CA6140主轴箱箱体的钻2-Ф18H7孔专用夹具设计及加工工艺含proe三维及4张CAD图
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箱体加工工艺及夹具设计 摘 要本次设计的题目是箱体加工工艺及夹具设计,根据图纸要求进行机械工艺规程设计和专用夹具设计,在掌握零件作用的基础上,对零件的工艺进行分析。针对设计给定的题目,设计出钻削2-18H7圆柱孔的专用钻床夹具。论文里面的知识点主要有对机床夹具进行设计、公差等。先对需要加工的零部件进行了解,分析,以便更加精确的对其进行加工,确定加工零件的标准;然后对每一个步进行计算,要算出每一道工序的切削用量;夹具设计包括:设计出对零件进行定位,夹紧,还有引导的各个元件。在这里我们尤其要注意的是,夹具在定位零部件的时候,会产生误差,这个误差要在我们的合理控制范围以内,我们要充分了解夹具的优缺点,以便改进。通过上面的设计、分析和计算,圆满的完成了本次毕业设计的所有任务,在巩固大学所学知识的同时,还为自己步入社会夯实基础。关键词:箱体;加工工艺;钻床夹具IVAbstractThe subject of this design is box processing technology and fixture design. According to the requirements of drawings, mechanical process specification design and special fixture design are carried out. On the basis of grasping the role of parts, the process of parts is analyzed.A special drilling fixture for drilling 2-18H7 cylindrical holes is designed for the given topic in the design.The knowledge points in the paper mainly include design and tolerance of machine tool fixture.First, the parts to be processed are understood and analyzed in order to process them more accurately and determine the standard of the parts to be processed. Then, the cutting parameters of each process are calculated by calculating each step. Fixture design includes: designing the parts to be positioned, clamped and guided by each element.Here we should pay particular attention to the error occurring when fixture locates parts. This error should be within our reasonable control range. We should fully understand the advantages and disadvantages of fixture in order to improve it.Through the above design, analysis and calculation, we have successfully completed all tasks of this graduation design. While consolidating the knowledge learned in the university, we also lay a solid foundation for ourselves to enter the society.Key words: box; processing technology; drilling fixture目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1箱体的概述11.2箱体类零件工艺过程特点分析11.3 机床夹具的发展概述11.4机床夹具的组成及分类21.5 夹具设计的基本要求3第2章 零件的分析52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析62.3 毛坯制造形式及结构的确定7第3章 零件加工工艺规程设计93.1 定位基准的选择93.2 加工工艺路线的选择、分析与确定93.3 加工方法、加工刀具及量具的选用133.4 加工余量的确定133.5 切削用量及切削时间的确定16第4章 2-18H7圆柱孔钻床夹具设计274.1 定位方案及定位元件的确定与选择274.2 夹紧方案及装置的确定与选择304.3 夹具体的设计与确定324.4 导向装置的确定334.5 钻削力的计算344.6 定位误差的计算354.7 定位误差分析35结 论36参考文献37致 谢39 第1章 绪论1.1箱体的概述箱体类零件通常作为箱体部件装配时的基准零件。