齿轮轴承座零件的加工工艺和粗镗、半精镗、精镗φ52的工装夹具设计参考素材
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夹具设计的综述1 前言 机械加工工艺及夹具设计是全面综合运用有关专业课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具设计的一次重要实践。机床夹具是在机床上装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置,并且在加工过程中保持这个位置不变。夹具不仅能保证工件的加工精度、提高加工效率,还能减轻工人的劳动强度、降低产品的制造成本、扩大机床的使用范围。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段,所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件,是一切有关工生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。2 机械加工工艺及夹具设计的发展21 发展历史 从1949年以来,我国机械工业有了很大的发展,已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一,其机械加工和夹具也有很大的发展,但是与工业发达国家相比,我们这方面的水平还存在着阶段性的差距,主要表现在机械产品质量和水平不够高,加工工艺过程不合理,夹具应用也比较少,使其加工工人劳动强度大,加工出来的产品也不理想。22发展现状 现在,各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场,制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心,纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。 机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同,其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定,但也要满足其基本要求:在保证产品质量的前提下,尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上,尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺,多半不规定工步和切削用量,工时定额也凭经验来确定,十分粗略,缺乏科学依据,难以进行合理的经济核算。机床夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔34年就要更新5080左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;2)能装夹一组具有相似性特征的工件;3)能适用于精密加工的高精度机床夹具;4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;6)提高机床夹具的标准化程度。23发展趋势长期以来,加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程,其方案一般各不相同,而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多,因果关系错综复杂。CAPP将是机械加工工艺的发展趋势,它不仅提高了工艺设计的质量,而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来,集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。231夹具的发展趋势现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。(1)标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率,这样也就必使其具有标准化和通用化,而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。(2)高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。目前,除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外,在数控机床上,尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置,充分发挥了数控机床的效率。(3)精密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度,而随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘,其定心精度为5m。这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。(4)柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、组合等方式,以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向。231机械加工制造技术的发展趋势(1)特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法,如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工,如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。(2)快速成形 利用离散、堆积成形概念,可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来,再经堆积而构成三维实体。(3)精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前,以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义,它们代表了这一时期精密工程的方向。(4)传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大,如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面,旧设备的改造和挖潜,如普通机床改造成数控机床等,对机械工业的发展和提高是不容忽视的。3 简单的评述综上,机械加工艺及夹具随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统,形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工都为集成化的系统加工,这虽减轻了工人的劳动强度,但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此,在以后的学习中需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识,不能只注重一点,为将来的人才战略提出了新的要求。英文翻译:Overview of the fixture design1 IntroductionMachining process and fixture design is a comprehensive process and fixture design is an important practical use of theoretical and practical knowledge of the relevant professional courses. Machine tool fixture is a device for clamping the workpiece on the machine, its role is so that the workpiece to have a correct position relative to the machine and tool, and to maintain this position unchanged in theprocess. The fixture can not only guarantee the accuracy of the workpiece processing, improve processing efficiency, but also reduce the labor intensity of workers, reducing the manufacturing costs of products, expanding the use of the machine. Manufacturing technology production, international economic competition, an important means of product innovation, all countries seeking to acquire, develop and exploit it. It is being seen as a key factor in the success of the modern state economy.Mechanical process planning is the process of the specified products or components machining process and methods of operation and other documents, all relevant work production personnel should be strictly enforced, conscientiously