推动架加工工艺和钻φ16孔夹具设计[版本4]- B6065刨床推动架参考素材
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南京理工大学泰州科技学院学生毕业设计(论文)中期检查表学生姓名周晓明学 号0501510155指导教师武培军 吴晟选题情况课题名称B6065刨床推动架工艺规程及夹具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定:良所在专业意见:学习较主动、积极,态度认真,阶段成果较明显。 负责人: 年 月 日南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)任务书系部:机械工程系专 业:机械工程及自动化学 生 姓 名:周晓明学 号:0501510155设计(论文)题目:B6065刨床推动架工艺规程及夹具设计起 迄 日 期:2009年 3 月09日 6月14日设计(论文)地点:南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师:武培军 吴 晟专业负责人:龚光容发任务书日期: 2009年 2 月 26 日任务书填写要求1毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生;2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,不得随便涂改或潦草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴;3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计(论文)完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写;4任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。学生的“学号”要写全号;5任务书内“主要参考文献”的填写,应按照国标GB 77142005文后参考文献著录规则的要求书写,不能有随意性;6有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题应达到的目的:通过本设计,使学生熟悉工序卡制订及夹具设计的一般过程,培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能,着重培养设计、计算、分析问题和解决问题的能力,进而总结、归纳和获得合理结论,进行较为系统的工程训练,初步锻炼科研能力,提高论文撰写和技术表述能力,为实际工作奠定基础,达到人才培养的目的和要求。2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):本设计要求学生根据推动架零件的结构特点、机械制造加工工艺规程的编制原则,编制出推动架零件的加工工艺规程,并设计出特定工序的专用钻夹具,绘出零件图和装配图,学习AutoCAD、Pro/Engineer等软件在机械设计中的应用,具体要求如下:1、查阅相关资料(不少于15篇),翻译一定量的外文资料(不少于3000汉字),撰写开题报告及文献综述(不少于2000字);2、完成推动架零件加工工艺规程的编制;3、选择合适的工件定位方式;4、确定恰当的夹紧方案;5、进行专用夹具总图及零件图的绘制;6、撰写设计说明书。相关的技术要求:1、被加工工件为灰铸铁;2、被加工工件具有较高强度,耐热性;3、表面无气孔、缩孔、夹砂。毕 业 设 计(论 文)任 务 书3对本毕业设计(论文)课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等:1、相关资料的英文翻译与文献综述; 2、推动架零件的机械加工工序卡片;3、特定工序专用钻夹具的装配图、零件图;4、毕业设计论文。毕业设计成果以设计图样和说明书形式提交,要求图样规范,符合国家标准;说明书层次分明、论据可靠、计算正确、图标规范、语句通顺。4主要参考文献:1 徐灏,邱怀宣,菜春源,汪恺,余俊. 机械设计手册M. 北京: 机械工业出版社,1989.2 王先逵. 机械制造工艺学 M. 北京:机械工业出版社,2004. 3 张兴辉. 实用机械加工测量技巧M. 北京:化学工业出版社,2008.4 薛源顺. 机床夹具设计(第二版)M. 北京:机械工业出版社,2003. 5 周海宝. 提高机床夹具精度的实用方法 J. 机床与液压,2000,4: 9697.6 刘文剑,莫天河,赵继媛. 夹具工程师手册M. 黑龙江科学技术出版社1987. 毕 业 设 计(论 文)任 务 书5本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起 迄 日 期工 作 内 容2009年 3 月 9 日 3月 23 日 3 月 24 日 4月 6 日4 月 7 日 5月 11日5 月 12 日 5月 31 日6 月 1 日 6月 9 日6月 10日 6月 14 日熟悉课题,准备相关资料,完成资料翻译完成文献综述,撰写开题报告,熟悉AutoCAD、Pro/Engineer等绘图软件掌握机械制造加工工艺编制的要点,分析推动架零件的特点,完成推动架件制造加工工艺规程的编制掌握机床夹具设计特点,完成钻夹具的结构设计,画出相关零件图和装配图撰写并打印设计说明书,整理相关资料准备论文答辩所在专业审查意见:负责人: 2009年 月 日系部意见:系部主任: 2009年 月 日南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)前期工作材料学生姓名:周晓明学 号:0501510155系部:机械工程系专 业:机械工程及自动化设计(论文)题目:B6065刨床推动架工艺规程及夹具设计指导教师:武培军高工吴晟助教 材 料 目 录序号名 称数量备 注1毕业设计(论文)选题、审题表12毕业设计(论文)任务书13毕业设计(论文)开题报告含文献综述14毕业设计(论文)外文资料翻译含原文15毕业设计(论文)中期检查表12009年5月 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)外文资料翻译系部: 机械工程系 专 业: 机械工程及自动化 姓 名: 周晓明 学 号: 0501510155 外文出处:96-8000 rev F, VF SERIES OperatorsManualS. Haas Automation Inc. 2005:93-96. 附 件: 1.外文资料翻译译文;2.外文原文。 指导教师评语: 签名: 年 月 日注:请将该封面与附件装订成册。附件1:外文资料翻译译文数控铣床4轴与5轴编程在VR-11铣床和HAASTRT210上的轴运动创建5轴程序大多数的五轴程序是非常复杂的,可以用CAD/CAM编写。决定机床枢轴长度和标准长度非常有必要,将它们输入到程序中。每一个机床都有一个特定的枢轴长度。它指的是从主轴头旋转的中心到装夹刀具器的底面。在设置116中可以找到枢轴长度,也雕刻在装有5轴机床的刀具器上。当设定好程序后,决定每个刀具的标准长度是非常有必要的。对于每个刀具,标准长度是从刀具装置器的底部到刀尖的距离。这个距离可以通过在工作台上放置一个磁力表计算,指示刀具装置器的底面,在控制器中设着这点为Z0。然后装载刀具,计算从刀尖到Z0的距离,这就是标准长度。总长度是从刀尖到旋转主轴头的距离。它是标准长度和枢轴长度总和。这个数据将被输入到CAD/CAM程序中用于计算。偏置按下PageUp按钮,在offset显示中将出现work-offset(工件偏置)。从这里显示和人工进入work-offseet。G54到G59或G129偏置可以用PartZeroSet按钮设置。定位轴到工件的工作地点。用光标选择适当的轴和工件数。按PartZeroSe按钮,当前机床的位置将会自动储存在这些地址里。这将工作在选择的工件零点偏置显示中。注意输入非零补偿将会妨碍输入刀具长度偏置的自动操作。工件坐标数字通常以正数的形式输入。工件坐标只以数字的形式输入工作台。将X2.00输入到G54,选中X栏,输入2.0。五轴编程注意在CAD/CAM中用严密同步切削几何分解面能够形成光滑的流线轮廓,得到更精确的工作。定位机床到一个向量途径,只可以在工件上方安全距离或者是弓箭边上可以做到。在高速模式下,轴在不同的时期到达编程位置;离目标最近的轴将先达到目标,最远的后达到。高进给速度将会使轴在同一时间到达编辑的位置避免碰撞。G代码选择英制(G20)或公制(G21)将不会影响第五轴编程,A和B轴通常用度来编辑。在同时发生五轴运动的事G93反时必须生效。在G93模式下,最大进给速度将包括一个代码块中国所有运动的总和。控制器设置了限制,查看编码器在块中为所有轴编辑的程序步骤。如果可能,限制您的后置处理器(CAD/CAM);在G93模式的最大速度是32每分钟。这将导致更平滑的运动,当沿倾斜的面展开的时候是需要它的。M代码重要!高度推荐当没有5-轴运动的时候A/B制动接合。解除制动下切削能引起齿轮装置的过度磨损。M10/M11接合/不接合A轴制动控制M12/M13接合、不接合B轴制动装置在4或5轴切削的时候,机床在块中将暂停,这个暂停是由于A和B制动轴制动装置松开造成的。为了避免这个暂停,得到平稳的程序执行,在G93之前编辑M11或M13.M代码将不会接合制动装置,会导致平稳运动和不中断流程。记住,如果制动装置从未重新接合,它们将无限处于不解和状态。设置在5-轴切削中设置85被设置为0.500.小于0.500的设置将会移动机床更接近于精确停止,引起不均匀运动。