它将一些轴、套、轴承和齿轮等零件装配起来,使其保持正确的相互位置关系,以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此,箱体类零件的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。箱体零件结构特点:多为铸造件,结构复杂,壁薄且不均匀,加工部位多,加工难度大。 箱体零件的主要技术要求:轴颈支承孔孔径精度及相互之间的位置精度,定位销孔的精度与孔距精度;主要平面的精度;表面粗糙度等。箱体零件材料及毛坯:箱体零件常选用灰铸铁,汽车、摩托车的曲轴箱选用铝合金作为曲轴箱的主体材料,其毛坯一般采用铸件,因曲轴箱是大批大量生产,且毛坯的形状复杂,故采用压铸毛坯,镶套与箱体在压铸时铸成一体。压铸的毛坯精度高,加工余量小,有利于机械加工。为减少毛坯铸造时产生的残余应力,箱体铸造后应安排人工时效。1.2箱体类零件工艺过程特点分析1.2.1主要表面加工方法的选择箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。主要平面的加工,对于中、小件,一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件,一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。箱体支承孔的加工,对于直径小于50mm的孔,一般不铸出,可采用钻扩(或半精镗)铰(或精镗)的方案。对于已铸出的孔,可采用粗镗半精镗精镗(用浮动镗刀片)的方案。1.2.2拟定工艺过程的原则1)先面后孔的加工顺序,2)粗精加工分阶段进行,3)合理地安排热处理工序。1.3 机床夹具的发展概述夹具最早出现于18世纪末期。随着科学技术的不断发展,从一个辅助工具,夹具,发展成为全方位的技术和设备。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,机床夹具提出了如下新的要求:1)可以快速,方便地装备新产品投入生产,以降低生产成本,缩短生产准备周期;2)可夹持一组零件具有相似特征的;3)可应用于高精密加工精密夹具及固定装置;4)可应用于各种现代制造夹具和新技术的装置;5)高效率的液压夹紧装置的发电厂和其他来源,以进一步减轻劳动强度,提高劳动生产率;6)提高机床夹具的标准化程度。1.4机床夹具的组成及分类1.4.1 机床夹具的组成通常,夹具的组成部分如下:1)定位装置定位装置包括一个定位件,以及它们的组合,其目的是为了确定工件在夹具中的位置。常见的定位元件轴承的指甲,定位销,V形块。2)夹紧装置夹紧的效果意味着夹紧工件被牢牢地压,以保证当将工件定位在加工过程中所占据的位置不因外力移位,并且可以减少或防止振动。它通常包括一个夹持元件,该驱动机构和包括一个功率单元的。3)对刀,引导装置对刀,该工具导向的作用是为了确定相对位置的在夹具上,或者引导工具进行处理。常用的刀,刀块导向件,钻套。4)其它元件及装置根据夹具特殊功能需要而设置一些元件或装置,如分度装置,靠模装置,连接件,操作件以及其它辅助元件等。1.4.2 机床夹具的分类通常,我们将机床夹具进行如下分类:1、专用夹具专用夹具体的主要作用是用来给某一种或者说是某一类的特殊的加工工件而专门设计的一种夹具,其在设计之初,根本就不需要联想到我所设计夹具的通用性等其他方方面面,但是,个性化夹具在设计时必须考虑到以下几个方面,布局要简单、简洁,在零件的拆装需要便于装卸,如果,还有其他的特殊需求,可以在其上面加装其他较为方面的动力传输或者省时省力装置,这类特殊化的夹具的存在目的是加工时确保精度高和提高生产效率,但,本次设计的游湖类的夹具中,其特点个性化极强,而且在生产设计之初的用时也比较的大,成本也随之加大,而在需要生产新产品时,由于尺寸和要求的变化,其将面临淘汰,综上所述,这类夹具在设计之初所针对的对象是可以大批量生产和产品变化较慢的产品。2、可调式夹具可调节型夹具,这类夹具的优点在于,在你加工完一批或者一套零件之后,可以通过手动调节的方法对其尺寸或者形状进行调节,以便于下一批的零件加工。3、专门化拼装夹具在这两者之上还有一种夹具的作用是用来为零件在加工中专门那套加工工序而准备的,那就是组装类夹具,有点类似于可调节型夹具,可又比可调节型夹具更加的具有针对性,也有点类似于专属类夹具,可有比专属类夹具多以一份可组装性4、自动化生产用夹具随着时代不断的进步与发展,现阶段夹具又出现新宠,夹具迎来了夹具生产全自动,而在自动化生产过程中,可以有两大类,第一类:专属夹具自动化,就是专属类夹具可以自动化生产,第二类:运输夹具,意思是在一般的夹具所具备的主要作用的同时,它还可以对零件进行搬运工作,所以被唤作“运输夹具”。1.5 夹具设计的基本要求1)保证工件的加工精度保证工件加工夹具设计的准确性是最基本的要求。关键是要正确地确定夹具节目指南和刀具夹紧解决方案的定位,如果有必要制定一个合理的夹具尺寸,公差和正确的错误的技术要求。