曲柄 扇形拨叉零件机械加工工艺规程及钻φ16孔的专用钻床工装夹具设计【CAD高清图纸和文档打包】
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XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第1页车间工序号工序名称材料牌号03铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣52后端面端铣刀、游标卡尺475940.252.010.480 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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第2页车间工序号工序名称材料牌号04铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣52前端面端铣刀、游标卡尺475940.252.010.480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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第3页车间工序号工序名称材料牌号05钻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻23孔麻花钻、圆柱塞规54539.40.2811.510.2922扩23孔至24.8扩孔钻、圆柱塞规680530.170.910.2943铰24.8孔至25H7铰刀、圆柱塞规96075.40.10.110.3454倒角设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第4页 车间工序号工序名称材料牌号06铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣16孔两端面立铣刀、游标卡尺60018.80.252.020.520 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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第5页车间工序号工序名称材料牌号07钻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻15孔麻花钻、圆柱塞规54525.70.287.510.2662扩15孔至15.8扩孔钻、圆柱塞规68033.80.170.410.2893铰15.8孔至16H7铰刀、圆柱塞规96048.30.10.110.3454倒角设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第6页车间工序号工序名称材料牌号08铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数仿型铣床 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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣扇形前后两端面立铣刀、游标卡尺475150.252.522.148 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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第7页车间工序号工序名称材料牌号09铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数仿型铣床 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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣扇形外圆面立铣刀、游标卡尺475150.252.011.070 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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称曲柄 扇形拨叉共8页第8页车间工序号工序名称材料牌号10钻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525 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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻M8-6H螺纹底孔6.8麻花钻、圆柱塞规54511.70.283.410.1112攻M8-6H螺纹孔丝锥、螺纹塞规2727.50.60.610.087 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 功能方法的形式化的夹具设计过程摘要 设计工装夹具是一个非常复杂的过程,依赖于设计者的经验和他的自身知识达到一个好的设计。为便于自动化的发展以知识为基础的应用程序,明确界定的夹具,涉及的知识是一个事先和根本任务进行的设计过程。此外,一个基本的和众所周知的工程原则应考虑:功能需求及其相关的限制应该是第一个输入的设计过程。考虑到这些主要的思想,本文提出了发展以促进自动化夹具的设计,根据功能的方法。在这方面,该方法已被用来征求摩卡设备知识和统一建模语言被用来代表夹具设计过程。一个方法的基础上的函数的概念和旨在将这些设计过程的建议。夹具功能要求被定义和形式化。固定功能元素被用来创造一个功能设计方案,链接这些要素的功能要求和典型商业夹具元件已经确定通过表格和规则映射。最后,一个原型应用基础知识已经发展为一个初始验证的提出的方法。关键词:夹具设计过程知识建模;夹具,夹具的功能要求1.简介其主要目的是提供一种设计理论,用适当的框架和方法的定义一系列的活动,符合设计过程中的一个产品或系统。一般来说,所有这些确定要求为出发点的设计过程。在事实上,工程学科处理产品设计可以被定义为一个科学与创建产品定义和工程知识设计解决方案的基础上的想法和概念源自要求和限制。