K294-机油泵泵体加工工艺及镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具设计[机油泵体]参考素材
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文件编号常州机电职业技术学院机械加工工艺过程卡产品型号零(部)图号共 1 页产品名称零(部)名称轴承座第 1 页材料牌号HT200毛坯种类砂型铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注年产一万工序号工序名称工 序 内 容车 间设 备工 艺 装 备工 时刀具检具准终单件1铸造毛坯铸造毛坯机2检验检验机3粗铣粗铣底面1,粗铣底面2机铣床X51Y8硬质合金面铣刀游标卡尺0.394粗铣粗铣凸台,表面粗糙度为Ra10机铣床X51Y8硬质合金面铣刀游标卡尺0.655粗铣粗铣前后端面,保证Ra为10机铣床X51Y8硬质合金面铣刀游标卡尺0.056半精铣半精铣底面为,Ra5机铣床X51Y8硬质合金面铣刀游标卡尺1.8857钻孔钻孔,Ra为20机钻床Z525高速钢钻游标卡尺0.2828钻、扩、铰22钻孔,Ra20,扩孔到Ra10,铰孔到,Ra为2.5机摇臂钻床Z3025高速钢钻、扩孔钻、铰刀游标卡尺0.659粗镗、半精镗、精镗粗镗孔为,半精镗孔,精镗孔,Ra2.5机卧式镗床T68硬质合金镗刀游标卡尺0.0710钻、攻螺纹钻孔为4.8,攻螺纹M6机摇臂钻床Z3025高速钢钻、丝锥刀游标卡尺0.05311去毛刺去毛刺机游标卡尺0.28412检查检查检1315 装订号编制(日期)校对(日期)标准化(日期)审核(日期)会签(日期)标记处号更改文件签字日期标记处号更改文件签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第1页车间工序号工序名称材料牌号20粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1粗铣底面1Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺21052.80.82.5142s 2粗铣底面2Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺21052.80.83.5142s编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第2页车间工序号工序名称材料牌号30粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1粗铣凸台,表面粗糙度为Ra10Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺21052.80.83.5142s 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第3页车间工序号工序名称材料牌号40粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1粗铣前后端面,保证Ra为10Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺15040.21.922184s 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第4页车间工序号工序名称材料牌号50半精铣铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1半精铣底面为,Ra5Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺13064.10.515154s 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第5页车间工序号工序名称材料牌号06钻孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611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序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1钻孔,Ra为20高速钢钻、游标卡尺27214.530.36224s 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第6页车间工序号工序名称材料牌号80钻、扩、铰22HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z30251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1钻孔,Ra20高速钢钻、游标卡尺、钻模板31519.80.320118s 2扩孔到Ra10扩孔钻、游标卡尺25017.10.31.8117s3铰孔到,Ra为2.5铰刀、游标卡尺1258.610.2110s编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第7页车间工序号工序名称材料牌号90 粗镗、半精镗、精镗HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1粗镗孔为硬质合金镗刀、游标卡尺121240.52254s 2半精镗孔硬质合金镗刀、游标卡尺168350.51.5119s 3精镗孔,Ra2.5硬质合金镗刀、游标卡尺143300.30.5138s编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期常州机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共8页产品名称零(部)件名称机油泵泵体第8页车间工序号工序名称材料牌号100钻、攻螺纹HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件160489611设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z30251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工序工时准终单件 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切削深度mm进给次数工时定额机动辅助1钻孔为4.8高速钢钻、游标卡尺、钻模板100015.10.124.8110s 2攻螺纹M6 丝锥刀4007.50.751.218s编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期XX 学院毕业设计(论文)题 目机油泵泵体加工工艺及镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期目 录前 言11零件的工艺分析及生产类型31.1零件的用途31.2零件的工艺分析41.3零件的生产类型42确定毛坯种类,绘制毛坯图42.1确定毛坯种类42.