2)提高生产效率,降低制造成本夹具设计和整体方案的生产方案应适应。在大批量生产,你应该尝试使用各种快捷,高效的机构和先进的控制方法,缩短时间,提高生产效率,在生产中,他们必须满足的前提下,夹具的功能,尽量使用简单结构,夹具易于制造,以降低保持器的制造成本。3)结构简单,操作方便,安全省力为了便于夹具的事,努力,有条件的气动,液压,电器等较高的机械夹紧装置,以减少劳动强度的工作。夹具良好的经营状况和经营者应在必要时,设有安全装置,确保使用安全。4)易于排屑灯具芯片是不容忽视的,如果一个坏芯片,芯片聚集在夹具,工件的定位将是不利的;芯片云集严重,该工具会造成设备损坏或人身伤害事故;芯片清洗会添加辅助时间和降低生产率。因此,在夹具芯片设计的问题必须给予充分考虑。5)结构良好的过程有结构良好的流程,方便夹具的制造和加工,装配,检查和维护,以满足这些要求,你应该尽量使用标准件。第2章 零件的分析2.1 零件的作用我们现在论文里面所研究的夹具零件,其选用的零件是CA6140卧式铣床主轴箱。该零件是机器的一个重要结构。为传动装置的支撑和正常运转提供强有力的保证,最终使得设备按照预想的方法进行相应的运动等。因此,对其的研究就非常的合适和有意义。零件的构造见图2.1,三维图见图2.2。图2.1 零件图图2.2 三维图2.2 零件的工艺分析因为零件材料是HT200,因为大规模生产的零部件没有轮廓尺寸,采用机械造型用砂铸造,翻砂,铸造两个准确性,以确保铸件的尺寸要求,这也应该从提高生产率考虑,确保加工精度。在正常情况下的一部分属于该批次的生产水平,以及不属于轮廓的大小,它可以用于机械建模,可以提高生产率,确保精确度。以下是齿轮泵泵体加工表面的分析:我们对其工艺进行以下分析:2.2.1 零件组成表面1、尺寸670mm所在的左右端面;2、2-18H17mm圆柱孔面及其端面;3、尺寸355mm所在的上,下端面;4、135H7mm圆柱孔面及其端面;5、80K6mm,52K7mm,47K6mm,72JS6mm,62K6mm圆柱孔面及其端面;6、65H7mm,68JS6mm,115K6mm,151mm, 154mm,160mm圆柱孔面及其端面;7、倒直角,倒圆角,圆弧等。2.2.2 零件加工的要求1、尺寸670mm所在左右端面的表面毛糙度公差为12.5um;2、尺寸355mm所在上下端面的表面毛糙度公差为25um;3、俯视图尺寸150mm所在右端面的表面毛糙度公差为25um;4、俯视图尺寸93mm所在左端面的表面毛糙度公差为25um;5、115K6mm圆柱孔表面的毛糙度公差为12.5um;6、160K6mm圆柱孔表面的毛糙度公差为12.5um;7、160K6mm圆柱孔左端面的表面毛糙度公差为25um;8、零件图上标注的技术要求(具体内容见零件图)。2.2.3 零件形位公差要求1、尺寸355mm所在上端面的平面度公差为0.04mm;2、俯视图中尺寸93mm左端面相对于355mm所在底平面的垂直度公差为0.1/300;3、135H7mm圆柱孔的轴线相对于80K6mm圆柱孔轴线的平行度公差为0.05/400;4、52K7圆柱孔轴线相对于47K6圆柱孔的轴线的平行度公差为0.04/3005、115K6mm圆柱孔轴线相对于尺寸355mm所在的底平面及尺寸93mm所在的左端面的平行度公差为0.1/600,115K6mm圆柱孔圆度公差为0.01mm;160mm圆柱孔轴线相对于尺寸355mm所在底平面及尺寸93mm所在左端面的平行度公差为0.1/600,160K6mm圆柱孔轴线相对于151mm圆柱孔轴线及115K6圆柱孔轴线的同轴度公差为0.012,160K6mm圆柱孔圆度公差为0.006mm;2.3 毛坯制造形式及结构的确定根据待加工件的工作特点和工作的环境,我们要选择合适的制造毛坯,毛坯材料选择的合理,我们在加工的时候能够很好的保证它的各项加工指标,启到事半功倍的作用。另外还能够为企业节省一定的费用,当然了我们设计的毛坯结构要和待加工件的构造基本相似。本文涉及到的零件它的毛坯制造方式一本取决于零件本身的结构、大小、加工精度等等。因为吸振性、切削加工性号、铸造性号的TH200灰铸铁,其市场价格比较便宜,生产它的设备也是比较简单的。因而,这种材料在整个机械零件当中占有的比重还是比较大的。这一类材料应用在机械领域、航空航天领域、电工电子领域。以及大部分形状复杂的零件。分析本零件的工作过程可以知道这个零件在工作过程中受到一定的冲击载荷,TH200灰铸铁是能够保证其强度的。并且他的外部尺寸也不是太大的。因而,我们可以考虑采用成型铸造。综合分析后,确定本零件采用HT200灰铸铁铸造。具体构造见图2.3。图2.3 毛坯图第3章 零件加工工艺规程设计3.1 定位基准的选择1、粗基准的选择粗基准的选择原则:粗基准的选择一般是零件的重要表面、重要圆柱面、重要的孔、重要的底面等等。选择粗基准的时候一般要关注以下3点:(1)保证每一个表面的加工余量比较的均匀;(2)在零件上面几个精度比较高的平面加工比较的均匀的时候,则应该以加工余量最小的表面作为粗基准;(3)在满足上面的两个条件的话,不需要加工的表面和要加工的表面定位粗基准。这样可以满足零件的加工精度使零件的精度更加的高;我们依据上面的选用原则和应该注意的3点。