踏脚座机械加工工艺及夹具设计【支架】【钻φ8孔】【铣φ16凸台面】
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踏脚座体机械加工工艺规程及专用机床夹具设计20122013学年第二学期课程设计任务书设计名称:汽车零件机械加工工艺规程及专用机床夹具设计班级:10车辆地点: J4-309一、课程设计目的车辆制造工艺学课程设计是在完成了车辆制造工艺学课程的理论教学后的实践性教学环节。其目的是:通过该课程设计,使学生在理论教学的基础上进一步巩固汽车制造工艺知识,初步掌握汽车零件机械加工工艺规程的编制方法,学会查阅有关资料;掌握工件在夹具中的定位夹紧原理专用机床夹具的设计方法,提高结构设计能力。二、课程设计内容(含技术指标)制定指定零件的机械加工工艺规程;设计指定工序的专用夹具。具体内容如下:1对零件进行结构工艺性分析,画零件图(1)了解零件的性能、用途和工作条件;(2)分析零件各项技术要求;(3)分析零件的毛坯、材料、热处理要求及机械加工的工艺性。(4)画零件图1张。2制定零件机械加工工艺规程(1)按基准的选择原则确定零件的定位基准;(2)确定零件各表面的加工方法并划分加工阶段;(3)安排加工顺序,拟定工艺路线;(4)初步选择各工序所采用的设备;(5)填写完整的机械加工工艺过程卡1份。3确定工序具体内容(1)确定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差;(2)确定指定工序机床的规格、精度及刀、量具;(3)确定指定工序的切削用量;(4)计算指定工序的单件工时;(5)填写完整工序卡片1张。4设计指定工序的专用夹具(1)确定工件的定位方案和刀具的对刀、导向方式;(2)确定夹紧方案;4(3)确定夹具结构;(4)绘制夹具装配工作图1张;(5)绘制夹具零件图1张。5整理课程设计说明书1份。三、进度安排1对零件进行结构工艺性分析,画零件图(1天)2制定零件机械加工工艺规程(2天)3确定工序具体内容(1天)4设计指定工序的专用夹具(57天)5答辩(1天)四、基本要求1设计资料齐全;2工艺方案合理,工艺文件符合规定的工作量;3夹具结构合理,图样数量符合绘图工作量;4图样规范,装配图和零件图内容完整,图面质量好,错误少,5设计说明书内容完整,书写规范,语句通顺,层次分明。6答辩时自述清楚,能正确回答老师所提出的问题。车辆与交通系 2013.4.26学 号: 课 程 设 计题 目汽车零件机械加工工艺规程及专用机床夹具设计教 学 院机电工程学院专 业机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)班 级10车辆姓 名指导教师2013年6月21日4目 录序 言1一、零 件 的 分 析1(一)零件结构功用分析1(二)零件的工艺分析1二、工艺规程设计2(一)确定毛坯类型2(二)基面的选择2(三)制定工艺路线2(四)确定切削用量及基本工时3三、夹具设计8(一)问题的提出8(二)夹具设计8四、结论9参考文献114序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此。它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。一、零 件 的 分 析(一)零件结构功用分析踏脚坐零件是机械中常见的一种零件,它在车辆上面应用范围很广。该类零件的结构和尺寸有着很大的差异,但结构上仍有共同特点:零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端面等表面构成。(二)零件的工艺分析1.以8090的平面C为设计基准的加工表面这组加工表面包括:38的两个端面粗糙度Ra12.5,以及直径为20孔粗糙度要求为Ra6.3,以及相距60mm的两槽粗糙度要求为Ra12.52. 20孔为基准加工表面这组加工表面包括直径为16的凸台端面粗糙度要求为Ra12.5与B 基准的平行度公差为0.02m以及8的孔粗糙度要求为Ra12.5两者之间的垂直度要求为0.02mm二、工艺规程设计(一)确定毛坯类型 由零件图可知,该零件形状较为复杂,外形尺寸不大,可以采用铸造毛坯,毛坯重量约为6kg,零件材料为45钢,硬度为207241HBS,生产类型为大批量生产,采用模锻成形。毛坯余量分析由机械加工工艺设计手册表1.2-10查的毛坯加工余量为3mm,毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4mm。(二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。1)粗基准的选择。按照有关粗基准准则选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准),现选取8090的平面C的背面作为粗基准。2)精基准选择主要应该考虑基准重合的问题。铣38的两端面时,以8090的大平面C为精基准,钻20的孔时以8090的大平面以及其中心平面精基准,在中心平面为基准时由于工序基准与设计基准不重合需进行尺寸换算,铣16的端面时以大平面和20的孔为精基准,钻8的孔时以大平面和20的中心轴线为精基准,需进行尺寸换算。钻8的孔时,采用支撑平面心轴和支承钉来限制六个自由度。(三)制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,还可以考虑采用万能性机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率,除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案工序 铣8090的平面,以其背面为加工基准。工序 铣38的两个端面,以平面的端面为加工基准工序 钻20的通孔,以大平面的端面为加工基准。工序 铣16的凸台平面,以中心轴线为加工基准。工序 凸台上8的孔,以平面的端面为工序基准。工序 先钻后铣大平面上的两槽,以平面的端面为工序基准。工序 去毛刺工序 终检(四)确定切削用量及基本工时工序:铣8090的平面C,以其背面为加工基准。1) 加工条件加工材料:45钢正火,硬度为207241HBS,模锻。加工要求:粗铣8090的平面C,粗糙度Ra12.5。机床: X52K立式铣床。刀具:圆柱铣刀齿数z=8.2) 计算加工工时由机械制造工艺设计手册表6.3-2得切削用量为2.3mm。