凸轮轴机械加工工艺及钻φ8孔夹具设计-长度135【含5张图纸+文档全套】
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湖南涉外经济学院毕业论文(设计)任务书学生姓名: 汪涛 学号: 1243072781418 专业班级 机自1205班 毕业论文(设计)题目: 凸轮轴机械加工工艺及钻孔夹具设计 选题类型: 工程设计 选题来源: 联系生产实际 毕业论文(设计)时间: 自2015 年 12 月 10日开始至 2016 年 5 月 20 日止1. 毕业论文(设计)主要内容与要求1、毕业设计主要内容(1)制定凸轮轴加工工艺规程(2)孔夹具设计;(3)编写设计计算说明书。2、毕业设计的主要技术指标(1) 绘制凸轮轴毛坯及凸轮轴零件图各一张;设计夹具一套,绘制夹具装配图一张及夹具件大件零件图两张;(2) 设计机械加工工艺规程一套;(画毛坯图,拟订工艺路线,选择机床和工艺装备,填写工艺过程卡片,确定加工余量、工序尺寸、切削用量、时间定额,填写加工工序卡片)(3) 设计计算说明书(8000字以上)一份。3、毕业设计基本要求(1)培养综合运用所学理论知识,独立分析和解决工程技术问题的能力。培养学生创新能力。(2)培养收集、查阅、分析各种文献资料的能力。进一步提高计算、绘图等技能。(3)学会使用工具书籍,通过夹具设计,提高结构设计能力。(4)初步掌握机械制造工艺规程设计和夹具设计的基本要求和设计方法;掌握设计计算说明书的编写。1选题类型:(1)生产实践;(2)工程设计;(3)实验研究;(4)理论分析;(5)文献综述;(5)调查研究;(6)理论应用;(7)其他。2选题来源:(1)教师科研相关;(2)联系生产实际;(3)解决社会现实问题;(4)其他。2.主要参考资料1陈宏钧,方向明,马素敏等典型零件机械加工生产实例机械工业出版社,2004.8王季琨,沈中伟,刘锡珍机械制造工艺学天津大学出版社,2004.1李洪机械加工工艺手册北京出版社,1996.1孟少农机械加工工艺手册机械工业出版社,1991.9孙丽嫒机械制造工艺及专用夹具冶金工业出版社,2003.9杨叔子机械加工工艺师手册机械工业出版社,2004.93.毕业论文(设计)进度安排阶段阶 段 内 容起止时间1熟悉设计任务,查阅与收集资料,撰写开题报告,完成设计开题工作12.1012.312进一步收集资料,撰写详细的提纲,完成总体方案设计和部分设计计算1.11.153利用寒假,完成设计计算1.162.154完成机械加工工艺规程及夹具系统结构设计,绘制完成装配总图2.163.155完成所有工程图的绘制和设计说明书的初步写作3.164.106修改设计计算说明书,修改图纸,完成所有材料(图纸打印和说明书等)的打印并上交指导教师4.114.207指导教师指导学生集中修改论文(设计),4月27日以前定稿(提交最终纸质稿)4.214.278指导教师和评阅教师分别完成本科毕业论文(设计)的评阅与评分4.284.309毕业论文(设计)的答辩前准备、答辩以及答辩以后必要的修改工作,相关材料存档5.15.20指导教师(签名):_ 日期:_系(教研室)主任(签名) :_ 日期:_主管院长(签名) :_ 日期:_XX学校机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称凸轮轴共页第页材料牌号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸85140每毛坯可制件数每台件数备 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01备料 棒 料02热处理 时效处理以消除内应力03车 粗车右端85外圆至80;粗车80外圆至75长50.8;粗车75端面C620-1可转位车刀、三爪卡盘、游标卡尺04车 掉头粗车85外圆至80;粗车80外圆至66长84.9;粗车66端面C620-1可转位车刀、三爪卡盘、游标卡尺05车 半精车75外圆至71;钻26孔;粗车31孔;粗车45; 粗车45孔至59;半精车59孔至60;车倒角C3C620-1 可转位车刀、麻花钻、内孔车刀、倒角车刀、三爪卡盘、游标卡尺06车 粗车66外圆至55长69.7;粗车55外圆至35长18.2 半精车55外圆至51长51.5;半精车35外圆至31长17.2C620-1可转位车刀、三爪卡盘、游标卡尺07钻 钻8孔;孔口倒角C1.5Z525麻花钻、专用夹具、锥柄圆柱塞规08磨 磨71外圆至70长48.3;磨51外圆至50长51.5;磨31孔至30M120砂轮、专用夹具、千分尺09车 车各倒角C620-1倒角车刀、专用夹具、游标卡尺10铣 铣键槽X52K键槽铣刀、专用夹具、游标卡尺11钳工 去除机械加工所留下的毛刺12终检 检验至图纸要求并入库 设计(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 期目 录摘 要IABSTRCTII第一章 绪 论11.1引言11.2 机械加工工艺规程的作用11.3 研究方法及技术路线21.4 课题背景及发展趋势3第二章 零件的分析52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析5第三章 工艺规程的设计63.1 确定毛坯的的制造形式63.2 基准的选择63.3 制订工艺路线73.4 机械加工余量的确定83.5 确定切削用量及基本工时8第四章 专用夹具设计194.1问题提出194.2 定位基准的选择194.3切削力和夹紧力的计算194.4 定位误差分析20致 谢22 参 考 文 献23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。凸轮轴加工工艺规程及其钻8孔的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:凸轮轴、切削用量、定位误差。 