定位销的工艺规程设计及关键工序铣具设计【含CAD图纸和三维模型及说明书】
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毕 业 论 文(设计)论文题目 定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计 姓 名院 系 指导教师 开题报告课题名称定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计课题来源理论分析学生姓名专业学号指导老师姓名职称研 究 内 容 定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计研究计划2016-12-102016-12-30 完成开题,查阅相关资料和文献。2016-03-202016-05-10 完成设计方案,完成设计内容。2016-05-102016-05-20 完成论文的撰写和准备毕业论文答辩。特色创新指导老师意见教研室意见 院系意见 主要领导签名: 年 月 日 目 录一零件的分析.1 1.零件的作用 .1 2.零件的工艺分析.1二机械加工工艺规程制定.2 1.确定毛坯的制造形式.2 2.选择定位基准.2 3.选择加工方法 .2 4.制定工艺路线 .2 5.确定加工余量及毛坯尺寸.3三.工序设计.4 1选择加工设备与工艺装备.4 2. 确定工序尺寸.6四确定加工用量及基本时间.7 1.工序.7 2.计算基本时间.9五专用夹具设计.16 1. 研究原始质料.16 2. 定位、夹紧方案的选择.16 六课程设计心得体会.20 七. 参 考 文 献.20定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计 毕 业 论 文(设计)论文题目 定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计 姓 名院 系指导教师 摘要 机械制造工艺是我们大学必修课程之一,在我们日常生活中也是常见的一门学科,他已经深入到我们生活中的方方面面,因此我们要十分分重视。这次毕业设计对我们来说非常重要,一方面可以使我们从中学习到发现问题、解决问题的各种方法,另一方面也可以锻炼我们的思维模式,是我们不断在探索科学的道路上越走越远。由于自己在设计方面上的本身就存在一定的缺陷,所以错误和果实肯定也是在所难免的,希望老师多多指导!关键词:定位销 铣床 夹具设计AbstractMechanical manufacturing technology is one of the compulsory course, our university are common in our daily life of a discipline, he has in-depth to all aspects of our lives, so we will take ten cent cent value.This graduation design is very important for us, on the one hand, enables us to learn to find and solve problems of various methods, on the other hand can also exercise our thinking mode, is we continuously exploring scientific road more walk more far.Because of the inherent defects in the design, the error and the fruit must be unavoidable.Key words: The positioning pin; I axis milling machine; fixture design.目录一零件的分析.1 1.零件的作用 .1 2.零件的工艺分析.1二机械加工工艺规程制定.2 1.确定毛坯的制造形式.2 2.选择定位基准.2 3.选择加工方法 .2 4.制定工艺路线 .2 5.确定加工余量及毛坯尺寸.3三.工序设计.4 1选择加工设备与工艺装备.4 2. 确定工序尺寸.6四确定加工用量及基本时间.7 1.工序.7 2.计算基本时间.9五专用夹具设计.16 1. 研究原始质料.16 2. 定位、夹紧方案的选择.16 六课程设计心得体会.20 七. 参 考 文 献.20定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计第 23 页 共 27 页一零件的分析(1) 零件的作用 我所选中的课题是定位销,它的主要功能是固定零件与零件,或者零件与机器的相对位置,显而易见,这种起到一定传递作用的工件载荷不宜过大。(2) 零件的工艺分析 定位销在研制的时候非常讲究,不仅要求表面光滑,且精度也是非常严格,从图纸我们可以看到:其粗糙度为0.8Ra的圆柱表面。二机械加工工艺规程制定(一)确定毛坯的制造形式 根据我们所学知识掌握,定位销的销是用来固定工件的,因此它的强度一定要达到所需要的强度,不然在强有力的冲击下容易造成损伤甚至毁坏,它的材料宜使用45号钢。 (二)选择定位基准 定位基准的选择也是有一定的理论科学根据,它是与机床或者工件相互接触的点或面,基准选择的正确与否直接关系到后期工作的正常或非正常运转。只要选择的合乎情理,不仅可以省略制造过程不不要的麻烦与损失,更能促进工作的正常进行。1粗基准的选择 当我们仔细观察零件图就可以清楚地发现定位销的基准面的形状是什么样的,它是一个不是十分匀称的,略有圆柱状的的形状,其外部还有3*0.5的沟槽2精基准的选择 精基准的选择是简历在粗基准智商的,当我们把粗基准选择完成之后,接下来要进行的就是精基准的选择,首先要考虑的是基准之间的重合问题,其次就是尺寸的换算,运用的方法是“两面一孔”,七重点加工的位置是上地面与底面。 (三)选择加工方法 平面的加工方法有很多种,如:车、刨、铣、磨、拉等16g6(四)制定工艺路线 1:在车床上固定住毛肧,要尽量往外面伸出大约55mm的位置,方便我们进行打孔操作。 