在这项研究中,考虑到要求一个相关的问题时,以此作为一个广义的概念,是使明确的含义,主要条款有:功能要求和约束。一个功能要求的,因为它表示了不同的作者,代表什么产品或必须独立于任何可能的方案。和考虑到一些基本原则的广泛认可领域的需求工程,我们可以补充的是独特的和明确的声明在自然语言中的一个单一功能的书面的方式,它可以排名,跟踪,测量,验证,并验证。一个约束可以被定义为一个限制,一般影响一些这种要求,它限制了各种可能的解决方案同时满足需求。所以,一个约束应始终链接到一个要求,其目的是狭义的设计结果可以接受的解决办法。在公理化设计理论,功能要求应该被定义的功能域,这对现场的问题是如何定义和功能的产品。该方法用于代表会影响推理过程的设计,在这个意义上,之间的映射功能和物理领域,被后来的一个地方设计解决方案的开发。其设计方法提供了一个根据“function-behaviour-structure框架,在函数的定义是利用结构行为”。目的是填补这一缺口,使设计师从美联储的物理设计解决方案。方法是,产品功能通过它的结构,这似乎导致一个迭代因果关系的方法,在寻求解决直到选定的结构,使预定的功能。采用的方法在本文的研究是根据定义的夹具功能部件(FCC),能够满足夹具功能,并在柔性扁平电缆和夹具之间的映射,这样的商业元素。先进的方法来定义要求和功能来建立本体。基本上,模型的重要性,主要是有关夹具,功能要求,夹具,夹具元件,制造资源,制造过程,和设计规则;居住的可能性,自动化设计过程通过发展知识应用程序或系统。本形式化的功能要求的实现通过应用一个结构化的方式规范方法论,和UML图是用来捕获,代表和正式的知识,是促进自动化的夹具设计过程。IDEF 0方法用来创建一个活动模型夹具设计过程,使确定的信息在每一个不同的任务包括。它已被用来补充IDEF 0模型的代表之间的互动活动过程中。2,分析机械加工设备的要求在1节,分别被定义:功能要求与约束条件。要求总是存在,在他们的方式表达,以及他们是如何集成在产品的设计过程中,一般来说,需求工程是指本学科处理捕获,形式化,表示,分析,管理和验证需求满足。然而,所有这些方面的需要集成在产品的设计过程,第一个方面考虑的是如何的要求代表或宣布。因为它已被以前所述,要求明确的表达方式影响他们的解释和设计创作解决方案。在这个意义上,它已被广泛接受,认为使用在加工,工作是一个关键方面,及固定装置要素是负责满足这一总体目标。在他们的设计流程,出发点是定义的加工设备的功能要求和约束。通常,一个夹具的解决方案是由一个或几个物理元素,作为一个整体设计的夹具方案必须满足所有准则和相关的政务司司长。定心,定位,夹紧,并支持,可以被认为是功能要求的夹具,夹具必须做什么,独立于任何特定的解决方案。条款限制,限制各种可能的解决方案”,有许多因素要考虑,主要处理:形状和尺寸被加工零件的,公差,操作顺序,加工策略,切削力,一些设置,设置时间,体积材料批量大小,生产速度,机形态,机器的能力,成本,等结束时,该解决方案可以通过:准确性,可靠性,和经济。3,该方法的形式化该夹具的设计过程 该方法中提出的这项研究的夹具设计过程是基于五个主要的设计阶段(编号15),命名为:功能要求发展(法国),定义了夹具设计功能,功能设计的夹具方案,详细设计夹具方案(日)和夹具的最终解决方案设计验证。这些阶段的目的是定义一个过程连续反馈,使发展中国家的夹具设计一个系统,结构和并行方式(图5)。1阶段:第一阶段,发展的功能要求(法国),包括捕获的知识需要进行设计,加工工艺,夹具。它有2个主要的任务,第一个填充的摩卡形式,和第二形式的功能要求根据结构的2节中定义的。2阶段:第一阶段,定义固定功能目的是完成了一套高水平的软件函数模板,在一个以知识为基础应用程序允许产生夹具的解决方法符合功能要求定义在前一阶段。夹具功能被定义图形使用一种基于IDEF 0建模。该法允许体现图形属性和操作所需的实施一个函数。图6显示了一个例子。建议表示是一个高级功能的定义;它是独立的知识表示将使用执行,而不需要从夹具设计师深入了解任何软件建模技术。定义这些固定功能的第一步是在模型所需的知识工程的应用开发。例如,考虑到影响夹具稳定的一个主要制约因素,夹具功能解决任何要满足这种约束。要做到这一点,这将是要确定一个夹具功能的稳定性图5。从一个高层次的角度,零件信息(如:材料力学性能,形状,尺寸和公差),加工工艺信息(例如:机械加工业务,加工战略,卷删除,切削参数,切削工具参数),和夹具功能元素信息(即:功能,约束,规则,含有量,点向量和应用)。这一信息将有被用来确定一些参数如切削并允许夹紧力。技术,状态的部分表面,功能的技术元素,和类之间的联系零件表面和夹具元件。材料的力学性质,形状和尺寸的一部分被加工,和相关公差。限制,方向,含有量,接触参数,和定位点。操作序列,和对于每一个操作:加工策略,切削参数,切割工具,和删除。一些设置,批量,生产速度,以及目标成本。4阶段:第四阶段,详细设计包括建立详细的解决方案。这基本上是几何(含体积)与夹具元件,这是特别相关的干涉检查。不过,在这种情况下空间的可能的解决办法是减少,最后,第五阶段,验证设计,目的是使最终的评价和验证的功能符合要求和其相关的约束。4。夹具设计过程的功能模型 因为它是在介绍中提到,功能设计方法,然而,正如所指出的法国标准化协会之间的关系元素和夹具的商业组件夹具功能功能代表商业元素类型选择,夹具的功能,接触表面,方法通过在本研究涉及的定义,什么将是第一步,在夹具本体发展。功能的方法,夹具设计,基于信息模型定义,有一些特点,即:减少一些功能,夹具已经执行的可能性,正规化灵敏度,规范与定量预选赛,并减少设计空间的使用功能性元素。不过,定义之前任何夹具信息模型,是有必要界定的夹具设计过程和信息流沿它。以下是活动模式在这表示夹具设计过程。本模型的代表利用IDEF 0和统一建模语言,它允许确定知识单元需要在这些过程,以及它们之间的相互作用,一些作者还使用建模技术代表的过程和一部分的相关信息的夹具设计过程,但没有采取功能性做法,它输入起点与知识有关的单位的一部分几何,制造工艺,加工资源,和下面的IDEF 0方法,知识单元构成的最终输出的过程是夹具详细设计,和夹具装配图。资源知识单元的电机单元和模块化夹具部件。制造工艺,加工操作,切削刀具,切削条件,加工战略,以及机床的形态。输出是一个了解之间的对应部分技术特点和加工操作。该过程重点是定义的技术特征加工才能完成的部分。