喷雾器壳体I的铣底面夹具设计及机械加工工艺装备含非标8张CAD图
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设计(论文)任务书
(由指导教师填写发给学生)
学院(直属系): 时间:年 月 日
学生姓名
班级
指 导 教 师
学 号
设计(论文)题目
壳体I机械加工工艺及铣底面夹具设计
主要研
究内容
1. 被加工零件的结构、技术要求等工艺性分析。
2. 绘制零件图及毛坯图
2.选择加工工艺方案,确定工艺路线,设计加工工艺规程。
3.确定专用夹具的结构方案,设计夹具装配图及夹具体、全部夹具非标零件图。
4.外文翻译8000字符。
研究方法
查阅分析相关文献、资料;确定被加工工件毛坯,拟订机械加工工艺规程,设计工序具体内容:设计指定工序的专用夹具,必要的分析计算,绘制装配图和零件图。
主要技术指标(或研究目标)
零件的结构工艺性分析合理:加工工艺可行,工艺文件规范:夹具结构,研究目标方案合理,分析计算基本正确:外文翻译基本正确。
教研室
意见
同意。
教研室主任(专业负责人)签字: 20XX年3月11日
说明:一式两份,一份装订入学生毕业设计(论文)内,一份交学院
摘 要
壳体机械加工工艺及其铣底面夹具,由老师发的任务书和壳体部分零件图知,此设计大体分成两部分,一为工艺部分;二为夹具部分。
工艺部分主要包括零件的分析、毛坯余量的确定及工时计算等,详细查看壳体部分知道,其材料为HT150,再上网查了下壳体的资料,知道其为机床的重要零件,用在操纵机构中,壳体对于仪器来说是一个很好的保障发展作用。因为有了壳体的存在,被保障的产品才能让寿命延长,发挥重要的作用。
设计铣底面的夹具,首先依据工艺规程、工件图及六点定位原理,采用的定位元件为:支承板、A型支承钉A25×17和A型支承钉A8×8;夹紧方案采用在A型光面压块、螺杆、螺杆支座和滚花螺母等组成的夹紧机构来夹紧工件;引导装置采用圆形对刀块、平塞尺等保证铣刀位置。
关键词:壳体;工艺分析;铣底面夹具
Abstract
The shell machining process and its bottom milling fixture are known from the task book and part drawings of the shell issued by the teacher. The design is generally divided into two parts, one is the process part; The second is the fixture part.
The process part mainly includes the analysis of the parts, the determination of the blank allowance and the calculation of the working hours, etc. The detailed inspection of the shell part shows that its material is HT150, and then the online inspection of the lower shell shows that it is an important part of the machine tool. When used in the control mechanism, the shell is a good guarantee for the development of the instrument. Because of the existence of the shell, the guaranteed product can extend its life and play an important role.
To design the fixture for milling the bottom surface, firstly, according to the process specification, workpiece drawing and six-point positioning principle, the positioning elements used are: bearing plate, A-type bearing nail A25 × 17 and A-type support nail A8 × 8; The clamping scheme adopts a clamping mechanism composed of A-type smooth pressing block, screw, screw support and knurled nut to clamp the workpiece; The guiding device uses a circular tool setting block, a flat plug gauge, etc. to ensure the position of the milling cutter.