按照我们之前所说的定位标准的选择标准,选择我们所研究的这个元件,按照它的零件图,我们这个零件它属于相对来说比较复杂的轴类零件,将初次加工的基准确定为待加工工件“尺寸355mm所在的上表面”。2、精基准的选择精基准的选择原则:(1)便于加工零件的装夹原则;(2)保证相互位置要求原则;(3)为了保证所以加工表面有足够的加工余量选择加工余量小的表面作粗基准,不得用同一尺寸方向上。我们在加工这个零件的时候,本文选用“160K6圆柱孔所在轴线”作为再次加工的基准。3.2 加工工艺路线的选择、分析与确定我们已经对上面加工的主要步骤、机床和测量具进行了分析。在生产纲领已确定的条件下,可以考虑采用铣床、钻床和镗床配以专用夹具,并尽可能的使工序在一起,这样能够保证加工的速度。制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状等相关的要求能得到允许范围内的保证。当然了除了上面讲到的,我们还应当注重制造成本的考虑,以便使生产成本尽量下降。下面我们将列举出2套加工工艺路线对其进行分析、论证和确定。加工方案一:工序00:铸造工序10:热处理工序20:铣削工步1:粗铣尺寸355所在的底平面工步2:粗铣尺寸355所在的上平面工步3:粗铣尺寸670所在的右端面工步4:粗铣尺寸670所在的左端面工步5:粗铣尺寸150所在的右端面工步6:粗铣尺寸93所在的左端面工序30:镗削工步1:粗镗135H7的圆柱孔工步2:粗镗80K6的圆柱孔工步3:粗镗52K7的圆柱孔工步4:粗镗47K6的圆柱孔工步5:粗镗80K6的圆柱孔工步6:粗镗72JS6的圆柱孔工步7:粗镗62K6的圆柱孔工步8:粗镗68JS6的圆柱孔工步9:粗镗65H7的圆柱孔工步10:粗镗62K6的圆柱孔工步11:粗镗115K6的圆柱孔工步12:粗镗151的圆柱孔工步13:粗镗154的圆柱孔工步14:粗镗160的圆柱孔工步15:半精镗135H7的圆柱孔工步16:半精镗80K6的圆柱孔工步17:半精镗52K7的圆柱孔工步18:半精镗47K6的圆柱孔工步19:半精镗80K6的圆柱孔工步20:半精镗72JS6的圆柱孔工步21:半精镗62K6的圆柱孔工步22:半精镗68JS6的圆柱孔工步23:半精镗65H7的圆柱孔工步24:半精镗62K6的圆柱孔工步25:半精镗115K6的圆柱孔工序40:钻削工步1:钻2-18H7圆柱孔的底孔工步2:钻2-18H7的圆柱孔工步3:钻6-5的圆柱孔工序50:倒角工序60:清洗工序70:终检工序80:入库加工方案二:工序00:铸造工序10:热处理工序20:铣削工步1:铣尺寸355所在的上下平面工步2:铣尺寸670所在的左右端面工步3:铣尺寸150所在的右端面工步4:铣尺寸93所在的左端面工序30:镗削工步1:镗135H7的圆柱孔工步2:镗80K6的圆柱孔工步3:镗52K7的圆柱孔工步4:镗47K6的圆柱孔工步5:镗80K6的圆柱孔工步6:镗72JS6的圆柱孔工步7:镗62K6的圆柱孔工步8:镗68JS6的圆柱孔工步9:镗65H7的圆柱孔工步10:镗62K6的圆柱孔工步11:镗115K6的圆柱孔工步12:镗151的圆柱孔工步13:镗154的圆柱孔工步14:镗160的圆柱孔工序40:钻削工步1:钻2-18H7圆柱孔工步2:钻6-5的圆柱孔工序50:倒角工序60:清洗工序70:终检工序80:入库方案的分析:通过上面2套方案的比较,能够看出方案二比较简洁,思路较清晰。但这套方案的不足之处是粗加工和精加工未分开,对于看图水平一般的操作员而言很难区分该工序是否需要进行第二次加工,容易在加工的过程中产生矛盾。方案一加工的工步较长比较累赘,但对于操作人员而言在进行加工的时候,每一个工步该任何加工显得非常清晰,对于尺寸的公差要求和表面粗糙度要求能够很好的得到保证。方案的确定:经过上面的分析,本次设计的加工工艺路线将采用方案一。3.3 加工方法、加工刀具及量具的选用在我们进行下面的相关加工和检测工具之前,我们首先要明确生产类型为批量生产。为了更好的加工出各表面及端面,保证尺寸的同时保证零件的粗糙度。我们在对待加工加工之前,需要对使用的机床、采用的刀具、量具和夹具进行相应的选择。工序20:铣削我们将选用XA5032立式铣床进行加工,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为端面铣刀,测量的工具为游标卡尺。工序30:镗削我们将选用T618卧式镗床进行加工,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为内孔镗刀,测量的工具为游标卡尺。工序40:钻削我们将选用Z3040摇臂钻床进行加工,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻,测量的工具为游标卡尺。3.4 加工余量的确定CA6140卧式车床主轴箱是我们设计专用夹具的主要的零件,它的零件的材料是HT200。