implement the disciplinary file. The size of the production scale, technology level of a variety of process issues, methods and means to go through the machining process specification to reflect. Machine tool fixture is a device used for clamping the workpiece on the machine, and its role is to enable the workpiece relative to the correct location of the machine or tool, and in the process to maintain this position. Their research on the machinery industry has very important significance.The development of the two machining process and fixture design 2.1 history of the development Since 1949, Chinas machinery industry has been greatly developed and has become a relatively complete industrial products, with one of the considerable size and some technology-based sectors, machining and fixture also has a great development, but industrial developed countries, the level of our stage gap, mainly in the quality and level of mechanical products is not high enough, the machining process is unreasonable, fixture applications is relatively small, its processing workers in labor-intensive, processing out of the product is not satisfactory. 2.2 Development of Now, industrialized countries have manufacturing technology as the development of modern science and technology to the main battlefield of the active area and in the international technology competition to develop a series of revitalization plan, the establishment of the center of world-class manufacturing technology, have advanced manufacturing technology as a key national technologies and priority areas of development. Machining process and fixture with the development of manufacturing technology is also advancing rapidly. Machining process to the specific circumstances of each plant, the processing procedures are very different. Breakthrough in previous years, the death mode. It as the situation different with a more reasonable process. Also greatly improve the quality of the product. Development of processing technology, although according to reasonable development, but also to meet their basic requirements: the premise of ensuring product quality, maximize productivity and reduce processing costs. Domestic and foreign advanced technology and experience and, as far as possible on the basis of full use of the existing production conditions of the factory. It should also ensure good working conditions for the operator. Present stage still mainly rely on the experience of the craft workers to the preparation process, most do not require working steps and cutting, fixed working hours rule of thumb to determine, very rough, the lack of scientific basis, it is difficult to make reasonable economic accounting. The machine tool fixtures first appeared in the late 18th century. With the continuous progress of science and technology, the fixture has evolved from a tool developed into a complete range of process equipment. Association for the Study of international production statistics show that now, about 85 percent of the workpiece varieties of small batch production of many varieties accounted for the total number of workpiece types. The modern production requires a variety of products manufactured by the enterprise often replace old ones, in order to meet market demand and competition. However, most enterprises are still accustomed to a large number of traditional special fixture, usually in the factory with medium production capacity, about thousands or even ten thousand sets of special fixtures; the other hand, multi-product production enterprise, every 3 to 4 years is necessary to update 50 to about 80% of special fixtures, fixture wear only about 10 to 20 percent. In recent years, CNC machine tools, machining centers, group technology, flexible manufacturing system (FMS) application of new processing technologies, the machine tool fixture the following new requirements: 1) can quickly and easily equip the commissioning of new products, to shorten the cycle of production preparation, reduce production costs; 2) clamping a workpiece with similar characteristics; 3) high-precision jigs and fixtures for precision machining; 4) can be applied to new jigs and fixtures for a variety of modern manufacturing technology; 5) efficient clamping device, hydraulic station power source in order to further reduce labor intensity and improve labor productivity; 6) Increase the degree of standardization of the machine tool fixture. 