I轴轴承座加工工艺规程及钻φ5孔夹具设计[含高清CAD图工序卡说明书]
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第四部分第号工序数控编程设计说明书1. 工序数控加工工艺性分析:该零件比较简单,由内外圆柱面、螺纹孔、沉头孔、以及车刀槽等构成,其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件尺寸标注完整,符合数控加工尺寸标注要求;零件材料为45钢,加工切削性能好,无热处理和硬度要求。通过上述分析,采用以下几点工艺措施:(1) 对图样上带公差的尺寸,因公差值较小,故编程时必取平均值,由于计算工序的烦琐,故而取基本尺寸即可。(2) 左右端面及中心孔均为多个尺寸的设计基准,相应工序加工之前,应该先将左右端面及中心孔车出来。(3) 法兰盘外轮廓表面对大底面有去垂直度要求,只要提高装夹精度,使大底面与铣刀轴线垂直,即可保证。(4) 该工件采用反复掉头装夹来完成工件的全部尺寸。2.走刀路线的确定(整个零件的加工顺序的拟订按照基面先行、先粗后精的原则确定.因此,应先加工用作定位基准的42 0 -0.019mm及7两个定位孔,大底面,然后再加工外轮廓表面.由于该零件的42 0 -0.019mm及7两个定位孔,大底面已在前面工序加工完毕,再这里只分析加工外轮廓的走刀路线,再加工外轮廓时,对铣削外轮廓时,深度方向进给有两种方法:一种是在XZ(或YZ)平面上进行来回铣削逐渐进刀至既定深度;另一种是先打一工艺孔,然后从工艺孔进刀至既定深度.进刀点选在外圆某点处,刀具往返切削,逐渐加深切削度,当达到要求深度后,刀具在XY平面内运动,铣削外轮廓.为了保证外轮廓表面有较高的表面质量,采用顺铣方式.即从外圆某点处按顺时针方向铣削.3.刀具及切削用量的选择将所选的刀具参数如下所示,但要注意:车削外轮廓时,为防止副后刀面与工件表面发生干涉,应选择较大的副偏角,必要时可作图检验。本次设计Kr=55。序号 刀具号 刀具规格 数量 加工表面 备注01 T01 18硬质合金立铣刀 1 铣削轮廓外表面,端面 02 T02 立铣刀6 1 各圆柱表面上的孔03 T03 中心钻5 1 打预制孔04 T04 麻花钻41.8 1 钻42 0 -0.019mm孔05 T05 麻花钻7.5 1 钻2-7及沉头孔06 T06 扩孔钻42 1 钻42 0 -0.019mm孔07 T07 铰刀 (7及沉头孔) 1 钻2-7及沉头孔 根据被加工表面质量要求,刀具材料和工件材料,参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给,计算主轴转速与进给速度(计算过程略),计算结果见下表中。背吃刀量的选择因粗、精加工而不同。粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下,尽可能选则较大的背吃刀量,以减少进给次数;精加工时,为保证零件表面粗糙度的要求,背吃刀量一般取0.1-0.4mm较为合适。4.编程原点的确定及数值计算:该零件轮廓的计算节点由于整体较容易理解,只是其中的某一计算节点较复杂,故借用Auto-CAD进行各节点计算、其余该零件的孔点坐标、两侧面(铣)坐标值均可看图得出,这里只介绍铣削部分的坐标值;5.程序编写及程序说明:数控程序如下:外轮廓加工程序O0001 程序名N010 G54 G90 G17 G00 XO YO M03 S1000; 坐标系设定N020 G00 Z10; 快进至安全高度 N030 G00 X-50 Y-50;N040 G41 G00 X-31 D01; 刀具左补偿,到达1点N050 G01 Z-30 F200;N060 X-31 Y0;N070 G02 I31 J0;N080 G01 Y0;N090 Z10;N0100 G40 G00 X0 YO; 退出轮廓至2点,取消刀补N0110 G00 Z10 M05 M09; 主轴停,快速返回安全高度N0120 M05; 主轴停止N0130 M30; 程序结束注意:在加工过程中,刀具选18立铣刀,执行过程时、随时注意刀补的补偿与校正;目 录摘 要Abstract1 绪论31.1课题背景31.2夹具的发展史31.3小结42 I轴轴承座加工工艺规程设计52.1零件的分析52.1.1零件的作用52.1.2零件的工艺分析52.2确定生产类型52.3确定毛坯52.3.1确定毛坯种类52.3.2确定铸件加工余量及形状52.3.3绘制铸件零件图52.4工艺规程设计62.4.1选择定位基准62.4.2制定工艺路线82.4.3选择加工设备和工艺设备82.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定92.5确定切削用量及基本工时112.5.1工序1:车肩胛面成型112.5.2工序2:钻,扩75中孔,车端面,倒角122.5.3工序3:挖环槽142.5.4工序4:钻及3-9的通孔152.5.5工序5:攻M101.5的螺纹162.5.6工序6:铣B,D,C三平面172.5.7工序7:钻10的孔172.5.8工序8:钻5短斜孔192.5.9工序9:钻5长斜孔202.5.10工序10:粗镗90的孔212.5.11工序11:精镗孔90222.6本章小结233 专用夹具设计243.1钻5长斜孔夹具设计说明书243.1问题的提出243.2夹具的设计293.3本章小结294 钻5长斜孔刀具设计说明书304.1刀具类型的确定304.2刀具设计参数的确定304.3刀具工作草图的确定305 钻5长斜孔量具设计说明书315.1量具类型的确定315.2极限量具尺寸公差的确定315.3极限量具尺寸公差图的确定315.4极限量具结构设计315.5本章小结316 第一道工序数控编程说明书336.1 工艺性分析与编程原点的确定及数值计算336.2数控编程具体程序34 7 毕业设计体会35参考文献37致 谢381 绪论1.1课题背景随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世,提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展,极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事,必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。