框架轴工艺规程制定和工装设计【夹具设计含3张CAD图纸】
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哈尔滨理工大学专科生毕业论文 本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名: 学号: 学 院: 专业:机械设计制造及其自动化任务起止时间: 毕业设计(论文)题目:框架轴工艺规程制订和工装设计毕业设计工作内容:1、实际调研,收集相关资料,完成开题报告;13周。2、结合生产实际,制订零件的机械加工工艺;3、填写个工序的工序卡;47周。4、设计指定工序的专用夹具,画出装配图;811周5、设计零件的工作图;1213周。6、撰写毕业设计论文,准备答辩;1416周。注:要求全部用计算机绘图和打印文稿(交打印件和电子稿)资料:1、机械制造工艺学;2、机床夹具设计及图册;3、金属切削用量手册;4、相关的技术资料。指导教师意见: 签名:2013年 2 月 24 日系主任意见:签名:2013年2月 25日 机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号10铣端面打中心孔45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数如图11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X6120B1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液1铣床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01铣端面端面铣刀2801200.52.551.3202钻中心孔中心钻330160.51010.60.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号15粗车45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数如图11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液2车床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )03车60外圆90外圆车刀450860.52.511.06304车55外圆90外圆车刀330500.52.5110.505车50外圆 90外圆车刀330450.52.5110.506车48外圆90外圆车刀330450.53.511.20.507车30外圆90外圆车刀450450.5911.40.508车24外圆90外圆车刀1000780.53110.509车136圆盘外圆90外圆车刀2801200.52.511.20.510车136圆盘端面端面圆车刀330900.82.5120.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号20精车45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液2车床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01车60外圆45弯头车刀8001400.30.611.2302车55外圆45弯头车刀8001250.30.6110.503车50外圆45弯头车刀6001100.30.6110.504车48外圆45弯头车刀6001050.30.610.90.505 车30外圆45弯头车刀10001300.30.610.80.506车24外圆45弯头车刀10001050.30.610.80.507车136圆盘端面90外圆车刀3301030.152.45110.508车63圆盘端面90外圆车刀6001200.151.2110.509车136外圆45 弯头车刀3001200.30.6110.511切60处槽切槽车刀280520.4211.30.512切50处槽切槽车刀330520.4210.70.513切55处槽切槽车刀330570.41.510.70.514切24处槽切槽车刀330250.41.510.70.515 车倒角45弯头车刀280400.5110.70.516 车24螺纹螺纹车刀16001200.41.12521.50.517 车60螺纹螺纹车刀8001500.41.521.50.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号25钻扩大端圆孔毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z30321夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液3通用钻床夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01钻16孔直柄麻花钻17812015.25320150.347.62511202扩16孔直柄扩孔钻17812016500250.60.37510.80.503扩20孔直柄扩孔钻20514020500310.4210.80.504 一次钻44孔直柄麻花钻20514025200160.72.511.50.505二次钻44孔直柄麻花钻20514042.5100151.58.7510.80.505扩44孔莫氏锥柄扩孔钻12517.51.30.7510.80.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号30镗孔毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床TA6171夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液2车床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01镗83孔单刃镗刀120300.519.513302镗21.5孔单刃镗刀120100.50.7510.70.503镗内圆锥孔单刃镗刀8001200.5411.50.504镗外圆锥孔单刃镗刀8001200.5110.50.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期 哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号35钻扩铰圆盘孔、攻螺纹毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z30321夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液5钻床夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01钻25孔直柄短麻花钻146X72X23250160.3511.511302扩25孔莫氏锥柄扩孔钻281X160X24.8250200.81.410.80.503较25孔莫氏锥柄机用铰刀268X68X2510071.50.110.60.504钻5孔直柄短麻花钻2503.20.22.511.50.505攻M60x2螺纹螺纹丝锥2503.80.010.510.50.