2.粗车长度10mm的锥度,粗车16g6的外圆,粗车30.5外沟槽 3: 半精车底面,长度10mm的锥度,半精车16g6的外圆,半精车精度1.6m的沟槽面 4:精车底面及精度1.6m的沟槽面 5 :上磨床,精磨长度为10mm的锥度,磨16g6外圆 6:精铣角度为10的对称斜面 7;光另一端端面,取总长61mm 8:钻孔 9:精铰10H11内孔 10: 粗铣距中心18mm的平面、25斜面及R8.5的外圆面 11:半精铣25的斜面 12:精铣25的斜面 13:钳工去毛刺 14:终检 (五)确定加工余量及毛坯尺寸 5.1确定机械加工余量 钢质模锻件加工余量按zhaoTB3585确定,(1) 锻件质量 根据零件成品重量0.09639估算为0.15(2) 加工精度 零件除孔、槽以外的各表面为磨削加工精度F2(3) 锻件形状复杂系数S m外廓包容体=12.27957.85g/=96.39g=0.09639m锻体=0.15 查阅表格,可定形状复杂系数为S,属简单级别机械的加工余量的确定各轴向尺寸的单面余量为1.01.5mm5.2确定毛坯尺寸 上面所查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m,Ra1.6m的表面,余量要适当增大5.3设计毛坯图确定毛坯尺寸公差 定位毛坯尺寸公差 定位销毛坯(锻件)尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸16g 622010214101.513111.514520.31.549611.563181.519.5在制造过程中,根据毛胚的生产基本过程可以得知锻件材料的重量为2.2kg,碳的成分不超过0.50%,查知简明手册,从中可以知道锻件的系数为M。三.工序设计一选择加工设备与工艺装备1.选择车床 车床的类型选择是根据零件的形状以及其他各种因素等方面决定的 ,具体的选取细则要根据具体的情况。初选发的情况可以参考如下:工序1、工序2、工序3的选择为粗车以及半精车,但是大批量生产的时候还要考虑他的因素,例如生产成本工序5为磨削加工,应选择M120磨床(表4.229)简明手册工序6钻10H11的孔,可以考虑在立式钻床上加工工序9,精铰10H11的孔,可在立式钻床Z525 上装铰刀(表4.27)简明手册2 选择夹具 假如大批量生产的话,可以采用相对比较普通的夹具。 3 选择刀具 (1)在使用车床加工时,可以使用镗刀。切槽刀宜选用高速钢。 (2)铣刀直径为63mm,宽为7mm,孔的经为22mm。 (3)磨具上面的表面粗糙度不高 所加工的表面粗糙度为0.8m 应选择粒度W14W5磨具。4. 选择量具这个零件加工时一般是很大一批的生产,正常情况下使用定位销的加工属于大批量的生产,在考虑生产质量和生产成本的技术上要选择通用量具。加工10H11的孔可用0.01mm的内径百分表外圆加工所用量具工序加工面尺寸尺寸公差()量具14160.023度值为0.01mm测量范围,025的外径千分尺150.278100.09锥柄圆柱塞尺(GB6322-86)91125斜面角度尺 测量范围0320(GB6315-86)12R8.5外圆面专用配合件16g6尺寸公差为0.023,查阅手册可以得知计量器具不确定度允许值,应用分度值0.02mm的游标卡尺,其不确定度数值,UU 不能选用。 半精铰10的内孔,可用游标卡尺量,分度值为0.02,测量范围0150(GB1214-85) 加工精铰10H11孔的时候,由于加工时其对其操作比较严格,要遵守适当的相应章程,查阅表格可知轴向尺寸所选量具工序尺寸及偏差()量具130.3 520.3分度值0.02mm,测量范围0150mm游标卡尺(GB1214-85)4105617830磨10的斜面,精度较高可选用I型测量范围0320的万能角度尺(GB6315-86)二确定工序尺寸 根据操作需要,当我们加工时要从最后的工序往前推算,这样有利于我们加工时功效最大化,以至于无基准转换时,要充分考虑其加工余量。此零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及偏差、表面粗糙度如下表:圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度加工表面 工序双边余量()工序尺寸及偏差()表面粗糙度 粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨16外圆2 .60.90.30.217.4161616Ra6.3Ra3.2Ra1.6Ra0.810内孔0.20.04-9.89.9610-Ra6.3Ra3.2Ra1.6-距中心18的表面1.30.218.218长度方向的工序加工余量、工序尺寸加工长度工序余量()工序尺寸及偏差()粗车半精车精车粗车半精车精车1110.8111110.811115251.8525251.852526160.8616160.86161四确定加工用量及基本时间一、工序 工序的选择为粗车,加工材料的选择为45钢,其抗拉强度为,选用车床CA6140卧式车床。 (1)查阅文献表格可知,车刀的外观为卷屑,前角。=12,后角。=6,主偏角=90,副偏角=10,刃倾角=0,角尖圆弧半径 (2) (1)确定切削深度 由于单边余量为1.3,可在一次走刀内完成(2)确定进给量f 查阅文献后得知在粗车钢料的刀杆尺寸为,工件直径为2040mm时 按CA6140的机床的进给量(表4.2-9),选择 在进行检验后确定进给量符合要求方可进行试验根据表1.30*,CA6140机床进给机构允许的进给力(1)纵走刀3530N (2)横走刀5100N根据表1.21*,当钢=570670Mpa2mm,0.53,Kr=45,V=50m/min(预计)进给力F=630NF的修正系数为KF=1.0,KF=1.0,KF=1.17(表1.29-2)故实际进给力为F=6301.17N=737.1N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选的=0.4,可用(3)正确选择车刀磨钝的标准以及耐用度 (4)确定切削速度V 切削速度V可根据公式计算,也可直接由表中查出,现采用查表法确定切削速度查阅文献后得知,我们在使用YT15硬质合金车刀加工钢料, 2mm, ,切削速度切削速度的修正系数为K=1.0,K=0.81,K=0.8,k=0.65,k=1.0(见表1.28),因此 1380.810.80.65 m/min=58.1256 n=925根据CA6140机床说明书,选择n=1120这时实际切削速度Vc为Vc= m/min=70 m/min(5) 校验机床功率 切削时功率的大小可以查阅相关文档得知,,当 2mm 0.47 Vc70 m/min时, p=1.7kw查表得知,切削功率的修正系数故实际切削功率时的功率为,根据CA6140车床的使用说明书可以得知,当时,车床主轴功率,因p P,所以选择的切削用量允许在CA6140车床上进行.