轴承端盖机械加工工艺及铣底面夹具设计
轴承端盖机械加工工艺及铣底面夹具设计,轴承,机械,加工,工艺,底面,夹具,设计
机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号30铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X5032夹具编号夹具名称切削液 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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣上平面,表面见光即可游标卡尺, 面铣刀400mm500602.01.0020.421.12机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第2页 车间工序号工序名称材 料 牌 号40铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数 铣床X5032夹具编号夹具名称切削液 铣面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件68.7工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣和精铣大底面,保证高度76,兼顾厚度12和16游标卡尺、面铣刀400mm400500.50.511.21.527机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第3页 车间工序号工序名称材 料 牌 号50钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z3050夹具编号夹具名称切削液 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件1.HT20068.7工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻底面上9-15的工艺孔游标卡尺,15钻头500501.00.410.30.52500501.00.410.30.3机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第4页 车间工序号工序名称材 料 牌 号60镗HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T6113夹具编号夹具名称切削液 镗孔夹具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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗和精镗中间孔60.5、80、112、120、130到位镗刀YG3X500602.01.020.421.02保证80与112中心距135到位机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第5页 车间工序号工序名称材 料 牌 号70镗HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T6113夹具编号夹具名称切削液 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 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗和精镗A-A上32到位镗刀YG3X600800.5310.20.1机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第6页 车间工序号工序名称材 料 牌 号80铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X5032夹具编号夹具名称切削液 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.862.9工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣底面宽11的腰槽,铣底面轮廓键槽铣刀11,立铣刀20mm600801.001.03.02.0机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共11页第7页 车间工序号工序名称材 料 牌 号90钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造毛坯设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z30501夹具编号夹具名称切削液 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件2.5672.62工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻攻C向侧面上M6孔5钻头、M6丝攻800800.271.010.21.3机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称轴承端盖零件名称轴承端盖共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯毛坯外形尺寸300x190x76每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备备注1铸造砂型铸造,去除残渣 2热处理退火处理,去除表面应力热处理炉3铣粗铣和精铣上平面X5032游标卡尺、面铣刀4铣粗铣和精铣底平面,保证高度尺寸76到位X5032游标卡尺、面铣刀5钻钻底面上9-工艺孔15Z3050游标卡尺、钻头156镗以底面为基准和定位孔为基准,粗镗和精镗两中间孔60.5、80、120、112,保证其中心高1350.01到位T6113游标卡尺、镗刀YG3X7镗粗镗和精镗侧边32孔到位T6113游标卡尺、镗刀YG3X8铣铣底面宽11的腰槽X5032立铣刀109钻钻攻B向上M6孔Z3050钻头5、M6丝攻10去毛刺去各部分锐边毛刺钳工台平板锉11终检终检检验台上 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1轴承端盖加工工艺及夹具设计说明书摘 要在生产过程中,使生产对象(原材料,毛坯,零件或总成等)的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程,如毛坯制造,机械加工,热处理,装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中,要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步,加工该工序的机车及机床的进给量,切削深度,主轴转速和切削速度,该工序的夹具,刀具及量具,还有走刀次数和走刀长度,最后计算该工序的基本时间,辅助时间和工作地服务时间。