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号40铣弧形槽45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X60251夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液6铣床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01铣140圆弧三面刃错齿铣刀140X28X25452012810.671.5 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号45铣花键45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能升降台铣床X6120B1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液7铣床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01粗铣花键成形铣刀48.6X22X10.8370640.0642.711.6302精铣花键成形铣刀48.6X22X10.8370640.10.3110.5 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号50铣键槽45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式升降台铣床X50201夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液8铣床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01粗铣键槽直柄立铣刀2500540. 32.511.5302精铣R4键槽直柄立铣刀2500610.0321.5110.503精铣R3键槽直柄立铣刀2500470.0320.5110.5 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号55中间检验45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图设备名称设备型号设备编号同时加工件数通用量具夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号60热处理氧化45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号65校核45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液2车床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01校核24螺纹螺纹车刀16001201.125010.3302校核60螺纹螺纹车刀8001501.5010.60.503校核切口切槽刀330571.5330.5 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号70研中心孔45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液2车床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01研中心孔研磨钻1000200.0060.03113 编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号75磨削外圆45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能外圆磨床MA1420A1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液9磨床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01粗磨60外圆砂轮300X32X7526250.10.410.4302粗磨50外圆砂轮300X32X7526250.10.410.70.503粗磨48外圆砂轮300X32X7526250.10.410.90.504精磨60外圆平行砂轮300X32X7526250.0060.0310.40.505精磨50外圆平行砂轮300X32X7526250.0060.0310.70.506精磨48外圆平行砂轮300X32X7526250.0060.0310.90.5编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号80磨花键槽45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图1设备名称设备型号设备编号同时加工件数花键轴磨床MA8612A1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液10磨床通用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动(min )辅助(min )01磨花键槽成型砂轮450016960.0050.310.33编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号85最终检验45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图设备名称设备型号设备编号同时加工件数通用量具夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学荣成学院机械工程系机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 页产品名称框架轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号85最终检验45号钢毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数45号钢如图设备名称设备型号设备编号同时加工件数通用量具夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称负重轴零件名称负重轴共2页第1页材 料 牌 号45毛 坯 种 类锻造毛坯外形尺寸每毛坯件数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/min 准终 单件10锻造锻造出毛坯锻造车间一20热处理毛坯热处理,时效处理锻造车间一30铣端面铣端面,打中心孔机加工车间二X52K立铣刀,游标卡尺40钻孔,镗大端孔钻孔,镗大端孔机加工车间二T68镗刀,游标卡尺50粗车粗车右端面,粗车外圆60,粗车外圆50,粗车外圆48,粗车外圆30,粗车各外圆台阶及圆弧圆角,注意各外圆留1mm的半精车余量机加工车间二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺15min15min60粗车掉头,粗车左端面,粗车外圆136,粗车外圆63,粗车外圆55,粗车各外圆台阶及圆弧圆角,注意各外圆留1mm的半精车余量机加工车间二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺18min18min70半精车半精车右端面,半精车外圆60,半精车外圆50,半精车外圆48,半精车外圆30,半精车各外圆台阶及圆弧圆角,注意各外圆留1mm的半精车余量机加工车间二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺10min10min 