最后决定的车削用量为, , , (二)计算基本时间t=式中L=,=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量=3.5mm,则L=52+3.5 mm=55.5 mm,故 t=min=0.124min工序3,本工序为半精车外圆(1) 选择刀具(2)切削用量 1)切削深度 =0.45mm决定进给量,定位销的加工受到操作台表面粗糙度的很大限制,根据表格中的数据得出,当表面粗糙度为根据CA6140车床说明书,选择=0.22mm/r(3) 适当选用车刀工件的磨钝标准及耐用度 (4) (4)决定切削速度Vc,根据表1.10当钢料, 切削速度切削速度的修正系数为K=0.65,K=0.81,K=0.8,k=1.0,k=1.0故 Vc=Vtkv=1760.810.80.65 m/min=74.1 m/min n=1354根据CA6140机床说明书,选择n=1400这时实际切削速度Vc为Vc= m/min=76.49 m/min(5)校验机床功率 切削得时候其功率可以查表格得出,当 时, 经过一系列的运算 , , t=式中L=,=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量=3.5mm,则L=52+3.5 mm=55.5 mm,故 t=min=0.18min工序6 本工序为精铣角度为10的对称斜面1、选择铣刀 1)根据表1.2选择高速钢立铣刀,根据表3.4,铣削宽度8时,铣刀直径d=40mm2、选择切削用量 1)由于加工余量不大,可在一次走刀内切完,则=10mm 2)决定进给量根据表3.4,每齿进给量=0.080.05mm/z,应取0.05 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿后面最大磨损量为0.5mm,由于d40mm,故刀具寿命T=90min(表3.8) 4)决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可根据表3.27中的公式计算V=90m/minn=r/min=788 r/min 根据X62W型卧式铣床主轴转速表(4.2-39)选择n=750 r/min 根据X62W型机床说明书选择n=750r/min =600mm/min =mm/z=0.033 mm/z5)检验机床功率根据表3.23,当=5601000M P 1.1 15 =40mm,z=24 =600mm/min=3.6kw 查看X62W型卧式铣床的使用说明书是可以发现,卧式铣床的主轴允许的功率为由于,所以=10mm, =600mm/min,n750 r/min,=99m/min,=0.033mm/z3、计算基本时间t=L=,=10,根据表3.26,不对称安装铣刀,车削时的入切量及超切量=40mm,则L=10+40mm=50 mm,故 t=min=0.083min工序8、钻孔加工材料45钢,=670Mpa加工要求孔径d=10mm,孔深=30mm,精度为IT11,用乳化液冷却机床Z525型立式钻床1、选择钻头选择高速钢麻花钻头,其直径d。=9.8mm高速钢麻花钻头的形状见表,=302=1182=70。=12b=1mm =2mm1、 选择切削用量(1) 决定进给量1) 按照选用的加工进给量。钢的强度800Mpa 时候, d。=9.8时候。 =0.220.28mm/r2) 按照钻头的强度选用进给量。当670Mpa 时候, d。=9.8mm时 =0.65mm/r按机床进给机构强度决定进给量,根据表2.9当=840Mpa、当的时候,根据表格给出的数据,我们得出进给量为,再看一下Z525的使用说明书,选择,他的轴向力。查看Z5252钻床使用说明书,机床强度最大范围,所以(2)高速钢麻花钻头的磨顿标准(3)高速钢麻花钻头决定切削速度 查看表格可知 的45钢加工性属5类, 查看表格, 标准的钻头时,切削速度的修正系数为K=1.0,K=1.0,K=0.85,k=1.0, V=Vtkv=121.01.00.85 m/min=14.4m/min n=389.9阅读Z525钻床的使用说明书,我们可以确定n=392,在考虑转速较高的情况下,为了使道具的寿命得到一定的延长,可以考虑把进给量降低一个等级,或者把转速降低一个等级n=272。我们把两个方案放在一块进行比较:1)第一方案,=0.28mm/r,n=392n=0.28392 mmmin=109.76 mmmin第二方案,=0.22mm/r,n=272 n=0.22272 mmmin59.84 mmmin因为第一方案n的乘积较大,基本时间较少,故第一方案较好,这时V12 m/min =0.28mm/r(4)校验机床的扭矩及功率 =0.28mm/r,n=392,V12 m/min,3、计算基本时间t=L=,=30,根据表2.29车削时的入切量及超切量=5mm,则L=30+5 mm=35 mm,故 t=min=0.319min工序9 本工序为精铰孔1、选择铰刀 选择硬质合金铰刀,其直径d=10mm,铰刀几何形状为表2.6硬质合金铰刀2、 选择车削用量(1)决定进给量1)按加工要求决定进给量表2.30V=26m/minn=r/min=828 r/min根据Z525机床说明书,选择n=960r/min(4)检验机床扭矩及功率根据表2.20,当0.33,d。