由表3.5取得铣刀进给量=0.120.2mm根据切削用量手册表3.1当切削用量ae=0.16则取=100m/min由公式:得:=175.16r/min切削工时计算:L=90mm,选择机床=190r/min得0.459min工序:铣38的两个端面,以平面的端面为工序基准,以平面C的中心平面为设计基准。1) 加工条件加工材料:45钢正火,硬度为207241HBS,模锻。加工要求:铣38的两个端面,粗糙度Ra12.5。机床: X52K立式铣床。刀具:圆柱铣刀。2) 计算加工工时由机械制造工艺设计手册表6.3-2得切削用量为2.3mm。由表3.5取得铣刀进给量=0.120.2mm根据切削用量手册表3.1当切削用量ae=5mm时选用铣刀直径为80mm据表3.7最大磨损限度为0.30.5,根据表3.8铣刀寿命T=120min。由切削用量手册表3.25,+y=17mm根据铣削速度公式查表=280, =80, =0.1, =35,m=0.33, 0.16则取=100m/min由公式:得:=398.09r/min 切削工时计算:L=60mm,选择机床=475r/min得0.76min由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换算,加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为30mm尺寸30mm为终结环,给定尺寸40mm以及30mm,由于基准不重合加工时应保证尺寸AA=40mm-30mm=10mm规定尺寸:因终结环公差等于个组成环公差之和,采用等公差分配尺寸30mm按自由尺寸IT1213,T40=T10=T30/2=0.27mm工序:钻20的通孔,以大平面的中心平面为设计基准,以大平面的端面为工序基准。根据切削用量手册表2.7f钻=0.350.43mm。V钻=19m/min。选用z515钻床。根据主轴转速的计算公式得=302.55r/min机床选取=320r/min实际切削速度。得v=19.47r/min切削工时(选用切入切出量y+ =4.5mm)得t=0.594min工序:铣16的凸台平面,以中心轴线为工序基准。1) 加工条件加工材料:45钢正火,硬度为207241HBS,模锻。加工要求:铣16的凸台平面,粗糙度Ra12.5。机床: X52K立式铣床。刀具:圆柱铣刀。2) 计算加工工时由机械制造工艺设计手册表6.3-2得切削用量为2.3mm。由表3.5取得铣刀进给量=0.120.2mm根据切削用量手册表3.1当切削用量ae=5mm时选用铣刀直径为40mm据表3.7最大磨损限度为0.30.5,根据表3.8铣刀寿命T=120min。由切削用量手册表3.25,+y=12m根据铣削速度公式查表=280, =80, =0.1, =35,m=0.33, 0.16则取=100m/min由公式:得:=796.178r/min 切削工时计算:L=16mm,选择机床=800r/min得0.34min工序:钻凸台上8的孔,以平面的端面为工序基准,以平面的中心平面为设计基准。根据切削用量手册表2.7f钻=0.140.22mm/r。V钻= 5m/min。选用z515钻床。根据主轴转速的计算公式得=199.04r/min机床选取=320r/min实际切削速度得v=8.04r/min切削工时(选用切入切出量y+ =4.5mm )得t=0.82min由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换算,加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为0mm尺寸0mm为终结环,给定尺寸45mm以及45mm,由于基准不重合加工时应保证尺寸AA=45mm-45mm=0mm规定尺寸:因终结环公差等于个组成环公差之和,采用等公差分配尺寸0mm按自由尺寸IT1213,T45=T0/2=0.27mm工序:先钻后铣大平面C上的两槽,以平面的端面为工序基准,以平面的中心平面为设计基准。铣刀类型:直柄立铣刀(硬质合金)槽的半圆形槽的直径为10mm,厚度为15mm有机械制造工艺设计简明手册表3.1-29直柄立铣刀(GB1110-85)削平型直立铣刀(GB6116-85),知d=10mm,选择标准型zz715l标准型72,粗糙度精度低,选择粗齿,z=3.由金属切削速查手册表5-40硬质合金立铣刀铣削平面和凸台的进给量带整体刀头的立铣刀,铣刀直径=10mm,=13mm, =0.030.025mm取fz=0.03mm/z.选用x52k型铣床主轴转速V=300.375r/min.进给量f=Vfz=0.09v,l=20mm选用v=375r/min T=l/f=0.59min.t=2T=1.18min由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换算,加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为30mm尺寸30mm为终结环,给定尺寸15mm以及45mm,由于基准不重合加工时应保证尺寸AA=45mm-15mm=30mm规定尺寸:因终结环公差等于个组成环公差之和,采用等公差分配尺寸30mm按自由尺寸IT1213,T45=T30/2=T15=0.27mm 最后,将以上各工序切削用量,工时定额的计算结果,连同其他数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片,见表一。三、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。 现决定设计工序5钻凸台上8的孔的夹具,本夹具用于X515型钻床。(一)问题的提出 本夹具主要用钻孔,这个8孔对于20的孔有一定的技术要求。因此,本道工序加工时,主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度。(二)夹具设计1)定位基准的选择。由零件图可知,8的孔对20孔的中心线有0.02垂直度要求设计基准为大平面C。为使定位误差为零,应该选择以大平面为定位基准的夹具。 2)夹紧方案的确定。可以选择手动加紧和气动夹紧机构,由于是大批量生产,故选用气动加紧方案,但由于需要加紧的位置不在同一平面内,若采用气动需要专门的分度转换加紧气缸。最终导致加紧方案结构复杂,成本高。所以应采用手动夹紧机构。 3)夹紧力的计算。钻孔时的切削力有两个,一个是主切削力,另一个是轴向进给力,它指向定位轴心。