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 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称负重轴零件名称负重轴共2页第2页材 料 牌 号45毛 坯 种 类锻造毛坯外形尺寸每毛坯件数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/min 准终 单件80半精车掉头,半精车左端面,半精车外圆136,半精车外圆63,半精车外圆55,半精车各外圆台阶及圆弧圆角半精车各外圆台阶及圆弧圆角机加工车间二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺11min90铣140-150铣140-150机加工车间二X52K立铣刀,游标卡尺100检验检验已加工工序是否合格110车车退刀槽,车20到规定尺寸精度机加工车间二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺11min11min120车螺纹车螺纹M24,M60机加工车间二CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺15min15min130钻孔攻丝钻圆周钻孔攻丝机加工车间二Z525麻花钻,游标卡尺5min5min140铣键槽铣键槽 机加工车间二X52K立铣刀,游标卡尺15min15min150磨花键磨花键,键侧,键底机加工车间二磨床游标卡尺160磨外圆磨外圆30 50 60 55K6机加工车间二磨床游标卡尺170钳去毛刺,清洗金工钳工台丝锥,锉刀,游标卡尺180终检终检入库 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 框架轴工艺规程制定和工装设计摘要框架轴是实现坦克炮塔旋转运动的重要机械零件,其质量得好坏对于保证坦克炮塔能否迅速准确旋转到指定角度,能否成功瞄准目标有重要影响。而关系到框架轴质量的根本因素则是其生产加工工艺和工装设备,在机械生产制造业中工装设备是机械制造的基础,机械加工工艺规程则是机械制造的核心技术。如果没有合适机械加工工艺,即使是一流的机械加工机床也无法制造出合格产品,可见机械加工工艺在机械生产中的重要性。并且机械加工工艺规程和工装对于提高产品生产效率、减少工作地面积、减少工件在加工过程中的装夹次数提高工件质量、降低工作人员的劳动工作量、提高工作人员的工作效率有重要作用。本文主要针对框架轴的工艺做一下工作:1. 制定零件加工工艺、确定相应的加工数据。2. 制定零件加工时所需的专用夹具。关键词 工艺规程;夹具;框架轴Frame axis techniquesprocedure and Tooling IdesignAbstractFramework is to achieve the tank turret axis rotary motion of the important mechanical parts, to ensure its quality was good or bad for the tank turret can rotate quickly and accurately to a specified angle, the successful targeting have a major impact. The relationship to the frame axis fundamental factor is the quality of its production process and tooling equipment, machinery manufacturing tooling equipment is machinery manufacturing base, machining process is the core technology of mechanical manufacturing. If no suitable machining process, even the first-class machinery processing machine can not produce qualified products, visible in the mechanical machining process the importance of the production. And the machining process and tooling to improve production efficiency, reduce land area, reducing the workpiece during machining of the workpiece clamping times to improve quality, reduce labor staff workload and improve staff efficiency has an important role. This paper focuses framework axes do some craft work:Parts processing technology developed to determine the corresponding processing data.Machining parts needed to develop special fixtures.Keywords Process planning; Fixture; Frame axis目录摘要IAbstractII 第一章 绪论.11.1 课题来源11.2 课题研究的背景和意义11.3本章小结2第2章 零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的工艺分析32.3 本章小结4第3章 毛坯的确定和基准的选择53.1 毛坯53.1.1 毛坯材料的确定53.1.2 确定零件毛坯的制造形式53.1.3 毛坯的技术要求53.2 粗基准的选择63.3 精基准的选择73.4 本章小结7第4章 拟定机械加工工艺路线84.1 工艺规程概念、原则及依据84.1.1 工艺规程概念84.1.2 制订工艺规程的原则84.1.3 制订工艺规程的主要依据84.1.4 零件规程的设计94.2加工阶段的划分、加工方法的选择104.2.1加工阶段的划分104.2.2加工方法的选择114.3两种工艺路线方案114.3.1方案一、工艺路线114.3.2方案二、工艺路线134.4工艺方案分析比较144.5本章小结14第5章 加工参数的确定155.1确定加工量155.2加工参数的确定(以粗车60外圆表面为例)155.2.1车刀的选择155.2.2加工量的确定155.2.3切削速度的选择155.2.4切削力和切削功率的确定165.2.5机床的选择165.2.6机动时间165.3本章小结17第6章 夹具体设计186.1夹具结构设计186.1.1定位元件的选择及要求186.1.2夹具体的设计186.2夹具设计及操作的简要说明196.3本章小结20结论.21致谢22参考文献23附录.24第1章 绪论1.1 课题来源本课题框架轴的工艺规程制订和工装设计来源于在机械加工制造领域中典型的轴类零件。1.2 课题研究的背景和意义框架轴是一种典型的轴类零件,对其进行工艺规程制定和工装设计涉及到在机械制造过程中常用的典型的工艺规划工具、方法和在机械加工过程中所用到的典型的加工方法。