2.3 Development Trend of Over the years, the machining process planning is carried out empirically by the craft workers. By several craft their own preparation process specification of the same parts, its programs are generally of the same, and probably not the best option. This is because the process design involves many factors, the complexity of the causal relationship. CAPP will be the development trend of the machining process, it not only improves the quality of the process design and process to extricate itself from a tedious repetitive work, concentrated effort to consider raising the level of technology and product quality issues. 2.3.1 fixture development trends Development trends of the modern machine tool fixture mainly four aspects of standardization, efficiency, precision and flexibility. (1) The purpose of the standardization of machine tool fixture is to improve production efficiency, so that he will make with the standardization and universal standardization and generalization of the machine tool fixture two aspects are interrelated. National standards of China has a fixture parts and components: GB/T2148 T2259-91, and a variety of universal fixture, modular fixture standards. Standardization of jigs and fixtures, commercial production of the fixture, to shorten the production preparation period, reducing the total cost of production. (2) efficient efficient fixture mainly used to reduce the the workpiece basic time and auxiliary time, to improve labor productivity, reduce labor intensity. Efficient common folder with automated fixtures, high-speed jig and fixture clamping force device. For example, the electric vise clamping the workpiece in a milling machine, the efficiency can be increased about five times; on a lathe using high-speed three-jaw self-centering chuck, to ensure that the jaws are still firmly under the conditions of the test speed is 9000r/min to clamp the workpiece, so that the cutting speed is greatly improved. In addition to efficient, automated fixture in the production lines, automatic line configuration on the CNC machine tools, especially in the machining center fixture of a variety of automatic workpiece clamping and automatic replacement of the fixture device, give full play to the CNC machine tools efficiency. (3) the accuracy of precision machine tool fixture will directly affect the machining accuracy, with the increasing accuracy of mechanical products, is bound to a corresponding increase in the precision of the fixture. Precision fixture structure type, for example, the precision of multi-gear, its indexing accuracy up to 0.1; for precision turning, precision jaw self-centering chuck, centering accuracy of 5m These precision fixture to provide a guarantee for the accuracy of the later parts processing. (4) the flexibility of the flexible machine tool fixture and the flexibility of the machine, it refers to the ability to machine fixture by way of adjustment, combined to suit the process variables. Variables of the process are: process characteristics, production volume, the workpiece shape and size. The new fixture types with flexible features: modular fixture, universal adjustable clamp, group fixtures, modular fixtures, CNC jig. In order to meet the needs of the many varieties of modern mechanical industry, small and medium volume production, expand the degree of flexibility of the fixture to change the special fixtures2.3.1 machining manufacturing technology trends(1) special processing it refers to some physical, chemical processing methods, such as electrical discharge machining, electrochemical machining, ultrasonic machining, laser processing, ion beam processing. The main object of the special processing method is the processing of difficult materials, such as diamond, ceramics and other superhard materials processing, and its precision up to molecular level processing units, or atomic-scale processing units, so it is often the precision machining and ultra precision machining an important tool. Special processing and processing a combination of composite processing have a greater future development.(2) rapid prototyping using discrete accumulation of forming the concept of a three-dimensional entities can be decomposed into a number of two-dimensional entity created by the accumulation of a three-dimensional entities.