余量如下:工序00:铸造工序10:热处理工序20:铣削工步1:粗铣尺寸355所在的底平面依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步2:粗铣尺寸355所在的上平面依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步3:粗铣尺寸670所在的右端面依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步4:粗铣尺寸670所在的左端面依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步5:粗铣尺寸150所在的右端面依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步6:粗铣尺寸93所在的左端面依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工序30:镗削工步1:粗镗135H7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步2:粗镗80K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步3:粗镗52K7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步4:粗镗47K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步5:粗镗80K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步6:粗镗72JS6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步7:粗镗62K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步8:粗镗68JS6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步9:粗镗65H7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步10:粗镗62K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步11:粗镗115K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是4.5mm。工步12:粗镗151的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步13:粗镗154的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步14:粗镗160的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是5mm。工步15:半精镗135H7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步16:半精镗80K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步17:半精镗52K7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步18:半精镗47K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步19:半精镗80K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步20:半精镗72JS6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步21:半精镗62K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步22:半精镗68JS6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步23:半精镗65H7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步24:半精镗62K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工步25:半精镗115K6的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是0.5mm。工序40:钻削工步1:钻2-18H7圆柱孔的底孔依据相关加工资料和手册,决定余量是2.5mm。工步2:钻2-18H7的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是6.5mm。工步3:钻6-5的圆柱孔依据相关加工资料和手册,决定余量是2.5mm。工序50:倒角工序60:清洗工序70:终检工序80:入库3.5 切削用量及切削时间的确定工序00:铸造工序10:热处理工序20:铣削工步1:粗铣尺寸355所在的底平面1、切削深度 。2;明确进给量 这道工序用合金铣刀进行加工,它具体的参数如下:D=60mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,z=10,功率4KW。