 孔底面; 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数 10mdw4014Z 铣削深度 :pa3m 每齿进给量 :根据机械加工工艺手册表 2.4.73,取f maf/25.0 铣削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.81,取V sV/4 机床主轴转速 : ,取n in/1940.3610rdV in/r 实际铣削速度 : smn/.6210 进给量 :fVZaff /7.10/425. 工作台每分进给量 :m in2.sVf :根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a ma4 9 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l ml341 刀具切入长度 :1aD42)(5.02 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 :jt min5.02.743121mjfl 工序 30:扩铰 38 孔 机床:立式钻床 Z525 刀具:根据参照切削用量简明手册表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 扩铰 38 孔 进给量 :根据切削用量简明手册表 2.438,取 。f rmf/3.0 切削速度 :参照切削用量简明手册表 2.441,取 。V 48Vs 机床主轴转速 :n ,100.486539./in37vrd 按照切削用量简明手册表 3.131,取 60m 所以实际切削速度 :v.1.5/037.dns 切削工时 被切削层长度 :l42m 刀具切入长度 :1 117(2)05.962rDlctgkctgm 刀具切出长度 : 取lm42l32 走刀次数为 1 机动时间 : jt60.5in.3jLfn (2) 铰孔 38 刀具:根据参照切削用量简明手册表 4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。 10 切削深度 : ,且 。pa0.15m38D 进给量 :根据切削用量简明手册表 2.458, 取f rmf/0.21 。rmf/0.2 切削速度 :参照切削用量简明手册表 2.460,取 。V sV/3. 机床主轴转速 :n100.3265.73/min148rD 按照切削用量简明手册表 3.131 取 1 实际切削速度 :v.0.6/0ns 切削工时 被切削层长度 :l42m 刀具切入长度 ,101 019.7(2)20.92rDdlctgkctgm 刀具切出长度 : 取lm41l32 走刀次数为 1 机动时间 :3jt.09.7in2315jLnf 工序 40:铣左端面为主要加工表面的加工面。 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,15YT32Dm5Z 此为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=3mm 所以铣削深度 : =3mmpa2.m 每齿进给量 :根据切削用量简明手册表 2.473,取 :根据f 0.15/famZ 切削用量简明手册表 2.481,取铣削速度 2.8/Vs 11 每齿进给量 :根据切削用量简明手册表 2.473,取 根据fa Zmaf/18.0 切削用量简明手册表 2.481,取铣削速度 2.47/Vs 机床主轴转速 :n102.47601.9/min31Vrd 按照切削用量简明手册表 3.174,取 475 实际铣削速度 :v 3.1402.9/06dns 进给量 : fV.857/0.1/ffaZm 工作台每分进给量 : m.2475infVs :根据切削用量简明手册表 2.481,取a a6 切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l14lm8l 刀具切入长度 :1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 : jt12420.36in7.5jmlf 工序 50:铣右端面为主要加工表面的加工面; 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,15YT32Dm5Z 此为粗齿铣刀。 因其单边余量:Z=3mm 所以铣削深度 : =3mmpa2.m 12 每齿进给量 :根据切削用量简明手册表 2.473,取 :根据fa 0.15/famZ 切削用量简明手册表 2.481,取铣削速度 2.8/Vs 每齿进给量 :根据切削用量简明手册表 2.473,取 根据f f/8. 切削用量简明手册表 2.481,取铣削速度 .47/s 机床主轴转速 :n102.47601.9/min31Vrd 按照切削用量简明手册表 3.174,取 475 实际铣削速度 :v 3.1402.9/06dns 进给量 : fV.857/0.1/ffaZm 工作台每分进给量 : m.2475infVs :根据切削用量简明手册表 2.481,取a a6 切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l14lm8l 刀具切入长度 :1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 :jt12680.19in47.5jmlf 工序 60:钻 2-13 孔 钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床,刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻, 机械加工工 艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻孔进给量为 0.200.35 。rm 13 则取 rmf30. 确定切削速度,根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9 切削速度计算公式为 (3-20) in0kfaTdcvvyxpmzv 查得参数为 ,刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzvvvv min 则 = =1.6 .250.1250.7383in 所以 = =72n6.4ir 选取 mi120r 所以实际切削速度为 =2.64.3vin 确定切削时间(一个孔) =t s20.8 工序 70:钻 2-16 孔 切削深度 :pa8m 进给量 :根据切削用量简明手册表 2.438,取 。