1.1,Mt=15.89Nm功率P=kw=1.38kw根据表2.35,Z525的钻床的功率P=2.8kw,由于MM,PP,故选择之切削用量可用,即=0.28mm/r,n=960,V26 m/min,3、计算基本时间t=L=,=30,根据表2.29车削时的入切量及超切量=5mm,则L=30+5 mm=35 mm,故 t=min=0.13mint=工序10 本工序为铣25槽 =8(端齿).1.确定每齿进给量Fz2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表3.7,角铣刀后刀面最大磨损量为0.2,铣刀直径=40,耐用度T=120(表3.8)3.确定切削速度U和工作台每分钟进给量 根据表3.27(P107)中公式计算V=V=m/min=29 m/minn=r/min=230.89 r/min根据X62W型卧式铣床主轴转速(表4.2-39)选择n=235 r/min 根据X62W型卧式铣床说明书选择n=235 r/min =190mm/min因此实际每齿进给量=mm/z=0.032 mm/z4、检验机床功率根据表3.23,当=5601000M P 38 8.4 =190mm/min近似值=3.8kw=8mm, =190mm/min,n235 r/min,=29m/min,=0.032mm/z3、计算基本时间t=L=,=22,根据表3.26,不对称安装铣刀,车削时的入切量及超切量=40mm,则L=22+40mm=62 mm,故t=62/235min=0.263min五专用夹具设计(一). 研究原始质料作为大批量生产的工艺,首当其冲我们要考虑的就是劳动成本的降低以及效益的最大化,此次夹具主要加工铣8铣10的夹具,主要找准定位基准是整个工艺能顺畅进行的前提。(二). 定位、夹紧方案的选择从零件图中我们可以清楚地观察到定位销的作用,其主要起到传递作用,控制零件与零件以及零件与机器之间的相对运动,控制他们之间相对运动的 自由度。我们在生产的过程中首先要深刻体会到他的作用以及使用上的意义,如果清楚了这些,今后我们在生产或者在使用时对我们帮助都可以说是相当有帮助的。当你在仔细阅读夹具手册时,不难发现在加工工件时他们的共共同点,那就是正确的选用定位基准,定位基准的正确选择对加工零件有着重要的作用。提高加工精度,降低劳动成本,效益的最大化是在加工时首要的考虑的几个重要因素。为了使精度的提高,首先要选择大而比较平整的端面,减小定位误差。4.3切削力及夹紧力的计算刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 有: 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=20mm,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=2.54 取s=4 得 满足要求 经过比对校检,最终我们得出工件的强度达到了标准,夹具的安全性能也符合标准4.4 误差分析与计算(1)定位元件的尺寸以及公差的确定1 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:经过一系列的分析和判断,我们得出了推断正确的结论。4.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性退火在夹具体的生产过程中也是相当重要的一个环节,因为这关系到零件的质量问题。在尺寸和形状上面斗志一个比较标准的量。当然,一个产品的好坏,一个企业的名声都是根据其产品的口碑确定,所以在生产时我们要做到谨慎认真。(2)应有足够的强度和刚度 当我们在保证产品质量的同时,重要的也是要考虑到生产过程的操作便捷,所以其生产用来保证的前提就是拥有质量过关的夹具体。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具的体型要比一般的大一点,整体轮廓也是较高一个层次,所以我们要注重其公益性的结构。尽量让他使用时比较方便,特别是在拆装上要达到尽量方便实用。(4)应便于排除切屑夹具在加工过程中要注意其生产中出现的切屑,要时时刻刻关注着切屑带来的不必要的麻烦,减少因操作小细节引发的小的、不必要的事故。所以,我们一般可以提前做好防护措施,或者对车床进行一些改造升级。(5)在机床上的安装应稳定可靠当我们在安装时要考虑夹具与机床的相对稳定性,首先要考虑工作台的重心要尽量的降低,以保证它足够稳定,其次,车床的整体接触面积要做到尽量大而平稳。当选定好了夹具尺寸后就可以回执图纸了。详见绘制的夹具装配图。六课程设计心得体会通过这次的设计我们最后把毛肧做到了成品,在这之中我们历经了种种工序,作为大批量生产的产品,我们采取了大批量的生产,其中省去了很多麻烦,节省了很多时间。虽然感觉自己学到了很多东西,但是仍然存在着瑕疵,路还有很长,自己也会继续努力。在此特别感谢我的导师杨义老师对我毕业设计的悉心指导,以及其他同学给我的帮助。虽然设计中存在不少缺点和不足,但是我还是以完成了设计而感到自豪和高兴。做完了毕业设计也有种如释重负的感觉,毕竟实践才能出真知。七. 参 考 文 献【1】机床夹具设计手册(第三版)上海科学技术出版社 王光斗 王青福主编【2】机床夹具的现代设计方法 航空工业出版社 秦国华 张卫红主编【3】机床夹具及量具设计 重庆大学出版社 白海清主编【4】机床夹具设计与应用 清华大学出版社 李存霞主编【5】机床夹具设计实例教程 化学工业出版社 李名望主编【6】机械制造装配设计(第三版)机械工业出版社 李庆余 孟光耀主编【7】机械设计工艺学与机床夹具设计 安徽农业大学工学院机电系 尹成龙主编【8】机械机床夹具设计手册(软件版2009)化学工业出版社 数字化手册编委会编论文题目:定位销的工艺规程设计及关键工论文题目:定位销的工艺规程设计及关键工序铣具设计序铣具设计专 业:机械设计制造及其自动化学 号:摘要摘要 机械制造工艺是我们大学必修课程之一,在我们机械加工上也是一门重要的学科,他已经深入到我们生活中的方方面面,因此我们要十分重视。这次毕业设计对我们来说非常重要,一方面可以使我们从中学习到发现问题、解决问题的各种方法,另一方面也可以锻炼我们的思维模式,使我们不断在探索科学的道路上越走越远。由于自己在设计方面上的本身就存在一定的缺陷,所以存在不足也是在所难免的,希望老师多多指导!