内压秆加工工艺及铣上平面和钻三孔夹具设计【2套夹具】[含高清CAD图纸][更新]
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毕 业 设 计设计题目:内压秆加工工艺及铣槽、钻孔专用夹具设计系 别: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 设计小组: 指导教师: 完成时间: 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称粗,精铣上下平面工序号01技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸要求已加工平面无明显刀痕基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗精铣上平面,控制尺寸到753mm3380131.573004.81.131.04高速钢三面刃圆盘铣刀11专用量具2粗精铣平面,控制尺寸到750mm3380130.4750.81.091.04高速钢三面刃圆盘铣刀11专用量具拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆02工序名称粗,精铣左右平面工序号技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸,工平面无明显刀痕基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗精铣平面,控制尺寸到323mm2750131.573004.81.131.04高速钢三面刃圆盘铣刀1专用量具2粗精铣平面,控制尺寸到320mm750130.4750.81.091.04高速钢三面刃圆盘铣刀1专用量具拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称粗精铣底面燕尾槽侧面工序号03 技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸,无明显刀痕,并且保证各面没有可以刀痕基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格定位夹紧1专用量具粗精铣平面,控制尺寸如图所示210110.4750.082.210.41高速钢三面刃圆盘铣刀11专用量具拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称粗精铣宽度为120mm槽 工序号03 技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸,无明显刀痕,并且保证各面没有可以刀痕基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格定位夹紧粗精铣平面,控制尺寸到280与12028021.573000.122.210.41高速钢三面刃圆盘铣刀11专用量具拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称钻底平面16-M14孔, 2-M16底孔工序号06技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701摇臂钻床Z3040夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻底面各孔至16-12.5 2510.249000.250.1181.7712.5的麻花钻头1专用塞规2钻底面各孔至2-14.53010.154800.150.051.7714.5的麻花钻头1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称钻铰侧平面130, 80, 100孔工序号07技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701摇臂钻床Z3040夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2钻侧平面各孔至130,100,8032010.339000.250.1280.177各直径麻花钻头1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆08工序名称钻侧平面2-M20孔工序号08技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701摇臂钻床Z3040夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻上面各孔至182010.249000.250.1181.7718的麻花钻头1专用塞规攻丝至M202010.154800.150.051.77M20细柄机用丝锥攻螺纹1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称钳工,尖角处倒角为245工序号09 技检要求采用塞规检查各螺纹孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面下平面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701摇臂钻床Z3040夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2去除锐边毛剌,并倒角245拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号内压秆工序名称检验 入库工序号09技检要求采用塞规检查各螺纹孔的尺寸大小,不合格的产品杜决库基准面下平面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200HB240-2701夹具定 额代号名称单件时间(分)每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米)走刀次数切削深度(毫米)切削速度(米/秒)主轴转速(转/分)进给量(毫米/转)机动时间(分)辅助时间(分)刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1对照图纸对各尺寸进行检验游标卡尺,专用量具2入库拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工艺过程卡产品型号零(部)图号共 页产品名称零(部)名称内压秆第 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数4000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1铸造铸造2时效时效时效炉3涂底漆涂底漆4铣粗,精铣上平面至尺寸X52K立式铣床专用5铣粗,精铣下平面,保证尺寸7500.1,保证粗糙度达到6.3X52K立式铣床专用6铣粗,精铣左侧面至尺寸,保证粗糙度达到6.3X52K立式铣床专用7铣粗,精铣右侧面至尺寸320,保证粗糙度达到6.3X52K立式铣床专用8铣粗,精铣下底面燕尾槽至尺寸,保证粗糙度达到3.2X52K立式铣床专用9铣粗,精铣上平面槽宽120H9尺寸,保证粗糙度达到3.2X52K立式铣床专用10调质调质处理HB240-270真空炉专用11钻钻底平面16-M14孔, 2-M16孔, 并保证其位置要求Z3040摇臂钻床专用12钻钻铰侧平面130, 80, 100孔Z3040摇臂钻床专用13钻钻侧平面2-M20孔Z3040摇臂钻床专用14钳钳工,尖角处倒角为245Z3040摇臂钻床15检验检验,超声探伤检查16入库入库设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期 目录1 摘要 前言11.1课题背景及发展趋势11.2 夹具的基本结构及设计内容12 t零件加工工艺规程设计32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工艺分析32.2零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1确定毛坯的制造形式42.2.2基面的选择42.2.3确定工艺路线42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.2.5确定切削用量62.3小结123 专用夹具设计133.1粗、精铣120mm槽夹具设计183.1.1定位基准的选择183.1.2铣削力与夹紧力计算193.1.3夹具体槽形与对刀装置设计203.1.4夹紧装置及夹具体设计223.1.5夹具设计及操作的简要说明233.2钻三孔夹具设计233.2.1定位基准的选择233.2.2定位元件的设计243.2.3定位误差分析253.2.4钻削力与夹紧力的计算253.2.