1.2夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中,大致经历了三个阶段:第一阶段,夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机,汽车工业的不断发展,夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性,各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善,夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段,夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天,各类高效率,自动化夹具在高效,高精度及适应性方面,已有了相当大的提高。随着电子技术,数控技术的发展,现代夹具的自动化和高适应性,已经使夹具与机床逐渐融为一体,使得中,小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段,这一阶段,夹具的主要特点是高精度,高适应性。可以预见,夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3小结一项优秀的夹具结构设计,往往可以使得生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前,中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。38工业职业技术学院2 I轴轴承座加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的主轴箱I轴轴承座。它位于车床变速机构中,主要固定轴承作用,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT15-33,灰铸铁属于脆性材料,故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是I轴轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:(1) 中心圆孔90。(2) 135的外圆及其端面与90中心圆孔的垂度要求为0.03mm(3) 90与75孔同轴度的要求为0.10mm(4)宽度为20的肩胛面与中心孔有0.03的垂直度要求。由上面分析可知,可以先加工I轴轴承座135的外圆及其宽度为20的肩胛面,然后以此作为基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,并且此I轴轴承座零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型已知此I轴轴承座零件的生产类型为中批量生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序应当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT15-33。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构不是太复杂,生产类型为中批生产,故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125页表1-4-7,选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。2.3.3绘制铸件零件图图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的左端120外圆为主要的定位粗基准,以宽度为20的肩胛面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以加工后的135的外圆及其肩胛面作为主要的定位精基准2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一加工出135的外圆及其肩胛面与端面保证尺寸37mm工序二车135的外圆的端面保证尺寸35mm工序三钻、扩75中孔工序四粗镗中孔工序五挖环槽,主要是一次加工中孔内环槽工序六精镗中孔工序七钻及3-9的通孔工序八钻孔、攻丝2-M10工序九铣B,D,C三平面工序十钻10孔工序十一钻5短斜孔工序十二钻5长斜孔工序十三钳工打毛刺工序十四对零件各尺寸进行完工检测工序十五用毛刷沾防锈油为零件防锈工序十六按照仓库标识进行摆放表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一车端面成型,加工出135的外圆及其肩胛面工序二钻、扩75中孔与端面保证尺寸35mm工序三挖环槽,主要是一次加工中孔内环槽工序四钻及3-9的通孔工序五钻孔、攻丝2-M10工序六铣B,D,C三平面工序七钻10孔工序八钻5短斜孔工序九钻5长斜孔工序十热处理工序十一粗、精镗中孔工序十二钳工打毛刺工序十三对零件各尺寸进行完工检测工序十四用毛刷沾防锈油为零件防锈工序十五按照仓库标识进行摆放工艺立方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案二是加工工序集中减少了二次装夹带造成装夹误差,批量生产,缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准,这样使工序非常清晰易提高加工精度,是对中批量生产是很合适的,同时增加了粗加工后的热处理,这样可以由于加工造成的中工应力,从而使提零件使用过程中出现变形。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很分散,基准得不到保证,加工出来的精度低,不符合现代化的生产要求,同时有由在精加工前进行去应力热处理造成零件在使用过程中出现变形。经过对两种工艺方案的比较,考虑到加工零件的方便性,及加工精度,且还是中批生产,所以采用方案二比较合适。