关键词:定位销 铣床 夹具设计Mechanical manufacturing technology is one of the compulsory course,our university are common in our daily life of a discipline,he has in-depth to all aspects of our lives,so we will take ten cent cent value.This graduation design is very important for us,on the one hand,enables us to learn to find and solve problems of various methods,on the other hand can also exercise our thinking mode,is we continuously exploring scientific road more walk more far.Because of the inherent defects in the design,the error and the fruit must be unavoidable.Key words:The positioning pin;I axis milling machine;fixture design.三维效果图三维效果图 定位销的主要作用是用来固定零件之间的相对位置,起固定作用,也可用于轴与毂的连接,定位销传递的载荷不大,还可以为安全装置中的过载尖端元件。零件图样12341.下料:棒料35mm35mm2.粗车:夹毛坯的一端外圆,粗车外圆尺寸至 24mm,长度为81 0mm,端面见平即可。3.粗车:倒头夹已加工外圆24mm,车另一端各部,外圆为21mm,保证总长为32mm4.精车:以21mm外圆定位夹紧车外圆24mm尺寸至204.03.0mm,长度为10mm,车退刀槽18mm2mm。加工工艺过程加工工艺过程5678精车:以204.03.0mm外圆定位夹紧(垫上铜皮),车另一端外圆至184.03.0mm。车30mm外圆处长度尺寸为58.06.0mm,保证定位锁轴总长为30mm。车小头15mm处锥度;切退刀槽16mm2mm。钻中心孔A2热处理:热处理5560HRC磨:修研两端中心孔,并以两中心孔定位装夹工作,磨削两轴径20018.00mm 和18018.00 mm至图样尺寸,并磨削两端面,保证垂直度检验:按图样要求检验各部9入库:涂油入库总结总结 通过这次的设计我们最后把毛肧做到了成品,在这之中我们历经了种种工序,作为大批量生产的产品,我们采取了大批量的生产,其中省去了很多麻烦,节省了很多时间。虽然感觉自己学到了很多东西,但是仍然存在着瑕疵,路还有很长,自己也会继续努力。在此特别感谢我的导师杨义老师对我毕业设计的悉心指导,以及其他同学给我的帮助。虽然设计中存在不少缺点和不足,但是我还是以完成了设计而感到自豪和高兴。做完了毕业设计也有种如释重负的感觉,毕竟实践才能出真知。谢谢观看谢谢观看 摘要 机械制造工艺是我们大学必修课程之一,在我们日常生活中也是常见的一门学科,他已经深入到我们生活中的方方面面,因此我们要十分分重视。这次毕业设计对我们来说非常重要,一方面可以使我们从中学习到发现问题、解决问题的各种方法,另一方面也可以锻炼我们的思维模式,是我们不断在探索科学的道路上越走越远。由于自己在设计方面上的本身就存在一定的缺陷,所以错误和果实肯定也是在所难免的,希望老师多多指导!关键词:定位销 铣床 夹具设计AbstractMechanical manufacturing technology is one of the compulsory course, our university are common in our daily life of a discipline, he has in-depth to all aspects of our lives, so we will take ten cent cent value.This graduation design is very important for us, on the one hand, enables us to learn to find and solve problems of various methods, on the other hand can also exercise our thinking mode, is we continuously exploring scientific road more walk more far.Because of the inherent defects in the design, the error and the fruit must be unavoidable.Key words: The positioning pin; I axis milling machine; fixture design.定位销的工艺规程设计及管件工序铣夹具设计第 26 页 共 26 页1 零件的分析(一)零件的作用 我所选用的课题是定位销,它的主要功能是固定零件与零件,或者零件与机器的相对位置,显而易见,这种起到一定传递作用的工件载荷不宜过大。(一)零件的工艺分析 定位销在研制的时候非常讲究,不仅要求表面光滑,且精度也是非常严格,从图纸我们可以看到:其粗糙度为0.8Ra的圆柱表面。二机械加工工艺规程制定(一)确定毛坯的制造形式 根据我们所学知识掌握,定位销的销是用来固定工件的,因此它的强度一定要达到所需要的强度,不然在强有力的冲击下容易造成损伤甚至毁坏,它的材料宜使用45号钢。(二)选择定位基准 定位基准的选择也是有一定的理论科学根据,它是与机床或者工件相互接触的点或面,基准选择的正确与否直接关系到后期工作的正常或非正常运转。只要选择的合乎情理,不仅可以省略制造过程不不要的麻烦与损失,更能促进工作的正常进行。1. 粗基准的选择 当我们仔细观察零件图就可以清楚地发现定位销的基准面的形状是什么样的,它是一个不是十分匀称的,略有圆柱状的的形状,其外部还有3*0.5的沟槽2. 