GJ227-变速箱体加工工艺及钻、扩、铰2-Φ22H7孔夹具设计【卧式钻孔】【含CAD高清图纸和说明书】
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沈 阳 理 工 大 学机 械 加 工 工 序 卡 片班 级学 生日 期指导教师共2页第 1页 产品名称型号零件名称零件图号零件材料工序号工序名称变速箱体HT20003铣同时加工件数每料件数技术等级单件时间(min)量具名称、规格游标卡尺设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷 却 液立式铣床X52K专用夹具更改内容工 步 号工 步 内 容计算数据(mm)走刀次数切 削 用 量工时定额(min)刀具及辅助工具直径或 长度走刀长度单边余量切削深度(mm)进给量(mm/r或mm/min)每分钟转数或双行程数(r/min或2L/min)切 削 速 度(m/min)基本时间辅助时间布置工作地时间名称规格编号数量1铣顶面101610164.014.00.247544.81.295端铣刀 编 制抄 写校 对审 核批 准沈 阳 理 工 大 学机 械 加 工 工 序 卡 片班 级学 生日 期指导教师共2页第 2 页 产品名称型号零件名称零件图号零件材料工序号工序名称变速箱体HT20010钻同时加工件数每料件数技术等级单件时间(min)量具名称、规格圆柱塞规设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷 却 液卧式铣镗床T68专用夹具更改内容工 步 号工 步 内 容计算数据(mm)走刀次数切 削 用 量工时定额(min)刀具及辅助工具直径或 长度走刀长度单边余量切削深度(mm)进给量(mm/r或mm/min)每分钟转数或双行程数(r/min或2L/min)切 削 速 度(m/min)基本时间辅助时间布置工作地时间名称规格编号数量1钻孔至282222141140.27500440.282麻花钻2扩孔28至29.822220.910.90.19630590.209扩孔钻3铰孔29.8至30H722220.110.10.1100094.20.241铰刀4钻孔至201919101100.2750031.40.230麻花钻5扩孔28至29.819190.910.90.1963043.10.183扩孔钻6铰孔29.8至30H719190.110.10.11000690.21铰刀编 制抄 写校 对审 核批 准沈 阳 理 工 大 学工 序 检 验 卡 片班 级学 生日 期指导教师日 期零件名称零件图号零件材料工序号工序名称零件外形尺寸(mm)零件质量(Kg)共 页第 页变速箱体HT200100钻序号检 验 内 容检验工具(或设备)检验示意图(或检验说明)名 称规 格 1测量支座各端面游标卡尺2测量支座各个孔螺柱塞规3测量支座各个螺纹螺纹塞规4测量各部分表面粗糙度粗糙度测量仪更改标记更改文件更改依据更改签字日期机械工艺加工说明书 目 录 第1章 序 言1第2章 计算生产纲领、生产效率分析22.1生产纲领22.2 生产效率分析2第3章 零件的分析33.1 零件的作用33.2 零件的工艺分析3第4章 工艺规程设计44.1 确定毛坯的制造形式44.2 基面的选择44.2.1 粗基准的选择原则44.2.2 精基准选择的原则44.3 制订工艺路线54.4 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差64.5 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立7第5章 钻床夹具设计125.1 定位基准的选择125.2 定位元件的设计125.3 定位误差分析124.4夹紧力的确定134.5钻套设计14总 结16参考文献171第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。变速箱体的加工工艺规程和钻、扩、铰2-22H7孔的工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本设计选用变速箱体来进行工艺编制与夹具设计,以说明书、绘图为主,设计手册与国家标准为附来进行详细说明。第2章 计算生产纲领、生产效率分析2.1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2.2 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%第3章 零件的分析3.1 零件的作用箱体类是机器或部件的基础零件,它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体,使它们之间保持正确的相互位置,并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此,箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。常见的箱体类零件有:机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同,可分为整体式箱体,如图8 1a、b、d所示和分离式箱体,如图81c所示两大类。前者是整体铸造、整体加工,加工较困难,但装配精度高;后者可分别制造,便于加工和装配,但增加了装配工作量。箱体的结构形式虽然多种多样,但仍有 共同的主要特点:形状复杂、壁薄且不均匀,内部呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔。因此,一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。 3.2 零件的工艺分析变速箱体共有六处加工表面 ,其间有一定位置要求。分述如下:1、顶面2、底面3、钻4-13孔、锪平26沉孔4、右端面5、左端面6、45孔、62孔、80孔、92孔7、2-72孔8、 30H7孔;22H7孔9、 顶面8-M10螺纹孔;M10螺纹孔10、 右端面5-M10螺纹孔;M16螺纹孔;2-10孔11、 左端面7-M10螺纹第4章 工艺规程设计4.1 确定毛坯的制造形式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。4.2 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。4.2.1 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。4.2.2 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。4.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。此外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。表3.1 工艺路线工序号 工序内容工序01金属型浇注工序02时效处理 工序03铣顶面工序04铣底面工序05钻4-13孔、锪平26沉孔工序06粗铣、半精铣右端面工序07粗铣、半精铣左端面工序08粗镗、半精镗、精镗45孔、62孔、80孔、92孔工序09粗镗、半精镗、精镗2-72孔工序10钻、扩、铰30H7孔;钻、扩、铰22H7孔工序11钻、攻顶面8-M10螺纹孔;钻、攻M10螺纹孔工序12钻、攻右端面5-M10螺纹孔;钻、攻M16螺纹孔;钻、铰2-10孔工序13钻、攻左端面7-M10螺纹工序14钻、攻G1/8螺纹;钻、攻G1/4螺纹工序15钳工去毛刺工序16检验至图纸要求工序17入库4.4 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1、顶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=4.0mm,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、底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=4.0mm,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、右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=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8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1.4-8,两步铣削(即粗铣半精铣)方可满足其精度要求。 