通过查询相关加工和设计手册,得 取fz=0.10mm/r 。3、明确切削的速度 按照我们所学的知道工件材料为HT200,查询手册,取=25m/min。算一下主轴转动速度;查询资料可知n=150,得4、基本时间的确定机加工时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=。取=150mm/min;切削加工面L=690mm。5、辅助时间的确定辅助时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=150mm/min;查询资料,得=7,。工步2:粗铣尺寸355所在的上平面1、切削深度 。2;明确进给量 这道工序用合金铣刀进行加工,它具体的参数如下:D=60mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,z=10,功率4KW。通过查询相关加工和设计手册,得 取fz=0.10mm/r 。3、明确切削的速度 按照我们所学的知道工件材料为HT200,查询手册,取=25m/min。算一下主轴转动速度;查询资料可知n=150,得4、基本时间的确定机加工时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=。取=150mm/min;切削加工面L=580mm。5、辅助时间的确定辅助时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=150mm/min;查询资料,得=7,。工步3:粗铣尺寸670所在的右端面1、切削深度 。2;明确进给量 这道工序用合金铣刀进行加工,它具体的参数如下:D=60mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,z=10,功率4KW。通过查询相关加工和设计手册,得 取fz=0.10mm/r 。3、明确切削的速度 按照我们所学的知道工件材料为HT200,查询手册,取=25m/min。算一下主轴转动速度;查询资料可知n=150,得4、基本时间的确定机加工时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=。取=150mm/min;切削加工面L=488mm。5、辅助时间的确定辅助时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=150mm/min;查询资料,得=7,。工步4:粗铣尺寸670所在的左端面加工方法和加工步骤与工步3,基本一致在此不再累赘。工步5:粗铣尺寸150所在的右端面1、切削深度 。2;明确进给量 这道工序用合金铣刀进行加工,它具体的参数如下:D=60mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,z=10,功率4KW。通过查询相关加工和设计手册,得 取fz=0.10mm/r 。3、明确切削的速度 按照我们所学的知道工件材料为HT200,查询手册,取=25m/min。算一下主轴转动速度;查询资料可知n=150,得4、基本时间的确定机加工时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=。取=150mm/min;切削加工面L=480mm。5、辅助时间的确定辅助时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=150mm/min;查询资料,得=7,。工步6:粗铣尺寸93所在的左端面1、切削深度 。2;明确进给量 这道工序用合金铣刀进行加工,它具体的参数如下:D=60mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,z=10,功率4KW。通过查询相关加工和设计手册,得 取fz=0.10mm/r 。3、明确切削的速度 按照我们所学的知道工件材料为HT200,查询手册,取=25m/min。算一下主轴转动速度;查询资料可知n=150,得4、基本时间的确定机加工时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=。取=150mm/min;切削加工面L=670mm。5、辅助时间的确定辅助时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=150r/min工作台进给量=150mm/min;查询资料,得=7,。工序30:镗削因加工工步比较多,考虑到加工方法、计算步骤基本一致,下面我们将对工步1-工步5,进行详细阐述,工步6-工步24不再阐述。工步1:粗镗135H7的圆柱孔(1)依据相关资料,我们已经晓得在进行进行第一次镗削的时候,它的精度能够保证在IT11IT13,他的粗糙度能够保证在6.3-12.5这个范围里面。单边余量(2)选用机床:选用T618卧式镗床,(3)选用刀具:这里的刀是合金材料的镗削内孔的组合刀。