精基准的选择 精基准的选择是简历在粗基准智商的,当我们把粗基准选择完成之后,接下来要进行的就是精基准的选择,首先要考虑的是基准之间的重合问题,其次就是尺寸的换算,运用的方法是“两面一孔”,七重点加工的位置是上地面与底面。 (三)选择加工方法 平面的加工方法有很多种,如:车、刨、铣、磨、拉等16g6(四)制定工艺路线 1.在车床上固定住毛肧,要尽量往外面伸出大约55mm的位置,方便我们进行打孔操作。 2. 粗车长度10mm的锥度,粗车16g6的外圆,粗车30.5外沟槽 3. 半精车底面,长度10mm的锥度,半精车16g6的外圆,半精车精度1.6m的沟槽面 4.精车底面及精度1.6m的沟槽面 5.上磨床,精磨长度为10mm的锥度,磨16g6外圆 6.精铣角度为10的对称斜面 7. 光另一端端面,取总长61mm 8. 钻孔 9. 精铰10H11内孔 10. 粗铣距中心18mm的平面、25斜面及R8.5的外圆面 11. 半精铣25的斜面 12. 精铣25的斜面 13. 钳工去毛刺 14. 终检 (五)确定加工余量及毛坯尺寸 5.1确定机械加工余量 钢质模锻件加工余量按zhaoTB3585确定,(1) 锻件质量 根据零件成品重量0.09639估算为0.15(2) 加工精度 零件除孔、槽以外的各表面为磨削加工精度F2(3) 锻件形状复杂系数S m外廓包容体=12.27957.85g/=96.39g=0.09639m锻体=0.15 查阅表格,可定形状复杂系数为S,属简单级别机械的加工余量的确定各轴向尺寸的单面余量为1.01.5mm5.2确定毛坯尺寸 上面所查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m,Ra1.6m的表面,余量要适当增大5.3设计毛坯图确定毛坯尺寸公差 定位毛坯尺寸公差定位销毛坯(锻件)尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸16g 622010214101.513111.514520.31.549611.563181.519.5 在制造过程中,根据毛胚的生产基本过程可以得知锻件材料的重量为2.2kg,碳的成分不超过0.50%,查知简明手册,从中可以知道锻件的系数为M。三.工序设计(一)选择加工设备与工艺装备1.选择车床 车床的类型选择是根据零件的形状以及其他各种因素等方面决定的 ,具体的选取细则要根据具体的情况。初选发的情况可以参考如下:工序1、工序2、工序3的选择为粗车以及半精车,但是大批量生产的时候还要考虑他的因素,例如生产成本工序5为磨削加工,应选择M120磨床(表4.229)简明手册工序6钻10H11的孔,可以考虑在立式钻床上加工工序9,精铰10H11的孔,可在立式钻床Z525 上装铰刀(表4.27)简明手册2. 选择夹具 假如大批量生产的话,可以采用相对比较普通的夹具。 3. 选择刀具 (1)在使用车床加工时,可以使用镗刀。切槽刀宜选用高速钢。 (2)铣刀直径为63mm,宽为7mm,孔的经为22mm。 (3)磨具上面的表面粗糙度不高 所加工的表面粗糙度为0.8m 应选择粒度W14W5磨具。4. 选择量具 这个零件加工时一般是很大一批的生产,正常情况下使用定位销的加工属于大批量的生产,在考虑生产质量和生产成本的技术上要选择通用量具。加工10H11的孔可用0.01mm的内径百分表外圆加工所用量具工序加工面尺寸尺寸公差()量具14160.023度值为0.01mm测量范围,025的外径千分尺150.278100.09锥柄圆柱塞尺(GB6322-86)91125斜面角度尺 测量范围0320(GB6315-86)12R8.5外圆面专用配合件16g6尺寸公差为0.023,查阅手册可以得知计量器具不确定度允许值,应用分度值0.02mm的游标卡尺,其不确定度数值,UU 不能选用。 半精铰10的内孔,可用游标卡尺量,分度值为0.02,测量范围0150(GB1214-85) 加工精铰10H11孔的时候,由于加工时其对其操作比较严格,要遵守适当的相应章程,查阅表格可知轴向尺寸所选量具工序尺寸及偏差()量具130.3 520.3分度值0.02mm,测量范围0150mm游标卡尺(GB1214-85)4105617830磨10的斜面,精度较高可选用I型测量范围0320的万能角度尺(GB6315-86)二确定工序尺寸 根据操作需要,当我们加工时要从最后的工序往前推算,这样有利于我们加工时功效最大化,以至于无基准转换时,要充分考虑其加工余量。此零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及偏差、表面粗糙度如下表:圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度加工表面 工序双边余量()工序尺寸及偏差()表面粗糙度 粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨16外圆2 .60.90.30.217.4161616Ra6.3Ra3.2Ra1.6Ra0.810内孔0.20.04-9.89.9610-Ra6.3Ra3.2Ra1.6-距中心18的表面1.30.218.218长度方向的工序加工余量、工序尺寸加工长度工序余量()工序尺寸及偏差()粗车半精车精车粗车半精车精车1110.8111110.811115251.8525251.852526160.8616160.86161四确定加工用量及基本时间(一)工序 工序的选择为粗车,加工材料的选择为45钢,其抗拉强度为,选用车床CA6140卧式车床。 (1)查阅文献表格可知,车刀的外观为卷屑,前角。=12,后角。