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量42.3 设计毛坯图53选择加工方法,制定工艺路线63.1定位基准的选择63.2 零件的表面加工方法63.3工序的集中与分散73.4工序顺序的安排73.5制定工艺路线73.6 加工设备及工艺装备选择103.7工序间加工余量、工序尺寸的确定113.8切削用量的计算123.9基本时间的计算194.镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具设计224.1 车床夹具的主要类型224.2车床夹具的设计要点234.3 定位机构244.4夹紧机构254.5零件的车床夹具的加工误差分析264.6 零件的车床专用夹具简单使用说明27总结28参考文献2930前 言夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中,它装在机床上,使工件相对刀具与机床保待正确的位置,并能承受切削力。夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全,因此,机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。 采用的机床夹具设计方法设计整体式壳类零件,设计过程可以在简洁、明了的三维操作界面中进行,减少重复绘图工作量。更重要的是最终可以自动生成夹具零件及装配体的三维实体图和二维工程图。这种设计方法不仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来,更可缩短夹具的开发周期,提高其设计制造水平和质量,从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高6。计算机辅助机床夹具设计是利用计算机辅助设计CAD技术来完成夹具设计的先进方法。由于夹具种类繁多,结构复杂,其设计过程涉及控制条件多,因此,用于夹具设计的专业软件甚少,目前还没有一种软件系统能够将夹具设计完全数字化。目前,计算机辅助夹具设计一般是采用二维CAD软件进行。采用二维CAD软件进行夹具设计,可以提高设计效率和质量,但是其缺点是设计人员首先要阅读工件二维零件图,了解零件的加工要求,并将二维零件图在头脑中三维实体化;再选择或设计合适的定位、夹紧等元件和装置;接下来将上述结构在头脑中形成夹具三维实体,用二维图表示,完成夹具的设计。在设计过程中,思维要在三维和二维模型中反复转换,最终绘制二维的总装图。由于绘制三维实体效果的装配图难度大,效率低,一般不绘制三维装配图。这对夹具设计质量和效率,以及加工和装配均有不利的影响。3D软件是一个基于特征的参数化实体建模设计工具,该软件完全采用Windows图形用户界面,易学易用。借助3D软件平台,可以创建三维实体模型;编辑零件装配体并进行简单的运动仿真;利用它的动画功能不仅可以检查夹具工作的可行性,还能得到夹具零部件装配和运动过程的动画文件。计算机辅助设计(CAD)的功能在于能协助设计者完成产品设计各阶段的工作。本文针对机床夹具进行计算机辅助设计,借助3D软件平台,将设计时所用标准零件建立实体模型库;对于非标准零件,采用交互方式建模方法直接在设计平台建模并建立非标准模型库。采用二维CAD软件进行设计,它使我们甩掉了图板,解决r使用绘图板带来的诸多弊端。现在,大量三维实体造型软件崛起,如PR0E、UG、3D、SoIidedge等,推动了设计领域的新革命由于这些三维软件不仅仅可创建三维实体模型,还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等,并且与其它软件配合可进行零件的数控加工演示和数控代码的生成。这些功能是以往的二维CAD无法比拟的。结合夹具设计的复杂性、高精度性等特点采用了易学易懂的3D三维实体造型软件来实现设计过程。任务介绍: 本次设计题目是:机油泵泵体工艺规程设计。要求如下:生产批量为大批大量生产,其他要求及零件参数见机油泵泵体零件图,要求设计该泵体的机械加工工艺规程,具体内容为:(1)根据生产类型,对零件进行工艺分析;(2)选择毛坯种类及制造方法,绘制毛坯图;(3)制订零件的机械加工工艺过程,选择工序加工设备及工艺装备,确定各 工序切削用量及工序尺寸,并计算工序的工时定额;(4)填写工艺卡片;(5)撰写设计说明书。图1 机油泵泵体零件图1零件的工艺分析及生产类型1.1零件的用途 机油泵是不断的把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要润滑的零部件的目的。机油泵泵体在整个机油泵中起着很重要的作用,泵体的尺寸精度、表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳定性和泵的寿命。零件的技术要求 :铸件表面不允许有裂纹、气孔、粘沙等缺陷。铸件拔模斜度1-3,未注圆角半径R2-3。铸件经回火,除内应力处理,硬度HB187-255。所有螺纹空口倒角至螺纹大径。去锐边毛刺,非加工表面涂硝化油漆。 1.2零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制,知原图样的视图正确、完整,尺寸、公差及技术要去齐全,零件的结构工艺性合理。该零件需要加工的表面均为切削加工,各表面的加工精度及表面粗糙度都不难获得。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度,该零件没有很难加工的表面,上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证,该机油泵泵体位置公差要求严格,部分加工面需专用夹具进行夹紧定位。1.3零件的生产类型根据零件的生产纲领,该零件为大批大量生产。2确定毛坯种类,绘制毛坯图2.1确定毛坯种类零件材料采用灰铸铁HT200,具有高的抗压强度、良好的铸造性、耐磨性、消振性和低的缺口敏感性、可切屑加工性。