对于扭矩来说,应由夹具体支撑钉和定位平面来平衡,故没有必要校核扭矩。应考虑进给力是心轴弯曲对垂直度的影响。横向转角的误差:心轴处的最大间隙为:因此而引起的零件的最大转角为:所以垂直度偏差 计算得:即最大间隙能够满足零件的精度要求。4) 夹具设计及操作的简要说明。如前所述,在设计夹具时,为提高劳动生产率,应首先着眼于机动夹紧,本道工序夹具采用手动夹紧方案。钻床夹具的装配图见附表。四、结论第一周,指导老师都事先料想会无从下手,所以我们制造专业经验丰富的老师们事先给我们准备了机械零件手册、机械加工工艺手册和机床夹具设计手册在实训指导书的指引下,周一,我们做了零件工艺分析,选择毛坯、确定毛坯形状、尺寸。我们熟悉了被加工零件结构、特点和加工要求,找出了主要加工面、设计基准和主要工艺问题,学会了查毛坯余量表;周二,我们选择定位基准和加工方法,拟定工艺路线,选择设备工装学会灵活运用定位基准选择原则和加工方法选择原则,学会理论联系实际:学会灵活运用工艺路线拟定和原则设备与工装选择原则,学会理论联系实际;学会查阅标准、手册等资料。周三,我们编制零件控制计划,进行分析。学会了编写零件控制计划和方法;周四,我们进行了位方案设计。学会运用定位原理进行定位方案分析,熟悉夹具零部件标准,正确选择与运用,分析与计算定位误差;周五,我们进行了加紧方案的设计。学会了灵活运用确定加紧力方向与作用点的原则,理论联系实际,进行加紧力分析与计算,熟悉夹具零部件标准,学会正确选择运用。 第二周,我们用AUTOCAD画零件图、工序内容设计和编制作业指导书。在这两个星期里,我们较为熟练的运用autocad软件;熟悉自上而下和自下而上的设计方法,定制了夹具的技术要求,如查阅了技术标准、手册等资料。合理的选择材料。确定表面粗糙度、尺寸公差和行为公车等技术要求、正确的标注等。 当我们一件一件设计夹具零部件逐渐露出基本形状时,我们都越来越喜欢这个富有创造力的专业,大家都变得活跃起来了。就这样,一个个不同形状、功能的机床夹具被我们设计出来了,再加上崔老师的讲解,此时我深刻体会到了“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的内涵再详细的纸上谈兵也不能保证实践时的得心应手。在设计过程中应深人实际,进行调查研究,制定出合理的设计方案,再进行具体的设计。应当掌握下面的一些资料: (1)工件图纸;详细阅读工件的图纸,了解工件被加工表面是技术要求,该零件在机器中的位置和作用,以及装置中的特殊要求。 (2)工艺文件:了解工件的工艺过程,本工序的加工要求,工件被加工表面及待加工面状况,基准面选择的情况,可用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的批量大小相适应,做到经济合理。 在本次毕业设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。 (4)制造与使用夹具的情况,有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站;制造和使用夹具的工人的技术状况等。 夹具的出现可靠地保证加工精度,提高整体工作效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。了解夹具总体设计的要求: 1)夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序, 应适当提高夹具的精度,以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。 2)夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的 夹具,应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。 3)夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法,可设置必要的 防护装置、挡屑板以及各种安全器具。 4)能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。 5)要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件, 特别应选用商品化的标准元件,以缩短夹具制造周期,从而降低夹具成本。 6)必须具有良好的结构工艺性,以便夹具的制造、使用和维修。3.1 夹具的夹紧装置和定位装置 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过,其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 仅仅定好位在大多数场合下,还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧,才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下,不发生移动和震动,确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的,正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力,使之变为夹紧力,并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。 考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式,利用螺旋杆直接夹紧元件,或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋,实际上相当于把契绕在圆柱体上,因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋,使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的通过这次完整的课程设计,我们系统地回顾和复习了大学三年所学的相关专业知识,同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是一种学习的方式。在设计的过程中,我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件(如AutoCAD),且应用熟悉相关设计资料(包括手册、标准和规范等)以及进行经验估算等方面有了一定程度的提高,深刻的感受到计算机和工具书及手册在设计中带来的便利和帮助。