关键词:工序,工位,工步,加工余量,定位方案,夹具30AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Key words: The process, worker one, workers step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength目 录摘 要IAbstractII第1章 引言11.1 课题的提出11.2课题的主要内容11.3课题的构思1第2章 零件的工艺设计22.1零件的功用及工艺分析22.2轴承端盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.3轴承端盖加工定位基准的选择42.4轴承端盖主要工序安排42.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6确定切削用量及基本工时(机动时间)12第3章 底面铣面夹具设计263.1定位基准的选择283.2定位元件的设计283.3切削力及夹紧力的计算293.4定位误差分析303.5对刀块的设计313.6夹紧装置的设计313.7夹具设计及操作的简要说明31结 论38参考文献39致 谢40第一章 引言1.1 课题的提出 端盖零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作。因此,端盖零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命。因而端盖一般具有较高的技术要求。随着技术的发展,对轴承端盖的工艺要求越来越高,因此,制定合理的加工工艺规程和设计合理的专用夹具是保证轴承端盖的加工质量的有效措施。1.2课题的主要内容1. 根据给定的“轴承端盖”零件图,进行工艺分析,完成毛坯图;2. 进行给定零件的机械加工工艺过程设计及工序设计,零件生产类型为中批生产,完成机械加工工艺过程卡;3. 进行工装设计,根据工艺过程,完成专用夹具设计,夹紧装置的设计采用自动夹紧方式,要求结构合理,工艺性、经济性好;4. 对所设计的夹具,进行CAD绘制装配图;5. 编写设计说明书。1.3课题的构思 零件的加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂程度零件(轴承端盖)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会,练习了运用CAD制图软件,为未来从事的工作打下良好的基础。第2章 零件的工艺设计2.1零件的功用及工艺分析2.1.1零件的作用轴承端盖是通过大小轴承的啮合来实现变速效果的一种变速装置,在工业机械的变速方面有很多的应用。轴承端盖中的低速轴上安装有大轴承,高速轴上安装有小轴承,通过轴承间的啮合和传动作用,就可以完成加速或轴承的过程。2.2.2零件的工艺分析由轴承端盖零件图得知,其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性,适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。端盖类零件是机器和其他部件的基础零件,它把有关的轴、轴承、套、和轴承等零件按一定的相对关联为一体,使它们保持正确的相对位置,能按一定的传动关系彼此协调地运动。轴承端盖的工艺分析:该零件上的主要加工面为轴承端盖上平面和下平面、两侧中间孔60.5、80、120、112的孔,底平面的9-15工艺孔和C面上的32孔,底平面上宽11的腰槽,侧面上M6孔。端盖的上平面与下平面的平行度0.06mm直接影响轴承端盖的相对安装精度。端盖面上两中心孔的距离的尺寸精度1350.1。端盖的两侧的表面粗糙度为IT8,对后续120孔和112孔的加工精度有直接的影响。端盖上下平面的表面粗糙度的为IT8,对与轴承端盖的密封效果有着直接的影响。平行度为0.06,直接影响与端盖的接触精度。120孔的公差等级为H7级公差,60和86孔的公差等级为H7级公差,两孔中心平行度0.06,对后续轴承端盖轴的安装和运转有重要的影响。支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都较高。因为要装轴承,所以应具有较高的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度,否则将会影响轴承外圈与孔的配合精度,使轴的回转精度降低。为使轴、轴承能顺利装配,确保正常运转,同一轴的各孔间都有一定的同轴度要求。有轴承啮合关系的相邻孔应具有一定的孔距尺寸精度和平行度,否则轴承啮合精度降低,产生振动、噪音,使用寿命下降。2.2轴承端盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知,该端盖零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于轴承端盖来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于轴承端盖的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1孔与面的加工顺序 端盖类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工端盖上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。