2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序70采用X6022型卧式铣床 工序50、60、80、90、100 采用Z535立式钻床 工序110采用T618卧式镗床 工序20、30、40数控车床TY-6135选择夹具该轴承座的生产纲领为中批生产,所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序,采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在镗孔90,由于精度高,可采用硬质合金镗刀,其它各也的加工用高高速钢麻花钻便可选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1车肩胛面成型3IT91353.2-0.050.052钻扩75中孔IT1275, 8412.5-0.10.13挖环槽IT106.3-114钻及3-9的通孔IT12912.5-0.050.055钻孔、攻丝2-M10IT102-M106.36铣B,D,C三平面3IT106.3-0.10.17钻10孔IT121012.5-0.10.18钻5短斜孔IT12512.5-0.10.19钻5长斜孔IT1253.2-0.020.0211粗、精镗中孔3IT8903.2-0.020.02该零件的轴向加工时,采用数控机床工序集中的原则,一次加工成型,同时采用基准重合原则,这样保证了各加工面的形位公差要求,由于此零件结构简单,同时在加工中采用了工序集中原则,所以在各工序安排中不存在基准不重合误差避免了由于基准不重合造成的加工难度,也满足了零件各表面形位公差的要求,符合零件设计者最初思想,下面是采用基准重合原则加工所形成轴向工序尺寸链图:90孔轴向工序尺寸链如下图2.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1:车肩胛面成型机床:TY-6135数控车床,刀具:45度车刀,因其单边余量:Z=3mm所以车削深度:进给量:根据参考文献3表2.4-73,取车削速度:参照参考文献3表2.4-81,取机床主轴转速:,按照参考文献3表3.1-74 实际车削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献3表2.4-81,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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.23min2.5.2工序2:钻,扩75中孔,车端面,倒角工件材料为HT15-33铁,硬度200HBS。孔的直径为75mm,公差为H7,表面粗糙度。加工机床为TY-6135数控车床。钻头为73mm标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃。45度车刀确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查TY-6135数控车床说明书,取。 根据参考文献2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2,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 根据参考文献2,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。根据参考文献2,由表28-3,故查TY-6135数控车床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,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,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机动时间:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.76min扩75的通孔加工机床为TY-6135数控车床。扩孔钻为74.7mm标准高速钢扩孔钻;确定扩孔切削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-31,有。根据TY-6135数控车床说明书,取=0.57mm/r。确定切削速度及 根据表28-33,取。修正系数: ,故查机床说明书,取。实际切削速度为 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机动时间:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.16min 2.5.6工序3:挖环槽,为了简便起见三个槽仅算一个机床:TY-6135数控车床车宽的槽车削深度铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4-81,取机床主轴转速:,取实际车削速度:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度:由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:共三个环槽所以0.43X3=1.23查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:2.03min2.5.6工序:钻及3-9的通孔机床:Z535立式钻床刀具:9直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查Z535立式钻床说明书,取。 根据参考文献2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2,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 根据参考文献2,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。