能够使我们在完成本专业的课程后,将平时学的课程加以整合完成,使我们在毕业后拥有处理一些在机械加工制造过程中出现的常见问题的能力。同时由于机械制造业在我国的国民经济产业中属于基础产业,制造业发展程度的高低很大一部分的决定着我国国民经济的发展程度,它是国民经济的支柱产业之一。机械制造技术是使原材料变成产品的技术,是国民经济与社会得以发展,也是机械制造业本身赖以生存的关键基础技术。没有制造业、没有制造技术的进步,就没有生产资料、生活资料、科技手段、军事装备等一切,也就没有它们的进步。这在军工领域的表现尤为明显坦克中的框架轴是保证坦克炮塔正常工作的核心零部件。它的加工质量的好坏直接影响的坦克的命中精度,也就直接影响到坦克的性能的优劣,而保证框架轴质量好坏的核心技术则是再生产制造框架轴的过程中所制订的工艺规程和所用到的工装。因此可以说是机械工工艺是机械制造业重要的核心技术,对机械制造业发展水平的高低起着很大的影响作用,所以其对于整个国民经济中的制造业和国防工业来说工业和工装的重要性更是不言而喻的。通过这次对框架轴工艺规程的制订和工装设计可以让我更深入的理解械加工工艺是实现产品设计、保证产品质量、节约能源、降低消耗的重要手段,是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平、加速产品更新、提高经济效益的技术保证。合适的机械制造工艺对于提高生产效率 、减少生产所占用面积、弥补劳动技术人员的不足、控制生产和产品成本、提高产品质量有很大的帮助。1.3本章小结本章介绍了本论文课题的来源、背景和意义,使我们对即将学习的课题进行简单的了解,对下面的设计起到了铺垫的作用。第2章 零件的分析2.1 零件的作用题目给定的零件是坦克炮塔旋转(方向机)中的一个重要零件,它主要承受轴向扭力。炮塔的旋转可分为手动和机动两种旋转方式,在小转角时用手动方式进行旋转,大转角时可用机动进行旋转,它主要是有快速旋转的功能。所以对该零件的同轴度,各表面的尺寸精度,以及三个25孔的位置精度有较高的要求。如果它们都达不到或者是其中的某一尺寸、位置达不到规定的要求,都会造成炮塔的无法旋转和旋转精度差,甚至旋转到不了位的可能。相反的如果它们的尺寸精度和要求的位置精度都能够保证的话,那么炮塔就可以自由的旋转,而且能够旋转到位,精度高的要求,能够准确的瞄准目标,坦克的命中率也随之大大提高。因此,该零件的同轴度、尺寸精度以及孔的位置精度是至关重要的。2.2 零件的工艺分析框架轴零件图见图2-1图2-1 框架轴框架轴这个零件,因为它是坦克炮塔在旋转过程中的一个重要零件,所以对它所有加的尺寸、位置以及同轴度都有一定的精度要求。现对起主要作用的尺寸进行分析。1. 对在工作过程中与其他零件配合的重要外圆表面保证:外圆:60g6 50g6 30h7,保证尺寸的同时要求表面粗糙度到达要求Ra=0.82. 框架轴的花键、键槽和螺纹保证:键槽:R4深5 R3深4 螺纹:M602 M241.5花键:8齿8f() 3. 保证与其他零件配合的孔的尺寸:孔:44 20 16 325H8,保证尺寸的同时要求其位置度要达到图纸要求。4. 圆弧槽尺寸保证:铣刀的直径为140150进行铣口,要求口宽28,口两边厚为5.50.3,两口之间厚为62最后去毛刺,进行检验。由已上分析可知:该零件的加工难点分别为:外圆:55K6、60g6、50g6、30h7,因为这几处外圆是用来装轴承的,起支承作用,它们对轴心线的同轴度要求均为0.05。端面上的三组25H8的孔,它是用来装轴承和齿轮的,它虽然由钻模和镗模来保证,但所装的车齿要求啮合平稳可靠,所以对这三个孔,相对轴心线的位置要求为0.04。还有一组是铣圆弧槽,因为圆弧槽壁太薄,它又是三个25H8孔的位置处,在铣的过程中,很容易使口的两边向外凸起,所以对铣刀锋利,平整、轻快,最后便是花键,因为该零件的最后输出转距是由花键不承担的,所以对它的尺寸精度和有效长度有较高的要求。2.3 本章小结本章主要对零件的作用进行了分析,以方便我们了解零件,加深对该课题的理解。同时对零件的工艺性进行了分析以方便接下了对工件工艺规程的规划和制定。35第3章 毛坯的确定和基准的选择3.1 毛坯 3.1.1 毛坯材料的确定考虑到框架轴属于轴类零件,且结构形状比较复杂,工作时要承受很大的载荷,并经常要承受交变载荷,冲击载荷等,适用要求部分表面高硬度,高耐磨损。生产类型属批量生产,所以该零件采用模锻毛坯,材料采用45号钢较为适宜。为了节省原材料,提高毛坯的精度,可采用模锻,并且毛坯经过模锻后,内部纤维对称于轴线,可以提高材料的强度,并且组织内部缺陷较少。3.1.2 确定零件毛坯的制造形式先了解毛坯的定义:根据零件(或产品)所要求的形状、尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象称为毛坯。因此在制订本工艺规程时,必须要合理的选择毛坯,因为它影响到制造工艺和费用,还影响到机械加工工艺、生产率和经济性。它的种类的选择有以下几种:(1)轧制件。(2)铸件;(3)锻件;(4)焊接件;(5)其它毛坯,如冲压和塑料压制件等。影响毛坯选择的因素1. 零件材料的工艺性及对材料组织的要求。 2. 零件的结构形状和外形尺寸。3. 零件对毛坯精度、表面粗糙度和表面层性能的要求。4. 零件生产纲领的大小。5. 现有生产能力和发展前途。通过对框架轴进行分析,加工材料要求其良好的综合力学性能和加工性。对于本课题所给的框架轴,其外形简单,所以毛坯应该选择锻件,因为金属锻压有以下优点:1. 能改善金属内部组织,提高金属的力学性能;2. 节省金属材料,加工省时,易加工;3. 生产效率高。3.1.3 毛坯的技术要求1. 加工余量直径方向加工余量:查5知单边余量4.55.5mm,选择5mm。长度方向加工余量:查5知单边余量5 6.5mm,选择5mm。2. 锻件的复杂参数锻件的复杂参数为:式中V为锻件的体积,为锻件的外廓包容体积。经计算得锻件体积V=32218,锻件的外廓包容体积=52218。则计算得 由S=0.320.63所以锻件的复杂程度为II级,为普通形状锻件。3. 锻件材质系数锻件材料为45号钢,其平均含碳量为0.45,是碳的质量分数小于0.65%碳素钢,合金元素含量在0.81之间,因此该锻件材质系数为M1级。4. 分模线形状该毛坯属于圆柱轴类零件,故可选用平直对称分模线。5. 毛坯的形位公差根据锻件的重量、分模线,锻件的材质系数M2和锻件的复杂系数S2知 1:同轴度错差:1.2mm模向残留飞边:1.2mm长度偏差: +3.2 -2.1mm直径偏差:+3.2 -2.1mm模锻件加工面的直线度公差:由于该锻件选择正火处理,所以查表知直线度公差要求是1.4mm。3.2 粗基准的选择在选择精基准时,选择原则为:1. 基准统一原则;2. 互为基准原则;3. 自为基准原则;4. 保证共建定位稳定准确、夹紧可靠,夹具结构简单,操作方便原则;尽量使设计基准与定位基准重合,从而保证加工精度,满足设计要求。由于该零件为轴类零件,所以选择毛坯的外圆表面作为粗基准来划两端面打两端的孔,这样就为以后的粗加工、精加工确定了定位基准,即两中心孔。然后以两端的中心孔作为粗车的基准来加工工件的外圆表面和端面。3.3 精基准的选择精车外圆表面时以工件两端的中心孔作为精车外圆表面和工件端面的基准。在在钻孔时按照互为基准的原则以工件的外表面作为作为钻孔与镗孔的基准,以此来保证孔的形位精度。完成孔的加工后要以工件的外表面和工件两端的基准孔作为铣削加工的基准。由于热处理会导致工件的变形因此在完成热处理工序后要研磨工件两端的基准中心孔,并且以此为标准作为以后磨削加工的基准。3.4 本章小结本章主要对毛坯类型进行了确定,只有确定了工件所使用的毛坯的类型才能在后续工作中为实现加工工艺的编制和加工参数的确定奠定良好的先决条件。