G187应用于程序中使轴速减慢。小心!如果刀具长度偏置(H-code)没有取消,当切削在5-轴模式下,粗劣定位和过行程将会发生。在换刀后,第一个块里用G90G40,H00和G49避免发生这种情况。当混用3-轴和5-轴程序的时候发生这种情况;重新开始这个程序或者当开始是一个工作,刀具长度偏置仍然有效。进给速度在4或5轴代码的每一行必须调用进给速度。在钻孔的时候限制进给速度小于751PM。推荐3轴精加工的速度不能超过50到60IPM,在完成加工的时候,至少有0.500到0.750的余量。不允许快速移动;快速移动,进入和离开孔(完全撤出灼钻循环)是不支持的。当编辑同时5-轴运动,需要少的资料供应和允许较高的进给速度。依靠于完成定量材料,切削长度,高速进给都不可能。例如,当切削一个模型线的时候或者是长流线轮廓的时候,进给速度可以超过100IPM。手动控制第4轴和第5轴手动控制第五轴的操作与其它轴的操作是相同的。不同的是在A轴和B轴间选择进给。按“+A”或“-A”减将选择A进给。按shift键然后按“+A”或“-A”键选择B轴进给。设置程序中的会用一定数量的设置编辑第四轴和第五轴。见第四轴设置30.34和38,第五轴设置78和80.碰撞恢复程序当机床在切削一个五轴工件发生碰撞的时候,由于包含有监督很难清楚工件导轨。不要立刻按下ToolChanger Restore键或关闭电源。从撞击处恢复,也就是主轴已经停止,然而刀具仍在切削,用Vector Jog特征缩回去主轴。按下面板上的字母V,按下“Handle Jog”,用手轮移动轴。这个特征允许运动哪个方向的移动轴是由A和B轴决定的。Vector Jog模式下不提供G28,当选择单个轴的时候,它只提供于X,Y,Z,A和B。如果在切削矢量进给中电量不足,他将不会到达控制器所要求的参考位置。将会需要从工件上清理切削刀具的其他方法。当发生碰撞的时候,刀具没有切削,按Tool Changer Restore按钮,回答屏幕上显示的问题。当过按下Tool Changer Restore后,主轴头将同时移动A,B和Z轴,为了缩回刀具。如果刀具以一个角度切削,当按下这个键的时候,刀具将发生碰撞。安装可选择第四轴当在HAAS铣床中加入旋转工作台的时候,对于指定的工作台改变设置30和34,以及当前应用的工件直径。警告:对于铣床安装的有刷或无刷旋转设置的错误配置将导致电动机危险。在设置中的B指的是无刷旋转工件。无刷分度器有俩个来自工作台的电缆线。和俩个来自铣床控制器的连接器。参数在很少的情况下,用户需要修改一些参数获得分度器以外的特殊执行。没有改变参数列表的时候不要左这个。(如果在您的分度器里没有得到特定参数的列表,那么您就不需要改变默认参数-不要改变,否则将不在在保修范围内。)改变第四轴或者第五轴分度器中的参数,执行以下的操作:按下E-stop开关,保持按下状态。你必须关闭参数锁(设置7)。按下Setting按钮跳到设置页面。输入“7”,按向下箭头,选择Off按Write键。参数锁现在是关闭状态。转到参数页,输入改变参数,按向下箭头。为新的参数输入新值,按Write按钮。如果需要,改变其他的参数。回到设置7,开启这个设置。重置E-stop键。回到分度器,按Handle Jog和“A”按钮,确信操作正确。Uong手轮进给A轴,分度器将移动。检查标记在工作台上的正确速率,一在位置页所显示的旋转360,检查标记是否在相同的位置。如果它关闭了(在10内),速率是正确的。原始启动开启铣床(和伺服控制,如果应用),归位分度器。从前视图方向看,所有的HAAS分度器都顺时针方向归位。如果分度器逆时针归位,那E-stop,与HAAS服务部门联系。安装一个可选择第五轴第五轴安装与第四轴的安装方式相同。设置78和79支配第五轴,用B地址进给和调用轴。辅助器控制器除了直接控制这五个轴,它还可以控制最多四个附加的外部定位轴。这些轴可以用轴代码C,U,V和W从程序中直接调用。只有在G00或G01块中允许调用这些这些轴。通过一个或更多HAAS单个轴控制器的第二RS-232端口链接这些轴。再Setting页中,设置38用来选择辅助轴的数目。机床中的定位显示将显示这些轴的当前位置。一次只能移动一个辅助轴。如果编辑了进给(G01),在CNC编辑中的进给速度将被发送到辅助控制器中去。一个辅助轴G00运动将会以它的最大进给速度移动。当CNC控制器等待辅助轴运动完成的时候,屏幕的底端将显示“CFIN”。RS-232端口有关辅助轴的传输错误将会显示无线中断。Reset键将中断任何“挂断”辅助轴传输。Emergency Stop或者开启Single Block是停止辅助轴的唯一方法,Feed Hold或Reset将不停止轴。如果用户加入一个辅助轴,设置38,然后辅助轴将会被指定为C。如果加入俩个辅助器,它们将被指定为C和U等。参数当访问一个辅助器的时候,HAAS单个伺服控制器必须根据下表设置的参数21。在CNC中命名: 参数21: 所选择: C 6 Z U 1 U V 2 V W 3 W多个辅助轴必须通过第二RS-232端口采集,这和操作手册中的辅助轴的描述是一样的。用进给手轮可以从CNC前面板进给辅助轴。没有对这些轴做共建设置,所以所有的指令在机床的操作坐标系统中。但是如果一个替代零点位置已经输入到HAAS伺服控制中去,那个位置将被定位零点。当CNC通电时。辅助轴将会初始化,零点将会被设置在但控制器中的值代替。设置一个替代零点,用户必须进给但控制轴到另一个新的零点位置,然后按下控制轴但控制中的Clear按钮。辅助轴传输通常有7个数据位,偶同位,俩个停止位。数据传输速率是CNC设置54,将被设置为4800。CNC设置50必须设置为XON/XOFF。在单个轴控制器中的参数26,对于4800位每分钟必须设置为5.对于XON/XOFF,参数33必须为1。在单个轴控制器中的参数12总是被设置为3或4阻止循环包围。连接CNC和单轴控制器的电缆线必须是DB-25电缆(俩个末端是阳性导线,来自HassCNC(低)串行端口的1,2,3和7针。使轴失效如果用户有第四轴旋转的工作台或者是5C分度器,或者是第五轴,它将在Setting显示中生效,并从机床中移出。当控制器开启的时候不要连续或不连接任何电缆。如果它在没有连接的时候不能使旋转轴失效,将会得到警告。南京理工大学泰州科技学院本科生毕业设计(论文)选题、审题表系部机械工程系指导教师姓 名武培军 吴 晟专业技术职 务高 工 助 教课题名称B6065刨床推动架工艺规程及夹具设计适用专业机械工程及自动化课题性质ABCDE课题来源ABCD课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难适中易课题简介推动架是牛头刨床进给机构中的小零件,其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动,同时拨动棘轮,带动丝杠转动,实现工作台的自动进给。本课题紧密结合学生所学的机械工程及自动化课程,它让学生在具备基本的机械制造工艺学、夹具设计知识后,强化提高其所学知识和初步设计能力。通过独立完成对推动架零件的加工工艺以及钻夹具设计,使学生掌握机械设计制造的基本过程。课题应完成的任务和对学生的要求本课题以B6065刨床推动架零件为研究对象,对学生的任务为:1独立完成B6065刨床推动架零件的机械加工工艺规程制订;2. 特定钻夹具设计总装配图及零件图;3. 3000字以上的英文翻译; 4. 撰写设计说明书。要求学生掌握机械制造的基本理论知识,能综合运用在实际生产制造之中。 所在专业审定意见: 专业负责人(签名): 年 月 日本课题由 周晓明 同学选定,学号: 0501510155 注:1该表由指导教师填写,经所在专业负责人签名后生效,作为该专业学生毕业设计(论文)选题使用;2有关内容的填写见背面的填表说明,并在表中相应栏内打“”; 3课题一旦被学生选定,此表须放在学生“毕业设计(论文)资料袋”中存档。 南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书(论文)作 者:周晓明学 号:0501510155系部:机械工程系专 业:机械工程及自动化题 目:B6065刨床推动架工艺规程及夹具设计吴晟助教武培军高工吴晟助教指导者: 评阅者: 2009 年 6 月毕业设计说明书(论文)中文摘要本设计的内容可分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分。首先,通过分析B6065刨床推动架,了解到推动架在B6065刨床加工中的作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识,解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题,确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具,保证零件的加工质量。其次,依据推动架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较,制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线。最后,根据被加工零件的加工要求,参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍,运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计的方案,设计出高效、省力、经济合理并且能保证加工质量的夹具。