(3) precision engineering, including precision machining of ultra-precision processing technology, micro-machining and ultra-fine processing technology, micro-mechanical and nano-technology. At present, ultra-precision processing technology as the representative of nanotechnology and micro-mechanical technology as a means of micromachining is important, they represent the direction of the precision engineering of this period.(4) the transformation and modernization of the traditional processing technology in this field potential, such as high-speed cutting, ultra-high-speed cutting, strong grinding, abrasive superhard materials processing theory of development, processing, quality and efficiency The increased significance. On the other hand, the transformation of the old equipment and tapping the potential, such as general machine tools transformed into CNC machine tools, the development and improvement of the machinery industry can not be ignored.3 commentsIn summary, the machining process and jig With the development of science and technology, computer technology, CNC technology, control dealt with systems engineering and manufacturing technology combined with manufacturing systems, the formation of the modern manufacturing engineering. Material flow, energy flow, information flow is the three basic elements that make up the manufacturing system. Modern processing for the processing of integrated systems, which reduce the labor intensity, but at the same time require a higher level of knowledge of the workers. This need our full range of cognitive modern scientific and technological knowledge. Therefore, in the future learning needs our full range of learning its various related fields of knowledge, can not focus only on the proposed new requirements for future human resources strategy.15 摘要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。齿轮轴承座的加工工艺规程和镗齿轮轴承座粗镗、半精镗、精镗52的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,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:切削用量 夹紧 定位 误差。 Abstract This design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement, and other aspects of knowledge.The gear bearing manufacturing process and boring gear bearing rough boring half fineboring fine boring Phi 52 fixture design including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then a special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.Key words: cutting the amount of clamping and positioning error.摘要I序 言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.2.1 粗基准的选择原则32.2.2 精基准选择的原则32.3 制订工艺路线42.4 加工余量的确定52.5 机械工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立7第3章 镗床夹具设计263.1 问题的提出263.2定位基准的选择263.3 定位误差的分析与计算263.3.1 定位误差的分析263.3.2 定位误差计算273.4夹紧力的确定27总 结29参考文献30II 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。齿轮轴承座的加工工艺规程和镗齿轮轴承座粗镗、半精镗、精镗52工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本设计选用齿轮轴承座来进行工艺编制与夹具设计,以说明书、绘图为主,设计手册与国家标准为附来进行详细说明。第1章 零件的分析1.1 零件的作用齿轮轴承座零件一般都是用铸铁、钢等材料铸造而成。有轴承的地方就要有支撑点,轴承的内支撑点是轴,外支撑就是常说的轴承座。由于一个轴承可以选用不同的轴承座,而一个轴承座同时又可以选用不同类型的轴承,因此,带来轴承座的品种很多。轴承座快易优有收录,许多国外大的轴承公司也都有自己的轴承座型录。但是同样的轴承座型号在不同的公司样本里的标记也不完全相同。对于标准轴承座不同的应用场合,可选择不同材料的轴承座如:灰口铸铁铁、球墨铸铁和铸钢、不锈钢、塑料的特殊轴承座。料。1.2 零件的工艺分析齿轮轴承座共有六处加工表面、两处螺纹、三处孔及一处槽 ,其间有一定位置要求。分述如下:1、齿轮轴承座87底面、80底面2、齿轮轴承座87顶面、80顶面、宽70台阶3、齿轮轴承座宽25槽、宽13.5槽4、齿轮轴承座52孔5、齿轮轴承座80孔6、齿轮轴承座87底面上的3-M6螺纹7、齿轮轴承座87顶面上的3-M6螺纹第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式铸件有多种分类方法:按其所用金属材料的不同,分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等;按铸型成型方法的不同,可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多,约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件,多是压铸件。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理,可以保证质量,提高生产效率。否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行。2.2.1 粗基准的选择原则1)如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求,应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面,则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2)如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀,应选择该表面作精基准。3)如需保证各加工表面都有足够的加工余量,应选加工余量较小的表面作粗基准。4)选作粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口、飞边等缺陷,以便定位可靠。5)粗基准一般只能使用一次,特别是主要定位基准,以免产生较大的位置误差。由以上及零件知,选用工件中心线作为定位粗基准。2.2.2 精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求:用设计基准作为定位基准,实现“基准重合”,以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时,应尽可能采用此组精基准定位,实现“基准统一”,以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时,应选择加工表面本身作为精基准,即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度,可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠,可使夹具结构简单的表面作为精基准。