同时按照基准重合原则和基准统一原则对工件加工时所采用的粗基准和精基准进行了确定。第4章 拟定机械加工工艺路线4.1 工艺规程概念、原则及依据4.1.1 工艺规程概念工艺规程是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。正确的工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上,依据科学理论和必要的工艺试验并考虑具体的生产条件而制订的。4.1.2 制订工艺规程的原则制订工艺规程的基本原则是所制订的工艺规程应保证能在一定生产条件下,以最高的生产率、最低的成本、可靠地生产出符合要求的产品。为此,应尽量做到技术上先进,经济上合理,并且有良好的劳动条件。另外还应做到正确、统一、完整和清晰,所用的术语、符号、计量单位、编号等都要符合有关的标准。制定该课题框架轴的工艺路线,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,尤其要注意主要工作面和重要配合部位的尺寸要求和形位要求。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床如车床、铣床、钻床等再配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当加工的考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局,其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案。确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目的多少等。拟订工艺路线的合理与否,不但影响到加工质量和生产率,而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用,从而影响生产成本。因此工艺路线拟订之前,应详细的分析零件图,合理确定毛坯的基础上,结合具体的生产类型和生产条件,并依据一般原则来进行。这些原则包括各表面加工方法与加工方案的选择、工序集中与分散程度的确定、工序顺序的安排、定位与夹紧方案、基准的选择的确定等内容。4.1.3 制订工艺规程的主要依据1.产品成套的装配图和零件工作图。2.产品质量验收的质量标准。3.产品的生产纲领。4.毛坯的生产条件及生产技术水平和协作关系等。5.工厂现有的生产设备、生产能力、技术水平、外协条件等。6.新技术、新工艺的应用和发展情况。7.有关的工艺手册和资料以及国家的有关法规等。要加工产品为框架轴,生产类型为大批量生产,因此应按照工艺集中的原则安排工艺路线,即尽量做到可以在同一台机床上加工完成,工步将其集中在一起,以便减少装夹次数、提高加工效率、提高工件的精度、保证工件质量。同时其毛坯采用锻造的形式能够尽量减少金属材料的浪费提高工件的加工效率。4.1.4 零件规程的设计1. 零件的结构工艺性的分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。在制订机械加工工艺规程时,主要进行零件的切削加工工艺性分析,这主要有以下几点:(1)工件应便于在机床或夹具上装夹,并尽量减少装夹的次数。(2)刀具易接近加工部位,便于进刀、退刀、越程和测量,以及便于观察切削情况等。(3)尽量减少加工面积及空行程,提高生产率。(4)尽量减少刀具调整和走刀次数。(5)便于采用标准刀具,尽可能减少刀具的种类。(6)尽量减少工件和刀具的受力变形。(7)改善加工条件,便于加工,必要时应便于采用多刀、多刀加工。(8)有适宜的定位基准,且定位基准至加工表面的标注尺寸应便于测量。该零件为典型的轴类零件,台阶轴类,零件外圆部分的直径相差比较大。各表面的质量要求也不尽相同,因此在制定工艺规程时要尽量考虑到不同部位的质量要求的差异性在保证工序集中的原则下尽量做到以更方便更高效的方式加工零件的不同部位。2. 熟悉并分析其它制订工艺规程的原始资料(1) 产品成套的装配图和零件工作图。(2) 产品质量验收的质量标准。(3) 产品的生产纲领。(4) 毛坯的生产条件及生产技术水平和协作关系等。(5) 工厂现有的生产设备、生产能力、技术水平、外协条件等。(6) 新技术、新工艺的应用和发展情况。(7) 相关的工艺手册和资料以及国家的有关法规。3. 确定零件的生产类型生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。(1)单件生产 单件生产是生产的产品品种很多,同一产品的产量很小,各个工作地的加工对象经常改变,而且很少重复生产。(2)大量生产 大量生产是指生产的产品数量很大,大多数工作地长期只进行某一工序的生产。(3)成批生产 成批生产是指一年中分批轮流生产几种不同的产品,每种产品均有一定的数量,工作地的生产对象周期性的重复。而每次投入或产出的同一产品(或零件)的数量称为批量。按批量的大小又分为大批生产、中批生产和小批生产。本框架轴零件的生产类型划分与生产纲领有一定的关系。零件的生产纲领,既包括备品和废品在内的该零件的年产量。生产纲领的大小对工艺规程的制订有很大影响。本零件属于成批生产,有它的生产类型的工艺特点:要求工件有互换性。毛坯的制造方法及加工余量:采用模锻件锻造毛坯。毛坯的精度中等,加工余量中等。机床设备:毛坯的中心孔加工、加工表面时用通用机床,并按加工零件类别分工段排列。夹具:广泛采用通用和专用夹具,本零件钻圆盘孔加工工序时就采用了专用夹具,往后的工序也用了不少专用夹具,但主要是采用了通用夹具,如三爪卡盘。刀具与量具:多采用通用刀具和通用量具。对工人的要求:需要一定熟练程度的工人。生产率:中。成本:中。4.2加工阶段的划分、加工方法的选择4.2.1加工阶段的划分加工阶段划分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。在生产纲领已确定为大批量批生产的情况下和现有的生产条件下,可以考虑采用卧式车床、端面铣床、卧式铣床等,由于形状结构复杂,还采用了摇臂钻床,镗床、等加工。第一阶段为制基准加工阶段,为后续工序提供一个适合的定位基准,铣平面打中心孔。第二阶段为主要表面粗加工阶段,对主要零件表面进行粗加工,以及对一些加工余量大的表面进行粗加工,为后续工序进一步加工做好准备,即粗车端面及外圆。第三阶段为精加工阶段,主要为保证表面获得设计要求的尺寸、形状、位置要求和表面粗糙度要求。即精车外圆-车内槽及螺纹孔-精车端面-钻扩铰空-铣圆弧槽-铣花键-铣键槽-中间检验-热处理。 第四阶段为光整加工阶段,主要是对零件形位公差要求高,表面粗糙度要求高的表面进行磨削加工。即磨花键外圆及磨外圆-磨花键内侧-最后检验-包装-交库。4.2.2加工方法的选择基准加工阶段:铣平面打中心孔选择端面铣床粗加工阶段:粗车外圆及端面选择普通车床:CA6140精加工阶段:精车外圆,车内槽及螺纹,精车端面,切槽选择普通车床CA6140,钻扩铰空选择摇臂钻床Z3032,铣圆弧槽选择铣床X6025,铣花键、铣键槽选择万能升降台铣床X6120B。光整加工阶段:磨外圆及花键外圆选择万能外圆磨床MA1420A,磨花键选择花键轴磨床MA8612A。4.3两种工艺路线方案4.3.1方案一、工艺路线1. 工序5、粗车小端并打中心孔,以大端和端面为基准。保证:(62、65)(52、112)(50、147.5) (32、217)(26、233)。大端宽47 中心孔3长8.5B型孔。2. 工序10、粗车大端以62 外圆和大端面为定位基准,钻孔。保证:(16、84)、(19、750.3)、(43、55)。大端:(13.6、45.5 )、(57、140.3)。