Key words: shell; Process analysis; Fixture for milling bottom surface
I
目 录
摘 要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1 选题的意义与目的 1
1.2 夹具领域的发展方向 1
1.3 铣床夹具设计 2
1.4 设计的主要内容 3
2 壳体零件分析 4
2.1 壳体的结构分析 4
2.2 壳体毛坯制造形式 4
3工艺规程设计 6
3.1 定位基准的选择 6
3.3.1精基准的选择原则 6
3.3.2粗基准的选择原则 6
3.2 制定加工工艺路线 6
3.3 选择切削用量、确定时间定额 7
4 铣床夹具设计 28
4.1 选择定位基准 28
4.2 确定夹具的结构以及夹紧机构的方案 28
4.3 设计整体夹具装配图 28
4.4 切削力的计算 28
4.4.1计算铣削力 28
4.4.2 计算夹紧力 29
4.5 分析与计算误差 29
4.6定向键与对刀装置设计 29
结 论 32
参考文献 33
III
1绪论
1.1 选题的意义与目的
随着我国经济的不断高速发展,我国已经成为世界第二大经济体,在人民日益富足的生活中,人们对于各种的新式商品产生浓厚的兴趣。在当下的环境中,人们在进行商品购买时已经不是很注重商品价格是否昂贵。若商品有很好的性能,足以满足消费者对商品的渴望。消费者可以花费高昂的价格进行购买。在此背景下,用于生产各种商品的夹具就显得十分重要了。只有在各式各样的夹具被生产出来后,才能高效率地进行商品的生产,从而赢得市场。现如今在我国各行各业中都有着对应夹具的应用。但是各种高端夹具,在我国是十分匮乏的,其中很多高端夹具,我国甚至都生产不出,只能从发达国家进口。我国因此每年在夹具上花费高额的外汇。如何能够扭转此现象,就需要我们新一代机械行业的从业者对其进行设计以及改良,因此,本论文所研究内容对于即将步入社会的我们是一个很好的考验。
本文所分析的工件为MRB乳化液泵曲轴,此类工件没有很复杂的结构,而且在其加工过程中,只涉及到车床、钻床和铣床。在对工件进行分析过后,利用制图软件对其进行二维平面的描述。
虽然论文所研究的内容极其复杂,但同样的,通过本次毕业设计的锻炼,我的动手能力得到了很大的提高,在利用软件进行夹具绘制的时候,已经能够得心应手。在对整个夹具进行设计时,会涉及到很多复杂的知识,通过查阅图书馆的书籍,对其进行探究,使得毕业设计中所涉及到的各个问题得到圆满解决。最终,使得设计出的夹具具有优良的性能。从而实现了最初的目标。
1.2 夹具领域的发展方向
现在的夹具设计,已经开始进行高强度钢的成型了,相关成型技术的不断发展,对于整个加工行业有着非常大的促进作用,而相关技术的发展却离不开现在计算机的参与,计算机技术为整个成型技术领域发展提供了非常有效的办法,促使其不断更新进步。
对于现在的夹具设计来说,除了基础的夹具设计原理还有之后的机械夹具以外,还慢慢的涉及到了电磁控制夹具方面的一些东西,在整个加工领域的适用范围变得非常的广泛,工序不断得到优化,夹具不断得到优化,这些都促使着整个加工领域的发展。夹具方式的涉及也变得更加广泛,上述提到的这些加工方式以及工序都在现在的工艺流程中出现,工序不一样,对于工件的影响也不一样,不同的工序可能会对工件造成不一样的缺陷,这些缺陷如何产生,又如何去除,都是可以借助于计算机技术来进行确定弥补的,就以铣面来说,可以在计算机技术的辅助之下进行铣削模拟,找到最为合适的参数,同时对于可能出现的干涉的情况,也可以通过计算机对其进行补偿,仿真加工对于整个加工有着非常出色的指导意义,使用非常方便。
1.3 铣床夹具设计
我设计的夹具为铣底面的夹具设计,由图1-1所示,刀具选择面铣刀。 铣床分为卧式铣床和立式铣床,由图1-1知,机床为立式铣床,铣床型号为X52K。
图1-1 铣刀的类型
铣床夹具设计基本原则如下:
1. 依据加工位置,铣刀选用面铣刀,铣刀直径Φ80mm,齿数=10。
2. 计算铣削力,选择适当的夹紧机构。
3. 为了更换面铣刀和装卸壳体方便,夹具应留足够空间。
4. 铣底面夹具总体尺寸1100mm660mm417mm,铣削时防止扭转和变形。
5. 对刀采用圆型对刀块,塞尺采用对刀平塞尺,塞尺厚度2mm。
6. 切屑应便于清除。
1.4 设计的主要内容
针对此次设计来看,设计的主体是壳体,在加工此零件的时候,选用的是铣底面夹具,整个过程中需要完成夹具的相关设计,最为主要的一个目的就是为了能够在整个学习的过程中,掌握一套自己熟悉的关于夹具设计的理论,然后还需要对工件进行工艺设计,整个流程中涉及的参数都需要进行计算,最后是完成整体的装配以及零部件的设计,并出具相应图纸,具体情况如下:
1.需要先对整个夹具有非常深入的了解,包括其自身的成型相关理论以及夹具相关的知识,对其进行梳理汇总,完成上述绪论;
2.对加工要求的工件进行相关工艺分析,之后完成镗夹具的方案确定;
3.考虑到毛坯自身的问题,完成工艺部分的设计,然后还需要根据毛坯的余量问题,完成整个毛坯图的评估过程,这个加工过程中的相关力以及相关参数都需要进行计算;
4.对整个加工中的核心部分进行专门设计,这部分主要是定位机构、夹紧机构和引导装置的问题,之后就是相关其他部件的设计了,完整整体结构设计;
5.设计完成之后,对其进行装配,夹具装配完成后,还需要对采用的定位和夹紧设备进行校核。
6.将上述内容进行汇总梳理,完成说明书撰写。
2 壳体零件分析
2.1 壳体的结构分析
题目所给的零件是壳体。壳体主要以沿厚度均匀分布的中面应力,而不是以沿厚度变化的弯曲应力来抵抗外荷载。壳体的这种内力特征使得它比平板能更充分地利用材料强度,从而具有更大的承载能力。
图2-1 壳体
2.2 壳体毛坯制造形式