ABSTRCTThe design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge. The camshaft machining process planning and its eight holes fixture design is including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. Should first analyze the parts in the process design, understand parts of technology to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process of the parts; Then the parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design. Keywords: The camshaft 、cutting dosage,、the positioning error. I第一章 绪 论1.1引言制造技术的重要性是不言而喻的,它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题,特别是在市场经济的今天,它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程,在人类发展的初期,为了生存,制造了石器以便于狩猎,此后,出现了陶器,铜器,铁器,和一些简单的机械,如刀,剑,弓,箭等兵器,锅,壶,盆,罐等用具,犁,磨,碾,水车等农用工具,这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程,主要围绕生活必需和存亡征战,制造资源,规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展,制造技术的范围,规模的不断扩大,技术水平的不断提高,向文化,艺术,工业发展,出现了纸张,笔墨,活版,石雕,珠宝 ,钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会,出现了大工业生产,使得人类的物质生活和文明有了很大的提高,对精神和物质有了更高的要求,科学技术有了更快更新的发展,从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产,内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车,火车和舰船,喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展,集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平,纳米技术的出现开创了微创机械的先河,因此,人类的活动与制造密切相关,人类活动的水平受到了限制,宇宙飞船,航天飞机,人造飞机,人造卫星以及空间工作站等技术的出现,使人类活动走出了地球,走向太空 。1.2 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求,有较高的生产效率,技术先进,经济效益高,劳动条件良好。制订工艺规程的程序:1、计算生产纲领,确定生产类型2、分析产品装配图,对零件图样进行工艺审查3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度4、制订工艺路线进行工序设计(确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备,计算时间定额等。)1.3 研究方法及技术路线1、深入生产实践调查研究 在深入生产实践调查研究中,应当掌握下面一些资料:工程图纸,工艺文件,生产纲领,制造与使用夹具情况等。2、制订工艺工艺规程的程序计算生产纲领,确定生产类型,分析产品装配图,对零件图样进行工艺审查,确定毛坯的种类,形状,尺寸及精度,拟定工艺路线(划分工艺规程的组成,选择的定位基准,选择零件表面的加工方法,安排加工顺序,选择机床设备等),进行工序设计(确定各工序加工余量,切削余量,工序尺寸及工差,选择工艺装备,计算时间定额等),确定工序的技术要求及检验方法,填写工艺文件。3、确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算,以确定加紧元件和传动装置的主要尺寸。4、确定夹具其他部分的结构形式如分度装置,对刀元件和夹具体等5、绘制夹具总装配图在绘制总装配图时,尽量采用1:1比例,主视图应选取面对操作者的工作位置。绘图时,先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面,如定位表面,夹紧表面和被加工表面等。其中,被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可看成是一个假想的透明体,按定位元件,导向元件,夹紧机构,传动装置等顺序, 画出具体结构。6、标注各部分主要尺寸,公差配合,和技术要求7、标注零件编号及编制零件明细表在标注零件编号时。标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称,编号,序号,零件名称及材料,数量等。8、绘制家具零件图拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序相同。1.4 课题背景及发展趋势机床夹具是在切削加工中,用以准确地确定工件位置,并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的重要作用是:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,冲锋发挥和扩大机床的工艺性能。因此夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具的设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,是保证产品质量和提高劳动生产率的一项技术措施。我们在设计中也应该注意一些重要方法,我们必须深入生产实践调查研究,因为,这样有利于我们掌握一些重要资料,例如: (1)工件的图纸详细阅读图纸,了解工件被加工表面的技术要求,该件在机械中的位置和作用,以及装配中的特殊要求。(2)工艺文件了解工件的工艺过程,本工序的加工要求,工件已加工面及及待加工面的状况,基准面的选择状况,可用的机床设备的主要规格,与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。(3)生产纲领夹具的结构形式应与工件批量大小相适应,做到经济合理。