=6,主偏角=90,副偏角=10,刃倾角=0,角尖圆弧半径 (2) (1)确定切削深度 由于单边余量为1.3,可在一次走刀内完成(2)确定进给量f 查阅文献后得知在粗车钢料的刀杆尺寸为,工件直径为2040mm时 按CA6140的机床的进给量(表4.2-9),选择 在进行检验后确定进给量符合要求方可进行试验根据表1.30*,CA6140机床进给机构允许的进给力(1)纵走刀3530N (2)横走刀5100N根据表1.21*,当钢=570670Mpa2mm,0.53,Kr=45,V=50m/min(预计)进给力F=630NF的修正系数为KF=1.0,KF=1.0,KF=1.17(表1.29-2)故实际进给力为F=6301.17N=737.1N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选的=0.4,可用(3)正确选择车刀磨钝的标准以及耐用度 (4)确定切削速度V 切削速度V可根据公式计算,也可直接由表中查出,现采用查表法确定切削速度查阅文献后得知,我们在使用YT15硬质合金车刀加工钢料, 2mm, ,切削速度切削速度的修正系数为K=1.0,K=0.81,K=0.8,k=0.65,k=1.0(见表1.28),因此 1380.810.80.65 m/min=58.1256 n=925根据CA6140机床说明书,选择n=1120这时实际切削速度Vc为Vc= m/min=70 m/min(5)校验机床功率 切削时功率的大小可以查阅相关文档得知,,当 2mm 0.47 Vc70 m/min时, p=1.7kw查表得知,切削功率的修正系数故实际切削功率时的功率为,根据CA6140车床的使用说明书可以得知,当时,车床主轴功率,因p P,所以选择的切削用量允许在CA6140车床上进行.最后决定的车削用量为, , , (二)计算基本时间t=式中L=,=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量=3.5mm,则L=52+3.5 mm=55.5 mm,故 t=min=0.124min工序3,本工序为半精车外圆(1) 选择刀具(2)切削用量 1)切削深度 =0.45mm决定进给量,定位销的加工受到操作台表面粗糙度的很大限制,根据表格中的数据得出,当表面粗糙度为根据CA6140车床说明书,选择=0.22mm/r(3) 适当选用车刀工件的磨钝标准及耐用度 (4) (4)决定切削速度Vc,根据表1.10当钢料, 切削速度切削速度的修正系数为K=0.65,K=0.81,K=0.8,k=1.0,k=1.0故 Vc=Vtkv=1760.810.80.65 m/min=74.1 m/min n=1354根据CA6140机床说明书,选择n=1400这时实际切削速度Vc为Vc= m/min=76.49 m/min(5)校验机床功率 切削得时候其功率可以查表格得出,当 时, 经过一系列的运算 , , t=式中L=,=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量=3.5mm,则L=52+3.5 mm=55.5 mm,故 t=min=0.18min工序6 本工序为精铣角度为10的对称斜面1、选择铣刀 1)根据表1.2选择高速钢立铣刀,根据表3.4,铣削宽度8时,铣刀直径d=40mm2、选择切削用量 1)由于加工余量不大,可在一次走刀内切完,则=10mm 2)决定进给量根据表3.4,每齿进给量=0.080.05mm/z,应取0.05 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿后面最大磨损量为0.5mm,由于d40mm,故刀具寿命T=90min(表3.8) 4)决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可根据表3.27中的公式计算 V=90m/minn=r/min=788 r/min 根据X62W型卧式铣床主轴转速表(4.2-39)选择n=750 r/min 根据X62W型机床说明书选择n=750r/min =600mm/min =mm/z=0.033 mm/z5)检验机床功率根据表3.23,当=5601000M P 1.1 15 =40mm,z=24 =600mm/min=3.6kw 查看X62W型卧式铣床的使用说明书是可以发现,卧式铣床的主轴允许的功率为由于,所以=10mm, =600mm/min,n750 r/min,=99m/min,=0.033mm/z3、计算基本时间根据t=,L=,=10,根据表3.26,不对称安装铣刀,车削时的入切量及超切量=40mm,则L=10+40mm=50 mm,故 t=min=0.083min工序8、钻孔加工材料45钢,=670Mpa加工要求孔径d=10mm,孔深=30mm,精度为IT11,用乳化液冷却机床Z525型立式钻床1、选择钻头选择高速钢麻花钻头,其直径d。=9.8mm高速钢麻花钻头的形状见表,=302=1182=70。=12b=1mm =2mm1、 选择切削用量(1) 决定进给量1) 按照选用的加工进给量。钢的强度800Mpa 时候, d。=9.8时候。 =0.220.28mm/r2) 按照钻头的强度选用进给量。当670Mpa 时候, d。=9.8mm时 =0.65mm/r按机床进给机构强度决定进给量,根据表2.9当=840Mpa、当的时候,根据表格给出的数据,我们得出进给量为,再看一下Z525的使用说明书,选择,他的轴向力。查看Z5252钻床使用说明书,机床强度最大范围,所以(2)高速钢麻花钻头的磨顿标准(3)高速钢麻花钻头决定切削速度 查看表格可知 的45钢加工性属5类, 查看表格, 标准的钻头时,切削速度的修正系数为K=1.0,K=1.0,K=0.85,k=1.0, V=Vtkv=121.01.00.85 m/min=14.4m/min n=389.9阅读Z525钻床的使用说明书,我们可以确定n=392,在考虑转速较高的情况下,为了使道具的寿命得到一定的延长,可以考虑把进给量降低一个等级,或者把转速降低一个等级n=272。我们把两个方案放在一块进行比较:1)第一方案,=0.28mm/r,n=392n=0.28392 mmmin=109.76 mmmin 第二方案,=0.22mm/r,n=272 n=0.22272 mmmin59.84 mmmin因为第一方案n的乘积较大,基本时间较少,故第一方案较好,这时V12 m/min =0.28mm/r(4)校验机床的扭矩及功率 =0.28mm/r,n=392,V12 m/min,3、计算基本时间t=L=,=30,根据表2.29车削时的入切量及超切量=5mm,则L=30+5 mm=35 mm,故 t=min=0.319min工序9 本工序为精铰孔1、选择铰刀 选择硬质合金铰刀,其直径d=10mm,铰刀几何形状为表2.6硬质合金铰刀2、 选择车削用量(1)决定进给量1)按加工要求决定进给量表2.30V=26m/minn=r/min=828 r/min根据Z525机床说明书,选择n=960r/min(4)检验机床扭矩及功率根据表2.20,当0.33,d。