壳体I零件材料为HT150,生产批量为大批量,由参考文献表1.3-1知,壳体I毛坯制造方法为金属模机械砂型铸造,精度等级CT8~10,加工余量等G。再由参考文献表2.2-4查得各加工表面加工余量如表3.1所示:
表3.1壳体I毛坯余量
基本尺寸(mm)
毛坯余量(mm)
底面
3.0(单边)
顶面
3.0(单边)
Φ60H8端面
实心铸造
C向面
3.0(单边)
右侧面
3.0(单边)
Φ19孔
实心铸造
M14×1.5螺纹
实心铸造
C向面Φ9孔系
实心铸造
右侧面Φ9孔系
实心铸造
顶部Φ4孔系
实心铸造
后侧Φ4孔
实心铸造
Φ4H7孔
实心铸造
Φ2斜孔
实心铸造
图2-2 壳体I毛坯图
3工艺规程设计
3.1 定位基准的选择
3.3.1精基准的选择原则
基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则和保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便原则。壳体底面和和两个Φ9孔作为定位精基准。
3.3.2粗基准的选择原则
重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则和粗基准不重复使用原则。故选择壳体顶面作为定位粗基准。
3.2 制定加工工艺路线
工艺路线一:
工序01:铸造
工序02:时效处理
工序03:铣底面
工序04:钻4×Φ9孔
工序05:锪4×Φ12.5.5深7孔
工序06:铣顶面
工序07:铣C向面及右侧面
工序08:粗车Φ60H8端面;半精车Φ60H8端面
工序09:锪平Φ19孔;钻攻M14×1.5螺纹
工序10:钻C向面Φ9孔;扩Φ12孔;攻G1/4螺纹
工序11:钻右侧Φ9孔;扩Φ12孔;攻G1/4螺纹
工序12:钻Φ4孔;扩Φ10孔;扩Φ12.5孔;攻M14×1.5螺纹
工序13:钻Φ4孔
工序14:钻铰Φ4H7孔
工序15:钻Φ2斜孔
工序16:去毛刺
工序17:检验至图纸要求
工序18:包装、入库
方案二:
工序01:铸造
工序02:时效处理
工序03:铣底面;铣顶面;铣C向面及右侧面
工序04:钻4×Φ9孔;锪4×Φ12.5.5深7孔;锪平Φ19孔;钻攻M14×1.5螺纹;钻C向面Φ9孔;扩Φ12孔;攻G1/4螺纹;钻右侧Φ9孔;扩Φ12孔;攻G1/4螺纹;钻Φ4孔;扩Φ10孔;扩Φ12.5孔;攻M14×1.5螺纹;钻Φ4孔;钻铰Φ4H7孔;钻Φ2斜孔
工序05:粗车Φ60H8端面;半精车Φ60H8端面
工序06:去毛刺
工序07:检验至图纸要求
工序08:包装、入库
壳体依据表3.2和表3.3两种工艺路线所示分析可知,工艺路线二所用设备少,只有铣床、钻床和车床三台机床就可以完成整个工件的加工生产,缺点是需要在一台机床上反复加工,无法实现多人同时加工,即无法实现流水线加工,适用于单件或小作坊加工生产。而工艺路线一,每定位一个面,由于采用新型设备,同时可以加工多道工序,也可以保证零件的粗糙度要求及形位公差,大幅提高工件的效率和质量,故选择工艺路线一。
3.3 选择切削用量、确定时间定额
工序03:铣底面
1.机床选择
壳体底面铣削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式铣床X52K。
2.刀具选择
底面最宽处72mm,由参考文献表10-3选择Ф80mm面铣刀,铣刀齿数Z=10。
3.背吃刀量
底面单边加工总余量3.0mm,故铣壳体底面的单边余量
4.进给量的选择
参考文献表10-5,壳体材料为HT150,当铣刀为面铣刀时,进给量取值范围为0.15~0.38mm/z,再由参考文献表4.2-46取,
5 .铣削速度
壳体材料为HT150,由参考文献P748知,铣削速度计算公式,由参考文献表4.2-36知,选择立式铣床X52K主轴转速n=60r/min
故=3.148060/1000m/min≈15m/min
6.工时计算
由参考文献表6.2-7知,铣壳体底面的机动时间计算公式:
=3.0+(1~2)mm=(4.0~5.0)mm
壳体底面为非封闭轮廓,
壳体底面走刀长度72mm
由参考文献表4.2-37知,与180mm/min相近的立式铣床X52K进给量为190mm/min,故
工序04:钻4×Φ9孔
1.机床选择
壳体Φ9mm孔钻削之后粗糙度可达Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ9mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ9mm孔的切削深度
4.切削速度和进给量
壳体Φ9mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф9孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ9mm孔的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ9mm孔的主轴转速425r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ9mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ9mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序05:锪4×Φ12.5.5深7孔
1.机床选择
壳体4×Φ12.5.5深7孔锪削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ12.5.5mm高速钢锪孔钻。
3.切削深度