根据参考文献2,由表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,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,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机动时间:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.58min2.5.14工序5:攻M101.5的螺纹机床:Z535立式钻床刀具:细柄机用丝锥()进给量:由于其螺距,因此进给量切削速度:参照机械加工工艺手册表2.4-105,取机床主轴转速:,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:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.33min2.5.7工序6:铣B,D,C三平面机床:X6022型卧式铣床刀具:两块镶齿套式面铣刀(间距为14),材料:, ,齿数,为粗齿铣刀。因其单边余量:较大所以铣削深度暂定:每齿进给量:根据参考文献3表2.4-73,取铣削速度:参照参考文献3表2.4-81,取机床主轴转速:,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3表2.4-81,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5机动时间:,0.12753=1.91查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.57min2.5.13工序7:钻10的孔机床:Z535立式钻床刀具:10直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查Z535立式钻床说明书,取。 根据参考文献2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2,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 根据参考文献2,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。根据参考文献2,由表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,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,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机动时间:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.58min2.5.13工序8:钻5短斜孔机床:Z535立式钻床刀具:5直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查Z535立式钻床说明书,取。 根据参考文献2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2,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 根据参考文献2,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。根据参考文献2,由表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,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,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机动时间:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.58min2.5.13工序9:钻5长斜孔机床:Z535立式钻床刀具:5直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查Z535立式钻床说明书,取。 根据参考文献2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2,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 根据参考文献2,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。根据参考文献2,由表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,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,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机动时间:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.58min2.5.9工序10:粗镗90的孔:机床:卧式镗床刀具:硬质合金镗刀,镗刀材料:切削深度:,毛坯孔径。进给量:根据参考文献3表2.4-66,刀杆伸出长度取,切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度:参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速:,按照参考文献3表3.1-41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:查参考文献1,表2.5-37工步辅助时间为:2.61min2.5.9工序11精镗孔90:机床:卧式镗床刀具:硬质合金镗刀,镗刀材料:切削深度:进给量:根据参考文献3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3表2.4-9,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:所以该工序总机动工时查参考文献1,表2.5-37工步辅助时间为:1.86minin 2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析,从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料,设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上,将两种方案进行比较,选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时,先选用刀具和机床,再查阅资料找出进给量,由它算出机床所需的转速,翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。