支架拨叉的铣Φ40端面夹具设计及加工工艺装备含4张CAD图
支架拨叉的铣40端面夹具设计及加工工艺装备含4张CAD图,支架,40,端面,夹具,设计,加工,工艺,装备,CAD
机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号 4铣HT200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立式铣床X51夹具编号 夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件00.207min工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣40端面普通端铣刀,游标卡尺25540.060.2310.170min0.026min 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 一、设计题目题目:拨叉零件的工艺规程及铣40端面夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5) 夹具装配图 1张(6) 夹具体零件图 1张(7) 课程设计说明书(50008000字) 1份四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天 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。拨叉加工工艺规程及其铣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:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error.目 录序言11、零件分析 21.1零件作用 21.2零件的工艺分析 22、工艺规程设计 32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择 32.3制定工艺路线 33、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 64、确定切削用量及基本工时 75、夹具设计 145.1定位基准的选择145.2定位误差分析155.3夹具简单操作说明166、总 结 167、致 谢 188、参考文献19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。拨叉的加工工艺规程及其铣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课程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。1、 零件的分析1.1零件的作用拨叉的作用,用于车床中,起变速的作用1.2零件的工艺分析拨叉有2组加工面他们没有有位置度要求。这两个加工面的分别为:1,以外圆柱面为基准的加工面,这组加工面包括,左右端面,和20的孔和键槽2:以20孔为基准的加工面,这组加工面主要是宽18的槽,以20孔和40端面为定位基准,铣9孔所在的凸台, 9和3的孔。2、 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200,根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况,选用砂型机铸造。2.2基面的选择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,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高,否则,加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择:对拨叉这样的零件来说,选择好粗基准是至关重要,以零件的上端的不加工平面作为粗基准。精基准的选择:根据基准重合原则,选取键槽孔及已加工的底面作为精基准。2.3制定工艺路线制订工艺路线的出发点,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。通过仔细考虑零件的技术要求后,制定以下两种工艺方案: 方案一:工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造工件2时效时效处理3铣削以40端面外圆为定位基准粗铣左端面4铣削以40端面外圆为定位基准粗铣右端面5钻削以40端面外圆为定位基准钻,扩,绞20孔6铣削以40端面,20孔为定位基准,铣宽18mm槽7拉削以40端面,20孔为定位基准。拉宽6的键槽8铣削以20孔和40端面为定位基准,铣9孔所在的凸台9钻削以20孔和40端面,宽36mm右侧面为定位基准钻9深10的孔10钻削以20孔和40端面为定位基准,钻3孔11检验检验方案二:工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造工件2时效时效处理3铣削以40端面外圆为定位基准粗铣左端面4铣削以40端面外圆为定位基准粗铣右端面5拉削以40端面,20孔为定位基准。拉宽6的键槽6铣削以40端面,20孔为定位基准,铣宽18mm槽7钻削以40端面外圆为定位基准钻,扩,绞20孔8铣削以20孔和40端面为定位基准,铣9孔所在的凸台9钻削以20孔和40端面为定位基准钻9深10的孔10钻削以20孔和40端面为定位基准,钻3孔11检验检验我们先做钻孔和拉键槽的话,不方便我们钻孔的夹具设计,同时也能更好地保证工件的位置度要求具体的工艺路线如下:工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造工件2时效时效处理3铣削以40端面外圆为定位基准粗铣左端面4铣削以40端面外圆为定位基准粗铣右端面5钻削以40端面外圆为定位基准钻,扩,绞20孔6铣削以40端面,20孔为定位基准,铣宽18mm槽7拉削以40端面,20孔为定位基准。