壳体Φ14mm孔的扩削深度,式中为壳体锪削后直径Φ12.5.5mm,为壳体锪削前直径Φ9mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ12.5.5mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф13.5孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ12.5.5mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体锪Φ12.5.5mm孔的主轴转速341/min,由立式钻床Z525参数知,壳体锪Φ14mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ12.5.5mm孔锪削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序06:铣顶面
1.机床选择
壳体顶面铣削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式铣床X52K。
2.刀具选择
顶面最宽处22mm,由参考文献表10-3选择Ф25mm立铣刀,铣刀齿数Z=3。
3.背吃刀量
底面单边加工总余量3.0mm,故铣壳体底面的单边余量
4.进给量的选择
参考文献表10-5,壳体材料为HT150,当铣刀为立铣刀时,进给量取值范围为0.15~0.38mm/z,再由参考文献表4.2-46取,
5 .铣削速度
壳体材料为HT150,由参考文献P748知,铣削速度计算公式,由参考文献表4.2-36知,选择立式铣床X52K主轴转速n=60r/min
故=3.142560/1000m/min≈5m/min
6.工时计算
由参考文献表6.2-7知,铣壳体顶面的机动时间计算公式:
=3.0+(1~2)mm=(4.0~5.0)mm
壳体顶面为非封闭轮廓,
壳体顶面走刀长度27.5mm
由参考文献表4.2-37知,与54mm/min相近的立式铣床X52K进给量为60mm/min,故
工序07:铣C向面及右侧面
1.机床选择
壳体C向面及右侧面铣削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式铣床X52K。
2.刀具选择
C向面及右侧面高度32mm,由参考文献表10-3选择Ф10mm立铣刀,铣刀齿数Z=3,铣刀长度72mm。
3.背吃刀量
C向面及右侧面单边加工总余量3.0mm,故铣壳体C向面及右侧面的单边余量
4.进给量的选择
参考文献表10-5,壳体材料为HT150,当铣刀为立铣刀时,进给量取值范围为0.15~0.38mm/z,再由参考文献表4.2-46取,
5 .铣削速度
壳体材料为HT150,由参考文献P748知,铣削速度计算公式,由参考文献表4.2-36知,选择立式铣床X52K主轴转速n=60r/min
故=3.141060/1000m/min≈2.0m/min
6.工时计算
由参考文献表6.2-7知,铣壳体C向面及右侧面的机动时间计算公式:
=3.0+(1~2)mm=(4.0~5.0)mm
壳体C向面及右侧面为非封闭轮廓,
壳体C向面及右侧面走刀长度28mm
由参考文献表4.2-37知,与54mm/min相近的立式铣床X52K进给量为60mm/min,故
工序08:粗车Φ60H8端面;半精车Φ60H8端面
工步一:粗车Φ60H8端面
1.机床选择
壳体Φ60H8端面粗车之后精度达到粗糙度Ra6.3,加工设备选择卧式车床C620-1。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,选择硬质合金车刀
3.车削深度
壳体Φ60H8端面单边加工总余量4.0mm,留半精加工余量0.5mm,粗车壳体Φ60H8端面单边余量
4.切削速度
参考文献表5.23,壳体材料HT150,切削速度粗车取值范围60~75m/min,故壳体粗车Φ60H8端面的切削速度=70m/min
5.进给量
参考文献表5.23,壳体材料HT150,车刀材质为硬质合金,粗车进给量取值范围0.7mm/r~1mm/r,由参考文献表4.2-9知,壳体粗车Φ60H8端面进给量取
6.主轴转速
由上计算知,壳体粗车Φ60H8端面主轴转速为372r/min,参考文献表4.2-8知,粗车壳体Φ60H8端面主轴转速
7.工时计算
壳体粗车Φ60H8端面的机动工时计算公式:
,
,,
由壳体零件图知,
式中=6.0mm,=0mm,,,,=70m/min,
则
工步二:半精车Φ60H8端面
1.机床选择
壳体Φ60H8端面半精车之后精度达到粗糙度Ra3.2,加工设备选择卧式车床C620-1。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,选择硬质合金车刀
3.车削深度
壳体Φ60H8端面单边加工总余量4.0mm,留半精加工余量0.5mm,半精车壳体Φ60H8端面单边余量
4.切削速度
参考文献表5.23,壳体材料HT150,切削速度粗车取值范围90~110m/min,故壳体粗车Φ60H8端面的切削速度=100m/min
5.进给量
参考文献表5.23,壳体材料HT150,车刀材质为硬质合金,粗车进给量取值范围0.35mm/r~0.65mm/r,由参考文献表4.2-9知,壳体粗车Φ60H8端面进给量取
6.主轴转速
由上计算知,壳体粗车Φ60H8端面主轴转速为531r/min,参考文献表4.2-8知,半精车壳体Φ60H8端面主轴转速
7.工时计算
壳体半精车Φ60H8端面的机动工时计算公式:
,
,,
由壳体零件图知,
式中=3.0mm,=0mm,,,,=100m/min,
则
工序09:锪平Φ19孔;钻攻M14×1.5螺纹
工步一:锪平Φ19孔
1.机床选择
