连接壳体零件机械加工工艺及钻直径6孔夹具设计【钻φ6孔】【说明书+CAD】
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辽宁工程技术大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连接壳体零件名称箱体共1页第1页车间工序号工序名材料牌号钻6mm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11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251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/s准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/rmin-1切削速度/mmin-1进给量(mm/r)背吃刀量/进给次数工步工时/s机动辅助描图钻6mm孔Z525立式钻床545r/min10m/min0.13mm/r10.2753min机械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零件名称连接壳体共页第页材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每 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 工 时 准终 单件01铸造铸造锻造05热处理时效处理热处理10铣铣40左端面以40右端面的外圆和R10半圆定位,采用活动V型块和固定V型块定位夹紧机加工X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺15铣铣40右端面以40左端面的外圆定位,采用活动V型块和固定V型块定位夹紧机加工X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺20钻钻12孔以40右端面的外圆和R10半圆定位,采用活动V型块和固定V型块定位夹紧机加工Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺25车车30,31孔,40外圆,55端面以40右端面的外圆和R10半圆定位,采用活动V型块和固定V型块定位夹紧机加工C6140专用夹具,外圆车刀,游标卡尺30钻钻3-7孔,扩3-12孔以30孔定位,采用心轴定位夹紧,用盖板式钻模板机加工Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺35钻钻6孔,扩12孔以30孔定位,采用心轴定位夹紧机加工Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺40铣铣M6孔所在的端面机加工Z525专用夹具,端铣刀,游标卡尺45钻钻M6螺纹底孔,攻丝以30和7孔定位,采用一面2销定位机加工Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺50磨磨40外圆。55端面检验入库 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)陈欣然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 期辽宁工程技术大学课程设计20辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目: 连接壳体机械加工工艺规程及6孔工装夹具设计班级: 姓名: 学 号: 指导教师: 完成日期: 2013年6月30日辽宁工程技术大学课程设计任 务 书一、设计题目:连接壳体机械加工工艺规程及6孔工装夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:(中批或大批大量生产)三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图(A0或A1) 1张6绘制夹具中1个零件图(A1或A2。装配图出来后,由指导教师为学生指定需绘制的零件图,一般为夹具体)。 1张7课程设计说明书,包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。(约5000-8000字) 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料,绘制零件图。2第37天,完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法,编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天,完成夹具总体方案设计(画出草图,与指导教师沟通,在其同意的前提下,进行课程设计的下一步)。4第1113天,完成夹具装配图的绘制。5第1415天,零件图的绘制。6第1618天,整理并完成设计说明书的编写。7第19天,完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天,答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ,设计内容反映的基本概念及计算 ,设计方案 ,图纸表达 ,说明书撰写 。综合评定成绩: 指导教师日期摘要本次课程设计的内容为连接壳体的加工工艺过程程及各部位加工所需夹具的设计。需要制定加工工艺过程及加工工序。然后确定机床的切削参数,主要有后其中包括切削速度,进给量,工序余量,加工用时等。加工工艺过程完成后,开始指定加工工序夹具体的设计。包括确定定位方案,夹紧方案,以及定位误差的计算,最后确定整个夹具体的组成。整个课程设计最后需要完成零件图,毛坯图,装配图,机械工艺过程卡片和工序卡片各一张。 机械制造技术基础课程设计是对之前所学的所有专业课的一次总结。通过该课程设计,将所学理论与生产实践相结合得到解决问题和分析问题能力的初步培养,另外也为以后搞好毕业设计,走上工作岗位进行一次综合训练AbstractThe contents of this curriculum design are the manufacturing process of linking shells and the design of processing fixtures that each part needs.First, we should make a plan of manufacturing process or procedure. Then, we should figure out cutting parameters of the lathe which contains cutting speed, feed rate, operation allowance, processing time and so on. After finishing the manufacturing process, we can start to design the fixtures. In this stage, we should determine the plan of positioning and clamping, the calculation of positioning errors and the components of fixtures. The last part of this curriculum design is to complete a picture of machine parts, a blank drawing and an assembly drawing, each card of mechanical process and procedure. The Course design of machinery manufacturing technology is the conclusion of all the major courses that we have learnt. Through this course, we learn to combine theory and practice and cultivate us to analyze and solve problems. In addition, it gives us a chance of integrated practicing to prepare for the graduation design and even future jobs.