工业职业技术学院3 钻5长斜孔工序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。在加工此轴承座零件时,需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容,需要设计钻5长斜孔夹具一套。3.1问题的提出本夹具主要用来钻5长斜孔。这个孔中心线与135外圆有尺寸精度要求为,与中心孔轴线夹角为30度。因为位置精度要求不高,也无需表面粗糙度要求,故再本道工序加工时主要应考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度。3.2夹具的设计定位基准的选择此零件放在Z535立式钻床上加工,刀具为5直柄加长自制麻花钻。由零件分析,选择用135外圆加上宽为20的一面定位,就可以限制5个自由度,在由下面的小孔加个销就可以实现完全定位。定位元件与夹紧元件的选择:图3.11 固定式定位销(GB2203-80)查参考文献1,表5.2-6,选用固定式定位销压紧采用螺旋夹紧,如下图图3.1图3.1切削力与夹紧力的计算由于本道工序完成螺纹底孔的钻削,因此切削力为钻削力。由参考文献1,表2.4-69得:轴向力F: 扭矩M: 式中: 如图:图3.14 扭矩图夹紧力的方向在轴线上,与M产生的转矩同轴,所以夹紧力F不需要太大,只要工件相对与夹具体没有移动就可以了。钻套、衬套、钻模板及夹具体设计该孔的加工只需钻削加工就能满足加工要求。考虑到钻套可能出现的磨损,故查参考文献1,表5.2-13选用可换钻套,当磨损就可更换。与其装配的是钻套用衬套(GB2263-80查表5.2-14),起固定的是钻套螺钉(GB2268-80查表5.2-16)。表3.1 可换钻套dDHhCr基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差5+0.041+0.02030+0.021+0.008464225125.518132.5图3.16 钻套用衬套表3.2 钻套用衬套dDHC基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差30+0.041+0.02042+0.033+0.0172513图3.17 钻套螺钉表3.3 钻套螺钉dL1d1Dd2LL0nt基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差M85.5+0.20+0.0512-0.05-0.162062211.522.5钻模板选用伸出式钻模板,用螺钉将其连接在夹具体上。安装前先调整好位置然后用销定位,后用螺钉将其拧紧在夹具体上。钻模板参见钻孔装配图。夹具精度分析利用夹具在机床上加工时,机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系,最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中,当结构方案确定后,应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序可知,本道工序只需钻5孔,所以孔的精度无需考虑,只保证它垂直与中心孔就可以了。由于是立钻,又是一面两销定位,在垂直方向可能存在偏转(参见钻孔装配图)。其计算同前面的计算相同。转角定位误差为既是(由下的图可知):图3.18 转角误差分析图除了上面的误差外,影响孔位置度的因素还有:1)、钻模板上装衬套孔的尺寸公差:2)、衬套与钻套配合的最大间隙:3)、钻套与钻头配合的最大间隙:4)、钻套的同轴度公差: 综合误差为:能满足零件要求。夹具体设计夹具体的设计参考钻孔夹具体零件图。3.3本章小结在本章是对夹具结构的设计和分析其精确度的阶段。重点在于选择基准面将零件如何定位、夹紧在夹具体上。在选择基准面时,主要参考已加工面,在此主要用到的是一面两销定位,一个圆柱销和一个削边销,他们分别穿过已加工过的长中心孔和大端面的孔,再由中心孔的一面定位,就使零件在夹具体上完全定位了。选用压紧件时,分别用了移动和转动压板。最后设计出夹具体,参考有关资料计算夹具的定位误差。4钻5长斜孔工序刀具设计说明书 1. 刀具类型确定 此道工序保证的尺寸精度要求较高90内孔端面必须垂直,因此选90度闭孔镗刀。2. 刀具设计参数确定 序号项目数据来源或公式计算采用值1刀具类型表2-6、2-7直柄麻花钻2刀具材料W18Cr4V3几何角度表2-7、2-8、2-9s=-4度 o=15度o=8度 o=6度r=90度r=56度 =2mm4断削参数前面型式表2-11、2-12(f=1.3mm/r)带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=3.5mo1=-5度 br1=0.045 qn=25过渡刃表2-13(ap=0.5mm)过渡刃和修光刃 b=0.187外型结构尺寸表3-5(刀具设计手册)3. 刀具工作草图 5钻5长斜孔工序量具设计说明书设计90D7孔的塞规,首先确定被测孔的极限偏差,查公差书第三章极限与配合标准得90D7的上偏差ES=+0.021mm,下偏差EI=0mm。公差等级为IT7。1. 量具类型确定90D7的量具查得用圆柱柄圆柱塞规。2. 极限量具尺寸公差确定(1) 确定工作量规的制造公差和位置要素值,由公差书表6-1得IT7尺寸20的量规公差为T=0.0024mm,位置要素Z=0.0034mm.。(2)计算工作量规的极限偏差:20H7孔用塞规:通规:上偏差=EI+Z+T/2=(0+0.0034+0.0012)=+0.0046mm 下偏差=EI+Z-T/2=(0+0.0034-0.0012)=-0.0022mm磨损极限= EI=0mm止规:上偏差=ES=+0.021mm 下偏差=ES-T=(+0.021-0.0024)=+0.0186mm3. 