壳体Φ19沉孔锪削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ19mm高速钢锪孔钻。
3.切削深度
壳体Φ19mm孔的锪削深度,式中为壳体锪削后直径Φ19mm,为壳体锪削前直径0mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ19mm孔锪削采用的锪孔钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф19孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ19mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体锪Φ19mm孔的主轴转速251/min,由立式钻床Z525参数知,壳体锪Φ19mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ19mm孔锪削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步二:钻M14×1.5螺纹底孔Φ12.5
1.机床选择
壳体M14×1.5螺纹钻削之后直径Φ12.5mm,粗糙度可达Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ12.5mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ12.5mm孔的切削深度
4.切削速度和进给量
壳体Φ12.5mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф12.5孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ12.5mm孔的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ12.5mm孔的主轴转速294r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ12.5mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ12.5mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步三:攻M14×1.5螺纹
1.机床选择
壳体M14×1.5螺纹攻丝之后直径Φ14mm,粗糙度可达Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径M14×1.5.5mm高速钢丝锥。
3.切削深度
壳体M14×1.5mm孔的切削深度
4.切削速度和进给量
壳体M14×1.5mm螺纹孔攻丝采用的丝锥材料为高速钢,由参数文献[4]知,M14×1.5mm孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体M14×1.5mm孔的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体M14×1.5mmmm孔的主轴转速273r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体攻M14×1.5mmmm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体M14×1.5mm攻丝机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序10:钻C向面Φ9孔;扩Φ12孔;攻G1/4螺纹
工步一:钻C向面Φ9孔
1.机床选择
壳体Φ9孔钻削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ9mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ9mm孔的钻削深度,式中为壳体钻削后直径Φ9mm,为壳体钻削前直径0mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ9mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф9孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ9mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ9mm孔的主轴转速531/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ9mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ9mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步二:扩Φ12孔
1.机床选择
壳体Φ12孔扩削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ12mm高速钢扩孔钻。
3.切削深度