1.1,Mt=15.89Nm功率P=kw=1.38kw根据表2.35,Z525的钻床的功率P=2.8kw,由于MM,PP,故选择之切削用量可用,即=0.28mm/r,n=960,V26 m/min,3、计算基本时间t=L=,=30,根据表2.29车削时的入切量及超切量=5mm,则L=30+5 mm=35 mm,故 t=min=0.13mint=工序10 本工序为铣25槽 =8(端齿).1.确定每齿进给量Fz2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表3.7,角铣刀后刀面最大磨损量为0.2,铣刀直径=40,耐用度T=120(表3.8)3.确定切削速度U和工作台每分钟进给量 根据表3.27(P107)中公式计算V=V=m/min=29 m/minn=r/min=230.89 r/min根据X62W型卧式铣床主轴转速(表4.2-39)选择n=235 r/min 根据X62W型卧式铣床说明书选择n=235 r/min =190mm/min因此实际每齿进给量=mm/z=0.032 mm/z4、检验机床功率根据表3.23,当=5601000M P 38 8.4 =190mm/min近似值=3.8kw=8mm, =190mm/min,n235 r/min,=29m/min,=0.032mm/z3、计算基本时间t=L=,=22,根据表3.26,不对称安装铣刀,车削时的入切量及超切量=40mm,则L=22+40mm=62 mm,故t=62/235min=0.263min5 专用夹具设计(一). 研究原始质料作为大批量生产的工艺,首当其冲我们要考虑的就是劳动成本的降低以及效益的最大化,此次夹具主要加工铣8铣10的夹具,主要找准定位基准是整个工艺能顺畅进行的前提。(二). 定位、夹紧方案的选择从零件图中我们可以清楚地观察到定位销的作用,其主要起到传递作用,控制零件与零件以及零件与机器之间的相对运动,控制他们之间相对运动的 自由度。我们在生产的过程中首先要深刻体会到他的作用以及使用上的意义,如果清楚了这些,今后我们在生产或者在使用时对我们帮助都可以说是相当有帮助的。当你在仔细阅读夹具手册时,不难发现在加工工件时他们的共共同点,那就是正确的选用定位基准,定位基准的正确选择对加工零件有着重要的作用。提高加工精度,降低劳动成本,效益的最大化是在加工时首要的考虑的几个重要因素。为了使精度的提高,首先要选择大而比较平整的端面,减小定位误差。4.3切削力及夹紧力的计算刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 有: 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=20mm,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=2.54 取s=4 得 满足要求 经过比对校检,最终我们得出工件的强度达到了标准,夹具的安全性能也符合标准4.4 误差分析与计算(1)定位元件的尺寸以及公差的确定1 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:经过一系列的分析和判断,我们得出了推断正确的结论。4.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性退火在夹具体的生产过程中也是相当重要的一个环节,因为这关系到零件的质量问题。在尺寸和形状上面斗志一个比较标准的量。当然,一个产品的好坏,一个企业的名声都是根据其产品的口碑确定,所以在生产时我们要做到谨慎认真。(2)应有足够的强度和刚度 当我们在保证产品质量的同时,重要的也是要考虑到生产过程的操作便捷,所以其生产用来保证的前提就是拥有质量过关的夹具体。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具的体型要比一般的大一点,整体轮廓也是较高一个层次,所以我们要注重其公益性的结构。尽量让他使用时比较方便,特别是在拆装上要达到尽量方便实用。(4)应便于排除切屑夹具在加工过程中要注意其生产中出现的切屑,要时时刻刻关注着切屑带来的不必要的麻烦,减少因操作小细节引发的小的、不必要的事故。所以,我们一般可以提前做好防护措施,或者对车床进行一些改造升级。(5)在机床上的安装应稳定可靠当我们在安装时要考虑夹具与机床的相对稳定性,首先要考虑工作台的重心要尽量的降低,以保证它足够稳定,其次,车床的整体接触面积要做到尽量大而平稳。当选定好了夹具尺寸后就可以回执图纸了。详见绘制的夹具装配图。六课程设计心得体会通过这次的设计我们最后把毛肧做到了成品,在这之中我们历经了种种工序,作为大批量生产的产品,我们采取了大批量的生产,其中省去了很多麻烦,节省了很多时间。虽然感觉自己学到了很多东西,但是仍然存在着瑕疵,路还有很长,自己也会继续努力。在此特别感谢我的导师杨义老师对我毕业设计的悉心指导,以及其他同学给我的帮助。虽然设计中存在不少缺点和不足,但是我还是以完成了设计而感到自豪和高兴。做完了毕业设计也有种如释重负的感觉,毕竟实践才能出真知。七. 参 考 文 献【1】机床夹具设计手册(第三版)上海科学技术出版社 王光斗 王青福主编【2】机床夹具的现代设计方法 航空工业出版社 秦国华 张卫红主编【3】机床夹具及量具设计 重庆大学出版社 白海清主编【4】机床夹具设计与应用 清华大学出版社 李存霞主编【5】机床夹具设计实例教程 化学工业出版社 李名望主编【6】机械制造装配设计(第三版)机械工业出版社 李庆余 孟光耀主编【7】机械设计工艺学与机床夹具设计 安徽农业大学工学院机电系 尹成龙主编【8】机械机床夹具设计手册(软件版2009)化学工业出版社 数字化手册编委会编
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