关键词 机械加工 工艺规程 专用夹具 推动架毕业设计说明书(论文)外文摘要Title B6065-planer Promote and Fixture Design Process AbstractThe design of the content can be divided into a point of order processing machinery and machine tools designed for the two most fixture design. First of all, through the promotion of B6065-planer, that promote the B6065 planer-processing role. Use of machinery manufacturing technology and related programmes of knowledge, promoting the solution-processing in the position to step up and the line of the arrangement, and so on related issues, establishing the process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance . Secondly, the basis for promoting the rough-pieces and production and processing requirements of the Programme of the programme, to promote the development of a practical point of order-processing line. Finally, in accordance with the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture.Keywords Machining process Planning Special fixture Planer 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名:周晓明学 号:0501510155专 业:机械工程及自动化设计(论文)题目:B6065刨床推动架工艺规程及 夹具设计指 导 教 师:武培军 吴 晟 2009年 3月 22日 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述摘要 推动架是牛头刨床进给机构中的小零件,其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动,同时拨动棘轮,带动丝杠转动,实现工作台的自动进给。本文讨论了推动架的机械加工工艺、机床专用夹具的发展趋势、研究现状和解决办法。关键词 推动架 工艺规程 加工工艺 机床夹具 1 引言通过分析刨床推动架,了解到推动架在刨床加工中的作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识,解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题,确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具,保证零件的加工质量。其次,依据推动架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较,制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线 1。2 工艺过程 工艺过程是指在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等,使其成为半成品或成品的过程 2。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、铆接、热处理、涂装、装配等工艺过程。工艺过程是生产过程中的主要组成部分,工艺过程根据其作用不同可分为零件机械加工过程和部件或成品装配工艺过程 3。机械加工工艺过程是利用切削加工、电的加工方法,直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能等,使其转变为合格零件的过程。机械加工工艺过程直接决定零件和产品的质量,对产品的成本和生产周期都有较大的影响,是机械产品整个工艺过程的主要组成部分 4。3 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一个或若干个顺次排列的工序组成。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步和走刀等5。工序。指一个或一组操作者,在一个工作地点或一台机床上,对同一个或同时对几个零件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。工步。指在同一个工序中,当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程。走刀。加工表面由于被切去的金属层较厚,需要分几次切削。安装。零件在加工之前,将其正确地安装在机床上。在一个工序中,零件可能安装一次,也可能需要安装几次。工位。指为了减少安装次数,常采用回转工作台,使零件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工。元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。4 机床夹具的发展趋势分析夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、通用、经济方向发展 6。41 高精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高7。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。42 高效为了提高机床的生产效率,双面、多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,夹具结构简化,为机床进行多工位、多件加工创造了条件 8。43 通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好 9。5 机床夹具的研究现状现代机床夹具的发展方向主要表现在精密化、高效化、柔性化等方面。下面介绍几种现代机床夹具。随着科学技术的迅猛发展,市场需求的变化多端及商品竞争的日益激烈,使机械产品更新换代的周期愈来愈短,多品种、小批量生产的比例愈来愈高 10。为了适用这种形势的需要,出现了各种新型夹具。在现代自动化生产中,数控机床的应用已愈来愈广泛 11。6 机床夹具的解决方法为降低成本,汽车、飞机以及家电等行业的一流设备生产厂(OEM)往往依靠如机床制造厂一样的合作伙伴来提供成套的加工设备,包括机床、刀具以及工件夹具系统 12。在新的合作型世界中,工件夹具供应商已经成为关键的第三方,他们可以开发装夹概念、解决各种问题以及完成应用工程成功地将开发零件装夹概念的任务转交到工夹供应商手中,主要依赖供应商与用户以及其他供应商之间从项目一开始就进行的密切合作。要找到可使用的工件夹具解决方法,是困难的,有时是不可能的 13。毫无疑问,某种经济而可靠的过程,取决于在过程开发周期内或之前对问题的早识别和解决越早越好例如即使在零件设计方面的细小的改变,也可能可以采取更简单的夹紧装置并更容易地制作零件,而且成本更低。对所有加工零件的生产工程师从开发项目一开始就应该与零件设计者进行密切合作 14。对工件夹具供应商(包括合作项目)重要工具是模拟技术。制造系统的模拟,允许供应商可模拟和试验出不同夹紧结构的各种夹紧装置而不需要实际制造。这是一一种性能价格比很好的方法,确定哪种夹紧结构将提供足够的间隙以有效地移动零件、插人机器人焊接器或防止刀具碰撞装置 15。7 结束语 根据推动架加工要求,参考机床夹具设计手册,通过查询分析获得的工艺过程解决夹工序的制订、夹具的设计,辅助以通用机床,运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计方案,设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的夹具。参 考 文 献1 陈 平,郑贞平推动架加工工艺和夹具设计的研究J无锡职业技术学院学报,2008,10(5):56.2 刘军,全林斯,吕梁机械加工工艺过程质量控制模型的研究J河南农业大学学报,2006,10(9):6770. 3 卢秉恒. 机械制造技术基础M第二版,北京:机械工业出版社, 20051071094 周迅零件加工工艺方案的简便分析方法J制造技术, 2000,2(1):1517 5 冯伟峰,许建新,黄利江工艺设计与加工仿真集成技术研究J制造技术与机床,2008,10(6):1215. 6 吴国华金属切削机床M北京:机械工业出版社2006 7 王光斗,王春福机床夹具设计手册M上海:上海科学技术出版社,20008 许爱玲机床夹具设计方法探讨J装备制造技术,2008,10(8):1014.9 姜明灿论机床夹具与零件加工精度的关系J机械工程与自动化,2006,5(5):8889 10 孙自力机械制造技术M大连:大连理工大学出版社,200511 刘友才,肖继德机床夹具设计M北京:机械工业出版社,199212 H瑞斯模具工程M北京:化学工业出版社,200513 焦小明, 孙庆群. 