2.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、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,可以考虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。此外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。表3.1 工艺路线工序号 工序内容工序01金属型浇注工序02时效处理以消除内应力工序03粗铣、半精铣87底面;粗铣、半精铣80底面工序04 粗铣、半精铣87顶面;粗铣、半精铣80顶面;粗铣、半精铣台阶工序05 铣宽25槽;铣宽13.5槽工序06粗镗、半精镗、半精80孔;倒角145工序07 粗镗、半精镗、半精52孔;倒角145工序08钻、攻87底面3-M6螺纹工序09钻、攻87顶面3-M6螺纹工序10去毛刺工序11检验至图纸要求工序12包装并入库2.4 加工余量的确定由机械制造工艺设计简明手册表1.3-1知,生产类型属于大批大量生产,精度等级CT8级,加工余量等级F。1、 87底面的加工余量87底面长100mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=3.0mm。表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=2.5半精铣 单边余量Z=0.52、 80底面的加工余量80底面长80mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=3.0mm。表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=2.5半精铣 单边余量Z=0.53、 87顶面的加工余量87顶面长49mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=3.0mm。表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求粗铣 单边余量Z=2.5半精铣 单边余量Z=0.54、 80顶面的加工余量87顶面长49mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=3.0mm。表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求粗铣 单边余量Z=2.5半精铣 单边余量Z=0.55、 台阶的加工余量台阶长140mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=3.0mm。表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求粗铣 单边余量Z=2.5半精铣 单边余量Z=0.56、 台阶的加工余量台阶长140mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=3.0mm。表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求粗铣 单边余量Z=2.5半精铣 单边余量Z=0.57、 80的加工余量80孔直径80mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.5mm。表面粗糙度Ra1.6,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求粗镗 单边余量Z=2.0半精镗 单边余量Z=0.4精镗 单边余量Z=0.18、 52的加工余量52孔直径52mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.5mm。表面粗糙度Ra1.6,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削(即粗铣、半精铣)可满足其精度要求粗镗 单边余量Z=2.0半精镗 单边余量Z=0.4精镗 单边余量Z=0.19、 宽25槽、宽13.5槽、两面3-M6螺纹的加工余量 以上的加工表面,因尺寸不大,故采用实心铸造,精度要求不高,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,加工满足其精度要求。2.5 机械工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立工序01:金属型浇注工序02:时效处理以消除内应力工序03:粗铣、半精铣87底面;粗铣、半精铣80底面工步一:粗铣87底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(50-)25.9mm工步二:半精铣87底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取800当800r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(50-)25.9mm工步三:粗铣80孔底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(60-)27.4mm工步四:半精铣80孔底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取800当800r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(50-)25.9mm工序04:粗铣、半精铣87顶面;粗铣、半精铣80顶面;粗铣、半精铣台阶工步一:粗铣87顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(50-)25.9mm工步二:半精铣87顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取800当800r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(50-)25.9mm工步三:粗铣80孔顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(60-)27.4mm工步四:半精铣80孔顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取800当800r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(50-)25.9mm工步五:粗铣台阶1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(80-)41.8mm工步六:半精铣台阶1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取800当800r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(80-)41.8mm工序05:铣宽25槽;铣宽13.5槽工步一:铣宽25槽1. 选择刀具刀具选取立铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(25-)25.5mm工步二:铣宽13.5槽1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,数控铣床XK7132标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,数控铣床XK7132标准选取3)计算工时=0.5+(d-) =13工作台的水平进给量(mm/min)工作台的垂直进给量(mm/min)铣削宽度(垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)铣削深度(平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸)(mm)d铣刀直径(mm)=0.5+(d-)=0.5+(13.5-)14mm工序06:粗镗、半精镗、精镗80孔;倒角145工步一:粗镗75孔至791加工条件加工要求:粗镗75孔至79,单侧加工余量Z=2.0mm。机床:选用T4163C坐标镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=2.0mm,故可在一次镗去全部余量,则=2.0(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=120m/min f=0.1-1.0mm/r则484r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择f=0.35mm/r,n=500r/min。(3)计算基本工时 切削工时: ,则机动工时为 L=(20+2+3)mm=25mm故有 =0.143min工步二:半精镗79孔至79.81加工条件加工要求:半精镗79孔至79.8,单侧加工余量Z=0.4mm。机床:选用T4163C坐标镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=0.4mm,故可在一次镗去全部余量,则=0.4 mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=150m/min f=0.1-1.0mm/r则599r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择f=0.2mm/r,n=600r/min。(3)计算基本工时 切削工时: ,则机动工时为 L=(20+0.4+3)mm=23.4mm故有 =0.195min工步三:精镗79.8孔至801加工条件加工要求:精镗79.8孔至80,单侧加工余量Z=0.1mm。