f rmf/3.0 切削速度 :参照切削用量简明手册表 2.441,取 。V 48Vs 机床主轴转速 :n ,100.486539./in31vrd 按照切削用量简明手册表 3.131,取 60m 所以实际切削速度 :v.1.5/0dns 切削工时 被切削层长度 :l42m 刀具切入长度 :1 117(2)05.962rDlctgkctgm 14 刀具切出长度 : 取2lm41l32 走刀次数为 1 机动时间 : jt60.5in.3jLfn 工序 80:钻 14.5 孔。 机床:立式钻床 Z525 刀具:根据参照切削用量简明手册表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 (1) 切削深度 。7.25pam (2) 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求, 确定钻头为硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头: ,查表机械制造技术基础课程设计指南表117,84,25dmll 5-134,查得, ,取 ,查得0.6/fmr0.1/fmr , ,根据以上数据计算主轴转速5/incvincv ,查机械加工工艺师手册 10表 10-2,查立式6124/i3.4.nr 钻床 Z525 主轴转速表,取 ,再计算实际切削速度10/ir 。0.53mn1cv (3) 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南表 2- 26,查得钻削机动时间计算公式, , , =(14) ,钻孔深度 ,nflTj21 )21(cot1Dl 37lm , ,见机械加工工艺师手册表 28-42,所以13l25l .min3.013641nfTj 工序 90:钻 K1/8 孔底孔,然后攻丝 K1/8 孔 机床:立式钻床 Z525 刀具:根据参照切削用量简明手册表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 15 切削深度 :pa4m 进给量 :根据切削用量简明手册表 2.438,取 。f rmf/3.0 切削速度 :参照切削用量简明手册表 2.441,取 。V 48Vs 机床主轴转速 :n ,100.486539./in31vrd 按照切削用量简明手册表 3.131,取 0m 所以实际切削速度 :v.56/0dns 切削工时 被切削层长度 :l42m 刀具切入长度 :1 117(2)05.962rDlctgkctgm 刀具切出长度 : 取lm42l32 走刀次数为 1 机动时间 : jt60.5in.3jLfn 16 第 3章 扩铰 38 孔夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来扩铰 38 孔,加工时除了要满足粗糙度要求外,还应 满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时, 应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 3.2 定位、夹紧方案的选择 由零件图可知:在对扩铰 38 孔进行加工前,端面平面进行了粗、精铣加 工, 方案采用 V 型块定位,夹紧方装、取工件容易易。 3.3切削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用:钻床 Z520,刀具用高速钢刀具。 由参考文献5查表 可得:721 切削力公式: .06f PFDfK 式中 D=38mm ./mr 查表 得: 8210.75()36bp 其中: 0.b.48K 即: 95()fFN 实际所需夹紧力:由参考文献5表 得:12 12KFW 有: 120.7,.6 安全系数 K 可按下式计算有: 6543210K 式中: 为各种因素的安全系数,见参考文献 5表 可得: 60 12 .10.56 所以 950816492()KfWFN 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便, 决定选用手动螺旋夹紧机构。 取 , ,1.561.72. 17 查参考文献51226 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以 下公式计算: )(210 tgtQLWz 式中参数由参考文献5可查得: 6.2.76zr90105229 其中: 3()Lm)(8N 螺旋夹紧力: 04.W 由上述计算易得: K 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有: )(210 tgtQLz 式中参数由参考文献5可查得: 6.2.76zr90105229 其中: 3()Lm)(8N 螺旋夹紧力: 04.W 该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如下: 原动力计算公式 001KLl 即: 478.23.932.75()KWNl 由上述计算易得: K 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便, 决定选用手动螺旋夹紧机构。 3.4 误差分析与计算 该夹具以一个平面和一个 V 型块和一挡销定位,要求保证孔轴线间的尺寸 公差。为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所 规定的尺寸公差。 由5和6可得: 18 1 定位误差: 注:V 型块夹角 =90 。 基准位移误差: 工件以外圆柱面在 V 型块定位,由于工件定位面外圆直径有公差 D ,因此对一批工 件来说,当直径由最小 D D 变大到 D 时,工件中心(即定位基准)将在 V 型块的对称 中心平面内上下偏移,左右不发生偏移,即工件由 变大到 ,其变化量 (即基准1O21O2 位移误差 )从图(a)中的几何关系退出: Y= =1O2SIn 基准不重合误差: 从图(b)中设计基准与定位基准不重合,假设定位基准 不动,当工件直径由最小1O 19 DD 变到最大 D 时,设计基准的变化量为 ,即基准不重合误差 B= 。2D2D 从图(c)中可知,设计基准为工件的下母线。即,上述方向由 a 到 a与定位基准 变到 的方向相反,故其定位误差 D 是 Y 与 B 之差.1O2 D= Y B= =0.207D=0.2070.01=0.002072SIn D=0.00207 T 即满足要求31 2 夹紧误差 : cos)(minaxyj 其中接触变形位移值: mSNHBKRkm nZaZy 014.8.9)(1cos0.3jy 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj05. 