轴承端盖的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保 证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。2.2.2孔系的加工方法轴承端盖孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。根据轴承端盖零件图所示的轴承端盖的精度要求和生产率要求,当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。运用专用夹具保证孔的精度要求。2.3轴承端盖加工定位基准的选择2.3.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:A、保证各重要支承孔的加工余量均匀;B、保证装入端盖的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择轴承箱的主要支承孔作为主要基准。即以轴承箱端盖的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2精基准的选择从保证端盖孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证轴承箱端盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴承箱端盖零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是轴承箱端盖的装配基准,但因为它与轴承箱端盖的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4轴承端盖主要工序安排本次毕业设计是对轴承箱机体与机盖的工艺规程和机床夹具的设计,对其设计方案的确定最重要的就是对其机械加工工艺路线的确定,其次就是夹具的设计。制订工艺路线的出发点,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。夹具方面可以考虑采用通用机床配以专用夹具,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。 根据以上分析选定以下加工工艺路线方案:轴承端盖的加工工艺方案 工序1:毛坯制造。 工序2:对毛坯进行时效处理,确定并在毛坯上画出各孔的位置。 工序3: 粗铣上平面。 工序4:粗铣和精铣下平面。 工序5:钻底面9-15工艺孔。 工序6:粗镗、精镗两侧60.5H8、80H8、120H8孔保证达到公差要求。 工序7:粗镗和精镗112孔,保证与60.5孔中心高1350.1。 工序8:粗镗和精镗32孔 工序9:铣底面宽11的腰槽 工序10:钻剩余其他面的2-M6孔。 工序11:去各部分锐边毛刺。 工序12:终检。2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定考虑到轴承在运动时的偏心载荷产生的振动,为保证零件工作可靠,零件采用吸振性,稳定性较好,切削加工性能好,适用于承受较大应力,有一定的气密性或耐弱腐蚀性介质的,价格也比较低廉的铸铁HT200。由于零件尺寸不大,结构比较复杂,因此我们采用铸造的形式,从而提高劳动生产率,降低成本。 (1)底平面的加工余量。 根据工序要求,顶面和底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照实用机械制造工艺设计手册表7-23。其余量值规定为2.73.5mm,现取3mm。 表7-27粗铣平面时厚度偏差取-0.28mm。精铣:参照实用机械制造工艺设计手册表7-24。其余量值规定为0.81.0mm,现取1mm。铸造毛坯的基本尺寸为76+3+3+1=83mm。根据实用机械制造工艺设计手册表2-5,铸件尺寸公差等级选用CT7,可得铸件尺寸公差为1.6mm。 毛坯的名义尺寸为:76+3+3+1=83mm 毛坯最小尺寸为:79-0.8=78.2mm 毛坯最大尺寸为:79+0.8=79.8mm 粗铣后最大尺寸为:76+1+1=78mm 粗铣后最小尺寸为:77-0.28=76.72mm 精铣后尺寸与零件图尺寸相同,即76mm。(2)2-M6的螺孔 毛坯为实心,不冲孔。两孔精度要求为IT8,表面粗糙度要求为。参照机械加工工艺手册表2.3-47,表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为: 钻孔: 5孔 攻丝: M6 (3)两侧60.5、80、112、120的加工余量 由工序要求,60.5、80、112、120孔端面需进行粗、精镗加工。各工序余量如下:粗镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-23。其余量值规定为2.02.7mm,现取2.5mm。 表7-27粗镗平面时厚度偏差取-0.22mm。精镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-24。其余量值规定为0.81.0mm,现取1mm。根据实用机械制造工艺设计手册表2-5,铸件尺寸公差等级选用CT7,可得铸件尺寸公差为1.4mm和1.2mm。则86孔至和120孔至112中心距离毛坯名义尺寸分别为:135+1+2=138mm (4)上下平面上60.5、86、112、120、32根据工序要求,该孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成,各工序余量如下:粗镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为2.0mm;半精镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为1.0mm;精镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为0.3mm。铸件毛坯的基本尺寸分别为:毛坯基本尺寸为32-2-1-0.3=28.7根据实用机械制造工艺设计手册表2-5,铸件尺寸公差等级选用CT7,可得铸件尺寸公差为1.1mm。