(4)制造与使用夹具的状况等。我深刻明白要想做好这次夹具设计,我也要了解并注意设计夹具出现的问题,对夹具最基本的要求是:工件的定位准确,定位精度满足加工要求,工件夹紧牢固可靠,操作安全方便,成本低廉。工件夹具中的定位精度,主要是定为基准是否与工序基准重合,定位基准的形式和精度,定位元件的形式和精度,定位元件的布置方式,定位基准与定位元件的配合状况等因素有关。这些因素所造成的误差,可以通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时,要注意到夹具制造上的可能性。在总的定位精度满足加工要求的条件下,不要过高的提高工件在夹具中的定位精度。夹具在机床上的定位精度,和刀具在夹具上的导向精度也不应忽视。夹具在机床上的定位精度,主要与定位元件表面与机床配合处的位置精度。夹具与机床连接处的配合间隙等因素有关。因此,提高夹具制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。如果定位精度要求很高,而通过提高夹具制造精度的措施已不可能或不合理时,应采用调整法或就地加工法解决,即在安装夹具时找正定位表面的准确位置,或在夹具安装后加工定位表面,使夹具在机床上获得高精度定位。刀具在夹具上的导向精度通常利用导向元件或对刀元件来保证。因此影响刀具在夹具上的导向精度的因素有:导套中心到定位元件产生变形等。夹具中出现过定位时,可通过撤销多余定位定位元件,使多余定位元件失去限制重复自由度的能力,增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。第二章 零件的分析2.1 零件的作用190凸轮轴的作用是将活塞承受的力传给曲轴,凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半(在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同),不过通常它的转速依然很高,而且需要承受很大的扭矩,因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高,其材质一般是特种铸铁,偶尔也有采用锻件的。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性,因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。2.2 零件的工艺分析 要对该零件的平面、孔、槽和螺纹进行加工。具体加工要求如下:凸轮轴80外圆 粗糙度12.5凸轮轴70外圆 粗糙度Ra0.8凸轮轴66外圆 粗糙度12.5凸轮轴50外圆 粗糙度0.8凸轮轴35外圆 粗糙度12.5 凸轮轴30外圆 粗糙度0.8凸轮轴26孔 粗糙度12.5 凸轮轴31孔 粗糙度12.5凸轮轴45孔 粗糙度12.5 凸轮轴60孔 粗糙度3.2凸轮轴8孔 粗糙度12.5 凸轮轴键槽 粗糙度6.3 第三章 工艺规程的设计3.1 确定毛坯的的制造形式 零件材料为HT200,由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用金属型铸造,铸造精度为CT8级,加工余量等级MA-F,能保证铸件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。3.2 基准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。3.2.1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,190凸轮轴为回转类工件,选用外圆作为定位粗基准。3.2.2 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:1)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。2)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。3)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。 4)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。 5)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。由上及190凸轮轴零件图知,选用70外圆作为定位精基准。3.3 制订工艺路线制定工艺规程原则,保证图样上规定的各项技术要求,有较高的生产效率,技术先进,经济效益高,劳动条件良好。所用机床尽量选择通用机床,夹具则为专用夹具,工序集中,便于实现机体一体化控制。最终工艺方案如下:工序01:棒 料工序02:时效处理以消除内应力工序03:粗车右端85外圆至80;粗车80外圆至75长50.8;粗车75端面工序04:掉头粗车85外圆至80;粗车80外圆至66长84.9;粗车66端面工序05: 半精车75外圆至71;钻26孔;粗车31孔;粗车45;粗车45孔至59;半精车59孔至60;车倒角C3工序06:粗车66外圆至55长69.7;粗车55外圆至35长18.2;半精车55外圆至51长51.5;半精车35外圆至31长17.2工序07:钻8孔;孔口倒角C1.5工序08:磨71外圆至70长48.3;磨51外圆至50长51.5;磨31孔至30工序09:车各倒角工序10:铣键槽工序11:去除机械加工所留下的毛刺工序12:检验至图纸要求并入库 3.4 机械加工余量的确定“190凸轮轴”零件材料为HT200,生产类型为大批量生产,采用金属型铸造,190凸轮轴为回转类零件,毛坯采用棒料85140。3.5 确定切削用量及基本工时工序01:棒 料工序02:时效处理以消除内应力工序03:粗车右端85外圆至80;粗车80外圆至75长50.8;粗车75端面工步一:粗车右端85外圆至801、 切削用量本工序为粗车右端85外圆至80。已知加工材料为HT200,铸件,有外皮;机床为C620-1型卧式车床,工件装卡在三爪卡盘中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1,由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm(表1.30),故选刀杆尺寸BH=16mm25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角,后角,主偏角,副偏角,刃倾角,刀尖圆弧半径。