忆往昔峥嵘岁月稠,还看今朝马不停蹄,展未来前程似锦!参考文献【1】简明机械加工工艺手册/陈宏钧主编. 北京:机械工业出版社,2007.11【2】简明机床夹具设计手册/吴拓编著.-北京:化学工业出版社,2010,2【3】实用属切削加工工艺手册/陈家芳主编.-2版. 上海:上海科学技术出版社,2005.1【4】机床夹具设计手册/徐鸿本主编. 沈阳:辽宁科学技术出版社,2004.3【5】机械加工工艺手册/孟少农主编. 北京:机械工业出版社,1991.3【6】机械加工工艺学/陈德生主编.-浙江大学出版社,200712江阴职业技术学院机械加工工序卡产品型号零件图号 产品名称踏脚座零件名称共 2 页第 1 页车 间工 序 号工序名称材料牌号金工 5铣凸台上16HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K0011夹具编号夹具名称切削液JIAJU0012专用夹具有工位器具编号工位器具名称工序工时Qiju001 专用 器具准终单件工步号工 步 名 称工 艺 装 备主轴转速/切削速度/进给量mm背吃刀量/mm进给次数工 时机动单件1铣凸台上16专用夹具40025.70.35310.549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江阴职业技术学院机械加工工序卡产品型号零件图号 产品名称踏脚座零件名称共 2 页第 2 页车 间工 序 号工序名称材料牌号金工 5钻凸台上8的孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5151夹具编号夹具名称切削液有工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 名 称工 艺 装 备主轴转速/切削速度/进给量mm背吃刀量/mm进给次数工 时机动单件1钻8的孔专用夹具32019.470.3510.549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机械工艺过程卡片产品型号踏脚座零件图号踏脚座产品名称踏脚座零件名称踏脚座共 1 页第 1 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数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1铣铣底部大平面金工X52K圆柱形铣刀0.4592铣铣38的两端面金工X52K圆柱形铣刀0.763钻钻扩铰20的孔金工Z515钻刀0.5944铣铣16的凸台金工X52K圆柱形铣刀0.345钻钻8的孔金工Z515钻刀0.826钻,铣先钻后铣相距60mm的两槽金工X52K立铣刀0.597去毛刺金工8终检金工描图描校底图号装订号设计(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签字日期江阴职业技术学院毕业设计课 题:踏脚座加工工艺及夹具设计专 题:专 业: 机械制造及自动化学 生 姓 名: 班 级: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 摘 要加工表面的主要部分正在加紧席位,并在平面内的孔。在一般情况下,以务必确保比务必确保为精密加工精密孔中轻易的平面。这种设计专用夹具设计过程规划和某些部件踏板基于座过程。因此,设计见下面所示的表面的原理的第一个孔之后。和孔加工平面分成为清晰的步骤,务必确保加工精度的粗加工和精加工孔。在随后的步骤中,除了它们被定位成在平面上的顶面和孔加工工序及其他的孔单个进程。支持孔坐标的方法的过程是枯燥的。整个过程是一个工具组合选择。专用夹具夹具的选择,不必自锁机构,因此更高的出产力,对于大批量,流水线处理,以满足设计要求。关键词:踏脚座类零件;工艺;夹具;ABSTRACTThe main parts of the machined surface is stepping seat and holes in the plane. In general, to ensure that the plane than the guarantee precision machining precision holes in easily. This design is dedicated fixture design process planning and some parts pedals seat based processes. Therefore, the design follows the principles of the surface after the first hole. And hole machining plane is divided into clear stages to ensure that the roughing and finishing holes in the machining accuracy. The process of supporting hole coordinate method used is boring. The whole process are selected. Fixture selection of special fixtures, dot have to self-locking mechanism, and therefore higher productivity, for large quantities, the pipeline processing, to meet the design requirement.Keywords: foot seat parts; technology; fixture;III目 录摘 要IIABSTRACTIII第一章 加工工艺规程设计12.1 零件的分析12.1.1 零件的作用12.2 踏脚座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施22.2.1 孔和平面的加工顺序22.2.2 孔系加工计划选择22.3 踏脚座加工定位基准的选择32.3.1 粗基准的选择32.3.2 精基准的选择32.4 踏脚座加工主要工序安排42.