机床:选用T4163C坐标镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=0.1mm,故可在一次镗去全部余量,则=0.1 mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=200m/min f=0.1-1.0mm/r则797r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择f=0.1mm/r,n=800r/min。(3)计算基本工时 切削工时: ,则机动工时为 L=(20+0.1+3)mm=23.1mm故有 =0.289min工序四:倒角145工序07:粗镗、半精镗、精镗52孔;倒角145工步一:粗镗47孔至511加工条件加工要求:粗镗47孔至51,单侧加工余量Z=2.0mm。机床:选用T4163C坐标镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=2.0mm,故可在一次镗去全部余量,则=2.0(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=75m/min f=0.1-1.0mm/r则469r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择f=0.35mm/r,n=500r/min。(3)计算基本工时 切削工时: ,则机动工时为 L=(100+2+3)mm=105mm故有 =0.600min工步二:半精镗51孔至51.81加工条件加工要求:半精镗51孔至51.8,单侧加工余量Z=0.4mm。机床:选用T4163C坐标镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=0.4mm,故可在一次镗去全部余量,则=0.4 mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得半精镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=100m/min f=0.1-1.0mm/r则615r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择f=0.2mm/r,n=600r/min。(3)计算基本工时 切削工时: ,则机动工时为 L=(100+0.4+3)mm=103.4mm故有 =0.862min工步三:精镗51.8孔至521加工条件加工要求:精镗51.8孔至52,单侧加工余量Z=0.1mm。机床:选用T4163C坐标镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=0.1mm,故可在一次镗去全部余量,则=0.1 mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=130m/min f=0.1-1.0mm/r则797r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择f=0.1mm/r,n=800r/min。(3)计算基本工时 切削工时: ,则机动工时为 L=(100+0.1+3)mm=103.1mm故有 =1.289min工序四:倒角145工序08:钻、攻底面3-M6螺纹工步一:钻底面3-M6螺纹底孔5.1选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 624r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻3-M6螺纹选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.45mm/r398r/min 按机床选取n=400r/min切削工时: ,则机动工时为 工序09:钻、攻顶面3-M6螺纹工步一:钻顶面3-M6螺纹底孔5.1选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 624r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻3-M6螺纹选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.45mm/r398r/min 按机床选取n=400r/min切削工时: ,则机动工时为 工序10:去毛刺工序11:检验至图纸要求工序12:包装并入库 第3章 镗床夹具设计 对于成批生产的零件,大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效的前提下,亦可部分采用通用夹具。本加工工艺规程中,所用夹具均为专用夹具,需专门设计、制造,这里对齿轮轴承座的加工工艺规程和镗齿轮轴承座粗镗、半精镗、精镗52工装夹具设计进行分析。3.1 问题的提出 本夹具主要用于镗孔,精度要求是Ra1.6,因此本道工序加工精度要求较高,为此,即考虑如何提高生产效率上,也要考虑精度。3.2定位基准的选择选择80孔及80孔底面和工作一侧来定位,其中,80孔底面和为80孔底面第一定位基准,与特制定位销和衬套相配合限制三个自由度,其中一个80孔为第二定位基准,与特制定位销外圆相配合限制两个自由度,工件一侧为第三定位基准,与支承钉相配合限制一个自由度,属于完全定位。3.3 定位误差的分析与计算3.3.1 定位误差的分析1.基准不重合来带的定位误差: 夹具定位基准与工序基准不重合,两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去,所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时,定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1)定位基准面与定位元件表面的形状误差。2)导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差,以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3)夹具在机床上的安装误差,即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4)夹紧力使工件与定位元件间的位置误差,以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 3.3.2 定位误差计算定位元件为一面、一心轴、一挡销,误差分析如下:1、定位误差:式中:T工件定位孔的孔径公差 T定心心轴的轴径公差 工件定位孔与定位心轴的最小配合间隙2、夹紧安装误差,对工序尺寸的影响较小,取=03、磨损造成的加工误差:通过不超过0.005mm,误差总合:+=0.108mm0.3mm从上分析,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4夹紧力的确定(1)切屑力计算查表1-2-3 圆周力: 径向力: 轴向力:其中:查机床夹具手册表1-2-4,表1-2-5表1-2-6由上得:Fc=725N,Fp=459N,Ff=695N(2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=8mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠总 结本次课程设计综合了大学里所学的专业知识,是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计,我的综合运用知识的能力有了很大的提高,尤其是看图,绘图,设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中,我进一步加深了对课本知识的理解,进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程。收获颇丰。首先,我要感谢老师对毕业设计的指导。本次设计是在老师的悉心指导和帮助下完成的,我的机械工艺知识有限,在设计中常常碰到问题,是老师不厌其烦的指导,不断的点拨迷津,提供相关资料,才使设计顺利完成。老师的耐心讲解,使我如沐春风,不仅如此,老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了我,在此,我向老师表示最真诚的感谢。同时,感谢同班同学的支持和帮助,使我更好的完成了毕业设计。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,在此,我想对我的父母说:你们辛苦了,我会尽最大的努力来让你们过上最幸福的日子,请相信我。最后,很感谢阅读这篇课程设计的人们。感谢你们抽出宝贵的时间来阅读这篇课程设计。参考文献1 张耀宸主编.机械加工工艺设计手册.北京:航空工业出版社,19892 肖继德,陈宁平主编. 机床夹具设计(第2版). 北京:机械工业出版社20053 浦林祥主编.金属切削机床夹具设计手册(第2版).北京:机械工业出版社,19954 任嘉卉主编. 公差与配合手册.北京:机械工业出版社,19935东北工学院机械零件设计手册编写组 编. 机械零件设计手册.北京:冶金工业出版社,19836江南大学郑修本主编. 机械制造工艺学(第二版).北京:机械工业出版社,19997上海理工大学陆剑中,孙家宁主编. 金属切削原理与刀具(第4版).北京:机械工业出版社,20058刘力,王冰主编. 机械制图(第二版).北京:高等教育出版社,20049陈于萍,高晓康编著. 互换性与测量技术(第二版).北京:高等教育出版社,200510张龙勋主编. 机械制造工艺学课程设计知道书及习题. 北京:机械工业出版社,199911孟宪栋,刘彤安主编. 机床夹具图册.北京:机械工业出版社,199914江洪,郦祥林,李仲兴编著. Solidworks2006基础教程(第2版).北京:机械工业出版社,200629
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