(4)选择切削用量决定切削深度由切削余量可知道(单边)决定切削进给量依据相关设计资料和设计手册,确定决定切削速度 计算主轴转速通过我们对这种类型的机床它的主轴转动速度的查阅,选;所以实际速度为:机动工时=0.5min。辅助工时=0.06min。工步2:粗镗80K6的圆柱孔(1)依据相关资料,我们已经晓得在进行进行第一次镗削的时候,它的精度能够保证在IT11IT13,他的粗糙度能够保证在6.3-12.5这个范围里面。单边余量(2)选用机床:选用T618卧式镗床,(3)选用刀具:这里的刀是合金材料的镗削内孔的组合刀。(4)选择切削用量决定切削深度由切削余量可知道(单边)决定切削进给量依据相关设计资料和设计手册,确定决定切削速度 计算主轴转速通过我们对这种类型的机床它的主轴转动速度的查阅,选;所以实际速度为:机动工时=0.4min。辅助工时=0.05min。工步3:粗镗52K7的圆柱孔(1)依据相关资料,我们已经晓得在进行进行第一次镗削的时候,它的精度能够保证在IT11IT13,他的粗糙度能够保证在6.3-12.5这个范围里面。单边余量(2)选用机床:选用T618卧式镗床,(3)选用刀具:这里的刀是合金材料的镗削内孔的组合刀。(4)选择切削用量决定切削深度由切削余量可知道(单边)决定切削进给量依据相关设计资料和设计手册,确定决定切削速度 计算主轴转速通过我们对这种类型的机床它的主轴转动速度的查阅,选;所以实际速度为:机动工时=0.2min。辅助工时=0.03min。工步4:粗镗47K6的圆柱孔(1)依据相关资料,我们已经晓得在进行进行第一次镗削的时候,它的精度能够保证在IT11IT13,他的粗糙度能够保证在6.3-12.5这个范围里面。单边余量(2)选用机床:选用T618卧式镗床,(3)选用刀具:这里的刀是合金材料的镗削内孔的组合刀。(4)选择切削用量决定切削深度由切削余量可知道(单边)决定切削进给量依据相关设计资料和设计手册,确定决定切削速度 计算主轴转速通过我们对这种类型的机床它的主轴转动速度的查阅,选;所以实际速度为:机动工时=0.06min。辅助工时=0.03min。工步5:粗镗80K6的圆柱孔加工方法、加工步骤与工步2基本一致,在此不再累赘。工序40:钻削工步1:钻2-18H7圆柱孔的底孔(1)切削深度。(2)进给量的确定采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:,根据相关设计资料和设计指南,取(3)切削速度的确定,取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;计算实际切削速度,。加工长度,;机动工时=0.61min。辅助工时=0.08min。工步2:钻2-18H7的圆柱孔(1)切削深度。(2)进给量的确定采用的扩孔钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:,根据相关设计资料和设计指南,取(3)切削速度的确定,取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;计算实际切削速度,。加工长度,;机动工时=1.36min。辅助工时=0.18min。工步3:钻6-5的圆柱孔(1)切削深度。(2)进给量的确定采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:,根据相关设计资料和设计指南,取(3)切削速度的确定,取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;计算实际切削速度,。加工长度,;机动工时=0.61min。辅助工时=0.08min。工序50:倒角工序60:清洗工序70:终检工序80:入库39第4章 2-18H7圆柱孔钻床夹具设计本文共需要设计2套夹具,上面第四章我们已对箱体上表面进行铣床夹具设计,本章我们将对2-18H7圆柱孔进行专用钻床夹具设计。其工序简图见图5.1 2-18H7圆柱孔工序图。图5.1 2-18H7圆柱孔工序图2-18H7圆柱孔是箱体和箱盖连接的主要孔径,为保证箱体和箱盖连接的可靠性,我们对其进行专用夹具设计显得非常有意义。考虑到零件较大,2孔径之间的距离也较远,故而采用Z3040摇臂钻床对其进行加工。4.1 定位方案及定位元件的确定与选择1、定位方案的确定(1)加工零件定位方案的确定我们选用的夹具主要被用在Z3040摇臂钻床,因为箱体的上下、前后相应的端面,都已经经过了第一次粗加工、第二次半精加工。在进行定位时我们可以选择其相应的面作为定位的基准。零件所在的底平面进行定位这样可以有三个方向的自由度。另外,我们我们采用左定位座和工件的左端面进行定位,这样限制了2个自由度;最后采用前定位座和工件前端面进行定位,限制了1个自由度实现了零件的完全定位。(2)其余零件定位方案的确定1)前定位座:采用的“一面两孔”的定位方案。2)左定位座:采用的“一面两孔”的定位方案。3)2个夹紧油缸:采用的“一面两孔”的定位方案。4)钻模板:采用的“一面两孔”的定位方案。2、定位元件的选择(1)加工零件定位元件采用的是前定位座、左定位座、夹具体。(2)其他零件定位元件的选择1)前定位座:采用定位销。2)左定位座:采用定位销。3)2个夹紧油缸:采用定位销。4)钻模板:采用定位销。