毛坯名义尺寸为60.5-2-1-0.3=57.2;毛坯最大尺寸为59+0.55=59.55;毛坯最小尺寸为59-0.55=58.45;粗镗工序尺寸为58.5;半精镗工序尺寸为59;精镗后尺寸与零件图尺寸相同,即60.5H8。 (6)86孔的公差H8根据工序要求,侧面孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成,各工序余量如下:粗镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为2.0mm;半精镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为1.3mm;精镗:参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为0.3mm。铸件毛坯的基本尺寸分别为:毛坯基本尺寸为86-2-1.3-0.3=82.4mm;根据实用机械制造工艺设计手册表2-5,铸件尺寸公差等级选用CT7,可得铸件尺寸公差为1.1mm。毛坯名义尺寸为86-2-1.3-0.3=82.4mm;毛坯最大尺寸为82.4mm+0.55=82.95mm;毛坯最小尺寸为82.4mm-0.55=81.95mm;粗镗工序尺寸为83.6mm;半精镗工序尺寸为84mm;精镗后尺寸与零件图尺寸相同,即86H8。其余120孔和112孔和上孔加工相同,这里不再累述。2.6确定切削用量及基本工时(机动时间)2.6.1 粗铣上平面和下平面(1)、铣削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127可知:粗铣:38 这里取3(2)、铣削每齿进给量的选择查机械制造工艺设计手册表328 329可知:0.10.3 这里取0.2 1(3)、铣削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330可知:V = 0.40.6 m/s 这时取0.5m/s = 30m/min 查机械制造工艺设计实用手册表1151 取 由于是粗铣,故整个铣刀盘不必铣过整个工件 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知: 所以,查机械制造工艺设计手册表325有 :式中: 所以, 2.6.2 半精铣铣上平面和下平面(1)、铣削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127有半精铣 这里取(2)、铣削每齿给量的选择查机械制造工艺设计手册表328有 (3)、铣削深度的选择查机械制造工艺设计手册表329有 (4)、铣削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表330有 所以:(5) 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知: 所以,(6)计算铣削力 查机械制造工艺设计手册表325有 :式中: 所以, 2.6.3 粗镗60.5孔和86孔(1)粗镗孔切削深度=2mm,毛坯孔径57.2mm进给量:根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量。切削速度:参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66取机床主轴转速,由式(1.1)有:,取实际切削速度,由式(1.2)有:工作台每分钟进给量: 式(1.7)被切削层长度:刀具切入长度: 式(1.6)刀具切出长度: 取行程次数:机动时间,由式(1.5)有:(2)粗镗86H8孔切削深度:,毛坯孔径82.4mm进给量:根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量。切削速度:参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,取机床主轴转速,由式(1.1)有:取实际切削速度,由式(1.2)有: 工作台每分钟进给量,由式(1.7)有:被切削层长度:刀具切入长度,由式(1.6)有:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间,由式(1.5)有:2.6.5半精镗60.5孔和86孔(1)半精镗60.5切削深度:,粗镗后孔径d0=58.5mm进给量:根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,取:机床主轴转速,由式(1.1)有,取实际切削速度,由式(1.2)有: 工作台每分钟进给量,由式(1.7)有:被切削层长度:刀具切入长度,由式(1.6)有:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间,由式(1.5)有:(2)半精镗86孔切削深度:2mm,半精镗后孔径d0=84mm进给量:根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,取:机床主轴转速,由式(1.1)有:,取实际切削速度,由式(1.2)有:工作台每分钟进给量,由式(1.7)有:被切削层长度:刀具切入长度,由式(1.6)有:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间,由式(1.5)有:2.6.6精镗60.5孔和86孔(1)精镗60.5mm孔切削深度: 进给量:根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,取机床主轴转速,由式(1.2)有:,取实际切削速度,由式(1.2)有: 工作台每分钟进给量,由式(1.7)有:被切削层长度:刀具切入长度,由式(1.6)有:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间,由式(1.5)有:(2)精镗60.5mm切削深度:进给量:根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66,取机床主轴转速,由式(1.1)有:,取实际切削速度,由式(1.2)有: 