考虑到铸造可以铸造内腔、外形很复杂的毛坯,工艺灵活性大,铸造成本低 ,故选用铸件毛坯。又已知零件的生产规模为大批大量生产,根据机械制造技术课程设计指导表1-6,确定毛坯铸造方法为机器砂型铸造,铸件的机械加工余量等级G级,公差等级8-10级。2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量已知毛坯制造方法为机器砂型铸造,材料为灰铸铁,规模为大批大量生产,查机械制造手册表5-3可取铸件尺寸公差等级CT为10级,加工余量等级MA为G级。 表1 毛坯尺寸及机械加工总余量(mm)加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工总余量铸件尺寸底面147.522.83.551.021.4底面252.43.58.51.2凸台202.43.523.51.2 左右端面412.83.5471.4孔3.23611.6孔 222.43161.22.3 设计毛坯图(1) 确定铸造斜度 根据机械制造工艺设计简明手册确定毛坯砂型铸造斜度为,圆角半径R2-3。(2) 确定分型面 以底面为分型面。(3) 毛坯的热处理方式 为了去除内应力,改善切削性能,铸件进行机械加工前应当进行时效处理。图2 机油泵泵体毛坯图3选择加工方法,制定工艺路线3.1定位基准的选择 基准选择是工艺规程设计的重要内容之一。基准选择的正确与合理可以保证加工质量,提高生产率。 粗基准的选择:对于零件而言,应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则, 以凸台为初基准。精基准的选择:主要应该考虑基准重合、统一基准、互为基准等原则。采用互为基准反复加工的办法达到位置度要求,然后以半精铣后的孔端面为精基准。3.2 零件的表面加工方法根据零件图上标注的各加工表面的技术要求,查机械制造技术课程设计指导表1-7至表1-15,通过对各个加工方案的比较,最后确定零件表面的加工方法如下表:表2 零件表面加工方法需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/加工方法底面1IT105粗铣半精铣底面2IT1220粗铣凸台IT1210粗铣孔IT82.5粗镗半精镗精镗孔IT122.5钻扩铰左右端面IT102.5粗铣半精铣精铣孔IT1220 钻4-M6螺纹IT1212.5钻丝锥攻螺纹定位销无无配座3.3工序的集中与分散已知零件的生产规模为大批大量生产,初步确定工艺安排的基本倾向为:加工过程划分阶段,工序都要集中,采用工序集中可以减少工件的装夹次数,在一次装夹中可以加工许多表面,有利于保证各表面之间的相互位置精度。加工设备主要以专用设备为主,采用专用夹具,这样生产质量高,投产快生产率较高。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。3.4工序顺序的安排1.机械加工顺序1 遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准,即在前面加工阶段先加工端面。同时考虑位置度要求,左右端面互为基准反复加工。2 遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。3 遵循“先主后次”原则,先加工主要表面左右端面和圆孔表面,后加工次要表面凸台、底座孔以及倒角。4 遵循“先面后孔”原则,先加工端面,后加工孔。 2辅助工序 毛坯铸造成型后,应当对铸件毛坯安排清砂工序,并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验,然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后,安排喷漆、去毛刺、清洗、终检工序。3.5制定工艺路线工艺路线一:工序号 工序内容 定位基准10清洗检查毛坯20粗铣底面端前后面定位30粗铣凸台底面定位40粗铣前后端面底面定位、前后端面定位50半精铣底面端面定位60半精铣前后端面底面定位、前后端面定位精铣前后端面底面定位、前后端面定位70钻2个孔、倒角底面,前后端面定位80钻孔,扩孔到铰孔到孔的大端面、底面90粗镗孔 底面,孔定位半精镗孔底面,孔定位精镗孔底面,孔定位100钻M6螺纹底孔为孔,孔的大端面定位攻螺纹孔,孔的大端面定位110去锐边毛刺120非加工表面涂硝化油漆130清洗140终检入库工艺路线二:工序号 工序内容 定位基准 10清洗检查毛坯 20粗铣前端面后端面定位 30粗铣,半精铣,精铣后端面前端面定位 40半精铣,精铣前端面后端面定位 50钻,扩,铰孔孔的大端面、底面 60粗镗,半精镗,精镗孔、倒角前端面,底面定位 70粗铣,精铣底面前后端面定位 80粗铣凸台底面定位 90钻2个孔、倒角底面定位100钻M6螺纹底孔为孔,孔的大端面定位攻螺纹孔,孔的大端面定位110去锐边毛刺120非加工表面涂硝化油漆130清洗140终检入库工艺路线分析比较:通常情况下,在同时需要钻孔和铣平面的时候,一般先铣平面,再加工孔,重要加工表面切削余量最好均匀。工艺路线一是先把定位表面底槽面加工,前后端面同时加工,几何精度高。工艺路线二是先把前后端面加工出来,后加工两个重要的孔,最后才加工底槽面,前后端面切削余量不很均匀。再综合加工精度要求等各方面因素后,确定为工艺路线一。3.6 加工设备及工艺装备选择工序号 工序内容 加工装备工艺装备10清洗检查毛坯清洗机20粗铣底面立式铣床X51Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺30粗铣凸台立式铣床X51Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺40粗铣前后端面立式铣床X51Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺50半精铣底面立式铣床X51Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺60半精铣前后端面立式铣床X51Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺精铣前后端面立式铣床X51Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺70钻2个孔、倒角立式钻床Z525高速钢钻、卡尺80钻孔,扩孔到铰孔到立式钻床Z3025高速钢钻、扩孔钻、铰刀、卡尺90粗镗孔 