壳体Φ12mm孔的钻削深度,式中为壳体扩削后直径Φ12mm,为壳体扩削前直径9mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ12mm孔扩削采用的扩孔钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф12孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ12mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体扩Φ12mm孔的主轴转速398/min,由立式钻床Z525参数知,壳体扩Φ12mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ12mm孔扩削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步三:攻G1/4螺纹
1.机床选择
壳体G1/4螺纹攻丝之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径G1/4mm高速钢丝锥。
3.切削深度
壳体G1/4螺纹孔的钻削深度,式中为壳体攻丝后直径Φ17.4mm,为壳体攻丝前直径12mm,故
4.切削速度和进给量
壳体G1/4螺纹孔攻丝采用的丝锥材料为高速钢,由参数文献[4]知,G1/4孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体G1/4孔攻丝的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体攻G1/4螺纹孔的主轴转速275r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体攻G1/4孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体G1/4螺纹孔攻丝机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序11:钻右侧Φ9孔;扩Φ12孔;攻G1/4螺纹
与工序10计算相同
工序12:钻Φ4孔;扩Φ10孔;扩Φ12.5孔;攻M14×1.5螺纹
工步一:钻Φ4孔
1.机床选择
壳体Φ4孔钻削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ4mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ4mm孔的钻削深度,式中为壳体钻削后直径Φ4mm,为壳体钻削前直径0mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ4mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф4孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ4mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ4mm孔的主轴转速398r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ4mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ4mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步二:扩Φ10孔
1.机床选择
壳体Φ10孔扩削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ10mm高速钢扩孔钻。
3.切削深度
壳体Φ10mm孔的钻削深度,式中为壳体扩削后直径Φ10mm,为壳体扩削前直径4mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ10mm孔扩削采用的扩孔钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф10孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ10mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体扩Φ10mm孔的主轴转速478/min,由立式钻床Z525参数知,壳体扩Φ10mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ10mm孔扩削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步三:扩Φ12.5孔
1.机床选择
壳体Φ12.5孔扩削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ12.5mm高速钢扩孔钻。
3.切削深度
壳体Φ12.5mm孔的钻削深度,式中为壳体扩削后直径Φ12.5mm,为壳体扩削前直径10mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ12.5mm孔扩削采用的扩孔钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф13孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ12.5mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体扩Φ12.5mm孔的主轴转速367r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体扩Φ12.5mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ12.5mm孔扩削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步四:攻M14×1.5螺纹
1.机床选择