工作台每分钟进给量,由式(1.7)有:被切削层长度:刀具切入长度,由式(1.6)有:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间,由式(1.5)有:2.6.7钻底平面的9-15孔机床:Z3050组合钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀(1)钻定位孔切削深度:进给量:根据文献7表2.4-39,取切削速度:参照文献7表2.4-41,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:(2)扩定位孔切削深度:进给量:根据文献7表2.4-52,扩盲孔取切削速度:参照文献7表2.4-53,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:(3)铰定位孔切削深度:进给量:根据文献7表2.4-58,取切削速度:参照文献7表2.4-60,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:定位孔加工机动时间:因为定位孔加工时间钻顶面螺孔加工时间 本工序机动时间2.6.8粗、精镗两面112、120机床:T6113镗床刀具:硬质合金钢刀具YG3X(1) 粗、精镗112孔粗镗112孔切削深度:进给量:根据文献7表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照文献7表2.4-66,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间:精镗112孔切削深度:进给量:根据切削深度,再参照文献7表2.4-66。因此确定进给量切削速度:参照文献7表2.4-66,取机床主轴转速:,取实际切削速度:工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间:(2)粗、精镗120孔粗镗120H8孔切削深度:进给量:根据文献7表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照文献7表2.4-66,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间:精镗120H8孔切削深度:进给量:根据切削深度,再参照文献7表2.4-66。因此确定进给量切削速度:参照文献7表2.4-66,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:切削深度:机动时:2.6.9 钻M6螺孔切削深度:进给量:根据文献7表2.4-39,取切削速度:参照文献7表2.4-41,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:第3章 底面铣面夹具设计3.1定位基准的选择由零件图可知,根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时,应尽量选择上一道工序即粗、精铣两侧表面工序的定位基准,以及设计基准作为其定位基准。上平面和下平面两个平面铣好后的平面都可以作为定位基准,因此定位基准应选择选用下平面为定位基准,其中利用下平面上的15孔为定位孔。用夹紧装置压紧内孔凸台面,同时两个定位孔主要定位基面以限制工件的六个自由度。为了提高加工效率,根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔15进行钻削加工;然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工;最后采用标准高速铰刀对工艺孔15进行铰孔加工。准备采用自动夹紧方式夹紧。3.2定位元件的设计下平面为定位基准,镗孔夹具体下平面为支撑,夹具体为一长方体板件,下平面两定位销孔为15,则两定位销采用一圆柱销和一菱形销定位。圆柱销为标准件,如下图本次设计中圆柱销为151203.3切削力及夹紧力的计算刀具材料:面铣刀400mm 由参考文献16机床夹具设计手册表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式: 式(2.1)查参考文献16机床夹具设计手册表得:对于灰铸铁: 式(2.2)取 , 即所以 由参考文献17金属切削刀具表1-2可得:垂直切削力 :(镗削) 式(2.3)背向力:根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即: 式(2.4) 安全系数K可按下式计算: 式(2.5)式中:为各种因素的安全系数,见机床夹具设计手册表可得: 所以 式(2.6) 式(2.7) 式(2.8)由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用压板夹紧机构。单个压板夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算: 式(2.9)式中参数由参考文献16机床夹具设计手册可查得: 其中: 夹紧力:易得:经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.4定位误差分析该夹具以两个平面定位,要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。两上下平面高度线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定,由参考文献15互换性与技术测量表可知:取(中等级)即 :尺寸偏差为76mm由16机床夹具设计手册可得:1 、定位误差(两个垂直平面定位):当时;侧面定位支承钉离底平面距离为,侧面高度为;且满足;则: 2 、夹紧误差 ,由式(2.11)有: 其中接触变形位移值: 式(2.16)、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:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5对刀块的设计在设计铣面夹具时,由于铣的平面都比较宽和大,为了确定铣的基准面,因此一般铣面夹具时都需要设计对刀块,对刀块一般选取机床夹具设计手册中的标准件,本次对刀块选取设计的标准件为直角形对刀块。