夹具相对刀具位置误差: 取ADm1. 误差总和: 0.965jw 从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的设计与选用 3.5.1定位销选用 本夹具选用一挡销来定位,其参数如下: 表 4 挡销参数 D d H 公称尺寸 允差 1h1b1C1 36 8 6 +0.023 +0.015 12 7 1 2 1 2 0.4 20 3.5.2 钻套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如 下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。 图 3.1 可换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 3.4: 表 3.4 钻套 D d H 公称尺寸 允差 12Dh1mCr 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 0.5 衬套选用固定衬套其结构如图所示: 21 图 3.2 固定衬套 其结构参数如下表 3.5: 表 3.5 固定衬套 d D 公称尺寸 允差 H 公称尺寸 允差 C 1 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 钻模板选用固定式钻模板,用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。 3.6 夹具设计及操作的简要说明 为提高生产率,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋 夹紧机构) 。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广 泛的应用。 此外,当夹具有制造误差,工作过程出现磨损,以及零件尺寸变化时,影 响定位、夹紧的可靠。为防止此现象,选用可换定位销。以便随时根据情况进 行调整换取。 22 结 论 通过这次课程设计,使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更 进一步的认识,也加深了对大学四年中所学基础知识的学习和理解。课程设计 是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中,必须考虑到方方面面的问 题,在理论上正确无误的设计,在实际中往往存在各种问题。这样,在设计时 就必须考虑所设计的机构是否合理,在实际运用中能否正常工作,而不仅仅考 虑理论上的可行性,课程设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。 在本次设计中,考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题,所选用的零、 部件都是操作简单,通用性较强的标准件,从现时以最低的成本实现最先进的 加工。但也有不足之处:特别是对于镗孔夹具,在刀具加工完退出工件孔时, 有可能会划伤工件内孔表面,本可以在夹具体内部设置液压升降系统,使工件 孔与定位立台可升可降,这样,在刀具退出时,使定位立台连同工件孔一起升 起,从而避免划伤。但考虑到成本问题,未采用这种方法。为此,镗孔的专用 夹具还有待改进。无论怎样,这次的课程设计使我获益良多,是我在学校的最 后一次答卷,也是我成功迈向社会的第一步。 23 参考文献 1 杨叔子,机械加工工艺师手册M ,北京:机械工业出版社, 2004。 2 上海金属切削技术协会,金属切削手册M ,上海:上海科学技术出版社, 2004。 3 李洪,机械加工工艺手册M ,北京:机械工业出版社, 1990。 4 方昆凡,公差与配合手册M ,北京:机械工业出版社, 1999。 5 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M ,上海科学技术出版社, 2000。 6 东北重型机械学院等,机床夹具设计手册M ,上海:上海科学技术出版社, 1979。 7 吴宗泽,机械设计实用手册M ,北京:化学工业出版社, 2000。 8 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M ,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社, 1987。 9 上海金属切削技术协会,金属切削手册M ,上海:上海科学技术出版社, 1984。 10 周永强,高等学校课程设计指导M ,北京:中国建材工业出版社, 2002。 11 黄如林,切削加工简明实用手册M ,北京:化学工业出版社, 2004。 12 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M ,重庆:重庆大学出版社, 1995。 13 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手 册M,上海:上海科学技术出版社,1980。 14 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M ,银州:宁夏人民出版社, 1991。 15 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M ,中国计量出版社, 2000:919。 16 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2005:4 17。 17 王先逵,机械机械制造工艺学,机械工业出版社,2006 。 18 Machine Tools N.chernor 1984. 19 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973. 20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 . 24 致 谢 首先,我要感谢指导课程设计老师。在课程设计中,他给予了很多指导性 的意见,我万分的感谢他给我的宝贵的意见和鼓励。 我也非常感谢我的父母。在学习和生活上,他们一直都很支持我,使我能 全身心地投入到学习中。 最后,很感谢阅读这篇课程设计(论文)的人们。感谢您们抽出宝贵的时 间来阅读这篇课程设计(论文) 。
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