机械加工技术M. 北京:机械工业出版社, 2005 17718014 冯辛安机械制造装备设计M北京:机械工业出版社,1999 15 刘俊成. 机床夹具在设计过程中夹紧力的计算J工具技术,2006,10(41):89 91 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):1 本毕业设计课题应达到的目的与预期目标通过本设计,使自身熟悉了工序卡制订及夹具设计的一般过程,培养了我综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能,着重培养设计、计算、分析问题和解决问题的能力,进而总结、归纳和获得合理结论。针对任务书要求,从以下几个步骤进行设计:11 首先收集一些关于推动架夹具设计的相关知识,对这些知识加以总结和分析,为下面的课题开展做好准备。12 以现有的B6065推动架毛坯件的CAD零件图为基础,和通过查询分析获得的工艺过程,解决夹具工序的制订、夹具的设计、工件的定位等问题。 2 研究手段21 查阅相关资料22 确定机床工作配置型式23 选择合适的工件定位方式和夹紧方案24 夹具的设计25 合理安排推动架、夹具等的位置26 进行零件图的绘制 3 本次设计技术要求:31 机床应能满足加工要求,保证加工精度;32 机床运转平稳,工作可靠,结构简单,装卸方便,便于维修、调整。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测: 指导教师: 年 月 日所在专业审查意见: 负责人: 年 月 日 本科毕业设计说明书(论文) 第 I 页 共I页目 录1 引言12 零件的分析22.1 零件的作用和结构22.2 零件的工艺分析22.3 零件的生产纲领33 机械加工工艺规程设计43.1 零件表面加工方法的选择43.2 制定机械加工工艺路线43.3 工艺方案的比较与分析53.4 工序尺寸的确定73.5 加工余量的确定83.6 选择加工设备与工艺设备93.7 切削用量及基本时间的确定114 专用夹具介绍284.1 问题的提出284.2 夹具的特点284.3 零件工艺性分析294.4 定位误差分析314.5 夹具设计及简要的说明32结束语33致谢34参考文献35 本科毕业设计说明书(论文) 第 37 页 共35 页1 引言机械制造业是国民经济的支柱产业,现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快,对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求,也就对机械加工工艺等提出了要求1。自新中国成立以来,我国的制造技术与制造业得到了长足发展,一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来,我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源,有计划地推进企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化,为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在阶段性差距。进入二十一世纪,我国发展经济的主导产业仍然是制造业,特别是在我国加入世贸组织后,世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲,我国有廉价的劳动力和广大的消费市场,因此,我国工业要想发展,就需要有相应的技术和设备来支持2。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后,在生产实习的基础上,综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计,根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案,以确保零件的加工质量3。据资料所示,推动架是牛头刨床进给机构中的小零件,其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动,同时拨动棘轮,带动丝杠转动,实现工作台的自动进给。在设计推动架机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差,合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具,进给量,切削速度、功率,扭矩等用来提高加工精度,保证其加工质量4。在实际生产中,由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同,针对某一零件,往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的,而是需要经过一定的工艺过程。因此,我们不仅要根据零件具体要求,选择合适的加工方法,还要合理地安排加工顺序,一步一步地把零件加工出来,直到零件最后加工成型5-6。本毕业设计的内容是B6065刨床推动架工艺规程及特定钻夹具设计,详细讨论推动架从毛坯到成品的机械加工工艺过程,分析总结推动架零件的结构特点、主要加工表面,并制定相应的机械加工工艺规程;针对推动架零件的主要技术要求,设计钻孔夹具的专用夹具。2 零件的分析2.1 零件的作用和结构该零件为B6050刨床推动架,是牛头刨床进给机构中的零件,32mm孔安装在进给丝杠轴,靠近32mm孔左端处装一棘轮。在棘轮上方即为16mm孔装棘爪。16mm孔通过销与杠连接。把从电动机创来的旋转运动,通过偏心轮杠杆使零件绕32mm轴心线摆动。同时,拨动棘轮,使丝杠转动,实现工作台自动进给。2.2 零件的工艺分析由零件毛坯图2.1可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件,根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案,以确保零件的加工质量。零件的加工质量,要可靠地达到了图纸所提出的技术条件,并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度,使其有良好的工作条件。推动架主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动,同时拨动棘轮,带动丝杠转动,实现工作台的自动进给。在设计推动架机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差,合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具,进给量,切削速度、功率,扭矩等用来提高加工精度,保证其加工质量。由零件图可知,32mm、16mm的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组:(1)32mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:32mm的两个端面及孔和倒角,16mm的两个端面及孔和倒角。(2)以16mm孔为加工表面这一组加工表面包括,16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹,6.6mm的孔。这两组的加工表面有着一定的位置要求,主要是:(1)32mm孔内与16mm中心线垂直度公差为0.10;(2)32mm孔端面与16mm中心线的距离为12mm。零件毛坯图如图2.1所示图2.1 零件毛坯图由以上分析可知,对这两组加工表面而言,先加工第一组,再加工第二组。由参考文献2中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知,上述技术要求是可以达到的,零件的结构工艺性也是可行的。2.3 零件的生产纲领 N=Qn(1+a+b) (2.1)其中,产品的年产量Q=4000台/年,每台产品中该零件的数量n=1件/台,零件备品率a=4%,零件的废品率b=1%。N=40001(1+4%+1%)=4200件/ 年 从此结果可知,该零件为中批生产。3 机械加工工艺规程设计3.1 零件表面加工方法的选择零件各表面的加工方法和方案选择,首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,另外还要考虑生产率和经济方面的要求,在选择时,应根据各种加工方法的特点及经济加工精度和表面粗糙度,结合零件的特点和技术要求,应慎重决定。3.1.1 基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要设计之一,基准的选择正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工工艺过程会问题百出,使生产无法进行。基准的选择正确,可以使加工质量得到保证,否则,加工过程会出现很多问题,更有甚者,还会造成零件批报废,包括废品和撞刀等事故。粗基准是机械加工工序中的第一道工序中用未经加工过的毛坯作为定位基准,在随后的工序中,用加工过的表面作为定位基准,则成为精基准7-8。(1)粗基准的选择对于一般的轴类零件来说,以外圆作为基准是合理的,按照有关零件粗基准的选择原则:当零件有不加工表面时,应选择这些不加工表面作为粗基准,当零件有很多个不加工表面时,则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。