它包括输入的结果从先前的三活动到它创建的一个清单,加工的特点与他们的相关的尺寸和公差。5,信息模型,实例,和方法验证夹具设计过程建模,确定的知识单元:要求夹具,夹具函数,定义,加工操作,功能设计规则,详细设计规则,夹具资源,和夹具验证,是仿照在一个面向对象结构,对于其中的一些知识单位,专门为一部分定义和加工业务这样的模型,和结果的原型信息和加工计划。因此,本夹具功能要求必须定义这些活动的一部分6,结论一个综合的方法来设计过程加工设备已通过本研究。基本目标是正式的方法促进这种设计过程自动化。依赖对调查结果和所得出的结论文献复习和与夹具设计,一些原则被认为是指导研究。以下是这些原则和他们如何被考虑到:开始的一步是定义的夹具功能要求。这个原则导致形式化的要求,根据一些方法从需求工程,并以功能表达的夹具设计方案,根据标准,这种方法可以验证设计方案对指定的需求。有需要捕获和正规化加工夹具知识。这个原则导致使用一个建模的方法,在这种情况下,信息建模方法最后通过,有需要定义和表面加工夹具设计过程。这个原则导致其定义和表面利用IDEF 0和统一建模语言。有需要定义软件夹具功能,其目的是创造解决方案,落实夹具功能要求和定义独立的执行系统。这原则,导致一些研究解决方案已在这一领域,特别是优化作品,并得出结论,只有高水平描述这功能,其中的信息和基本规则必要的执行被指定的,是可能的地址。然而,复杂程度高的夹具功能,需要进一步调查,以便定义如何分解成低层次同时保持独立的代表详细执行标准。进行的研究,可以得出这样的结论,形式化的夹具设计过程的基础上功能要求允许发展一个更完整方法的问题,夹具设计。基本的步骤,和基本输入到任何实现目标自动化的过程,开始与夹具设计过程,并继续与定义的夹具知识要求:夹具,夹具功能单位,一部分定义,加工操作,功能设计规则,详细设计规则,夹具,夹具验证。7,参考文献 1克帕尔,W贝茨,工程设计系统方法,其次,施普林格出版社,伦敦,1996。2 厄尔曼,T dietterich,斯托弗,一个新型的机械设计过程的基础上的经验数据,人工智能工程设计和制造(1988)3352。 3 公理化设计:进展与应用,牛津大学出版社,牛津,2001。4 B小尼尔森钱,约瑟夫,功能建模的复杂技术系统(1997)316。 5 亨利克森,夹具和夹具设计手册,工业出版社,新纽约,(1973)。 6 J . kakish,对设计和开发的基础知识通用模块化夹具和夹具设计,智能制造(2000)2330。 7 A .森迪尔库马尔,诉subramanuam,K萧,多智能体方法对夹具设计,智能制造业杂志(2001)3142。 8 K whybrew,A .森迪尔库马尔,先进的夹具设计制造,施普林格出版社,伦敦,1995。XX学校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曲柄 扇形拨叉共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01铸造铸造02热时效处理03铣铣52后端面立式铣床X52K硬质合金端铣刀、游标卡尺04铣铣52前端面立式铣床X52K硬质合金端铣刀、游标卡尺05钻钻、扩、铰25H7孔;倒角立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻、铰刀、倒角钻、圆柱塞规06铣铣16孔两端面立式铣床X52K硬质合金端铣刀、游标卡尺07钻钻、扩、铰16H7孔;倒角立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻、铰刀、倒角钻、圆柱塞规08铣铣扇形前后两端面仿型铣床硬质合金立铣刀、游标卡尺09铣铣扇形外圆面仿型铣床硬质合金立铣刀、游标卡尺10钻钻、攻M8-6H螺纹孔立式钻床Z525麻花钻、丝锥、圆柱塞规、螺纹塞规11去毛刺去毛刺 12终检检验至图纸要求 13入库包装、入库 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 期机械制造技术课程设计说明书设计题目:制定曲柄 扇形拨叉的零件机械加工工艺规程及钻16孔的专用钻床夹具设计专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 20 年 月 日26目 录序 言11计算生产纲领、确定生产类型21.1生产纲领21.2生产效率分析21.3生产类型32零件的分析42.1零件的作用42.2零件的分析43确定毛坯制造形式54拟定工艺路线64.1基面的选择64.1.1粗基准的选择原则64.1.2精基准选择的原则64.2选择加工方法74.3划分加工阶段74.4工序的集中与分散84.5确定工序顺序85 拟定工艺设计105.1确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差105.2 选择机床及工装115.3制订工艺路线125.4 确定切削用量以及时间定额126钻床夹具设计216.1 问题的提出216.2 定位基准的选择216.3 定位误差分析216.4 切削力的计算与夹紧力分析226.5钻套设计226.6夹具设计及操作简要说明25参 考 文 献26序 言本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。扇形拨叉加工工艺规程及钻15H7孔的夹具设计,包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。1计算生产纲领、确定生产类型1.1生产纲领生产纲领:企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。 N=Qn(1+a+)式中: N零件的生产纲领(件/年) Q机器产品的年产量(台/年) n每台产品中该零件的数量(件/台) a备品百分率 废品百分率1.2生产效率分析操作者按规定的作业方法工作时,他的能力或努力程度叫效率。主要用来考核纯生产能力,不包括由技术、材料等其它问题所引起的能力损耗。1)标准工时:标准工时=标准作业时间+辅助时间指在正常情况下,从零件到成品直接影响成品完成的有效动作时间,其包含直接工时与间接工时。即加工每件(套)产品的所有工位有效作业时间的总和。a标准工时:标准工时=生产一个良品的作业时间。