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.6确定切削用量及基本工时(机动期间)62.7 期间定额计算及出产安排12第二章 钻8孔夹具设计162.1 研究原始质料162.2 定位、夹紧计划的选择162.3切削力及夹紧力的计算172.4 误差分析与计算182.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用192.6 夹具体的设计202.7 夹具设计及操作的简要说明21第三章 铣16凸台面夹具设计223.1研究原始质料223.2定位基准的选择223.3 切削力及夹紧分析计算223.4 误差分析与计算233.5 定向键与对刀装置设计243.5 夹具体的设计263.6 夹具设计及操作的简要说明26总结28参 考 文 献29V27 第一章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用鉴于正在脚踏座零件名称。这是一个非常广泛的在上述车辆的应用程序。这些部件的结构和大小有很大的差异,但也有结构的共同特点是:在表面的主要部分,以高精度的孔,孔,圆柱形,面部和其他配件的内表面的一部分。因此,在装配过程中的质量运动踏板座椅部件的准确度和精密度,不仅直接影响,同时也影响精度,性能和寿命。脚座椅的安装底面覆盖件和实现的功能。2.1.2 零件的工艺分析由踏脚座零件图可知。分析见下面:1.以8090的平面C为设计基准的加工表面这组加工表面含38的端面粗糙度Ra12.5,以及20孔粗糙度Ra2.3,以及相距60mm的两槽粗糙度Ra12.5。2. 20孔为基准加工表面这组加工表面含16的凸台端面, Ra12.5的糙度及基准B的公差是0.02m以及,8的孔粗糙度是Ra12.5两者间的垂直度0.02mm。2.2 踏脚座加工问题和工艺过程设计所采取的措施从上面的分析。脚的表面的主处理部分是平的,而座孔系统。在一般情况下,以务必确保比务必确保为精密加工精密孔中轻易的平面。因为是大批量出产的。如何满足工艺的出产率的要求也是一个重要的思考到因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序零件加工脚座应遵循的原则孔的第一面后:第一处理步进座基准面到其他平面的参考平面定位处理。然后加工孔。块处理自然脚应该遵循这个原则。其次,第一铸造加工平面可以切割不平整的表面。对更高的精度孔,以便调整刀创造条件,亦有利于保护刀具。2.2.2 孔系加工计划选择脚孔加工程序处,应选择以满足加工方法和设备,在加工精度要求的孔。除思考到从效能和加工精度,对经济因素的也应该要思考到。在满足精度要求和出产条件,你应该选择的机器价格最低。(1)用镗模法镗孔在大规模出产,运行孔的加工线一般处理就使用镗孔镗孔成型的组合。当镗杆套筒通过引导,无聊直接精密模具,以务必确保钥匙孔系统的精度要。镗二手能大大提高刚性模量和处理系统的振动。因此,您可以使用多个刀在处理。因此,出产效能高。(2)用坐标法镗孔在现代化的出产,出产效能高,需要的不仅是产品,而且还要求可以实现高容量的能力,多品种和产品的更新换代,缩短所需期间的要求。镗镗成型模具,因为是出产成本高,出产周期长,无法满足这一要求,并协调法律镗可以适应这一要求。此外,在使用镗镗镗加工模板的方法成型方法,也需要的。 该部分必需加强孔的尺寸和公差换算成尺寸和公差的直角坐标系,然才能做出正确的决择运动在直角坐标系是镗床。2.3 踏脚座加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择原油基准的选择应符合下列要求:( 1 )务必确保每一个重要的津贴轴承孔均匀;(2)务必确保步进到座椅和罐壁部分有一定差距。为了满足这些要求,主要支持孔应选择为主要参考依据。即在输入轴和输出轴为粗制的参考的脚支架支承孔。因为是孔做一个粗略指标是好的加工基准。2.3.2 精基准的选择从座椅位置之间的脚,以务必确保孔和孔,该孔与平面,该平面与平面。从步进座零件图分析,其与主支承孔顶面平行,并占有相当大的面积,适合用作基准罚款。但只有一个平面工件的定位可以限制三个自由度,为前部和后部端面上,虽然它是脚座组件的基础上,但因为它主要支承孔垂直于脚支架。如果在定位,夹紧和一定的困难夹具设计方面做一个基准的精密加工孔处,它不会被使用。2.4 踏脚座加工主要工序安排对待大量出产的零部件,普通做法总是先处理统一的标杆。第一步是脚踏座加工工艺参考。具体是第一孔定位粗,精加工平面的顶部。第二个步骤是定位用的两孔的工艺。建成后的正当程序一直是顶级飞机座位上,直到步进过程完成后,除个别处理,但应做定位基准。加工工序完了后,把工件刷净。在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠的溶液中要洗擦,而后再压缩空气机风吹干净。以保证零件杂质、砂粒、毛刺、铁屑等残留不大于。凭据分析过程,现将踏脚座工艺路线确定同下:工艺路线一:工序10.铸造工序20.时效处理工序30 铣8090的平面。工序40 铣38的两个端面,以平面的端面为加工基准工序50 钻扩铰20的通孔,以大平面的端面为加工基准。工序60 铣16的凸台平面,以中间轴线做加工基准。工序70 凸台上8的孔,以平面的端面为工序基准。工序80 先钻再铣大平面上两槽,平面的端面做工序基准。工序90 去毛刺工序100 终检工艺路线二:工序10.铸造工序20.时效处理工序30 铣8090的平面。工序40 铣38的两个端面,以平面的端面为加工基准工序70 铣16的凸台平面,以中轴线做加工基准。工序60 钻扩铰20的通孔,大平面的端面为加工基准。工序70 凸台上8的孔,以平面的端面为工序基准。工序80 钻铣大平面上两槽。工序90 去毛刺工序100 终检上面计划大致合理,但经仔细思考到零件的技术要求,发现仍有问题,计划二把底面的钻孔工序调整到后面了,这样导致铣削加工定位基准不足,特别镗孔工序。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择计划一:工序10.铸造工序20.时效处理工序30 铣8090的平面,以其后面做加工基准。工序40 铣38的两个端面,以平面的端面为加工基准工序50 钻扩铰20的通孔,以大平面的端面做加工基准。工序60 铣16的凸台平面,以中间轴线为加工基准。工序70 凸台上8的孔,以平面的端面为工序基准。工序80 先钻后铣大平面上的两个槽,以平面的端面做工序基准。