图3-1 直角对刀块3.6夹紧装置设计 本次夹紧装置采用自动夹紧装置根据自动化夹紧装置图册,选用气动夹紧装置基本形式如下图:当气缸上的两个孔一个为进气孔一个为排气孔,通过两个直通式管接头,管接头接气管,当通入空气从进气孔进气,气缸运作使得活塞杆上升,与活塞杆连接的压板上移,使得压紧的工件松开;当空气从气缸中排出经过排气孔,气缸运作使得活塞杆下移,这样压板就下移起到压紧工件的作用,压板弹簧的作用使得压紧过程有个缓冲作用,在压紧过程中不会压痕工件以免损坏工件。本次设计中夹紧装置直接装置在夹具体上,压板拉杆直接和底部夹具体相连接,气缸连接和一气缸连接板相连接。气缸连接板再和底部夹具体相连接。如下图所示:图3-2 夹紧装置图3.7夹具设计操作及简要说明如前所述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了气动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,工件材料易切削,切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较,选用了气动夹紧基本方式。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛的应用。此外,当夹具有制造误差,工作过程出现磨损,以及零件尺寸变化时,影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象,压板顶杆和气缸连接板采用可调节环节。以便随时根据情况进行调整。结 论通过近段时间的毕业设计,使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤,不仅是对所学知识的一个巩固,也从中得到新的启发和感受,同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力,而且比较系统的理解了气动压紧装置设计的整个过程。在整个设计过程中,我本着实事求是的原则,抱着科学、严谨的态度,主要按照课本的步骤,到图书馆查阅资料,在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是在大学里最系统、最完整的一次设计,也是最难的一次。在汽车的加工工艺及工装设计的时候,不停的计算、比较、修改,再比较、再修改,我也付出了一定的心血和汗水,在期间也遇到不少的困难和挫折,幸好有老师的指导和帮助,才能够在设计中少走了一些弯路,顺利的完成了这轴承端盖的工艺分析与加工设计。本次毕业设计过程中使我学到的知识,使我终生受益。由于个人能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予指教。致 谢在本次毕业中,首先设计感谢xxx老师和xxx老师的指导,我才能顺利地完成设计。在设计过程中,我曾经遇到很多不明白的地方,老师们会指导我去查找相关的资料书籍并给我讲解其中各种方式的优劣,让我能够选择更好的设计方法。在运用各种软件查资料或绘图设计时,会遇到不清楚操作的地方,老师和同学都能够及时的给予指导,保证设计的进度正常进行。总之,本次设计是在老师和同学的帮助下完成的,在学院学习即将结束之际,我向各位老师和同学表示诚挚的谢意虽然第一次做毕业设计做得不太好,但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获,让我更加了解机械设计的流程和应注意的事项,使我终身受益。参考文献1 王绍俊机械制造工艺设计手册哈尔滨工业大学出版社,1995:35502 龚定安,蔡建国机床夹具设计原理陕西科技大学出版社,1981:84903 黄克孚,王光逵机械制造工程学机械工业出版社,1992:25364 邱宣怀机械设计高等教育出版社,2002:33655 李哲 夹具设计手册机械工业出版社,1993:40556 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学机床夹具设计手册. 上海科学技术出版社,1979:1031217 陈露 AutoCAD2006基础及应用教程电子工业出版社,2006:56748 王启平机械制造工艺学哈尔滨工业大学出版社,1998:15359 刘品机械加工工艺编制手册机械工业出版社,1993:456310 浦林祥机械零件设计手册机械工业出版社,1997:466311 赵家齐机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社,1994:476212 上海柴油机厂工艺设备研究所金属切削机床夹具设计手册. 机械工艺出版社,1982:657813 石光源机械制图. 高等教育出版社,1997:568614 张耀辰机械加工工艺设计实用手册航空工业出版社,1999:12014615 李益民机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社,1993:365816 Y. imura. Microstructure changes of a poloypropylene/montmorillonite nanocomposite in a single screw. Mechnical Science and Technology ,1994, (4):3668 17 Naki, D. Wagen. Rubber crumb toughened polystyrene prepared byReinforcing reaction molding. American Syvthellc Rubber Industry,2003, 5(4):789118 Liao Jianmin.Fixturing analysis for stability consideration in an automated fixture design systemJJournal of Manufacturing Science and Engineering,2002,124(2):9810419 Subramanian V,Kumar Senthil A.Seow K C .A multi agent approach to fixture designJJournal of Intelligent Manufacturing,2001,12(1):3142
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