b标准工时=正常工时+宽放时间=正常工时(1+宽放率)c工厂使用的宽放率一般在10%20%,对一些特殊的工种,如体力消耗较大的工种,宽放率可适当放宽一些d正常工时是人工操作单元工时+机器自动作业工时的总和。2)制定方法:对现有各个工位(熟练工人)所有的有效工作时间进行测定,把所有组成产品的加工工位的工时,考虑车间生产的均衡程度、环境对工人的影响、以及工人的疲劳生产信息等因素后,计算得到标准工时。生产率(产出数量标准工时)(日工作小时直接人工数)100%1.3生产类型根据生产纲领的大小,可分为三种不同的生产类型:1.单件生产:少量地制造不同结构和尺寸的产品,且很少重复。如新产品试制,专用设备和修配件的制造等。2.成批生产:产品数量较大,一年中分批地制造相同的产品,生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产,大批生产接近于大量生产。3.大量生产:当一种零件或产品数量很大,而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量(生产纲领)及其自身特点,具体情况见表1-1。表1-1: 生产类型与生产纲领的关系生产类型重型(零件质量大于2000kg)中型(零件质量为100-2000kg)轻型(零件质量小于100kg)单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000依设计题目知:Q=3000台/年,n=2件/台;结合生产实际,备品率和废品率分别取为10%和1%。带入公式得该零件的生产纲领 N=30002(1+10%)(1+1%)=6666件/年 零件是轻型零件,根据表1-1可知生产类型为中批生产。 2零件的分析2.1零件的作用拨叉主要是用在操纵机构中,比如改变车床滑移齿轮的位置,实现变速;或者应用于控制离合器的啮合断开的机构中,从而控制横向或纵向进给。 拨叉是汽车变速箱上的部件,与变速手柄相连,位于手柄下端,拨动中间变速轮,使输入/输出转速比改变。 如果是机床上的拨叉是用于变速的,主要用在操纵机构中。就是把 2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。即改变车床滑移齿轮的位置,实现变速。2.2零件的分析序号加工表面尺寸精度粗糙度形状、位置152后端面6.3252前端面6.3334前端面6.3434后端面6.3平行于基准A 0.02525H7孔0.0213.2616H7孔0.0183.27铣扇形后端面6.38铣扇形前端面6.39铣扇形外圆面12.510M8-6H螺纹孔0.0083.2 3确定毛坯制造形式零件材料为HT200。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9级,已知此拨叉零件的生产纲领中批生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程工序划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。铸件有多种分类方法:按其所用金属材料的不同,分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等;按铸型成型方法的不同,可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多,约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件,多是压铸件。4拟定工艺路线4.1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。基面选择的正确、合理,可以保证质量,提高生产效率。否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行。4.1.1粗基准的选择原则1)如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求,应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面,则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2)如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀,应选择该表面作精基准。3)如需保证各加工表面都有足够的加工余量,应选加工余量较小的表面作粗基准。4)选作粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口、飞边等缺陷,以便定位可靠。5)粗基准一般只能使用一次,特别是主要定位基准,以免产生较大的位置误差。由以上及零件知,选用工件中心线作为定位粗基准。 4.1.2精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求:用设计基准作为定位基准,实现“基准重合”,以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时,应尽可能采用此组精基准定位,实现“基准统一”,以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时,应选择加工表面本身作为精基准,即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度,可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠,可使夹具结构简单的表面作为精基准。4.2选择加工方法序号加工表面尺寸粗糙度形位加工方法152后端面526.3粗铣252前端面526.3粗铣334前端面346.3粗铣434后端面346.3平行于基准A 0.02粗铣525H7孔303.2钻、扩、铰616H7孔303.2钻、扩、铰7铣扇形后端面1226.3粗铣8铣扇形前端面1226.3粗铣9铣扇形外圆面12212.5粗铣10M8-6H螺纹孔13.53.2钻、攻4.3划分加工阶段按加工的精度高低,加工阶段一般可分为三个阶段:一、粗加工阶段主要加工方法有:粗车、粗铣、粗刨、粗镗和钻孔。二、半精加工阶段主要加工方法有:半精车精车、半精铣精铣、半精刨精刨、半精镗精镗和扩孔铰孔。