1) 确定切削深度由于单边余量为2.5mm,可在一次走刀内切完。2) 确定进给量根据表1.4,在粗车45#、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时,=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量(表4.2-9),选择=0.25mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验。根据表1.30,C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21,当2mm,0.35mm/r,=65m/min(预计)时,进给力=760N。的修正系数为=0.1,=1.17(表1.29-2),故实际进给力为 =7601.17N=889.2N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=0.65mm/r可用。3) 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1mm,可转位车刀耐用度T=30min。4) 确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10,当用YT15硬质合金车刀加工铸件,3mm,0.25mm/r,切削速度=125m/min。切削速度的修正系数为=0.8,=0.65,=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28),故=1250.80.650.811.15m/min=60.6m/min =71.5r/min 按C620-1机床的转速(表4.2-8),选择=76r/min=1.3r/s 则实际切削速度=58m/min5) 校验机床功率由表1.24,3mm,0.25mm/r,46m/min时,=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17,=1.13,=0.8,=0.65(表1.28),故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30,当=76r/min时,机床主轴允许功率=5.9KW。,故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=2.5mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=58m/min2、 确定粗车右端85外圆至80的基本时间 , 式中 =70mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=1 则 工步二:粗车80外圆至75长50.8 , 式中 =50.8mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=1 则 工步三:粗车75端面 , 式中 =75mm,=0mm,=2.5mm,=2mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=1 则 工序04:掉头粗车85外圆至80;粗车80外圆至66长84.9;粗车66端面工步一:掉头粗车85外圆至80 , 式中 =70mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=1 则 工步二:粗车80外圆至66长84.9 , 式中 =84.9mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=3 则 工步三:粗车66端面 , 式中 =66mm,=0mm,=2.5mm,=2mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=1 则 工序05: 半精车75外圆至71;钻26孔;粗车31孔;粗车45;粗车45孔至59;半精车59孔至60;车倒角C3工步一:半精车75外圆至711、 =0.4mm2、 =0.1mm/r3、 =760r/min=12.7r/s4、确定基本工时 , 式中 =48.3m,=2.0mm,=2mm,=0mm,=0.1mm/r,=183r/min,=1 则 工步二:钻26孔机床:C620-1卧式车床 刀具:根据机械加工工艺手册表10-61选取麻花钻1)进给量 取f=0.25mm/r2)主轴转速为,并按钻床说明书取3)实际切削速度为4) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=105mm; =13mm; =2mm;t= =0.632(min)工步三:粗车31孔 , 式中 =55mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=1 则 工步四:粗车45 , 式中 =18mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=3 则 工步五:粗车45孔至59 , 式中 =12mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=3 则 工步六:半精车59孔至601、 =0.4mm2、 =0.1mm/r3、 =760r/min=12.7r/s4、确定基本工时 , 式中 =12m,=0.5mm,=2mm,=0mm,=0.1mm/r,=183r/min,=1 则 工步七:车倒角C3工序06:粗车66外圆至55长69.7;粗车55外圆至35长18.2;半精车55外圆至51长51.5;半精车35外圆至31长17.2工步一:粗车66外圆至55长69.7 , 式中 =69.7mm,=3.0mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=2 则 工步二:粗车55外圆至35长18.2 , 式中 =18.2mm,=2.5mm,=3mm,=0mm,=0.65mm/r,=76r/min=1.3r/s,=4 