目录1零件分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析12工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基面的选择的选择22.2.1 粗基准的选择22.2.2 精基准的选择32.3 制定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5 确定切削用量及基本工时72.5.1铣40左端面72.5.2钻,扩,绞12孔82.5.3车30孔102.5.4钻3-7孔锪孔12深7132.5.5钻孔6,锪孔12152.5.6铣M6所在的端面162.5.7钻M6螺纹孔172.5.8攻丝M6182.5.9磨40外圆,70端面183. 夹具设计193.1.夹具设计任务:193.2.确定夹具的结构方案193.2.1切削力和夹紧力计算193.2.2定位误差分析203.2.3确定导向装置203.2.4确定夹紧及辅助机构213.2.5钻模板设计214.体会与展望225.参献文献23231零件分析1.1 零件的作用连接壳体的作用待查1.2 零件的工艺分析从连接壳体的零件图上可以看出,它有两组加工表面,这两组加工面之间也有一定的位置要求,现将这两组加工面分述如下: 1. 以上下端面为基准的加工面 这一组加工面包括:上下端面自身,12.30的孔2. 以30孔为中心的加工面 这一组加工面包括:这组加工面包括剩余的各面和孔。2工艺规程设计 2.1 确定毛坯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,选用砂型铸造,采用机械翻砂造型,铸造精度为2级,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。2.2 基面的选择的选择2.2.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。先选取40外圆为定位基准,利用V型块为定位元件。2.2.2 精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则:(1)“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2)“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3)“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以6和30孔(一面2销)为定位精基准,加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。2.3 制定工艺路线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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来。 方案一工序:铸造。 工序:时效处理 工序:铣40左端面 工序:铣40右端面 工序:钻12孔,车30,31孔,40外圆,55端 工序:钻3-7孔,扩3-12孔 工序:钻6孔,扩12孔工序:铣M6孔所在的端面 工序:钻M6螺纹底孔,攻丝工序X:终检,入库。方案二工序:铸造。 工序:时效处理 工序:铣40左端面工序:铣40右端面工序:钻12孔,车30,31孔,40外圆,55端工序:钻3-7孔,扩3-12孔工序:钻6孔,扩12孔 工序:铣M6孔所在的端面 工序:钻M6螺纹底孔,攻丝 工序X:磨40外圆。55端面 工序XI:终检,入库。方案一和方案二的区别在于,方案一在加工完所有的后,在最后增加了一道磨40外圆和70端面的工序,因为这2个端面的粗糙度要求为0.8,车很难满足要求,因此我们增加此道磨的工序是比较合理的,综合考虑我们选择方案一,具体的加工路线如下工序:铸造。 工序:时效处理 工序:铣40左端面 工序:铣40右端面 工序:钻12孔,车30,31孔,40外圆,55端 工序:钻3-7孔,扩3-12孔 工序:钻6孔,扩12孔工序:铣M6孔所在的端面 工序:钻M6螺纹底孔,攻丝工序X:磨40外圆。55端面工序XI:终检,入库。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量和工步如下: 1.30mm的孔查机械加工工艺手册P49页表2-33可知铸造单边余量为2mm2. 30mm的孔端面,查机械加工工艺手册P49页表2-33可知铸造单边余量为2mm2.5 确定切削用量及基本工时2.5.1铣40左端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,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750当750r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为工步二:铣刀右端面的切削用量的计算如上,其计算工时的计算如下切削工时:,则机动工时为2.5.2钻,扩,绞12孔工步一钻孔至11确定进给量:根据参考文献表2-7,当钢的,时,。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则根据Z525机床说明书,现取切削速度:根据参考文献表2-13及表2-14,查得切削速度所以 根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步二:扩孔利用钻头将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按车床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步3:铰孔根据参考文献表2-25,得查参考文献表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取,实际切削速度。切削工时:,则机动工时为2.5.3车30孔工步一:粗车30的内圆粗车30mm内圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=1.