三、半精加工阶段主要加工方法是各种类型的磨削,也有宽刃精刨、浮动镗和刮削在不同的加工阶段不仅所选择的机床、切削用量不同,而且所使用的夹具、刀具、检具的精度也是不同的。从粗加工到精加工,机床、夹具、刀具、检具的精度由低到高,切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高进行变化。因此,在不同的加工阶段应选择合适的加工设备。4.4工序的集中与分散一、工序集中按工序集中原则组织工艺过程,就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些,将许多工序组成一个集中工序。最大限度的工序集中,就是在一道工序内完成工件所有表面的加工。二、工序分散按工序分散原则组织工艺过程,就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步4.5确定工序顺序一、机械加工工序的安排原则:1) 先粗后精:粗加工在前,精加工在后,粗精分开。2) 基准先行:先把基准面加工出来,再以基准面定位来加工其表面,以保证加工质量。3) 先主后次:主要表面是指装配表面、工作表面,次要表面是指键槽、联接用的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工结束后,最终精加工之前进行。4) 先面后孔:平面轮廓尺寸较大,平面定位安装稳定,通常均以平面定位来加工孔。 先面后孔的另一含义:在从面上加工孔之前、先加工这个面,然后再从加工好的面上钻孔。 二、热处理工序的安排1) 退火应用:高碳钢采用退火,以降低硬度;放在粗加工前,毛坯制造出来以后。2) 正火应用:低碳钢、中碳钢采用正火,以提高硬度。放在粗加工前,毛坯制造出来以后。3) 调质处理应用:安排在粗加工后,半精加工前。常用于中碳钢和合金钢。4) 时效处理应用:一般安排在毛坯制造出来和粗加工后。常用于大而复杂的铸件。5) 淬火应用:一般安排在磨削前。6) 渗碳处理可安排在半精加工之前或之后进行。镀铬、镀锌、发蓝等,一般都安排在工艺过程最后阶段进行。3、 检验工序的安排 为保证零件制造质量,防止产生废品,需在下列场合安排检验工序: 1)粗加工全部结束之后; 2)送往外车间加工的前后; 3)工时较长和重要工序的前后; 4)最终加工之后。4、 其它工序的安排 1)切削加工之后,应安排去毛刺工序。 2)零件在进入装配之前,一般都应安排清洗工序。 3)在用磁力夹紧工件的工序之后,要安排去磁工序。 4)在铸件成型后要涂防锈溱。5 拟定工艺设计5.1确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1. 52后端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削(即粗铣)方可满足其精度要求。2. 52前端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削(即粗铣)方可满足其精度要求。3. 34前端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削(即粗铣)方可满足其精度要求。4. 34后端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削(即粗铣)方可满足其精度要求。5. 25H7孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT7级,表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步钻削(钻、扩、铰)即可方可满足其精度要求。钻 单边余量Z=11.5mm扩 单边余量Z=0.9mm铰 单边余量Z=0.1mm6. 16H7孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT7级,表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步钻削(钻、扩、铰)即可方可满足其精度要求。钻 单边余量Z=7.5mm扩 单边余量Z=0.4mm铰 单边余量Z=0.1mm 7.扇形前后两端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削(即粗铣)方可满足其精度要求。8.扇形外圆面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削(即粗铣)方可满足其精度要求。9.M8-6H螺纹孔加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT6级,表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,钻.攻即可方可满足其精度要求。5.2 选择机床及工装1、 52后端面,加工设备选择:X52K立式铣床;刀具选择:硬质合金端面铣刀;量具选择:游标卡尺。2、 52前端面、34前端面;加工设备选择:X52K立式铣床;刀具选择:硬质合金端面铣刀;量具选择:游标卡尺。3、 34后端面;加工设备选择:加工设备选择:X52K立式铣床;刀具选择:硬质合金端面铣刀;量具选择:游标卡尺。4、 25H7孔、倒角;加工设备选择:Z525立式钻床;刀具选择:硬质合金麻花钻、倒角钻;量具选择:圆柱塞规。5、 16H7孔、倒角;加工设备选择:Z525立式钻床;刀具选择:硬质合金麻花钻、倒角钻;量具选择:圆柱塞规。6、 扇形前后两端面;加工设备选择:X62卧式铣床;刀具选择:硬质合金立铣刀;量具选择:游标卡尺。7、 扇形外圆面;加工设备选择:X62卧式铣床;刀具选择:硬质合金立铣刀;量具选择:游标卡尺。8、 M8-6H螺纹孔;,加工设备选择:Z525立式钻床;刀具选择:硬质合金麻花钻、硬质合金丝锥;量具选择:圆柱塞规、螺纹塞规。 5.