卧式镗床T68硬质合金镗刀、卡尺半精镗孔卧式镗床T68硬质合金镗刀、卡尺精镗孔卧式镗床T68硬质合金镗刀、卡尺100钻M6螺纹底孔为、倒角立式钻床Z3025高速钢钻、卡尺攻螺纹立式钻床Z3025丝锥刀、卡尺110去锐边毛刺平锉120非加工表面涂硝化油漆喷涂机130清洗清洗机140终检入库百分表、卡尺3.7工序间加工余量、工序尺寸的确定查机械制造技术基础课程设计指导,并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析,确定各工序间加工余量如下表: 表4 零件机械加工工序间加工余量表工序号工步号工步内容工序尺寸加工余量(mm)201粗铣底面2.5301粗铣凸台 203.5401粗铣前后端面2(单边)501半精铣底面1601半精铣前后端面1(单边)2精铣前后端面0.5(单边)701钻2个孔、倒角8.5(单边)801钻孔20(直径)2扩孔到1.8(直径)3铰孔0.5(直径)901粗镗孔(走刀2次)2(直径)2半精镗孔1.5(直径)3精镗孔0.5(直径)1001钻M6螺纹底孔为4.8(直径)2攻螺纹M61.2(直径)3.8切削用量的计算工序20工步1:粗铣底面(1)切削深度(2)进给量的确定 X51型立式铣床功率为4.5KW,查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。 (3) 铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度=57.6m/min,则由本工序采用X51型立式铣床,查表3.6,取转速:故实际铣削速度:工作台的每分钟进给量为根据表3.7查得机床的进给量为165mm/min。工序30:粗铣凸台(1)切削深度(2)进给量的确定 X51型立式铣床功率为4.5KW,查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。 (3)铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度=57.6m/min,则由本工序采用X51型立式铣床,查表3.6,取转速故实际铣削速度 工作台的每分钟进给量为根据表3.7查得机床的进给量为165mm/min。工序40:粗铣前后端面(1)切削深度(2)进给量的确定 X51型立式铣床功率为4.5KW,查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取为0.12mm/z。 (3)铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数z=16.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度=50.4m/min,则由本工序采用X51型立式铣床,查表3.6,取转速:故实际铣削速度:工作台的每分钟进给量为:根据表3.7查得机床的进给量为150mm/min。工序50:半精铣底面(1)切削深度(2)进给量的确定 X51型立式铣床功率为4.5KW,查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取为0.05mm/z。 (3)铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度=70.2m/min,则由本工序采用X51型立式铣床,查表3.6,取转速:故实际铣削速度: 工作台的每分钟进给量为:根据表3.7查得机床的进给量为130mm/min。工序60:工步:1:半精铣前后端面(1)切削深度(2)进给量的确定 X51型立式铣床功率为4.5KW,查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。 (3)铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数z=16.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度=59.4m/min,则由本工序采用X51型立式铣床,查表3.6,取转速:故实际铣削速度:工作台的每分钟进给量为:根据表3.7查得机床的进给量为130mm/min。工步2:精铣前后端面(1)切削深度(2)进给量的确定 X51型立式铣床功率为4.5KW,查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量fz取为0.05mm/z。 (3)铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数z=16.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度=72m/min,则由本工序采用X51型立式铣床,查表3.6,取转速:故实际铣削速度: 工作台的每分钟进给量为:根据表3.7查得机床的进给量为100mm/min。工序70:钻2个孔、倒角由工件材料为HT200、高速钢钻头,查表5.20高速钢钻削灰铸铁的切削用量得,切削速度=18m/min,进给量f=0.3mm/r,取=17mm,则由本工序采用Z525型立式钻床,由表3.17得,转速=272r/min,故实际切削速度为工序80:工步1;钻孔由工件材料为HT200、高速钢钻头,查表5.20高速钢钻削灰铸铁的切削用量得,切削速度=20m/min,进给量f=0.3mm/r,取=20mm,则由本工序采用Z3025型立式钻床,由表3.14得,转速=315r/min,故实际切削速度为工步2:扩孔到高速钢扩孔取其切削速度=20m/min,进给量f=0.3mm/r,背吃刀量=0.9mm,则由本工序采用Z3025型立式钻床,由表3.14得,转速=250r/min,故实际切削速度为工步3:铰孔查表5.25,取其切削速度=11m/min,进给量f=1mm/r,背吃刀量=0.1mm,则由本工序采用Z3025型立式钻床,由表3.14得,转速125r/min,故实际切削速度为工序90:工步1:粗镗孔(走刀2次)查表5.27,高速钢镗刀切削铸铁材料时,粗镗取=24m/min, f=0.5mm/r,粗镗孔时因余量为2mm,故=2mm,则由,计算切屑力:功率 取机床效率为0.85,则所需机床功率为,故机床功率足够,切削用量选择合理。