(2)精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准,称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差,零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一,先选择32mm的孔和16mm的孔作为精基准9-10。3.2 制定机械加工工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降11。(1)工艺路线方案一:工序I 粗铣32mm孔右端面工序 铣16mm孔左端面,铣32mm孔左端面工序 铣16mm孔右端面,精铣32mm右端面工序 铣深9.5mm宽6mm的槽工序 铣16mm孔下端面工序 钻10mm孔,钻16mm孔,钻6.6mm底孔工序 钻、粗精铰32mm孔,倒角45工序 钻、粗精铰16mm,倒角45工序 丝锥攻丝M8-6H(2)工艺路线方案二:工序I 粗铣32mm右端面工序 铣16mm孔左端面,32mm孔左端面工序 铣16mm孔右端面,精铣32mm右端面工序 钻、粗精铰32mm孔,倒角45工序 钻、粗精铰16mm,倒角45工序 钻10mm孔和16孔,钻6.6mm底孔工序 铣16mm孔下端面工序 钻6mm的孔,锪120的锥孔工序 铣深9.5mm宽6mm的槽工序 丝锥攻丝M8-6H 以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡综合片”3.3 工艺方案的比较与分析上述前两个工艺方案的特点在于:两个加工方案都是按先加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先钻10mm孔和钻、粗精铰16mm的孔,然后以孔的中心线为基准距离12mm钻、粗精铰32mm的孔,倒角45。而方案二却与此相反,先钻32mm的孔,倒角45,然后以孔的中心线为基准钻16mm孔,两种方案通过分析比较可以看出,先加工32mm的孔,以孔作为基准加工16mm的孔,然后再以32mm的孔作定位基准加工10mm孔,16mm孔和钻6.6mm的底孔,这时的垂直度容易保证,并且定位和装夹都很方便,并且方案二的加工孔是在钻床Z535上加工的,这样避免了不必要的拆卸、搬动和装夹,节约了工时,提高了生产效率。因此,选用方案二是比较合理的。最后确定工艺方案如下表3.1:表 3.1 加工工艺路线工序号工序内容简要说明10一箱多件沙型铸造20进行人工时效处理消除内应力30涂漆防止生锈40粗铣32mmm孔右端面先加工面50铣16mm孔左端面,铣32mm孔左端面60铣16mm孔右端面,精铣32mmm孔右端面70钻、粗精铰32mm孔,倒角4580钻、粗精铰16mm孔,倒角4590钻10mm孔,钻16mm孔,钻底孔6.6mm100铣16mm孔下端面110钻6mm的孔,锪120的锥孔120铣深9.5mm宽6mm的槽,倒角45130M8丝锥攻丝140检验150入库3.3 工序基准的选择工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准。所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求,工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量,测量时所用的基准称为测量基准。通常工序基准和测量基准重合。工序基准的选择应注意以下几点:(1)选设计基准为工序基准时,对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验,有利于减少检验工作量。(2)当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切,应使工序基准与设计基准重合。(3)对一次安装下所加工出来的各个表面,各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致。3.4 工序尺寸的确定根据加工长度为50mm,毛坯的余量为4mm,粗加工的余量为2mm。根据机械工艺手册表2.3-21加工的长度为50mm,经粗加工后的加工余量为0.5mm。(1)32mm的孔毛坯为空心,通孔,孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔:31mm. 2z=0.85mm粗铰:31.85mm 2z=0.15mm精铰:32H7(2)16mm的孔毛坯为实心,不冲孔,孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔:15mm. 2z=0.85mm扩孔:15.85mm 2z=0.1mm粗铰:15.95mm 2z=0.05mm精铰:16H7(3)16mm的孔 毛坯为实心、不冲出孔,孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔:15mm 2z=0.95mm粗铰:15.95mm 2z=0.05mm精铰:16H8(4)钻螺纹底孔6.6mm的孔毛坯为实心、不冲出孔,孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔:6.6mm 2z=1.4mm精铰:8H7(5)钻6mm孔毛坯为实心、不冲出孔,孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔:5.8mm 2z=0.02mm精铰:6H73.5 加工余量的确定根据零件材料确定毛坯为灰铸铁,通过计算和查询资料可知,毛坯重量约为0.72kg。生产类型为中小批量,可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于32mm的孔需要铸造出来,故还需要安放型心。此外,为消除残余应力,铸造后应安排人工时效进行处理。根据零件图资料,分别确定各加工表面的机械余量及毛胚尺寸。由参考文献可知,查得该铸件的尺寸公差等级CT为810级,加工余量等级MA为G级,故CT=10级,MA为G级。用查表法确定各加工表面的总余量如表3.1所示:表3.1 加工表面的总余量表 加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明27的端面92H4.0顶面降一级,单侧加工16的孔16H3.0底面,孔降一级,双侧加工50的外圆端面45G2.5双侧加工(取下行值)32的孔32H3.0孔降一级,双侧加工35的两端面20G2.5双侧加工(取下行值)16的孔16H3.0孔降一级,双侧加工由参考文献3可知,铸件主要尺寸的公差如表3.2所示:表3.2 尺寸的公差表主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT27的端面924.0963.216的孔166102.250的外圆端面455502.832的孔326.0262.635的两端面205252.416的孔166102.23.6 选择加工设备与工艺设备3.6.1 机床的选择工序40 粗铣32mmm孔右端面,考虑工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣,选择XA6132卧式铣床,专用铣夹具和游标卡尺。工序50 铣16mm孔左端面和铣32mm孔左端面,考虑工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,因定为基准相同,成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣,选择XA6132卧式铣床,专用铣夹具和游标卡尺。工序60 铣16mm孔右端面,精铣32mmm孔右端面,宜采用卧铣,选择XA6132卧式铣床,专用铣夹具和游标卡尺。工序70 钻粗、精铰32mm,倒角45。选择Z535立式钻床,专用钻夹具和游标卡尺。工序80 钻粗、精铰16mm孔,倒角45。选用Z535立式钻床,专用钻夹具和内径千分尺 。 工序90 钻10mm孔,钻16mm孔,钻M8底孔6.6mm。选用Z535立式钻床,专用钻夹具和游标卡尺。工序100 铣16mm孔下端面。选用XA6132卧式铣床,专用铣夹具和游标卡尺 。 工序110 钻6.6mm的孔,锪120的锥孔。选用Z5215A摇臂钻床加工,专用钻夹具和游标卡尺。 工序120 铣深9.5mm宽6mm的槽,倒角45。选用XA6132卧式铣床加工,专用铣夹具和游标卡尺。工序130 M8丝锥攻丝,机用丝锥,选用量具为螺纹塞规。3.6.2 夹具的选择本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外,其他各工序使用通用夹具即可。3.6.3 刀具的选择(1)铣刀依据参考文献资料1,选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm,齿数z=10,及直径为d=50mm,齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。(2)钻32mm的孔选用高速钢复合钻头。(3)钻10mm孔,钻16mm和钻底孔6.6mm,选用高速钢麻花钻钻头。(4)钻16mm孔。选用选择高速钢麻花钻钻头,d=16mm,钻头采用双头刃磨法,后角120,45车刀。 (5)攻丝M8-6H ,选用M8丝锥。