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点,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,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工件集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案工序01:铸造工序02:时效处理工序03:铣52后端面工序04:铣52前端面工序05:钻、扩、铰25H7孔;倒角工序06:铣16孔两端面工序07:钻、扩、铰16H7孔;倒角工序08:铣扇形前后两端面工序09:铣扇形外圆面工序10:钻、攻M8-6H螺纹孔工序11:去毛刺工序12:检验至图纸要求工序13:入库5.4 确定切削用量以及时间定额工序01:铸造工序02:时效处理工序03:铣52后端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,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,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,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X52K型立式铣床说明书,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475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 。工序04:铣52前端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,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,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,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X52K型立式铣床说明书,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475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序05:钻、扩、铰25H7孔;倒角工步一:钻23孔选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 554r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:扩23孔至24.8选用高速钢锥柄扩孔钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 642r/min 按机床选取n=680r/min 切削工时: ,则机动工时为工步三:铰24.8孔至25H7选用高速钢锥柄铰刀(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 955r/min 按机床选取n=960r/min 切削工时: ,则机动工时为工步四:倒角工序06:铣16孔两端面1、选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀,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,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,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X52K型立式铣床说明书,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600当600r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 。工序07:钻、扩、铰16H7孔;倒角工步一:钻15孔选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 531r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:扩15孔至15.8选用高速钢锥柄扩孔钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 706r/min 按机床选取n=680r/min 切削工时: ,则机动工时为工步三:铰15.8孔至16H7选用高速钢锥柄铰刀(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 995r/min 按机床选取n=960r/min 切削工时: ,则机动工时为工步四:倒角工序08:铣扇形前后两端面工步一:铣扇形前后两端面1、选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀,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,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据仿型铣床说明书,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475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 。工序09:铣扇形外圆面工步一:铣扇形外圆面1、选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀,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,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据仿型铣床说明书,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475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 。