壳体M14×1.5螺纹攻丝之后直径Φ14mm,粗糙度可达Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径M14×1.5mm高速钢丝锥。
3.切削深度
壳体M14×1.5螺纹的切削深度
4.切削速度和进给量
壳体M14×1.5mm螺纹孔攻丝采用的丝锥材料为高速钢,由参数文献[4]知,M14×1.5螺纹的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体M14×1.5螺纹的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体M14×15.mm孔的主轴转速273r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体攻M14×1.5mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体M14×1.5mm攻丝机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序13:钻Φ4孔
1.机床选择
壳体Φ4孔钻削之后粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ4mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ4mm孔的钻削深度,式中为壳体钻削后直径Φ4mm,为壳体钻削前直径0mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ4mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф4孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ4mm孔锪削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ4mm孔的主轴转速398r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ4mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ4mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序14:钻铰Φ4H7孔
工步一:钻孔至Φ3.8
1.机床选择
壳体Φ4H7孔钻削之后直径Φ3.8mm,粗糙度Ra6.3,加工设备选择立式钻床Z525
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ3.8mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ3.8mm孔的钻削深度,式中为壳体钻削后直径Φ3.8mm,为壳体钻削前直径0mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ3.8mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф3.8孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ3.8mm孔钻削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ3.8mm孔的主轴转速419r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ3.8mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ3.8mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工步二:铰Φ3.8孔至Φ4H7
1.机床选择
壳体Φ4H7孔铰削之后直径Φ4mm,粗糙度Ra3.2,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ4mm高速钢铰刀。
3.切削深度
壳体Φ4mm孔的铰削深度,式中为壳体铰削后直径Φ4mm,为壳体铰削前直径3.8mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ4mm孔铰削采用的铰刀材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф4孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ4mm孔铰削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体铰Φ4mm孔的主轴转速478r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体铰Φ4mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ4mm孔铰削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
工序15:钻Φ2斜孔
1.机床选择
壳体Φ2斜孔钻削之后直径Φ2mm,粗糙度Ra12.5,加工设备选择立式钻床Z525。
2.刀具选择
由参考文献表8-30,刀具直径Φ2mm高速钢麻花钻。
3.切削深度
壳体Φ2mm孔的钻削深度,式中为壳体钻削后直径Φ2mm,为壳体钻削前直径0mm,故
4.切削速度和进给量