则 工步三:半精车55外圆至51长51.51、 =0.4mm2、 =0.1mm/r3、 =760r/min=12.7r/s4、确定基本工时 , 式中 =51.5m,=2.0mm,=2mm,=0mm,=0.1mm/r,=183r/min,=1 则 工步四:半精车35外圆至31长17.21、 =0.4mm2、 =0.1mm/r3、 =760r/min=12.7r/s4、确定基本工时 , 式中 =17.2m,=2.0mm,=2mm,=0mm,=0.1mm/r,=183r/min,=1 则 工序07:钻8孔;孔口倒角C1.5机床:Z525立式钻床 刀具:根据机械加工工艺手册表10-61选取麻花钻1)进给量 取f=0.25mm/r2)主轴转速为,并按钻床说明书取3)实际切削速度为4) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=70mm; =4mm; =2mm;t= =0.447(min)工序08:磨71外圆至70长48.3;磨51外圆至50长51.5;磨31孔至30工步一:磨71外圆至70长48.3机床M120外圆磨床1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为:砂轮磨料为刚玉,粒度为46#,硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,砂轮尺寸为600633052) 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有主轴转速 n=64r/min砂轮转度 1110r/min工作台移动速度 0.5m/min切削深度Z0.1mm进给量 =0.01mm/r 3)切削工时 式中n-工件每分钟转速(r/min) L-磨轮行程长度,mmZ-单边加工余量-考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数,其值由表6.2-9,表6.2-10,知=1.1-轴(纵)向进给量(mm/r)-切入法磨削深度进给量(mm/r) 工步二:磨51外圆至50长51.5机床M120外圆磨床1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为:砂轮磨料为刚玉,粒度为46#,硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,砂轮尺寸为600633053) 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有主轴转速 n=64r/min砂轮转度 1110r/min工作台移动速度 0.5m/min切削深度Z0.1mm进给量 =0.01mm/r 3)切削工时 式中n-工件每分钟转速(r/min) L-磨轮行程长度,mmZ-单边加工余量-考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数,其值由表6.2-9,表6.2-10,知=1.1-轴(纵)向进给量(mm/r)-切入法磨削深度进给量(mm/r) 工步三:磨31孔至30长17.2机床M120外圆磨床1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为:砂轮磨料为刚玉,粒度为46#,硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,砂轮尺寸为600633054) 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有主轴转速 n=64r/min砂轮转度 1110r/min工作台移动速度 0.5m/min切削深度Z0.1mm进给量 =0.01mm/r 3)切削工时 式中n-工件每分钟转速(r/min) L-磨轮行程长度,mmZ-单边加工余量-考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数,其值由表6.2-9,表6.2-10,知=1.1-轴(纵)向进给量(mm/r)-切入法磨削深度进给量(mm/r) 工序09:车各倒角工序10:铣键槽1. 选择刀具刀具选取10mm键槽铣刀,2. 决定铣削用量 3.决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,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600当600r/min时按机床标准选取 4.计算工时切削工时: , 工序11:去除机械加工所留下的毛刺工序12:检验至图纸要求并入库第四章 专用夹具设计 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。由老师分配的任务,我被要求设计:190凸轮轴钻8孔的专用夹具,选用机床:Z525立式钻床。4.1问题提出本夹具主要用来钻8孔,因为190凸轮轴表面粗糙度Ra12.5,精度要求不高,因此在设计本道工序夹具时,主要考虑生产效率。4.2 定位基准的选择 本夹具采用190凸轮轴50外圆和70端面定位,对应的定位元件分别为:固定V型块和支承板。 1、190凸轮轴50外圆作为第一定位基准,与固定V型块相配合限制三个自由度,即Y轴移动、Y轴转动和Z轴移动。 2、190凸轮轴70端面作为第二定位基准,与支承板相配合限制两个自由度,即X轴移动和Z轴转动,共限制五个自由度,因190凸轮轴为回转类零件,钻8孔时,工件关于轴线中心对称,故在些情况下,是允许的。 