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时, t=i ;其中l=47mm; =4mm; =0mm; t=0.085(min)工步二:精车30内圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.5mm 分两次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=47mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)2.5.4钻3-7孔锪孔12深7钻7孔的切削用量及基本工时(1)钻7mm孔机床:Z525立式钻床 刀具:根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻91)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=10m/min3)确定机床主轴转速ns= 454r/min与454r/min相近的机床转速为475r/min。现选取=475r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=12mm; =4mm; =3mm;t= =0.3077min)(工步二:锪孔 12mm孔根据有关资料介绍,利用钻头进行扩钻时,其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量. 现已知 =0.36mm/r (切削手册)表2.7 =42.25m/min (切削手册)表2.131) 给量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r2) 削速度v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速ns= 448r/min与448r/min相近的机床转速为475r/min。现选取=475r/min。所以实际切削速度=5) 削工时,按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=7mm; =6mm; =0mm; t= =0.0547(min)2.5.5钻孔6,锪孔12切削用量的计算如上,具体的工时计算如下钻6孔切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm;t= =0.2753min)锪孔12的切削工时5) 削工时,按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=2mm; =6mm; =0mm; t= =0.03367(min)2.5.6铣M6所在的端面立式铣床X53选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量4) 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则5) 决定每次进给量及切削速度 根据X53型铣床说明书,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750当750r/min时按机床标准选取6) 计算工时切削工时: ,则机动工时为2.5.7钻M6螺纹孔钻M6螺纹底孔确定进给量:根据参考文献表2-7,当钢的,时,。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则根据Z525机床说明书,现取切削速度:根据参考文献表2-13及表2-14,查得切削速度所以根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:,则机动工时为2.5.8攻丝M6攻螺纹M6mm 按机床选取,则机动时,攻M6孔 2.5.9磨40外圆,70端面磨40外圆 (1) 磨40mm外圆柱面机床M6025K万能磨床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,平型砂轮,其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工时式中D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.55(min)磨70端面的切削用量及基本工时的计算如上,在此不再累述3. 夹具设计3.1.夹具设计任务:所要加工的部位是6mm孔,该工件材料为HT200,毛坯为铸件,所选用机床为Z525型立式钻床,大批量生产,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,因此要为此工序设计专用夹具。3.2.确定夹具的结构方案根据定位基准的选择,选用一面两销定位方案,长定位销与工件30孔配合,限制4个自由度,平面限制1个自由度,另一菱形销与7的孔配合限制1个回转自由度3.2.1切削力和夹紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 :扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1S2S3S4F=16.77N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。3.2.2定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 = (2) 转角误差 则代入得:则: 夹具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。为了提高生产力,使用螺纹卡紧机构。3.2.3确定导向装置本工序要求钻孔,最终达到工序简图上规定的加工要求,故选用快换钻套作为刀具的导向组件。3.2.4确定夹紧及辅助机构此夹具选用螺栓夹紧机构。为防止工件在加工时受力变形,特设置特制支撑螺栓3.2.5钻模板设计采用可卸式钻范本,钻摸板用两孔在夹具上的圆柱销内六角螺钉定位,以保持钻模板准确的位置精度。最终夹具设计图如下4.体会与展望为期三周的课程设计即将结束,但是本次设计带来的影响确是深远的。通过此次设计我遇到了许多问题,也学到了许多。在这期间我曾困惑过,也曾迷茫过,但最终在老师的帮助和自己的努力下,解决了一系列问题。本次设计使我对机械制造这门课有了新的认识,改变了我之前对这门课的态度,它将理论学习与实际生产联系了起来。每一道工序都需要根据实际生产制定,不可随意捏造事实,篡改数据。我们要用严谨和实事求是的的态度对待每一个环节,一个环节出现差错就会影响整个结果。大量的数据参数确定,需要查找大量的手册,考验了我们查找资料的能力。面对问题要从不同的角度去思考,可以得到不同的结果从而制定不同的方案,这在夹具的设计过程中很好的体现出来。不同的定位方案可以设计不同的夹具。零件图的绘制提高了我们电脑绘图的能力 通过这次设计巩固了机械制造技术基础这门课和相关专业课的知识,同时也提高我们解决问题和分析问题的能力。为大四毕业设计和走向社会工作打下理论基础5.参献文献1. 黄健求主编.机械制造技术基础M.北京:机械工业出版社,2005.112.王忠.机械工程材料. -北京:清华大学出版社,2007.93.王光斗等主编.机床夹具设计手册M.上海:上海科学技术出版,2000.11.4.赵丽娟.互换性与测量技术.-2版.-北京:清华大学出版社,2011.75.蔡兰.机械零件工艺性手册.-2版.-北京: 机械工业出版社,2006.126.艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册.-北京:机械工业出版社7.刘鸿文.材料力学I.-4版.-北京:高等教育出版社,2004.18.沈鸿.机械加工工艺手册1,2卷.-北京: 机械工业出版社,1991.19.王先逵.机械制造工艺学.-2版.-北京: 机械工业出版社,2006.110.机械制造技术基础课程设计指导书
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