工序10:钻、攻M8-6H螺纹孔工步一:钻M8-6H螺纹底孔6.8选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 562r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻M8-6H螺纹孔选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.6mm/r299r/min 按机床选取n=272r/min切削工时: ,则机动工时为 工序11:去毛刺工序12:检验至图纸要求工序13:入库6钻床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。由指导老师的分配,决定设计07工序:钻、扩、铰16H7孔;倒角的夹具。6.1 问题的提出 本夹具主要用于钻、扩、铰16H7孔;倒角,表面粗糙度Ra3.2,精度要求相对比较高,故设计夹具时,即要考虑如何提高生产效率,也要保证工件表面的质量。6.2 定位基准的选择选择已加工好的52前端面、25H7孔和扇形侧面来定位,对应的夹具上定位元件应分别是心轴、浮顶销和A型固定式定位销,定位分析如下:1、 曲柄52前端面和34前端面作为第一定位基准,与心轴50端面和浮顶销相配合,限制三个自由度,即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2、 曲柄25H7孔作为第二定位基准,与心轴25f6外圆相配合,限制两个自由度,即X轴移动和Y轴移动。3、 曲柄扇形侧面作为第三定位基准,与A型固定式定位销相配合,限制一个自由度,即Z轴转动, 工件六个自由度被完全限制,属于完全定位,故设计合理。6.3 定位误差分析1、 基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量,称为基准位移误差,用表示。工件以25H7孔在轴上定位钻、扩、铰16H7孔,如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致,做无间隙配合,即孔的中心线与轴的中心线位置重合,则不存在因定位引起的误差。但实际上,轴和工件内孔都有制造误差,于是工件套在轴上必然会有间隙,孔的中心线与轴的中心线位置不重合,导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差,其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 基准位移误差,mm 孔的最大直径,mm 轴的最小直径,mm =0.027mm2、 基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上,但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量,称为基准不重合误差,用表示。基准不重合误差为= 式中 基准不重合误差,mm 工件的最大外圆面积直径公差,mm =6.4 切削力的计算与夹紧力分析查表4得切削力计算公式:式中,f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力,查表5得,安全系数K=式中为各种因素的安全系数,查表得:K=1.872,当计算K2.5时,取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧,查表得夹紧力为12360N=30900N由上计算得,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。6.5钻套设计16H7孔加工需钻、扩、铰,因为钻孔后还要扩孔和铰孔,故选用快换钻套(其结构如下图示)。根据工艺要求:。即用15的麻花钻钻孔。查机床夹具标准件可知15相配的快换钻套的具体结构如下 具体的尺寸如下因为钻套和夹具体是间隙配合,加工的时间钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上,以防止加工的时间工件的旋转,有上图可知和钻套相配的螺钉的尺寸为M8,查机床夹具标准件可知,M8钻套压紧螺钉的具体结构如下具体的尺寸如下 6.6夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择由螺母、圆垫圈、心轴和快换垫圈等组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小,钻削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 参 考 文 献1.邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京: 机械工业出版社 2004,8 2.赵志修 主编 机械制造工艺学 北京: 机械工业出版社 1984,23.孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京:冶金工业出版社 2002,12 4.李洪 主编 机械加工工艺手册 北京: 北京出版社 1990,125.邓文英 主编 金属工艺学 北京: 高等教育出版社 20006.黄茂林 主编 机械原理 重庆: 重庆大学出版社 2002,77.丘宣怀 主编 机械设计 北京: 高等教育出版社 19978.储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆: 重庆大学出版社 1997,129.廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京: 中国计量出版社 2000,110.乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京: 机械工业出版社 1992,1211.李庆寿 主编 机床夹具设计 北京: 机械工业出版社 1983,412.陶济贤 主编 机床夹具设计 北京: 机械工业出版社 1986,413.机床夹具结构图册 贵州:贵州人民出版社 1983,714.龚定安 主编 机床夹具设计原理 陕西:陕西科技出版社,1981,715.李益民 主编 机械制造工艺学习题集 黑龙江: 哈儿滨工业大学出版社 1984, 716.周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京: 中国建材工业出版社 2002,12
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