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计283.2.6夹紧装置的设计283.2.7夹具设计及操作的简要说明283.3小结284结束语29参考文献30摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识,正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量学会使用图表资料以及手册,掌握与本本设计有关的各种资料的名称,出处,能够做到熟练运用。因此,它在我们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,设计当中可能会有不足之处,恳请各位老师给予批评指正。Abstract:Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另一方面,技术也推动着设计。从设计美学的观点看,技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用,只要善于应用材料的特性,予以相应的结构形式和适当的加工工艺,就能够创造出实用,美观,经济的产品,即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来新的结构,新的形态和新的造型风格。材料,加工工艺,结构,产品形象有机地联系在一起的,某个环节的变革,便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,对中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置;(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构); (3)夹具体;(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等);(5)动力装置;(6)分度,对定装置;(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等);每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计:(1)定位装置的设计;(2)夹紧装置的设计;(3)对刀-引导装置的设计;(4)夹具体的设计;(5)其他元件及装置的设计。292 内压杆加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是内压秆,它的主要的作用是用来支承、固定的。2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,减震性能良好。内压秆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下:(1)主要加工面:1)铣上下平面保证尺寸750mm,平行度误差为0.032)铣侧面保证尺寸320与280与下平面的平行度误差为0.023)钻侧平面各孔至所要求尺寸,并保证各位误差要求4)钻底平面螺纹孔5)钻孔攻丝底平面各孔(2)主要基准面:1)以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括:内压秆侧表面各孔、侧平面各孔及螺纹孔,及120mm槽2)以上平面为基准的加工表面这一组加工表面包括:主要是内压秆上表面燕尾槽2.2内压杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件,根据其结构形状、尺寸大小和材料性能毛坯的铸造方法选用-低压铸造毛坯公差等级-IT8级球墨铸铁:在铁水(球墨生铁)浇注前加一定量的球化剂(硅,镁)使铸铁中石墨球化,由于碳以球状存在于铸件基体中,改善其对基体的割裂作用,球墨铸铁的抗拉强度,屈服强度,塑性,冲击韧性大大提高,并且有耐磨,减震。工艺性能好,成本低等优点因为零件要求无砂眼,所以在毛坯铸造时要注意气孔的产生气孔原因:1空气夾杂在熔汤中2气体的来源:熔解时、在料管中、在模具中、离型剂改善方法:1适当的慢速2检查流道转弯是否圆滑,截面积是否渐減3检查逃气道面积是否够大,是否有被阻塞,位置是否位於最后充填的地方4检查离型剂是否噴太多,模温是否太低5使用真空零件的材料HT200。由于年产量为4000件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸较大,铸造表面质量的要求高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择(1)粗基准的选择 对于本零件而言,按照互为基准的选择原则,选择本零件的下表面作为加工的粗基准,可用装夹对肩台进行加紧,利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准,以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度,达到定位,目的。(2)精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。(1)选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据,主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度,并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法,接着再确定一系列准备工序的加工方法,然后再确定其他次要表面的加工方法。(2)在各表面加工方法选定以后,就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序,以定位基准面的加工为主线,妥善安排热处理工序及其他辅助工序。(3)排加工路线图表。当生产批量不同时零件的工艺路线也会有较大的差别,先在列出零件大量生产时的工艺路线。见附表.表2.1工艺路线方案一工序1钻底平面16-M14孔, 2-M16孔,工序2钻铰侧平面130, 80, 100孔工序3钻侧平面2-M20孔工序4粗,精铣下底面燕尾槽工序5粗,精铣上平面槽宽120H9工序6调质处理HB240-270工序7粗精铣上平面工序8粗精铣下平面工序9粗精铣宽度为320mm的侧面工序10钳工,尖角处倒角为245工序11检验,超声探伤检查工序12入库表2.2工艺路线方案二工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3粗精铣宽度为320mm的侧面工序4粗,精铣下底面燕尾槽工序5粗,精铣上平面槽宽120H9工序6调质处理HB240-270工序7钻底平面16-M14孔, 2-M16孔,工序8钻铰侧平面130, 80, 100孔工序9钻侧平面2-M20孔工序10钳工,尖角处倒角为245工序11检验,超声探伤检查工序12入库工艺路线的比较与分析:第二条工艺路线不同于第一条是将铣平面工序, 放到后面。加工完上下平面现加工各孔及槽的,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则,先加工上、下两平面,然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔,这样便保证了,上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线,不便于装夹,并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案,先镗上、下平面各孔,然后以这些已加工的孔为精基准.