拉宽6的键槽8铣削以20孔和40端面为定位基准,铣9孔所在的凸台9钻削以20孔和40端面,宽36mm右侧面为定位基准钻9深10mm的孔10钻削以20孔和40端面为定位基准,钻2孔11检验检验三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨叉零件材料为HT200,重量为1.074Kg,生产类型为大批量生产,采用砂型铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差,由铸造可直接获得。2、 拨叉的底面 由于横向拨叉底面要与其他接触面接触,同时又是孔的中心线的基准。作为后序的基准,所以要进行精铣,根据表2-36知,其加工余量为1.0。3、拨叉的轴孔 毛坯为实心,不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间,根据表2-28确定工艺尺寸余量为:钻 ,扩,绞孔钻孔:2 扩孔:1.2 铰孔:0.06孔端面采用铣一次走刀完表面加工,表面粗糙度为1.6,根据表2-4,选择其每一侧的加工余量为1,所以毛坯孔的加工总余量Z=2。4、右端面 由表2-35平面粗加工余量得到所加工平面的加工余量Z=3。4、 确定切削用量及基本工时工序一:铣右端面(1) 背吃刀量的确定 粗铣右端面是以左端面定位,ap=Z=3。(2) 进给量的确定 由表5-11,选择铣刀直径,齿数Z=6,每齿进给量z取为0.2/。(3) 铣削速度的计算 由表5-13,用高速钢立铣铣刀、的条件选取,铣削速度v可取为42。根据参考书上公式(5-1),可求得该工序铣刀转速,。参照表4-15所列X51型立式铣床的主轴转速,取转速,再将此转速带入公式(5-1),可求得该工序的实际铣削速度。(4) 基本时间tm的计算 根据表5-43中面铣刀铣平面的基本时间计算公式 ,可求出该工序的基本时间。已知加工平面l=40mm; l2=13mm, 我们可以取l2=1mm;将上式结果代入公式tj=(l+l1+l2)/Mz,则该工序的基本时间tj=(40mm+11mm+1mm)/306mm/min=0.170min=10.2s。(5) 辅助时间tf的计算 根据第五章第二节所述,辅助时间tf=(0.150.2)tj,则本工序的辅助时间tf=0.1510.2s=1.53s。(6) 其他时间的计算 tb+tx=6%(10.2s+1.53s)=0.7s(7) 单间时间tdj的计算tdj=10.2+1.53+0.7s=12.43s=0.207min。工序二:铣长22宽18mm面 选用机床:X51立式铣床 选择铣刀半径为12mm,齿数Z=6 , 按机床选取 实际切削速度: 工作台每分钟进给量: 铣床工作台进给量: 基本工时: 工序三 钻 扩 绞孔切削用量及基本工时的确定:钻mm底孔,扩mm,绞20,选用机床:Z525立式钻床钻孔19mm: 选择19mm高速钢锥柄标准麻花钻 硬度200217 按机床选取 实际切削速度: 基本工时:扩孔mm: 选择19.8mm高速钢锥柄扩孔钻扩孔钻扩19.8mm孔时的进给量,并取扩孔钻扩孔时的切削速度按机床选取基本工时: 铰20H7孔: 选择20mm高速钢锥柄机用铰刀 , 按机床选取 基本工时: 工序四:拉宽6 的键槽 卧式内拉床L6120工序切削用量及基本工时的确定:拉宽6的键槽单面升齿,根据有关手册,确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为0.06mm,拉削速度为0.06m/m切削工时 式中:单面余量为3.5 L-拉削长度43 -考虑校准部分 的长度系数取1.2 K-考虑机床反行程系数 ,取1.4 V-拉削速度 -拉刀单面升齿 Z-拉刀同时工作齿数 P-拉刀齿距所以拉刀同时工作齿数z=l/p=43/10.5=4.09拉削工时工序五:钻mm孔 选用Z525立式钻床 选择9mm高速钢锥柄标准麻花钻 硬度200217 按机床选取 实际切削速度: 基本工时:工序六:钻mm底孔 选用机床:Z525立式钻床 选用2高速钢锥柄麻花钻 按机床选取 基本工时: min工序七:铣18x28x36的槽 选用X62卧式铣床1. 选择刀具刀具选取不重磨损高速钢三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成2) 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取497当124.8r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为5、 夹具设计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。由指导老师的分配,决定设计第四道工序的铣40端面的铣床夹具。5.1定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能,基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准,称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准,称为工艺基准。工艺基准按用途不同,又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。 (1)装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准,称为装配基准。 (2)测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准,称为测量基准。 (3)工序基准在加工工序中,用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状及位置的基准,称为工序基准。 (4)定位基准工件定位时所采用的基准,称为定位基准。本次夹具设计的铣40端面,采用40外圆和端面定位,端面处采用环形垫块定位,限制3个自由度,外圆处采用V型块定位限制2个自由度,挡销限制1个自由度,这样空间的六个自由度就限制完全了,同时采用手柄夹紧,即可满足要求。5.2定位误差的分析 本次夹具设计的铣40端面,采用40外圆和端面定位,由于V型块和挡销产生的误差对铣端面没有影响,所以只考虑环形垫块产生的误差即可。 定位副制造不准确误差为0;以另一个40端面为定位基准,以所加工平面为工序基准,基准不重合产生误差。由表2-40可查得:,工件加工要求的公差5.3 夹具设计及操作简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构6、 总结这次设计是大学学习中最重要的一门科目,它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来,进行理论联系实际的总体考虑,需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论,又注意了生产实践的需要,将各种理论与生产实践相结合,来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等; 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识; 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高;再次体会到理论与实践相结合时,理论与实践也存在差异。回顾起此次设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到完成定稿,从理论到实践,在整整一学期的日子里,可以说学到了很多很多的的东西,同时巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正的实用,在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题,当然也发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次毕业设计,让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了,也解决了许多问题,也碰到了许多问题,老师的辛勤指导下,都迎刃而解。同时,在老师的身上我也学得到很多额外的知识,在此我表示深深的感谢!同时,对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢!7、 致 谢这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。8、参 考 文 献1、黄健求主编 机械制造技术基础 机械工业出版社 2005.112、崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 2007.23、肖继德、陈宁平主编 机床夹具设计(第二版) 机械工业出版社 2000.54、秦国华、张卫红主编 机床夹具的现代设计方法 航空工业出版社 2006.115、秦宝荣主编 机床夹具设计 中国建材工业出版社 1998.26、陈国香主编 机械制造与模具制造工艺学 清华大学出版社 2006.57、李彩霞主编 机械精度设计与检测技术 上海交通大学出版社 2006.18、方子良主编 机械制造技术基础 上海交通大学出版社 2005.1 9、孙志礼、冷兴聚、魏延刚、曾海泉主编 机械设计东北大学出版社 2000.9 10、孙丽媛主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 冶金工业出版社 2002.1211、邹青主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 机械工业出版社 2004.820机械加工工艺过程卡片产品型号拨叉产品型号共 1 页产品名称 机床零件名称拨叉第 1 页材料牌号HT200铸铁毛坯种类铸件毛坯尺寸毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造工件铸造车间游标卡尺2时效时效处理3铣削以40端面及外圆为定位基准粗铣左端面机加工X51普通端铣刀,游标卡尺4铣削以40端面及外圆为定位基准粗铣右端面机加工X51普通端铣刀,游标卡尺0.207min5钻削以40端面外圆为定位基准钻,扩,绞20孔机加工Z525专用夹具、钻头,扩孔钻,铰刀6铣削以40端面,20孔为定位基准,铣宽18mm槽机加工X621三面刃铣刀,卡尺7拉削以40端面,20孔为定位基准。拉宽6的键槽机加工L2110 拉刀,卡尺8铣削以20孔和40端面为定位基准,铣9孔所在的凸台机加工X51端铣刀。卡尺9钻削以20孔和40端面,宽36mm右侧面为定位基准钻9深10的孔机加工Z525深度尺,锥柄麻花钻10钻削以20孔和40端面,宽36mm右侧面为定位基准,钻2孔机加工Z525卡尺,锥柄麻花钻11检验检验检验车间塞规,卡尺等。设计(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件签字日期标记处数更改文件号签字日期
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