3.6.4 量具的选择 本零件属于中批生产,一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求,尺寸和形状特点,参考相关资料,选择如下:(1)选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标卡尺测量,以及读数值为0.01mm,测量范围100mm125mm的外径千分尺。(2)选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间,可选用读数值0.01mm,测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。(3)选择加工槽所用量具槽经粗铣、精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为:粗铣时均为IT14;精铣时,槽宽为IT13,槽深为IT14。故可选用读数值为0.02mm,测量范围0mm150mm的游标卡尺进行测量。3.7 切削用量及基本时间的确定3.7.1 工序的设计本工序为粗铣32mm孔右端面。已知工件材料为HT200,选择高速钢圆柱铣刀直d=60mm,齿数。根据参考文献文献1选择铣刀的基本形状,r=10,a=12,=45已知铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm故机床选用XA6132卧式铣床。(1)确定每齿进给量根据参考文献文献2资料所知,XA6132型卧式铣床的功率为7.5kw,工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量=0.16 mm/z0.24mm/z、现取=0.16mm/z。(2)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献文献2资料所知,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm,铣刀直径D=60mm,耐用度T=180min。(3)确定切削速度 根据参考文献文献2资料所知,依据铣刀直径d=60mm,齿数z=10,铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm,耐用度T=180min时查取98mm/s,=439r/min, =490mm/s。根据XA6132型卧式铣床主轴转速表查取,=300r/min, =475mm/s。则实际切削:= (3.1) =56.52m/min实际进给量:= (3.2) =0.16mm/z(4)校验机床功率 根据参考文献2资料所知,铣削时的功率(单位kw)为:当=0.16mm/z, a=50mm,a=2.5mm, =490mm/s时由切削功率的修正系数k=1,则P= 3.5kw P=0.8kw。根据XA6132型立式铣床说明书可知,机床主轴主电动机允许的功率P= PP (3.3)P=7.50.8=6P= 3.5kw因此机床功率能满足要求。(5)基本时间 t= (3.4)t=4.6min3.7.2 工序的设计本工序为铣16mm孔左端面,铣32mm孔左端面,由参考文献 1机械加工工艺手册表2.5得由铣刀直径,铣刀齿数。 (1)铣16mm孔左端面(a)确定每齿进给量根据参考文献文献2资料所知,查得每齿进给量=0.20 mm/z0.30mm/z、现取=0.20mm/z。由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取铣削深度a=3.5mm。(b)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献2资料所知,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm,耐用度T=180min。(c)确定切削速度 根据参考文献2资料所知,依据上述参数,查取73mm/s,=350r/min, =390mm/s。根据XA6132型卧式铣床主轴转速表查取,=150r/min, =350mm/s。则实际切削:=23.6m/min 实际进给量:=0.23mm/z(d)校验机床功率 依据上道工序校验的方法,根据参考文献2资料所知,切削功率的修正系数k=1,则P= 2.3kw,P=0.8 kw,P=7.5可知机床功率能够满足要求。(e)基本时间 t=t=4.3 min(2)铣32mm孔左端面由参考文献1机械加工工艺手册表得:, ;由铣刀直径,铣刀齿数。 (a)确定每齿进给量查阅查阅机械制造工艺设计简明手册,由选择高速钢圆柱铣刀直径D=60mm,齿数。已知铣削宽度a=2.5mm,故机床选用XA6132卧式铣床。根据参考文献文献2资料所知,查得每齿进给量=0.20 mm/z0.30mm/z、现取=0.20mm/z。由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取铣削深度a=3.5mm。(b)选择铣刀磨损标准及耐用度根据参考文献2资料所知,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.40mm,耐用度T=90min。(c)确定切削速度根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取,当=60mm,, a10 mm, 0.20mm/z时,4.5 m/min,=350r/min, =23 mm/min。各修正系数: 故 (m/min) (3.5) (r/min) (3.6) (mm/min) (3.7)按机床选取:= 75r/min,= 35mm/min,则切削速度和每齿进给量为:(m/min)= 0.05(mm/z)(d)校验机床功率 根据切削用量简明手册表3.22,当27mm,= 0.10 mm/z0.15mm/z,10mm,132mm/min。查得P=1.1kw,根据铣床XA6132说明书,机床主轴允许功率为:P= 9.1250.75kw = 6.84kw,故PP,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即=2.0mm,=35mm/min,= 75r/min,= 14.2m/min,= 0.05mm/z。(e)计算基本工时 (3.8)式中,mm,查切削用量简明手册表2.29,mm,所以,(mm),min3.7.3 工序的设计本工序为铣16mm孔右端面,精铣32mm孔的右端面。已知工件材料为HT200,选择高速钢圆柱铣刀直径D=60mm,齿数。根据参考文献文献1选择铣刀的基本形状,r=10,a=12,=45已知铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm,故机床选用XA6132卧式铣床。(1)铣16mm孔右端面(a)确定每齿进给量根据参考文献文献2资料所知,查得每齿进给量=0.20 mm/z0.30mm/z,现取=0.20mm/z。由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取铣削深度a=3.5mm。(b)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献2资料所知,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm,耐用度T=180min。(c)确定切削速度 根据参考文献2资料所知,依据上述参数,查取73mm/s,=350r/min, =390mm/s。根据XA6132型卧式铣床主轴转速表查取,=150r/min, =350mm/s。则实际切削: =23.6m/min 实际进给量:=0.23mm/z(d)校验机床功率 依据上道工序校验的方法,根据参考文献2资料所知,切削功率的修正系数k=1,则P= 2.3kw,P=0.8 kw,P=7.5可知机床功率能够满足要求。(e)基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为:t=t=4.3 min(2)精铣32mm孔的端面查阅机械制造工艺设计简明手册,由铣削宽度= 2.5mm,选择= 60mm的圆柱铣刀,故齿数。机床选择卧式铣床XA6132。精加工,余量很小,故取= 1.0mm。(a)每齿进给量查切削用量简明手册表3.2及根据机床的功率为7.5kw,得= 0.2mm/z 0.3mm/z,故取= 0.2mm/z。(b)确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm,由铣刀直径= 60mm,查切削用量简明手册表3.8,故刀具磨钝寿命T = 90min。(c)切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.14,当mm,10mm,0.20mm/z时,m/min,r/min,mm/z。各修正系数: 故 (m/min) (3.9) (r/min) (3.10) (mm/min) (3.11)按机床选取:= 300r/min,= 39mm/min,则切削速度和每齿进给量为:(m/min)= 0.013 (mm/z)(d)检验机床功率根据切削用量简明手册表3.3,当3mm,= 0.10 mm/z 0.15mm/z,10mm,132mm/min。查得P=1.1kw,根据铣床XA6132说明书,机床主轴允许功率为:P= 9.1250.75kw = 6.84kw,故PP,因此,所选择的切削用量是可以采用的,即=1.0mm,=42.5mm/min,= 300r/min,= 303m/min,= 0.013mm/z。