从提高效率和保证精度这两个前提下,发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定内压杆的材料是HT200,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下:由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量,实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产,应该采用调整法加工,因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1)加工内压杆的上下平面,根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm,粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工1mm,2)加工宽度为320mm的侧面时,用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求,而铣削的精度可以满足,故采取分二次的铣削的方式,粗铣削的深度是2mm,精铣削的深度是1mm3)铣120mm槽时,由于粗糙度要求,因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm,一次精加工0.5就可达到要求。6)加工16M14底孔,根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.5mm。可一次钻削加工余量6.2mm,一次攻螺纹0.75就可达到要求。7)加工2M16底孔时,根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量7.25mm,一次攻螺纹0.75mm就可达到要求。8)加工侧平面各小孔,粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工1mm,可达到要求。2.2.5确定切削用量工序:粗、精铣内压杆下平面(1)粗铣下平面加工条件:工件材料: HT200,铸造。机床:X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.4-75,取铣削速度:参照参考文献7表3034,取。机床主轴转速: 式(2.1)式中 V铣削速度; d刀具直径。由式2.1机床主轴转速:按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献7表2.4-81,(2)精铣下平面加工条件:工件材料: HT200,铸造。机床: X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):, ,齿数12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献7表3031,取铣削速度:参照参考文献7表3031,取机床主轴转速,由式(2.1)有:按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度:进给量,由式(1.3)有:工作台每分进给量: 粗铣的切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为:t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序:加工上平面,各切削用量与加工上平面相近,因此省略不算,参照工序1执行。工序:粗精铣宽度为320mm的侧面:(1)粗铣宽度为320mm的侧面加工条件:工件材料: HT200,铸造。机床:X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.4-75,取铣削速度:参照参考文献7表3034,取。由式2.1得机床主轴转速:按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献7表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 式(2.2)刀具切出长度:取走刀次数为1(2)精铣宽度为320mm的侧平面加工条件:工件材料: HT200,铸造。机床: X52K立式铣床。由参考文献7表3031刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):, ,齿数12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献7表3031,取铣削速度:参照参考文献7表3031,取机床主轴转速,由式(2.1)有:按照参考文献3表3.1-31 实际铣削速度:进给量,由式(2.3)有:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1根据参考文献9:=249/(37.53)=2.21min。根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣宽度为20mm的下平台根据参考文献9切削工时:=249/(37.53)=2.21min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时: t=+=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min工序:钻下平在16-M14工件材料为HT200铁,孔的直径为14mm。加工机床为Z3040摇臂钻床,加工工序为钻孔至12.5,选用12.5的麻花钻头。攻M14螺纹,选用M14细柄机用丝锥攻螺纹。进给量:根据参考文献5表2.4-39,取切削速度:参照参考文献5表2.4-41,取由式(2.1)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攻M141.5的螺纹机床:Z3040摇臂钻床刀具:细柄机用丝锥()进给量:由于其螺距,因此进给量切削速度:参照参考文献5表2.4-105,取由式(2.1)机床主轴转速:,取丝锥回转转速: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:根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间攻M14螺纹被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间总工时为:t=2+=3.75min工序7:加工2M16底孔工件材料为HT200铁,孔的直径为16mm。加工机床为Z3040摇臂钻床,加工工序为钻孔至14.5,选用14.5的麻花钻头。攻M16螺纹,选用M16细柄机用丝锥攻螺纹。进给量:根据参考文献5表2.4-39,取切削速度:参照参考文献5表2.4-41,取由式(2.1)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攻M161.5的螺纹机床:Z3040摇臂钻床刀具:细柄机用丝锥()进给量:由于其螺距,因此进给量切削速度:参照参考文献5表2.4-105,取由式(2.1)机床主轴转速:,取丝锥回转转速:取实际切削速度: 攻M16螺纹的工时被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间工序:钻铰直径130孔工件材料为HT200铁,孔的直径为130mm,表面粗糙度。加工机床为Z3040摇臂钻床,加工工序为钻铰,加工刀具为:直柄麻花钻,铰刀1)确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出,由于孔深度比,故。查Z3040摇臂钻床说明书,取。根据参考文献7表28-8,钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),根据参考文献7表28-9,允许的进给量。由于所选进给量远小于及,故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15,由插入法得:,由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3,故查Z3040机床说明书,取。