具体构造见图5.2钻孔夹具三维造型图、图5.3钻孔二维装配图、图5.4前定位座三维造型图、图5.5左定位座三维造型图、图5.6夹具体三维造型图。图5.2 钻孔夹具三维造型图图5.3 钻孔二维装配图图5.4 前定位座三维造型图图5.5 左定位座三维造型图图图5.6 夹具体三维造型图4.2 夹紧方案及装置的确定与选择1、夹紧方案的确定(1)加工零件夹紧方案的确定考虑到本次设计的夹具其零件比较复杂,并且重量比较的重,并且为本夹具是进行钻孔。因此,我们采用2个液压缸对其进行前后方向的夹紧,以及左右方向的辅助夹紧。通过夹具装配图及三维图可以看出,我们在零件的前后方向上,采用前后夹紧油缸和圆压紧块进行前后方向夹紧。还采用了左右夹紧油缸和圆压紧块进行左右方向的辅助夹紧。(2)其余零件夹紧方案的确定1)前定位座:在对角线方向上采用六角螺栓对其进行夹紧。2)左定位座:在对角线方向上采用六角螺栓对其进行夹紧。3)2个夹紧油缸:在对角线方向上采用六角螺栓对其进行夹紧。4)钻模板:采用六角螺栓对其进行夹紧。2、夹紧元件的选择(1)箱体夹紧元件的确定上下方向夹紧的夹紧元件有:前后夹紧油缸、左右夹紧油缸、2个圆压紧块。(2)其他零件夹紧元件的选择1)前定位座:2个内六角螺栓。2)左定位座:2个内六角螺栓。3)2个夹紧油缸:2个内六角螺栓。4)钻模板:采用的螺钉。夹紧装置见图5.7 前后夹紧三维造型图,图5.8左右夹紧三维造型图。图5.7 前后夹紧三维造型图图5.8左右夹紧三维造型图4.3 夹具体的设计与确定1、夹具体的设计要求本章第一节已经进行了详细的阐述,在此不再累赘。2、夹具体的确定结合之前的分析,我们用HT200的灰铸铁来作为夹具的材料。具体构造见图5.9三维夹具体零件图、图5.10二维夹具体零件图:图5.9 三维夹具体零件图图5.10 二维夹具体零件图4.4 导向装置的确定我们这道程序的要求是要对被加工的孔进行钻孔,最后才能实现图上所要求的加工要求,所以我们要选快换钻套来用作刀具的导向元件。具体结构见图5.11 钻模座三维造型图、图5.12钻模板三维造型图。图5.11 钻模座三维造型图图5.12钻模板三维造型图4.5 钻削力的计算刀具:5的麻花钻及M6的丝锥钻孔切削力根据相关设计资料和设计指南,得钻削力计算方法:其中P代表钻削的力度、t代表钻削的深度,45mm、S代表每轮的转了以后的进给量, 0.1mm、D麻花钻直径, 5mm、HB布氏硬度,140HBS,所以钻孔的扭矩:4.6 定位误差的计算定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位,因为该定位元件的定位基准为孔的轴线,所以基准重合b=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=(TD+Td+S)/2TD =0.02mm Td =0.005mmS=0.008mm j=0.016mm根据上面的计算,其定位误差在孔加工的误差范围内,故能够满足定位要求。4.7 定位误差分析本工序采用液压缸的夹紧装置,工件始终紧贴夹紧块面,工件自重带来一定的平行于夹具体底板的水平力。因此,工件在夹具中的定位,前面已经进行了简述在此不再累赘。钻孔的时候我们在钻套正上方,进而使加工位置上没有转角误差。在加之有钻套,故当能满足定位要求。结 论经过完成我的毕业设计,我将课堂上的知识和实际的知识有了一次很好的融合,不仅加深了我这几年所学习的专业知识,还在实践中得到了运用,尤其是分析零件、编制待加工件(零件)的加工工艺路线上,我比较的费时费力,从这一点也能够看出我在这方面知识的缺乏。另外当我对每一个工序进行计算,特别是确定切削用量、切削速度和进给量上面,我有了深刻的了解。在这次的设计过程中,我查看了大量的设计方法和制造方面的书籍,当我还是不明白的时候,我就请教老师或者和同学在一起交流。在图纸的绘制上面我运用了proe和CAD软件。通过和该软件的接触,不仅使我更加熟练的使用这个软件,同时,我还熟悉了其他的一些办公软件。当然,这个设计肯定有不足的地方,毕竟是进行的理论上的设计,能否在实际的生产活动中得到运用,还是个未知数。除了考虑可行性以外,我们还要考虑这个制造的成本,为了能够实现这个目标,我知道自己还要不断的努力。再这里,要感谢在我的毕业设计中提供帮助的老师和同学们。参考文献1 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,19802 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导M,机械工业出版社,19953 李庆寿。机床夹具设计M,机械工业出版社,19914 李洪。机械加工工艺手册M,北京出版社,19965 上海市金属切削技术协会,金属切削手册M,上海科学技术出版社,20056 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册M,化学工业出版社,20057 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。8 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