工序90 去毛刺工序100 终检2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定踏脚座的质料用灰铸铁制造。质料是HT200,硬度HB=170241,出产类别:大量出产,选用铸造毛坯。(1)底面的加工余量。凭依据工序要求,底面加工分为粗铣精铣加工。工步余量见下面粗铣:量值原则为,现取。粗铣平面时厚度偏差取。精铣:依据工艺手册,量值为。(2)两侧面孔加工余量毛坯为实心,不冲孔。2.6确定切削用量及基本工时(机动期间)工序:铣8090的面C,以其后面做加工基准。1) 加工条件加工质料:45#钢正火,硬度207241HBS,模锻。加工要求:粗铣8090的面C,粗糙度要求Ra12.5。机床: X52K立式铣床。刀具:圆柱铣刀齿数z=8.2) 计算加工工时由工艺设计手册表2.3-2,得切削用量2.3mm。取得铣刀进给量=0.120.2mm凭据切削用量手册,当ae=0.16则取=100m/min由公式:得:=175.16r/min切削工时计算:L=90mm,选择机床=190r/min得0.459min工序:铣38的两面,工序基准是以平面的端面,以平面C的中央平面为基准。1) 加工条件加工质料:45钢正火,硬度207241HBS,模锻。加工要求:铣38的两端面,粗糙度=Ra12.5。机床: X52K立式铣床。刀具:圆柱铣刀。2) 计算加工工时由工艺设计手册表2.3-2得切削用量=2.3mm。由表3.5取得铣刀进给量=0.120.2mm切削用量当切削用量ae=5mm时选用铣刀Dia.=80mm最大磨损区间=0.30.5,凭据表3.8铣刀寿命T=120min。由切削用量手册,+y=17mm凭据铣削速度公式查表=280, =80, =0.1, =35,m=0.33, 0.16则取=100m/min由公式:得:=398.09r/min 切削工时计算:L=60mm,选择机床=475r/min得0.76min由工艺基准与设计基准不重合,需要尺寸换算,加工完毕需务必确保为两端面度平面的中间平面的间距=30mm尺寸30mm为终结环,给定尺寸40mm,30mm,基准不重合加工时要务必确保尺寸A=40mm-30mm=10mm原则尺寸:因终结环公差同于个组成环公差总和,选用等公差分配30mm按自由尺寸IT1213,T40=T10=T30/2=0.27mm工序:钻、扩、铰孔。机床:立式钻床Z525刀具:凭据参考书选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先采取的是钻孔,然后扩到,得出。切削深度:进给量:凭据参考书,取。切削速度:依据参考书,取。机床主轴转速:,按照参考书,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动期间: 扩孔刀具:凭据书 扩孔钻头选择硬质合金锥柄麻花型的。片型号:E403因钻孔时先采取的是先钻到孔再扩大,得,切削深度:进给量:凭据书,取。切削速度:依据书,取。机床主轴转速:按照参考书,取所以实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度有:刀具切出长度: ,取走刀次数为1机动期间: 铰孔刀具:凭据书,选硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度:,且。进给量:书,取。切削速度:取。机床主轴转速:按照参考书取实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度,刀具切出长度: 取走刀次数为1机动期间:该工序的加工机动期间的总和是:工序:铣16的凸台面,以中间轴线做工序基准。1) 加工条件45钢正火,硬度207241HBS,模锻。铣凸台平面16,机床: X52K立式铣床。刀具:圆柱铣刀。2) 计算加工工时由工艺设计手册得切削用量为2.3mm。由表3.5取得铣刀进给量=0.120.2mm凭据用量手册当切削用量ae=5mm时用铣刀为40mm,最大磨损限度=0.30.5,铣刀寿命T=120min。由切削用量手册+y=12m凭据铣削速度公式查表=280, =80, =0.1, =35,m=0.33, 0.16则取=100m/min由公式:得:=792.178r/min 切削工时计算:L=16mm,选择机床=800r/min得0.34min工序:钻凸台上8孔,以平面端面做工序基准,以平面的平面为基准。f钻=0.140.22mm/r。V钻= 5m/min。选用z515钻床。凭据主轴转速的计算公式得=199.04r/min机床选取=320r/min实际切削速度得v=8.04r/min切削工时(切入切出量y+ =4.5mm )得t=0.82min由于工艺基准与设计基准不重合,大小转换,处理以确保对= 0mm间距两端的中间平面的表面平整度,尺寸0mm为终结环,定尺寸45mm,由基准不重合加工时应务必确保为尺寸AA=45mm-45mm=0mm原理:由于端环尺寸公差=组件公差和公差带的大小, 13 0mm it12根据自由体积,T45 = t020.27毫米工序:先钻两个槽铣削平面C,C端E面做的过程数据,用C基准中心平面。直柄铣刀铣类(硬质合金)槽的半圆形槽=10mm,厚度=15mm有简明手册查,平型直立铣刀,知16凸台=10mm,选标准型zz715l标准型72,粗糙度精度低,就应选粗齿z=3.带总体刀头的立铣刀,铣刀=10mm,=13mm, =0.030.025mm取fz=0.03mm/z.选用x52k型铣床主轴转速值:V=300.375r/min.进给量值:f=Vfz=0.09v,l=20mm选用v=375r/min T=l/f=0.59min.t=2T=1.18min因为是工艺与设计基准不重合,需要尺寸换算,加工完毕需务必确保为两端面度平面的中间平面的间距=30mm尺寸30mm为终结环,给了尺寸15mm,45mm,因为是基准不重合加工时应务必确保为尺寸AA=45mm-15mm=30mm原则尺寸:因终结环公差相当于组成环公差总和,选等公差分配30mm按尺寸IT1213,T45=T30/2=T15=0.27mm 将上面各工序切削用量及工时定额的计算结果,连同数据结果,一起填入机械加工工艺卡片,见表一。2.7 期间定额计算及出产安排假定此零件年产量十万件,一年以240个工作日算,每一天的产量应高于417件。设每一天的产量为420件。以每一天8小时工作期间计,每个工件的出产期间应小于或者等于1.14min。