实际切削速度为由参考文献7表28-5,故校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即,相应地, 铰直径130孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺手册1表2.4-58,取切削速度:参照机械加工工艺手册1表2.4-60,取机床主轴转速:机床主轴转速,代入(式3.1)得:,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度: (式3.6)式中: 钻孔的孔径 铰刀的主偏角 扩,较前孔的直径经查手册得:=17.85mm,则代入(式3.6)得: 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:本工序机动时间。2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 3 专用夹具设计一、对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案,标注合适的尺寸、公差和技术要求,并进行必要的精度分析,确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具,以缩短辅助时间,提高生产效率。3.工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理,便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时,夹具上应设置调整或修配结构,如设置适当的调整间隙,采用可修磨的垫片等。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠,排屑应方便,必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。二、专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下,研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书,对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料;确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料,如机床的技术参数,夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准,各类夹具图册、夹具设计手册等,还可收集一些同类夹具的设计图样,并了解该厂的工装制造水平,以供参考。2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图1) 确定工件的定位方案,设计定位装置。2) 确定工件的夹紧方案,设计夹紧装置。3) 确定对刀或导向方案,设计对刀或导向装置。4) 确定夹具与机床的连接方式,设计连接元件及安装基面。5) 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6) 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7) 绘制夹具草图,并标注尺寸、公差及技术要求。1. 进行必要的分析计算工件的加工精度较高时,应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具,需计算夹紧力。当有几种夹具方案时,可进行经济分析,选用经济效益较高的方案。3.审查方案与改进设计夹具草图画出后,应征求有关人员的意见,并送有关部门审查,然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。4.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1:1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图绘制次序如下:1) 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中,工件可看作透明体,不遮挡后面夹具上的线条。2) 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3) 标注必要的尺寸、公差和技术要求。4) 编制夹具明细表及标题栏。完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。5.绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图,并按夹具总图的要求,确定零件的尺寸、公差及技术要求。为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。在加工内压杆零件时,需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容,需要设计加工铣上平面120mm槽夹具、内压杆钻侧平面孔夹具各一套。其中采用X62W铣床,硬质合金端铣刀YG8对铣上平面进行加工。钻三孔夹具采用摇臂钻床,先用麻花钻钻孔。3.2粗、精铣内压杆上平面夹具设计本夹具主要用来粗、精铣内压杆上平面120mm槽。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣内压杆上平面槽时,粗糙度要求,内压杆上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求,本道工序是对内压杆上平面120mm进行粗精加工。因此在本道工序加工时,主要应考虑提高劳动生产率,降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。图3.5夹具装配图3.2.1定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求,从定位和夹紧的角度来看,本工序中,定位基准是下平面,设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求,定位基准与设计基准重合,不需要重新计算上下平面的平行度,便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行,保证下平面与两定位板正确贴合就行了。为了提高加工效率,现决定用两把铣刀内压杆的上平面同时进行粗精铣加工。同时进行采用手动夹紧。3.2.2铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的,用于定位螺钉的不但起到定位用,还用于夹紧,为了保证工件在加工工程中不产生振动,必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式(3.2)Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N); kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm); Fj =52000=10000N3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献11定向键的结构如图3.7所示。图3.7 定向键根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.8所示。图3.8 U型槽主要结构尺寸参数如下表3.5所示。表3.5 U型槽的结构尺寸螺栓直径12143020对刀装置由对刀块来实现,用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成内压杆上平面尺寸为120mm槽的粗、精铣加工,所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。图3.9 直角对刀块塞尺选用平塞尺,其结构如图3.10所示。图3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.2.6夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的压板来夹紧工件,采用的移动压板的好处就是加工完成后,可以将压板松开,然后退后一定距离把工件取出。移动压板的结构如图3.11所示。图3.11 移动压板主要结构尺寸参数如表3.7所示。