极限量具尺寸公差带图4. 极限量具结构设计 6 第一道工序数控编程设计说明书第一道工序车端面成型,加工135的外圆及其肩胛面数控编程设计说明书,本程序采用仁和数控系统进行程序编制.1 工艺性分析与编程原点的确定及数值计算:该工序采用一次性装夹完成,保证了外圆与肩胛面的垂直度要求,同时由于该工序是加工余量为3mm,直接由毛坯加工到产品图尺寸,故采用三次走刀完成,切削深度为1mm,具体切用见程序。采用90度硬质合金外圆车刀与3mm槽刀,在编程时考虑到计算方便,我们采用绝对编程,同时坐标原点确定在胛肩面与轴线交点处,由于肩胛面与外圆毛坯为23mm与138mm故坐标轴分别通过计算得出,Z=22、Z=21 、Z=20、X=137、X=136、X=135。具体走刀路线如下:粗实线为刀具切削路线,细实线为空走刀路线,走刀顺序按照字母顺序ABCDEFGH。, 走刀路线6.2 数控编程具体程序具体如下:1 M03 2 T01 S1400 3 G00 X140 Z584 G01 X137 F800 5 Z24 F200 6 Z 22.8 7 X163 F450 8 Z22.3 F300 9 X137 10 Z 22.2 F100 11 X163 F450 12 Z21.7 13 X137 14 Z21.6 F100 15 X163 F450 16 Z21 17 X137 18 Z20.9 F100 19 X163 F450 20 Z20.4 21 X137 22 Z20.3 F100 23 X163 F450 24 Z56 F1500 25 X136 F500 26 Z20.15 27X163 F400 28 Z56 F1000 29 X135 F400 30 Z20 F200 31 X163 F400 32 T02 S550 33 G00 X163 Z20 34 G01 X138 F400 35 X134 F100 36 X163 F1000 37 G26 38 M30工业职业技术学院 第五部分毕业设计体会 时至今日,几个礼拜的毕业设计终于可以画上一个句号了,但是现在回想起来做毕业设计的整个过程,颇有心得,其中有苦也有甜,不过乐趣尽在其中呀!没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结 ,但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面、太偏激了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。首先,先对零件进行了分析,通过对零件有一个大概的了解。然后就是找资料了。查资料是做毕业设计的前期准备工作,好的开端就相当于成功了一半,到图书馆、资料室去虽说是比较原始的方式,但确实也在那里找到了好多有用的资料。总之,不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的,要一一记录下来以备后用。其次,通过上面的过程,已经积累了不少资料,对所选的题目也大概有了一些了解,这一步就是在这样一个基础上,综合已有的资料来更透彻的分析题目。最后,就是着手搞了。刚开始设计的时候,总觉的难度很大,不知道从什么地方下手,对一些设计的步骤根本不知道怎么安排,怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件,让我们先从分析零件图开始,然后在得出零件技术要求,在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图在设计期间,遇到不懂的问题时,指导老师们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人的设计课题不一样,但我们之间还是会经常讨论,互相帮助,不紧学会了知识,而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中,要感谢我们的指导老师,他们在设计期间为我们的解决了很多难题。相信我们通过这次设计,一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。我还得出一个结论:知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导,感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善,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和财富,使我终身受益。参 考 文 献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社,199612 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,198347 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 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社,198712 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社,20028致谢在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声,谢谢!我想没有他们的帮助,毕业设计就会做得很困难。这次毕业设计是在xxx老师悉心指导下完成的。x老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题,x老师给了我许多关怀和帮助,并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指导我们,也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计。在论文工作中,得到了机电工程学院有关领导和老师的帮助与支持,在此表示衷心的感谢。最后,在即将完成毕业设计之时,我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、领导及同学。谢谢了!
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