依据工艺手册,加工单件期间定额的计算为: (大量出产时)大批量出产时单件期间定额为: 其中: 单件期间定额 基本期间(机动期间) 辅助期间。 安置工作,休息和生理需要在运行过程中所占的比例工序1:粗、精铣底面机动期间:辅助期间:依据工艺手册,取工步辅助期间。因为是在出产线上装卸工件期间很短,取装卸工件期间为。:凭据工艺手册表2.5.48,单间期间定额: 应布置两台机床加工。当布置两台机床时, 即能满足出产要求工序2:钻底面孔机动期间:辅助期间:依据工艺手册,取工步辅助期间。因为是在出产线上装卸工件期间很短,所以取装卸工件期间。:凭据工艺手册表2.5.43,单间期间定额: 因此布置一台机床即能满足出产要求。工序3:粗铣两侧面及凸台机动期间:辅助期间:依据工艺手册表2.5.45,取工步辅助期间。因为是在出产线上装卸工件期间短,所以取装卸工件期间。则:凭据工艺手册表2.5.48,单间期间定额: 因此布置一台机床即能满足出产要求。工序4:钻侧面孔机动期间:辅助期间:依据工艺手册,取工步辅助期间。因为是在出产线上装卸工件期间很短,所以取装卸工件期间。:凭据工艺手册表2.5.43,单间期间定额: 因此布置一台机床即能满足出产要求。工序5:粗铣前后端面机动期间:辅助期间:工艺手册表2.5.45,取工步辅助期间。因为是在出产线上装卸工件期间短,所以取装卸工件期间。:工艺手册表2.5.48,单间期间定额: 因此布置一台机床即能满足出产要求。工序6:铣前后端面机动期间:辅助期间:工艺手册表2.5.45,取工步辅助期间为。因为是在出产线上装卸工件期间短,所以取装卸工件期间为。则:工艺手册表2.5.48,单间期间定额: 因此布置一台机床即能满足出产要求。工序15:精铣两侧面机动期间:辅助期间:照工艺手册表2.5.45,取工步辅助期间。因为是在出产线上装卸工件期间短,所以取装卸工件期间。:凭据工艺手册表2.5.48,单间期间定额: 因此应布置两台机床同时加工。当布置两台机床时,即能满足出产要求工序17:底面螺纹孔攻丝机动期间:辅助期间:依据钻孔辅助期间,取装卸工件辅助期间为,工步辅助期间为。则:依据钻孔值,取单间期间定额: 因此布置一台机床即能满足出产要求。第二章 钻8孔夹具设计2.1 研究原始质料该夹具的主要优点用在除了满足要求时,加工处理8孔粗糙度,同时也满足两孔轴线之间的公差。为了务必确保该技术要求,关键是要找到定位基准。与此同时,你应该思考到如何提高劳动出产率,减轻劳动强度。2.2 定位、夹紧计划的选择从零件图知:在对孔要加工以前,底平面进行过粗、精铣加工,中间孔要钻、铰加工。由零件图可知:在要加工前,端面平面要了粗、精铣加工,孔要了钻、扩、铰加工。因此,定位、夹紧计划有:计划:选底平面、工艺孔和大头孔定位,是一个面、心轴和棱形销定位,夹紧方式要选螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上此面钻孔,便于刀具能加工工件上的小孔。计划:工艺孔用短圆柱销工艺孔,夹紧方法操作简单,通用性强的移动压板夹紧。分析比较上面之方案:计划中的心轴夹紧、定位是错的,孔端是不用加工的,定位和夹紧应分开,因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔亦不利于排销。该图不是加工孔公差的位置,所以我们选择底平面和两个定位基准孔夹具设计,以满足该孔的加工要求。工件的定位限制了五个自由度具有底部和两孔的定位。2.3切削力及夹紧力的计算钻该孔时用钻床Z4006A,用高速钢刀具。由参考书5查表可得:切削力公式: 式中 查表得: 其中: 即:实际所需要的夹紧力: 有:安全系数K可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,得: 所以 由上面一些计算知所需要的实际夹紧力不大,决定选取用手动螺旋夹紧机构。取,查资料,产生的夹紧力按以下计算:式中参数由参考书5可得: 其中: 螺旋夹紧力:由上述计算易得: 因此选用该夹紧机构工作是可靠的。2.4 误差分析与计算此夹具以1个定位销和2个平面定位,要求保证为孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的要求,必需使得工序中误差总和不大于该工序所原则尺寸公差。由5和6可得:1 定位误差: 当短圆柱销以任意边接触时 当短圆柱销以固定边接触时 式中为定位孔,定位销间的最小的间隙通过分析可得: 因此:当短圆柱销以任意边接触时 2 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 3 磨损行为形成的加工误差:往往不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上公式计算结果知晓,设计的夹具可满足零件的精度要求。2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用刚钻的孔加工工艺可以满足切削的加工要求。因此,在使用顺序可以互换衬套(见下面图所示的结构),以减少开销需要更换钻套。 图2.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数表2.4:表2.4 钻套16凸台H16凸台公称尺寸允差61212+0.018+0.007221810490.518固定衬套其结构如图所示:图2.2 固定衬套其结构参数见下面表2.5:表2.5 固定衬套16凸台H16凸台C 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52拣选固定式钻模板,用二个锥销以及四个沉头螺钉定位于夹具体。2.6 夹具体的设计夹具体是夹具的基础部件,为了满足一个特定的文件夹中的处理要求应该是足够的刚度和强度,而该方法的结构更好。 因为是铸造工艺性好,几乎没有零件尺寸,形状,重量和结构复杂性的限制,以及良好的吸振性,抗压强度,从而铸造特定的文件夹选择,质料选择HT200,铸造后时效处理,以消除内部应力。2.7 夹具设计及操作的简要说明如,为了提高出产率如上所述,经过仔细的分析和计划比较,使用手动夹紧(螺钉夹紧机构)。此外,当一个文件夹具有制造误差,该方法似乎工作的磨损,并部分大小的变化,定位的影响,夹紧可靠。为了防止这种现象,可以互换定位销的选择。凭据情况,以保持交换要调整。第三章 铣16凸台面夹具设计3.1研究原始质料该夹具铣16凸面,凸面16平行对称的,以满足上表要求双方的要求及其16凸台面中间线的主要优点。当研磨此16凸形表面,以务必确保该技术要求,关键是要找到定位基准。