(e)计算基本工时 (3.12)式中,mm,查切削用量简明手册表3.26,mm,所以,(mm),min3.7.4 工序的设计本工序为钻粗铰、精铰32mm孔,倒角45。刀具选用高速钢复合钻头,直径D=32mm,使用切削液,故选用Z535立式钻床。(1)确定进给量 根据参考文献1机械加工工艺手册,由于孔径和深度都很大,查切削手册, 所以, 。 (2)选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献1机械加工工艺手册表5-130,钻头后刀面最大磨损量为0.8mm,耐用度T=50min。(3)确定切削速度和每齿进给量 由表5-132,查切削用量简明手册 修正系数 ,=670MPa的HT200的加工性为5类,根据表5-127,进给量=0.48mm/r,查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度根据以上计算确定切削用量如下:钻孔:d=31mm, =0.48mm/r, =452r/min, =12.77m/min粗铰:d =31.85mm, =0.4mm/r, =400r/min, =29.7m/min精铰:d =31.95mm, =0.2mm/r, =630r/min, =15m/min(4)校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。(5)钻、粗铰、精铰32mm孔基本时间 (a)钻32mm孔基本工时根据参考文献资料所知高速钢复合钻头基本时间为:(b)粗铰孔基本工时:l= (3.13)L=27.5mm, =400r/min, =0.4 mm/z,取=3mm, =4mm, (3.14)(c)精铰孔基本工时:l=取=0.2mm/r, =630r/min, =15m/min,l1=4mm, l2=2mm,l=27.5mm (3.15)3.7.5 工序的设计本工序为钻、粗铰、精铰16mm的孔,倒角45。刀具:选铰刀选用15.95的标准高速钢铰刀,铰孔扩削用量,钻头采用双头刃磨法,后角o120。(1)确定进给量 根据参考文献3表10.4-7查出表=0.51.4.按该表注释取较小进给量,按按该表注释取较小进给量,按Z525机床说明书,取=0.3。查切削用量简明手册, 所以,按钻头强度选择,按机床强度选择。最终决定选择机床已有的进给量=0.3, 经校验,校验成功。(2)钻头磨钝标准及寿命 查切削用量简明手册,后刀面最大磨损限度为0.5 mm0.8mm,寿命。(3)确定切削速度根据表10.4-39取,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出,kmv=1。查切削用量简明手册 修正系数 (3.16)故K=0.87故V=14.20.871=12.35m/minN= (3.17)根据Z525机床说明书选择=275r/min.这时实际的铰孔速度为:=根据以上计算确定切削用量如下:钻孔: d=15mm, =0.3mm/r, =400r/min, =18m/min粗铰: d =15.85mm, =0.5mm/r, =574r/min, =25.8m/min精铰: d =15.95mm, =0.72mm/r, =275r/min, =13.65m/min(4)校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。(5)钻、粗铰、精铰16孔基本时间(a)钻孔基本工时:t = 式中,=400, =0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mmT= (b)粗铰孔基本工时:l=L=27.5mm, =530r/min, =0.5mm,取l1=3mm, l2=4mmt= (c)精铰孔基本工时:l=取l1=4mm, l2=2mm,l=27.5mmt= 3.7.6 工序的设计本工序为钻10mm和钻16mm孔,以32mm孔为定位基准,钻M8 螺纹底孔6.6mm。选择高速钢麻花钻钻头D=10mm,钻头采用双头刃磨法,后角o120,45车刀。 (1)钻10mm孔(a)确定进给量查切削用量简明手册,所以按钻头强度选择 ,按机床强度选择。最终决定选择机床已有的进给量,经校验 校验成功。(b)选择钻头磨钝标准及耐用度查切削用量简明手册,后刀面最大磨损限度为0.5 mm0.8mm,寿命。(c)确定切削速度查切削手册 修正系数 故查切削用量简明手册机床实际转速为故实际的切削速度(d)校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。(e)基本时间(2)钻16mm孔(a)确定进给量查切削用量简明手册,所以,按钻头强度选择,按机床强度选择。最终决定选择机床已有的进给量,经校验 校验成功。(b)选择钻头磨钝标准及耐用度查切削用量简明手册后刀面最大磨损限度为0.50.8mm,寿命。(c)确定切削速度查切削用量简明手册 修正系数 故查切削用量简明手册机床实际转速为故实际的切削速度(d)校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。(e)基本时间(3)钻M8底孔6.6mm(a)确定进给量查切削用量简明手册, 所以,由于孔径和深度都不大, 。按钻头强度选择,按机床强度选择,最终决定选择机床已有的进给量,经校验 校验成功。(b)钻头磨钝标准及寿命查切削用量简明手册,后刀面最大磨损限度为0.5 mm0.8mm,寿命。(c)确定切削速度 查切削用量简明手册由表5-132,=670MPa的HT200的加工性为5类,修正系数 故。查切削用量简明手册机床实际转速为故实际的切削速度(d)校验扭矩功率 所以故满足条件,校验成立。(e)基本时间 3.7.7 工序的设计本工序为铣16mm的下端面,工件材料为HT200,选用XA6132卧式铣床。选用高速钢圆柱铣刀,深度apPcc,故校验合格。最终确定: ap1=1.8mm,ap2=0.2mm,=475r/min,=119.3m/min,=0.16mm/z。(5)基本时间t=t=3.8min3.7.8 工序的设计本工序为钻6mm的孔,锪120倒角,选用Z5215A摇臂钻床加工,刀具采用选择高速钢麻花钻钻头,6mm高速钢麻花钻,钻头采用双头刃磨法,使用切削液,后角o120。(1)确定进给量 查切削用量简明手册, ,所以由于孔径和深度均很小,。按钻头强度选择 ,按机床强度选择。最终决定选择机床已有的进给量 经校验, 校验成功。(2)选用钻头磨钝标准及耐用度 查切削用量简明手册,根据表5-130,后刀面最大磨损限度为0.5 mm0.8mm,寿命。(3)确定切削速度查切削用量简明手册 修正系数 故查切削用量简明手册机床实际转速为由表5-132,=670MPa的HT200的加工性为5类,据表5-127故实际的切削速度(4)校验扭矩功率 所以 ,故满足条件,校验成立。(5)基本时间 3.7.9 工序的设计本工序为铣深9.5mm,宽6mm的槽。所选刀具为圆柱铣刀,铣刀直径d=6mm,根据资料选择铣刀的基本形状r0=10,a0=20,已知铣削宽度ae=6mm,铣削深度ap=9.5mm,故机床选用XA6132卧式铣床。(1)确定每齿进给量根据参考文献2资料所知,用切槽铣刀加工铸铁,查得每齿进给量=0.52 mm/z0.10mm/z,现取=0.52mm/z。(2)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献2资料所知,用切槽铣刀加工铸铁,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.20mm,耐用度T=60min。(3)确定切削速度和每齿进给量根据参考文献2资料所知,依据铣刀直径D=6mm,铣削宽度ae=3mm,铣削深度ap =9mm,耐用度T=60min时查取98mm/s,=439r/min, =490mm/s。根据XA6132铣床主轴转速表查取,=300r/min, =475mm/s。则实际切削: =8.49m/min 实际进给量:=0.16mm/z(4)校验机床功率 据参考文献资料可知,切削功率的修正系数k=1,则P= 2.8kw,P=0.8 kw,可知机床功率能满足要求。(5)基本时间根据参考文献资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为: t= t=2.75min3.7.10 工序的设计本工序为M8丝锥攻丝,工件材料,HT200, 选用机用丝锥,根据参考文献2资料所知,铣削深度ap=10mm,刀具选用M8丝锥,量具选用螺纹塞规。(1)确定进给量 查切削用量简明手册,由于孔径和深度都不大,由表查5-132可知得。 (2)确定切削速度查切削用量简明手册,由表5-132,选取=0.1m/s=6m/min,=238r/min。根据参考文献2资料所知,按机床选取=195r/min,则=4.9m/min。(3)基本时间 根据参考文献6表5-131查得,机动工时=19mm,1=3mm,1=3mmt=t=0.2min4 专用夹具介绍为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。专用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的,其功用主要有下列几个方面:(1)保证工件被加工表面的位置精度,例如与其他表面间的距离精度,平行度,同轴度等。对于外行比较复杂,位置精度要求比较高的工件,使用通用夹具进行加工往往难以达到精度要求。