4.3切削力和夹紧力的计算查表4得切削力计算公式:式中,f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N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K2.5时,取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧,查表得夹紧力为12360N=30900N由上计算得,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4 定位误差分析定位误差是指采用调整法加工一批工件时,由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸(通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸)或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时,由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化,即定位基准的最大变动量,故由此引起的误差称为基准位置误差,而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图1所示 图1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时,就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工,仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。 根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2,两个极端情况:情况1:d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地高得加工尺寸;情况2:d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地低得加工尺寸。且该工序定位误差 图2 定位误差 =O1O2+(d2-(d2-Td2)/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.392 致 谢这次毕业设计使我收益不小,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。这次毕业设计成绩的取得,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。 参 考 文 献1, 邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京: 机械工业出版社 2004,8 2, 赵志修 主编 机械制造工艺学 北京: 机械工业出版社 1984,23, 孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京:冶金工业出版社 2002,12 4, 李洪 主编 机械加工工艺手册 北京: 北京出版社 1990,125, 邓文英 主编 金属工艺学 北京: 高等教育出版社 20006, 黄茂林 主编 机械原理 重庆: 重庆大学出版社 2002,77, 丘宣怀 主编 机械设计 北京: 高等教育出版社 19978, 储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆: 重庆大学出版社 1997,129, 廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京: 中国计量出版社 2000,110,乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京: 机械工业出版社 1992,1211,李庆寿 主编 机床夹具设计 北京: 机械工业出版社 1983,412,陶济贤 主编 机床夹具设计 北京: 机械工业出版社 1986,413, 机床夹具结构图册 贵州:贵州人民出版社 1983,714,龚定安 主编 机床夹具设计原理 陕西:陕西科技出版社,1981,715,李益民 主编 机械制造工艺学习题集 黑龙江: 哈儿滨工业大学出版社 1984, 716, 周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京: 中国建材工业出版社 2002,1223 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称190凸轮轴共8页第1页 车间工序号工序名称材料牌号03车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床C620-1夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助01 粗车右端85外圆至80 可转位车刀76580.652.511.52802 粗车80外圆至75长50.8 可转位车刀76580.652.511.14003 粗车75端面 可转位车刀76580.652.510.850 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称190凸轮轴共8页第2页 车间工序号工序名称材料牌号04车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床C620-1夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助01 掉头粗车85外圆至80 可转位车刀76580.652.511.52802 粗车80外圆至66长84.9 可转位车刀76580.652.535.49003 粗车66端面 可转位车刀76580.652.510.759 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称190凸轮轴共8页第3页 车间工序号工序名称材料牌号05车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床C620-1夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助01 半精车75外圆至71 可转位车刀7601830.12.012.85802 钻26孔 26麻花钻760620.251310.63203 粗车31孔 内孔车刀76580.652.511.22504 粗车45 内孔车刀76580.652.531.42705 粗车45孔至59 内孔车刀76580.652.531.06306 半精车59孔至60 可转位车刀7601830.10.510.79207 车倒角C3
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