工步2:半精镗孔查表5.27,高速钢镗刀切削铸铁材料时,半精镗取=35m/min, f=0.5mm/r,半精镗孔时因余量为1.5mm,故=1.5mm,则工步3:精镗孔查表5.27,高速钢镗刀切削铸铁材料时,精镗取=30m/min, f=0.3mm,精镗孔时因余量为0.5mm,故=0.5mm,则工序100:工步1:钻M6螺纹底孔为由工件材料为HT200、高速钢钻头,查表5.20高速钢钻削灰铸铁的切削用量得,切削速度=20m/min,进给量f=0.12mm/r,取=4.8mm,则由本工序采用Z3025型立式钻床,由表3.14得,转速=1000r/min,故实际切削速度为工步2:攻螺纹M6高速钢机动丝锥加工螺纹取其切削速度=8.9m/min,背吃刀量=0.6mm,则由本工序采用Z3025型立式钻床,由表3.14得,转速=400r/min,故实际切削速度为3.9基本时间的计算工序20:工步1: 粗铣底面 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式: ,由面铣刀不对称铣平面、主偏角=,查表5.41铣削基本时间计算,。确定,则该工序的基本时间为工序30:粗铣凸台该工序的基本时间为工序40:粗铣前后端面该工序的基本时间为工序50:半精铣底槽面该工序的基本时间为工序60工步1:半精铣前后端面该工序的基本时间为工步2:精铣前后端面该工序的基本时间为工序70:钻2个孔、倒角由表5.39,工步,该工序的基本时间为工序80:工步1;钻孔由表5.39,工步,该工序的基本时间为工步2:扩孔到,该工序的基本时间为工步3:铰孔,该工序的基本时间为工序90:工步1:粗镗孔(走刀2次)由表5.57,i为进给次数,i=2。该工序的基本时间为工步2:半精镗孔该工序的基本时间为工步3:精镗孔该工序的基本时间为工序100:工步1:钻M6螺纹底孔为由表5.39,工步,该工序的基本时间为工步2:攻螺纹M6,式中。该工序的基本时间为4.镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具设计车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。4.1 车床夹具的主要类型(1) 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多,有通用的三爪卡盘、四爪卡盘,花盘,顶尖等,还有自行设计的心轴;专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转,刀具做进给运动定心式车床夹具 在定心式车床夹具上,工件常以孔或外圆定位,夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时,由于零件形状较复杂,难以装夹在通用卡盘上,因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状,故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘,上面开有若干个T形槽,安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件,可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称,要注意平衡。(2) 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件,常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动,夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少,属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具,所以零件在车床上加工用专用夹具。4.2车床夹具的设计要点(1)定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时,要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合,夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时,则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转,故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外,整个夹具还要受到重力和离心力的作用,转速越高离心力越大,这些力不仅降低夹紧力,同时会使主轴振动。因此,夹紧机构必须具有足够的夹紧力,自锁性能好,以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具,夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。(2)夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此,要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接,用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。根据径向尺寸的大小,其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式:1)对于径向尺寸D140mm,或D(23)d的小型夹具,一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中,并用螺杆拉紧,如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。2)对于径向尺寸较大的夹具,一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图1-b所示的过渡盘,其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合,并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开,可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上,用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度,可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构,如图1-c所示,过渡盘在其长锥面上配合定心,用活套在主轴上的螺母锁紧,由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高,但端面要求紧贴,制造上较困难。