3. 工序15、精车大端内孔,采用以上基准。保证:(44、55) 大端43 (56、14)。4. 工序20 切槽,采用以上基准。保证:(52、2.2)、(83 、20.5、50)、(21.5、2.4、R1.2)。5. 工序25 研磨中心孔。6. 工序30 精车外圆并切槽,采用工序5的基准。保证:(60、65)、(50.5、112、R0.5)、(48、146)(30.5、217、R0.5)、(24、2.341) (60、4 2、41.8、27.5 、R0.3)、(50.5、4 1.5、65 )(24、31.1、17)。7. 工序35 精车外圆,采用工序10基准。保证:(70、1.2、450、39.50.3)、(63、1.2 、450、55.5)。8. 工序40 在钻床上钻、扩孔,以60.5和端面定位,由钻模保证3-24.5 位置度0.2。9. 工序45、在立式铣床上采用以上基准,粗铣口,铣刀直径140-150,保证:260.2 6.50.2 62 。10. 工序50、同上,保证:28 、5.50.2、 62 。11. 工序55 中间检验,去毛刺。12. 工序60 在花键上铣床上,采用两顶尖铣花键。保证:8齿8.5 ,键底圆为42.5 有效长度不小于37 。13. 工序65 在花键磨床上,采用两顶尖磨键底。保证:键底圆42f7 有效长度34。14. 工序70 采用以上方式和基准磨键侧,保证8f9有效长度不小于34。15. 工序75 采用一顶一夹车螺纹保证602。16. 工序80 采用以上方式和定位方式车螺纹保证M24X1.5。17. 工序85 在外圆磨床上,采用两顶尖磨外圆。保证:55K6、14 同轴度0.05。18. 工序90 采用以上方式和定位基准磨外圆。保证:(60g6、62.5) (50g6、30h7)同轴度均匀为0.05。19. 工序95 在金钢镗床上镗3个25的孔。保证:25H8,由机床保证位置精度0.08,。20. 工序100 在钻床上采用工序40基准,钻25H8两边钻两个5 。保证:相对轴线的位置度为0.4。21. 工序105 采用以上基准和方式划倒角。保证:0.545、6、900)。22. 工序110 同上,制M6螺纹。23. 工序115 在方式铣床上用虎钳夹60g6外圆铣R4板垫槽。保证:27 、8 、5 。24. 工序120 同上,在M24X1.5上键R3板垫槽。保证:长17,20 。25. 工序125 最后检验,去毛刺。4.3.2方案二、工艺路线1. 工序 05 锻造毛坯2. 工序 10 铣端面、打中心孔,以工件圆坯外圆为基准。保证:中心孔3长8.5B型孔。3. 工序15粗车外圆表面及圆盘端面,以工件端面中心孔作为定位基准。保证:(26.5、17) (32.5、71) (50.5、34) (52.5、47) (62.5、65+0.2) (138.5、46.5) (54.5、11.75)。4. 工序20 精车外圆表面及端面、车螺纹、切槽,工序基准同上。保证:(24、14) (30.5、66) (48.5、34) (50.5、43) (60、23) (60.5、34) (63、1.25X2) (136.5、39.5) (55.5、14)。保证螺纹M24X1.5、M60X2。5. 工序25 钻扩大端圆孔,以60.5的外圆和136.5端面为基准。保证:(16、7) (30、66) (44、55)。6. 工序30 镗孔,工序基准同上。保证:(83、30) (21.5、24)。7. 工序35 钻圆盘孔,工序基准同工序80。保证:孔3-25及其位置度0.08,孔6-5及其位置度0.4。8. 工序40 铣弧形槽,工序基准为工件两端中心孔。保证:所铣槽直径为140-150。9. 工序45 铣花键,工序基准为55.5外圆和小段中心孔。保证:花键为8齿8.6 ,键底圆为42.6有效长度不小于55。10. 工序50 铣键槽,工序基准为55.5外圆和小段中心孔。保证: R4槽长27槽深5,R3槽长17,深4。11. 工序55 中间检验。12. 工序60 氧化热处理。13. 工序65 校核螺纹和切口。14. 工序70 研中心孔,以工件外圆表面为基准。15. 工序75 磨削外圆,以工件两端的中心孔为基准。保证:(30、不小于55) (48、23) (50、43) (60、34)(136、39.5+0.3) (55、14)。16. 工序80 磨削花键槽,工序基准同上。保证:花键为8齿8 ,键底圆为42有效长度不小于55。 17. 工序85 最终检验4.4工艺方案分析比较方案一同方案二两方案相比较可以发现在方案一中其明显存在工序不集中和基准不重合的问题。尤其是在车削和磨削加工中会发现工序不集中的问题尤为明显,这会导致生产率严重降低,占用了大量的工人和生产面积使生产成本增加,增加了工件的装夹次数,增大了装夹所造成的误差,增加了加工时间,使生产周期变长。基准不重合会导致加工误差增大,致使产品不合格。通过方案一和方案二的比较可以明显发现方案二不仅能提高生产率减少和降低加工人员数量、生产面积,还能大大提高工件的加工精度,从而大大降低废品的数量。并且工件便于在机床或夹具上装夹,能减少装夹的次数;便于采用标准刀具,能尽可能减少刀具的种类;减少工件和刀具的受力变形。因此选择方案二作为加工方案。4.5本章小结本章主要对工艺规程的原则、依据、制定,毛坯的技术要求,加工阶段的划分、加工方法的选择,两种加工工艺路线的比较等方面进行了分析更加全面深刻的对本课题加深了理解和掌握了本课题完成的主要方法。第5章 加工参数的确定5.1确定加工量根据已知条件查5知:精加工:直径余量:1mm,占总加工余量的1.4/2.5=56;粗磨削加工:直径余量:0.6mm,占总加工余量的1/2.5=40;精磨削加工:直径余量:0.1mm,占总加工余量的0.1/2.5=4;5.2加工参数的确定(以粗车60外圆表面为例)5.2.1车刀的选择刀具材料的选择,由于是对毛坯外圆进行粗车,因此在车削过程中会产生较大的切削力和并且由于是高速相对运动因此在加工过程中会产生较高的温度。依此要求刀具具有较高的硬度、耐磨性、热硬性,因此选择钨钴钛类硬质合金(P30)作为车刀材料,因为其适用于连续切削塑性金属材料切适用于粗加工。对圆坯表面的外圆进行车削加工应该选择90外圆车刀。5.2.2加工量的确定粗车外圆60时,其加工量为加工后尺寸与毛坯的尺寸之差,毛坯尺寸为65,所以粗车半径加工量为。查5可得到粗车时的进给量为f=0.5mm/r。5.2.3切削速度的选择查5可得切削速度为:式中为与耐用度条件有关的系数,T为刀具的寿命,、m为与T、和f有关的指数。查5可得=242,m=0.2,=0.5,=0.35。则可得其转速为:5.2.4切削力和切削功率的确定查5可得切削力计算为:式中为与工件材料、刀具材料有关的影响系数,其大小与实验条件有关,为背吃刀量对切削分力的影响指数,为进给量切削力的影响指数,为切削速度对切削分力的影响指数,为实验条件与计算条件不同时的修正系数。查5可得=9.81,=1,=1,=0.75,=1.则可得=9.811802.5=2625N则切削功率计算为:= =26251.42=3.7KW5.2.5机床的选择工件的毛坯尺寸为:长度: L=295mm大端直径:=143.5mm小段直径:=67.5mm切削力: =2625N切削功率: =3.7 KW可知普通车床CA6140即可满足加工要求,则有其技术参数可知此时车床的转速为n=450r/min。5.2.6机动时间查1得机动时间;其中L为切刀行程长度,d为工件毛坯直径,i为走刀次数,则得5.3本章小结本章主要对在工艺规程制定在过程中的一个典型工步的加工参数进行了制定以期使我能够掌握在机械加工过程中加工参数制定的方法和过程,对整个机械加工能有更好的认识和理解。