表3.7 移动压板结构尺寸973011364081641.512夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图ZJX-02所示。3.2.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工内压杆上平面槽,工件以与此相平行的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准,在垫板、定位板上实现完全定位。采用转动压板夹紧工件。当加工完一边,可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。如夹具装配图所示。3.3钻三孔夹具设计3.3.1定位基准的选择在加工孔工序时,内压杆上、下两平面及工艺孔已经加工到要求尺寸。因此选用上平面及与其垂直的任意孔上表面加作为定位基准。符合典型的一面两销定位原理,一共限制了工件的6个自由度,符合六点定位法则。工件以一面两销定位时,夹具上的定位元件是.图3.12 夹具装配图3.3.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为垫板定位,所以相应的夹具上的定位元件应是垫板与靠山。因此进行定位元件的设计主要是对垫板与靠山进行设计根据参考文献11,可查得短圆柱销的结构和尺寸如图。3.3.3定位误差分析机械加工过程中,产生加工误差的因素有很多。在这些因素中,有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时,加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求,必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为两面定位。其定位误差主要为:由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.3.4钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工,而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得:钻削力 钻削力矩 式中: 本套夹具采用活动垫板夹紧,活动垫板主要靠上下旋动垫板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。由式(3.1)根据参考文献11表1-2-20到表1-2-23可查得 3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计孔的加工需钻切削才能满足加工要求。故选用快换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求:孔钻完成加工。钻、加工刀具分别为:钻孔130, 100,80标准高速钢麻花钻,根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构如图3.14所示。图3.14 快换钻套钻孔钻套结构参数如表3.9所示。表3.9dHD公称尺寸允差100127124+0.018+0.0072218104771650根据参考文献11表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。图3.15 固定衬套其结构参数如表3.10所示。表3.10dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差124+0.034+0.01611218+0.023+0.0120.52根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.16所示。图3.16 U型槽主要结构尺寸参数如表3.11所示。 表3.11螺栓直径801430203.3.6夹紧装置的设计夹紧装置采用活动的垫板来夹紧工件,采用的活动垫板的好处就是加工完成后,可以将压板松开,然后向下退后一定距离把工件取出。主要用的螺旋夹紧原理。3.3.7夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工三孔。定位采用定位板定位方案。内压杆侧平面及其底平面来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用活动压头夹紧。工件加工完成后,移动螺旋夹柱向后退一定距离,工件就可以很方便的取出。工件装夹时,先将工件放到垫板与靠山处,然后将移动螺旋压柱左移,压紧工件,将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离,就可以把工件直接取出。如夹具装配图上图所示。3.4小结对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。 结束语通过近两个月的毕业设计,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液压设计的整个过程。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。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计,也是最难的一次。在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xxx老师的指导和帮助,才能够在设计中少走了一些弯路,顺利的完成了设计。本设计研究过程中仍然存在不足之处,有的问题还待于进一步深入,具体如下:(1)缺乏实际工厂经验,对一些参数和元件的选用可能不是非常合理,有一定的浪费。(2)与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。(3)系统的设计不太完善,在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。(4)使用有一定的局限:人工操作多,零部件磨损度在实际中尚不明确。参考文献1 李旦等。机械加工工艺手册。第一版。北京:机械工业出版社,2007年 2 金属机械加工工艺人员手册。上海:科学技术出版社。1979年3 艾兴等。切削用量手册。北京:机械工业出版社。1985年 4 徐鸿本,机床夹具设计手册。沈阳:辽宁科学技术出版社,2004年5 孟少龙,机械加工工艺手册第1卷M,北京:机械工业出版社,1991。6 金属机械加工工艺人员手册修订组,金属机械加工工艺人员手册M,上海:上海科学技术出版社,1979。7 李洪,机械加工工艺师手册M,北京:机械工业出版社,1990。8 马贤智,机械加工余量与公差手册M,北京:中国标准出版社,1994。9 上海金属切削技术协会,金属切削手册M,上海:上海科学技术出版社,1984。10 周永强,高等学校毕业设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2002。11 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.112 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,1995。13 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M,上海:上海科学技术出版社,1980。14 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,1991。15 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2000:9-19。16 哈尔滨工业大学,哈尔滨市教育局,专用机床夹具设计与制造,黑农江人民出版社,1979.12 17 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2005:4-17。18 Machine Tools N.chernor 1984.19 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .21 Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971
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