图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后,其端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙,用螺钉均匀拧紧后,即可保证端面与锥面全部接触,以使定心准确、刚度好。图1 车床夹具与机床主轴的连接过渡盘常作为车床附件备用,设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸,可查阅有关手册4.3 定位机构由零件图分析孔F的加工要求,必须保证孔轴向和径向的加工尺寸,得出,夹具必须限制工件的六个自由度,才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下:定位夹紧结构图选择定位元件为:支承板,支撑钉,定位销,上下盖板。支撑板限制了X,Y,Z方向的移动自由度,X,Y方向的转动自由度,支撑钉限制了Z方向的转动自由度。可见,定位方案选择合理。4.4夹紧机构选择工件的夹紧方案,夹紧方案的选择原则是夹得稳,夹得劳,夹得快。选择夹紧机构时,要合理确定夹紧力的三要素:大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下:1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置;2. 夹紧力要适当,既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动,又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4. 机构应尽量简单,制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质,确定夹紧动力源类型为手动夹紧,夹紧装置为压板,压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。4.5零件的车床夹具的加工误差分析工件在车床夹具上加工时,加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示,在夹具上加工时,尺寸的加工误差的影响因素如下所述:(1)定位误差由于C面既是工序基准,又是定位基准,基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时,定位基准与限位基准是重合的,基准位移误差为零。因此,尺寸的定位误差等于零。(2)夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差,即夹具总图上尺寸的公差为0.02,以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.(3)安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合,夹具的安装误差几乎可以忽略不计。(4)加工方法误差如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm零件的车床夹具总加工误差是: 精度储备:故此方案可行。4.6 零件的车床专用夹具简单使用说明(1)夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便,悬臂尺寸要短,重心尽可能靠近主轴。(2)当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时,将产生较大的离心力和振动,影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产,特别是在转速较高的情况下影响更大。因此,对于重量不对称的夹具,要有平衡要求。平衡的方法有两种:设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中,常用适配的方法进行夹具的平衡工作。(3)为了保证安全,夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此,还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题,必要时应该加防护罩。夹具装配图总结通过这次完整的毕业设计,我们系统地回顾和复习了大学所学的相关专业知识,同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是一种学习的方式。在设计的过程中,我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件(如AutoCAD),且应用熟悉相关设计资料(包括手册、标准和规范等)以及进行经验估算等方面有了一定程度的提高,深刻的感受到计算机和工具书及手册在设计中带来的便利和帮助。通过这次机毕业设计,更加系统的了解机械制造工艺的一般过程,并且学会了对工艺设计的整体把握,也有了较为严谨的科学设计方法。在本次课程设计中,能运用所学基本理论知识,正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题,选择合理的设计方案,进行必要的计算,根据课题设计出符合要求、 优质、高效、低成本的夹具。并能运用所学基本理论知识,正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题,选择合理的方案,进行必要的计算,根据题意设计出符合优质、高效、低成本的钻孔夹具。也明确工序要求,了解所用机床,刀具及工序前加工情况,所以,这次毕业设计对我来说收获很大。但也有很多地方还有在努力学习。参考文献 1 机床夹具设计手册 燕山大学 洛阳工学院 长春汽车工业高等专科学校 编 上海科学技 术出版社 2000.2 机床夹具设计手册 王光斗 上海科学技术出版社,2002.3 机械设计 王宁侠 时其昌 西安电子科技大学出版社2008.4 机械制造基础周桂莲 付平 西安电子科技大学出版社2009.5 机械加工余量与公差手册 冯贤智 中国标准出版社1994.6 机械制造工艺学 郭宗莲 中国建材工业出版社出版,1997.7 机械零件切削加工工艺与技术标准使用手册 冯道 安徽文化音像2003.8 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 1983.9 切削用量简明手册 艾兴、肖诗刚主编 机械工业出版社出版 1994.10 夹具工程师手册 刘文剑 黑龙江科学技术出版社 2002.
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