第6章 夹具体设计6.1夹具结构设计在对工件进行加工时,车削加工、铣削加工、磨削加工等都可以采用通用机床加工夹具进行夹紧及加工。因此选择钻削加工进行专用夹具设计。该夹具用于加工136圆盘上的3-25的圆盘孔,及要保证钻刀能准确进入所需孔的正确位置即孔的位置度要正确又要保证孔的尺寸精度在所要求的技术范围之内。6.1.1定位元件的选择及要求加工工件的3X25圆孔时需要限制工件五个方向的自由度即五个方向的自由度。因此在选择定位元件时要保证夹具的定位元件能保证限制工件的五个方向的自由度,同时要能承受在进行钻削加工时所产生的冲击和压力即具有相当的强度和稳定性。以工件60的外圆表面和136的端面作为基准来支撑工件和限定工件五个方向的自由度。通过以上分析应选择圆筒类的定位元件以此来保证工件在加工时所需要限定的自由度。6.1.2夹具体的设计通过以上对定位元件的分析可以确定工件的钻削夹具既要保证能方便快速的装卸工件又要保证在工件的定位准确以此选择由盖模板-螺栓-套筒组成的夹紧装置,将工件放入套筒内,盖上盖模拧紧螺栓后,即可对工件进行加工,并且才有蝶形螺帽使装夹更加方便快捷迅速。对该工件钻床夹具的夹具体的具体要求为:应有足够的强度和刚度及防震性;力求结构简单,尺寸稳定,并且要求夹具体尽量轻;有良好的工艺性和实用性;由于是钻床夹具要求其排屑性良好能顺利的排除在钻削加工中所产生的铁屑;要求其在机床上能安装正确、可靠、稳定。对钻模板选择20钢,因为其冷变形塑性高、切削加工性冷拔性好。套筒选择30钢,因为其强度、硬度均较高,具有较好的韧性,常用做套筒。底座选择HT200因为其抗压强度大、耐震性好,能承受较大的切削负荷和夹紧力。并且在夹具体上要有便于在机床上固定的耳座和便于其他部件在夹具体上固定的螺栓孔。6.2夹具设计及操作的简要说明夹具图如下6-11-底座 2-工件 3-套筒 4-盖模板 5-螺栓图 6-1 钻床夹具以工件60的外圆表面和136的端面作为基准来支撑工件和限定工件五个方向的自由度。同时要通过盖模板来限定工件方向的自由度。将工件2放入套筒3,通过套筒3的内表面和套筒的端面来限制工件五个方向的自由度。将工件放入套筒后盖上盖模板4,然后拧紧蝶形螺帽通过螺栓5来实现对工件的夹紧,以此来限制工件方向的自由度。其中螺栓5和套筒3采用铰链接的形式来保证螺栓能和套筒能自由的相对转动。螺栓5在盖模板4上通过拧紧蝶形螺帽来完成盖模板4与套筒3对工件的加紧工作。该夹具具有操作方便快捷、定位准确的优点,可以保证加工的正常进行,能确保加工精度和提高加工效率。6.3本章小结本章主要对在钻削加工过程中所用到的钻床夹具进行了设计,并且对其使用方法进行了说明。以此来使我更好的掌握夹具设计的过程更加深入的理解常见的典型夹具的组成。结论本文调查学习了在传统机械加工领域中,通过学习框架轴的工艺规划、加工参数的确定和夹具设计、,熟悉了工艺制定、工装设计、夹具设计、常见传统机床的加工范围,是我自己对机械加工领域有了一个更加深刻的认识。文章从框架轴的作用和零件的分析入手提出了一套总体工艺制订和夹具设计的方案,同时,就一般轴类零件的加工工艺、零件加工机床的选择和夹具结构的制定给出了具体的解决方案、解决过程和计算过程。并且在做毕业设计的过程中学会了更加合理、迅速、准确的查找机械加工工艺手册,了解了有关工程材料有关的知识和常见的工件材料常见的刀具及其尺寸和参数的选择。通过这段时间过程的练习也让我对传统制造业的发展和传统制造业的基础有了一个更深的认识和理解。本设计还有很多不足之处,由于自身的知识储备还很浅薄,所以在工艺路线的制定、加工方法的选择、加工参数计算、零件作用和零件机构分析上还有很多漏洞,这个都需要自己在以后的生活中不断学习研究并通过实践加以完善。致谢为期一学期的本科毕业设计即将结束,通过这次有计划、有目的的设计,使我们得到了预期的收获,由最初的束手无策到最后的水落石出,这是一个循序渐进的过程,毕业设计为我们今后的工作和学习奠定了基础。最后,我真诚地感谢所有在我完成设计的过程中给予我帮助、支持和鼓励的老师们、同学们。非常感谢我的指导老师张宝海老师,是他在忙碌的教学工作中挤出时间来指导我们设计,一针见血地指出我的不足,并给我提供了很多参考意见。本文的选题、课题研究及撰写工作是在导师张宝海老师的关怀和悉心指导下完成的。张老师严谨治学的态度和踏实求新的学术精神深深的感染了我,在此对导师致以崇高的敬意和忠心的感谢!同时,感谢机械09级1班的所有同学,在我搜集查阅资料时给于我帮助和设计过程中提出意见和建议。当然我的你也设计还有很多缺点和不足,希望老师能帮我找出错误和不足,在以后的工作和学习中我要正视和改正自己的缺点和错误,定不辜负学校和老师的期望。参考文献 1 朱耀祥.现代夹具设计手册.机械工业出版社,2009:2542 2 游文明.工程材料与热加工.高等教育出版社,2007:3050 3 孙光华.工装设计.机械工业出版社,1998:2532 4 仝基斌.机械制图.机械工业出版社,2007: 3245 5 孙凤池.机械加工工艺手册.机械工业出版社,2006,第二卷:59361 6 田培堂,石晓辉.家具结构设计手册.国防工业出版社,2011:70857 孙全颖.机械精度设计与质量保证.哈尔滨工业大学出版社,2009:5065 8 李名望.机床夹具选用简明手册.化学工业出版社,2011:4262 9 北重型机械学院,洛阳工学院.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社,1990:165272 10 周宏甫. 机械制造技术基础. 高等教育出版社,2010:8021911 Chou Y.K., C.J. Evans, and M.M. Barash, (2002), “Experimental investigation on CBN turning of hardened AISI 52100 steel,” Journal of Materials Processing Technology, Vol. 124, pp. 274-283. 12 Endres, W.J., and R. Kountanya, (2002), “Theeffects of corner radius and edge radius on tool flank wear,” Transactions of North American Manufacturing Research Institute, Vol. XXX pp. 401-407. 13 Arrazola,P.J.,Meslin and Le Maitre,F Numerical cutting modeling with Abaqus/Explicit6.1,2002 ABAQUS Userss Conference,Newport,Rbode Island,May 29-31,2002. 14 Bacaria,J.L., Pantale,O. and Rakotomalala,R. 2D and 3D numericalmodels of metal cutting with damage effects,European Congress onComputational Methods in Applied and Engineering,Barcelona, 2000. 