壳体Φ2mm孔钻削采用的麻花钻材料为高速钢,由参数文献[4]知,Ф2孔的切削速度,进给量。由参考文献[1]表4.2-16立式钻床Z525进给量取,切削速度取
5.主轴转速
壳体Φ2mm孔钻削的主轴转速的计算公式如下:
由上计算知,壳体钻Φ2mm孔的主轴转速478r/min,由立式钻床Z525参数知,壳体钻Φ2mm孔的主轴转速为
6.工时计算
壳体Φ2mm孔钻削机动工时计算公式:
式中:
由壳体零件图知,
,
4 铣床夹具设计
4.1 选择定位基准
壳体底面,以Φ14孔端面和左端面及R36外圆为定位基准铣底面,由上面的工艺路线知,这道工序为03,故属于粗基准定位。
4.2 确定夹具的结构以及夹紧机构的方案
1.确定夹具的结构
壳体以Φ14孔端面为主要定位基准,铣底面,采用壳体Φ14孔端面和左端面及R36外圆定位,对应的定位元件为支承板和支承钉。定位分析如下,支承板与壳体Φ14孔端面配合定位,限制三个自由度,即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动;支承钉与壳体左端面配合定位,限制两个自由度,即X轴移动和Z轴转动;支承钉与壳体R36外圆配合定位,限制一个自由度,即Y轴移动。
2.夹紧机构的设计
夹紧机构有许多种,常用的有移动压板夹紧机构、钩形压板夹紧机构、铰链压板夹紧机构和螺旋夹紧机构。在这里选用A型光面压块、A型手柄螺母、螺杆和衬套等组成的螺旋夹紧机构。
4.3 设计整体夹具装配图
铣壳体底面的夹具设计,做装配图时,首先把零件图做成双点划线,然后依据参考文献中的常用定位元件和夹紧机构,选择标准的定位元件和夹紧元件,并合理的排布在夹具体上,尽量按1:1绘制,如果图纸过大可以适当缩放。
4.4 切削力的计算
依据《简明机床夹具设计手册》,第3章夹紧装置,选择移动夹紧机构。
4.4.1计算铣削力
查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式:
由铣底面的工时计算知,,=0.3mm,,,,
由《简明机床夹具设计手册》表3-3知
即
=1895N
4.4.2 计算夹紧力
所需夹紧力,查表5得,,安全系数K=
式中为各种因素的安全系数,查表得:
K==1.872,当计算K<2.5时,取K=2.5
孔轴部分由M10螺母锁紧,查参考文献2,P92,表3-16螺母的夹紧力为3550N
==8875N
由上计算得》,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
4.5 分析与计算误差
一批工件在卡具中定位时,各个工件所占据的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成误差,即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。
形成原因有两个,一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。
根据零件图可知,以Φ14孔端面定位加工底面时,Φ14孔端面与支承板接触好,=0。
≠0、≠0时,造成定位误差的原因是相互独立的因素时(、 、等),应将两项误差相加,即
4.6定向键与对刀装置设计
根据GB2207—80定向键结构如图所示:
图 4-1 夹具体槽形与螺钉图
根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下:
图4-2 定位键的规格及主要尺寸
铣壳体底面,为了防止铣刀铣到工件,故需要限制铣刀的位置,Φ16圆形对刀块,如图4-3和4-4所示。
图4-3 圆形对刀块 图4-4 圆形对刀块的规格及主要尺寸
图4-5对刀平塞尺
图4-6 对刀平塞尺的规格及主要尺寸
结 论
毕业,又一次如约而至,无可阻挡!我多么希望这与毕业的约定可以推迟,因为我还没有细细体会这四年的大学生活,还没有细细品味学校食堂的每一道菜,还没有细细走过学校的每一个地方,还没有细细观察学校上空的蓝天白云,还没有细细感受吹过耳畔的微风……毕业跟随时间的脚步,一刻也不曾停下,催促着我不停的向前走。
刚刚接到老师分配的毕业设计的任务时,还没有此时即将离校的伤感,那时候的注意力主要放在如何完成这次作业。拿到任务后,我只看过题目后就习惯性的直接去找老师了,然后依然习惯性的询问老师,而这次老师却没有直接回答我的问题,而是让我自己认真看过题目和要求,并且认真想过设计思路后再与他沟通。在对自己的设计思路一次一次否定后,我感觉我完成不了。可能是老师看我过了几天都没有与他沟通,他就主动来询问我是否遇到了困难,我将我的想法和思路跟老师说过后,他说:“你知道为什么我让你先自己想吗?”我说不知道,他说:“你们这是要毕业了,要走向社会,走向工作岗位。你到了工作岗位,接到了任务也第一时间来问我吗?你要养成自己思考,依靠自己的习惯!以后的路都要靠自己去走,所以要提高自己的能力以及你的自信!你现在就在慢慢改变,要相信自己!”这段话对我来说犹如醍醐灌顶,也给了我信心。虽然在做毕业设计任务的这段时间中,在遇到问题和困难,想习惯性求助于人的时候,我就想起老师跟我说的这段话,我开始尝试自己去解决问题,去图书馆或者网上查阅资料,我的信心在这个过程中一点一点增长,我也在一点一点的成长,这也让我每天过的都很充实!感谢您,我的老师!
随着上交初稿的时间临近,教师和寝室里每天除了翻书和敲打键盘鼠标的声音外,多了很多讨论和争论的声音,有时候争论的彼此都面红耳赤,然后又各自回到电脑前,寻找自己思路对的相关资料,最后在欢呼声中“一笑泯恩仇”!在这样充实的日子里,我们都在彼此的陪伴中慢慢成长。感谢你,我的同学们!
感恩所有,感恩一切!我会努力,成为最好的自己!用我的能力来回报这个有爱的社会!
参考文献
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