(2)缩短了工序时间,从而提高了劳动生产率。进行某一工序所需要的时间,其中主要包括加工工件所需要的机动时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。按夹具的应用范围分类有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等,按夹具上的动力源分类有手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具等。机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导引元件、连接元件、夹具体、其他装置或元件组成,定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分。在设计的过程当中,应深入生产实际,进行调查研究,吸取国内外先进技术,制定出合理的设计方案,在进行具体设计12。4.1 问题的提出本夹具主要用来钻16mm孔,以32mm孔作为定位基准,为了保证技术要求,最关键就是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2 夹具的特点在机床上加工工件时,我们可以看到两种不同的情况:一种是用划针或指示表等量具,按工件的某一表面,或者按工件表面上所划的线进行找正,使工件在机床上处于所需要的正确位置,然后夹紧工件进行加工;另一种是把工件安装字夹具上进行加工。为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面,一般都按工件的结构形状,加工方法和生产批量的不同,采用各种不同的装置将工件准确,方便的而可靠地安装在机床上,然后进行加工。这种用来安装的工件以确定工件与切削刀具的相对位置并将工件夹紧的装置称为机床夹具。在实际的生产中,例如活塞,连杆的生产线上,几乎每道工序中都采用了夹具。十分明显,如果不采用夹具,不但工件的加工精度难以保证,而且加工生产率也会大大降低,有时甚至会造成无法加工的情况。除了机床加工时需要使用夹具外,有时在检验,装配等的工序中也要用到夹具,因之在这种场合中用到的夹具可分别称为检验夹具和装配夹具。机床夹具通常是指装夹工件用的装置,至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为辅助工具。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等1314。4.3 零件工艺性分析为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。在给定的零件中,由于公差要求较低,因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。 本工序的加工条件为Z525钻床,16mm高速钢复合钻头,工件其他部位均已达到设计图样的要求。未淬硬毛坯上钻孔的经济加工精度未IT11-IT12,表面粗糙度为Ra3.2,在钻床夹具上加工时适当控制切削用量,可以保证孔的尺寸精度和表面粗糙度要求。因此,在本工序加工中,应主要考虑孔轴线的位置要求。4.3.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑,选择孔32mm和端面为基准定位,侧面加定位销辅助定位,使工件完全定位,再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。本工序采用孔32mm和端面为基准定位,使加工基准和设计基准统一,能很好的保证定位的精度,使加工更好的保证位置精度15。 4.3.2 定位方案的选择根据该工序加工要求,工件在夹具中的定位方案以32+0.027 0孔为主要定位基准,限制5个自由度,以支撑钉为止推基准,限制一个自由度。考虑到当在加工16mm时,需要足够的自由空间,其上方应该是没有干涉的,所以该工件的定位支撑只能安排在其他部位,若安排在16mm的外端面,用V型块支撑,而工件上存在两处强度不足的地方,加工时容易振动和机械变形,而且整个夹具会进一步增大,为工件装卸带来麻烦,通过以下方法来夹紧:(1)夹紧机构 工件的夹紧是拧动螺母,通过开口垫圈将工件夹紧在定位销轴上。(2)分度装置 分度是由固定在定位销的转盘来实现的。当分度定位销分别插入转盘的两个分度定位套时,工件获得2个位置。分度时,扳动手柄,可以松开转盘,拔出分度定位销,由转盘带动工件转过180,将定位销插入另一个分度定位套中,然后顺时针扳动手柄,将工件夹紧,便可加工。如图4.1所示图4.1 定位方案图为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置,钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上,钻模板与夹具体连接,钻套与工件之间留有排屑空间。因工件批量小又是单一钻孔工序,所以此处选用固定式钻套。根据机床夹具手册表2.5-5,衬套与钻模板的配合选H7/h6,钻套与衬套的配合选F7/m6。根据机床夹具手册表2.5-6,表3.2-113.确定可换钻套为16F772m620 GB/T2264-91,d=15F8,D=16m6。根据夹具手册表3.2-1.8确定衬套为A1620 GB/T2263-91 ,d=16F7,D=20h6,h=20。由于零件的生产类型为中小批生产,考虑钻套磨损后可以更换,选择标准结构的可换钻套。根据机床夹具手册表2.5-7,钻套至工件的距离按参考文献12表1-1.5,d=15-24mm选择。考虑本工序加工时钻头较细,防止切屑将钻头憋断,应有足够的排屑空间,钻套至工件的距离为10mm。根据机床夹具手册表1.7-8,导向误差为T=F(d1d2)/2+F(dd1)/2+me+(dd1)(h+b)/h (4.1)式中d可换钻套内孔最大直径,d=16.015 mmd1钻头最小直径,根据GB/T3136-85 d1=14.982mmd2可换钻套外径的最小直径,d2=13.006mmd3固定衬套内外的最大直径,d3=13.028mme可换钻套内外径轴线的偏心量 e=0.005mml可换钻套的导向长度 l=28mmh钻套与工件之间的距离 h=8mm b 钻孔深度 b=26mmF配合间隙的概率系数 F=0.5m可换钻套安装偏心的概率系数 m=0.4j钻头偏斜的概率系数 j=0.35将各参数代入计算可得得:T=F(d1d2)/2+F(dd1)/2+me+(dd1)(h+b)/h =0.021 4.3.2 切削力和夹紧力计算本步加工按钻削估算夹紧力,实际效果可以保证可靠的夹紧。钻削轴向力 : (4.2)扭矩 (4.3)夹紧力为 (4.4)取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际夹紧力为 F=S1S2S3S4F=16.77N (4.5)4.4 定位误差分析该夹具以32 mm内孔和端面为定位基准,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工序公差。16mm孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定,由参考资料互换性与技术测量表可知:取(中等级)即 :尺寸偏差为由资料10机床夹具设计手册可得:(1)定位误差:(2)夹紧安装误差: (4.6) (4.7) (4.8)(3)磨损造成的加工误差:通常不超过(4)夹具相对刀具位置误差:取误差总和: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。4.5 夹具设计及简要的说明本夹具用于在立式钻床Z525上加工的。工件以32 mm孔和端面为定位基准。为工件装夹可靠,采用了辅助支承。如前所述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,工件材料易切削,切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式即螺旋夹紧机构,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中有广泛的应用。钻模的装配总图上应该将定位心轴、钻模板与夹具体的连接结构表达清楚。在上述定位,引导,夹紧方案的基础上,设计夹具体,夹具体的底面作为安装基面。此方案安装稳定、刚性好,重量轻,取材容易、成本低,将各个部分连接成一个整体,并绘制出夹具图。结束语根据推动架工艺规程及夹具设计要求,在本设计中制定的工艺规程是比较合理的,它保证了零件的加工质量,可靠地达到了图纸所提出的技术条件,并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度,使其有良好的工作条件。同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设计中的夹具设计也是合理可行的,该夹具确保了工件的加工质量,不仅工艺性好结构简单而且使用性好、操作省力高效,同时定位及夹紧快速准确,提高了生产率,降低了制造成本。因此,可知此次毕业设计是成功的,通过本次的毕业设计,使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习,对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解,本次进行工件的
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