与此同时,你应该思考到如何提高劳动出产率,减轻劳动强度。3.2定位基准的选择从零件图知:在对16凸台面要加工前,底平面要了粗、精铣的加工,孔要了钻、扩、铰的加工,定位、夹紧计划见下面:计划1:选大头孔、工艺孔和底平面定位,是一面、心轴和棱形销定位,用螺母的夹紧方式。计划2:夹紧方式用操作简单,通用性强的压板来夹紧。分析上面之方案:计划1中的心轴夹紧、定位是有误的,通过分析比较仅计划2满足要求,孔其加工与孔的轴线间有公差,择小头孔和大头孔来定位,从而务必确保为其尺寸要求。铣该16凸台面时其对孔的中间线有对称度以及16凸台面两边的平行度要求。3.3 切削力及夹紧分析计算刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 由书可得铣削切削力公式: 有:切削力的零件通过作用再夹紧力的状况,由静力平衡原理,找出最不利的时刻夹紧状态来计算理论夹紧力。到最后,要务必确保可靠的夹紧,因为一个值乘以原则的有效夹紧力,安全系数: 安全系数K可按下式计算: 式中:为安全系数,查书可知参数: 由此可得: 所以 由计算知晓实际的夹紧力不是很大,最后决定选择手动螺旋夹紧机构。查书可知,移动形式压板产生的夹紧力见下面面计算:式中参数由书5可查得: 其中: 螺旋夹紧力:此夹具用螺旋夹紧部分,用螺栓经过弧形压块压紧工件,受力图同2.1.由表得:原动力计算公式 即: 由上述计算易得: 由计算知晓实际的夹紧力不是很大,最后决定选择手动螺旋夹紧机构。3.4 误差分析与计算为了满足于工序的加工要求,务必使工序中的误差之和不大于该工序所原则的公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考书5可得:定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:往往不过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:以上剖析见,设计的夹具可满足要求。3.5 定向键与对刀装置设计定向键安设在夹具底面的纵向16凸台面中,往往利用2个。按方向键铣床工作台的T-16凸台面与工作表面上定位元件与正确的位置进纸方向夹具表。时产生的定向销承受铣削,减少夹紧螺栓夹具的负载扭矩,夹具提高加工过程中的稳定性。凭据GB220780定向键构造所见: 图5.1 夹具体16凸台面形与螺钉凭据T形16凸台面的宽度 a=18mm 定向键结构尺寸如下表5.4:表5.4 定向键 BLHh16凸台夹具体16凸台面形尺寸公称尺寸允差16凸台允差公称尺寸允差16凸台180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块及塞尺组合构成,来确定刀具同夹具的相对的位置本道工序是要落实拨叉16凸台面精铣加工,是以选用对刀块。凭据对刀块的构造和尺寸如图5.2示:塞尺用平塞尺,结构如图5.3示下面: 图3.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表3.5:表5.5 塞尺公称尺寸H允差16凸台C30.0060.253.5 夹具体的设计夹具体是夹具里的基础零部件,所有的组件都最终连成一个有机的整体片在此基础上。为了满足一个的处理要求应该是足够的刚度和强度,而该方法的结构更好。因为是铸造工艺性能好,几乎没有限制零件尺寸,形状,重量和结构复杂性,及良好的吸振性,良好的抗压强度,从而铸造特定的文件夹选择,质料选择HT200,铸造后时效处理,以消除内部应力。3.6 夹具设计及操作的简要说明正如上面提到的,它应该着眼于提高工作效能,但夹具设计选用手动夹紧,夹紧和比较费时,当松开工件。因为是工件的尺寸小,经过仔细分析和计划比较,使用手动夹紧(螺丝夹紧机构)。此外,当一个文件夹具有制造误差,该方法似乎工作的磨损,并部分大小的变化,定位的影响,夹紧可靠。为了防止这种现象,可以互换定位销的选择。凭据情况,以保持交换要调整。总结不再在本设计中一个很大的问题,基本达到了要求。夹具设计恰恰是不可以筹集超过该计划要了分析和比较,不足之处。出产部件从毛坯再成品的设计,在经过铣,钻,攻丝,打毛刺等工序。因是大批出产,工艺广泛分布,中间可以省去换工具及调试期间。在均量和切削工时计算每个过程。 参 考 文 献1 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社,20072 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社,200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社,20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社,20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社,2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社,200347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社,200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社,20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社,200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社,19941211 李 洪工艺手册M 北京出版社,20061致 谢本次毕业设计是在老师的指导下完成的。我们做了部分过程的分析,选择毛坯,确定毛坯的形状和大小。我们所熟悉的待加工的结构,特性和加工要求,确定主要加工表面,工艺设计依据和主要问题的地方,我学会了检查粗糙的鳞片;我们选择了定位范围和工作方法提出了工艺路线,选择学习利用设备和工装定位基准的选择原则和处理方法的选用原则,:了解如何使用定位原理定位程序分析,熟悉夹具标准件,正确选择和使用的定位误差分析与计算;周五,我们不得不加紧计划设计。最后,在完成毕业设计之时,我再次感谢老师的指导,关心和帮助过我的老师,领导和学生。谢谢!43
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