15 Lijing Xie. Estimation Of Two-dimentional Tool Wear Based On Finite Element Method. Doctorate thesis,05.02.2004 16 Boothroyo, G., Knight, W. A. Fundamentals of machining and machine tools, Marcel Dekker, Inc. USA, 1989附录Machining fixture locating and clamping position optimization using genetic algorithmsFixtures are used to locate and constrain a workpiece during a machining operation, minimizing workpiece and fixture tooling deflections due to clamping and cutting forces are critical to ensuring accuracy of the machining operation. Traditionally, machining fixtures are designed and manufactured through trial-and-error, which prove to be both expensive and time-consuming to the manufacturing process. To ensure a workpiece is manufactured according to specified dimensions and tolerances, it must be appropriately located and clamped, making it imperative to develop tools that will eliminate costly and time-consuming trial-and-error designs. Proper workpiece location and fixture design are crucial to product quality in terms of precision, accuracy and finish of the machined part. Theoretically, the 3-2-1 locating principle can satisfactorily locate all prismatic shaped workpieces. This method provides the maximum rigidity with the minimum number of fixture elements. To position a part from a kinematic point of view means constraining the six degrees of freedom of a free moving body (three translations and three rotations). Three supports are positioned below the part to establish the location of the workpiece on its vertical axis. Locators are placed on two peripheral edges and intended to establish the location of the workpiece on the x and y horizontal axes. Properly locating the workpiece in the fixture is vital to the overall accuracy and repeatability of the manufacturing process. Locators should be positioned as far apart as possible and should be placed on machined surfaces wherever possible. Supports are usually placed to encompass the center of gravity of a workpiece and positioned as far apart as possible to maintain its stability. The primary responsibility of a clamp in fixture is to secure the part against the locators and supports. Clamps should not be expected to resist the cutting forces generated in the machining operation. For a given number of fixture elements, the machining fixture synthesis problem is the finding optimal layout or positions of the fixture elements around the workpiece. In this paper, a method for fixture layout optimization using genetic algorithms is presented. The optimization objective is to search for a 2D fixture layout that minimizes the maximum elastic deformation at different locations of the workpiece. ANSYS program has been used for calculating the deflection of the part under clamping and cutting forces. Two case studies are given to illustrate the proposed approach.Fixture design has received considerable attention in recent years. However, little attention has been focused on the optimum fixture layout design. Menassa and DeVries1used FEA for calculating deflections using the minimization of the workpiece deflection at selected points as the design criterion. The design problem was to determine the position of supports. Meyer and Liou2 presented an approach that uses linear programming technique to synthesize fixtures for dynamic machining conditions. Solution for the minimum clamping forces and locator forces is given. Li and Melkote3used a no
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