4、左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=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8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1.4-8,两步铣削(即粗铣半精铣)方可满足其精度要求。 5、45孔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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步镗削(即粗镗半精镗精镗)方可满足其精度要求。 6、62孔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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步镗削(即粗镗半精镗精镗)方可满足其精度要求。 7、80孔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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步镗削(即粗镗半精镗精镗)方可满足其精度要求。8、92孔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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步镗削(即粗镗半精镗精镗)方可满足其精度要求。9、2-72孔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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级,表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步镗削(即粗镗半精镗精镗)方可满足其精度要求。10、其余各个加工表面的加工余量因其余各个加工表面的尺寸不大故采用实心铸造。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,按图纸要求加工满足其精度要求。 4.5 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立工序03:铣顶面工步一:铣顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工精度相对不高,故分一次(即粗铣 )完成,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书,其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取475 3)计算工时切削工时:,则机动工时为工序10:钻、扩、铰30H7孔;钻、扩、铰22H7孔工步一:钻孔至28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) 512r/min 与512r/min相近的转速有500r/min和630r/min,在此选取n=500r/min 切削工时: ,则机动工时为 工步二:扩孔28至29.8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) 641r/min 与641r/min相近的转速有630r/min和800r/min,在此选取n=630r/min 切削工时: ,则机动工时为 工步三:铰孔29.8至30H7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) 955r/min 与955r/min相近的转速有800r/min和1000r/min,在此选取n=1000r/min 切削工时: ,则机动工时为 工步四:钻孔至20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) 557r/min 与557r/min相近的转速有500r/min和630r/min,在此选取n=500r/min 切削工时: ,则机动工时为 工步五:扩孔20至21.8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) 657r/min 与657r/min相近的转速有800r/min和630r/min,在此选取n=630r/min 切削工时: ,则机动工时为 工步六:铰孔21.8至22H7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) 941r/min 与941r/min相近的转速有800r/min和1000r/min,在此选取n=1000r/min 切削工时: ,则机动工时为 第5章 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。有老师分配的任务,我被要求设计工序09:钻、扩、铰2-22H7孔和,选用机床:T68卧式铣镗床5.1 定位基准的选择以工件底面和两个13孔作为定位基准,工件底面与支承板相配合,限制三个自由度,13孔和圆形定位销相配合,限制两个自由度,13孔和菱形定位销相配合,限制一个自由度。共限制六个自由度,属于完全定位。5.2 定位元件的设计本工序选用工件底面和两个13孔作来定位,对应的定位元件是支承板和圆形定位销及菱形定位销。5.3 定位误差分析 1、移动时基准位移误差 (式5-1)式中: 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入(式5-1)得: =0.021+0+0.02 =0.041(mm) 2、 转角误差 (式5-2)式中: 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中: 则代入(式4-2)得:则:=0.00495.4夹紧力的确定(1)切屑力计算查表1-2-3 圆周力: 径向力: 轴向力:其中:查机床夹具手册表1-2-4,表1-2-5表1-2-6由上得:Fc=725N,Fp=459N,Ff=695N(2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=10mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠5.5钻套设计2-22H7孔加工只需钻、扩、铰,因为没有两个孔的距离近,没有合适的标准件,故选用特制钻套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 总 结本次设计综合了大学里所学的专业知识,是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计,我的综合运用知识的能力有了很大的提高,尤其是看图,绘图,设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中,我进一步加深了对课本知识的理解,进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程。收获颇丰。首先,我要感谢老师对设计的指导。本次设计是在老师的悉心指导和帮助下完成的,我的机械工艺知识有限,在设计中常常碰到问题,是老师不厌其烦的指导,不断的点拨迷津,提供相关资料,才使设计顺利完成。老师的耐心讲解,使我如沐春风,不仅如此,老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了我,在此,我向老师表示最真诚的感谢。同时,感谢同班同学的支持和帮助,使我更好的完成了毕业设计。我也非常感谢我的父母。在学习和生活上,他们一直都很支持我,使我能全身心地投入到学习中,在此,我想对我的父母说:你们辛苦了,我会尽最大的努力来让你们过上最幸福的日子,请相信我。最后,很感谢阅读这篇课程设计的人们。感谢你们抽出宝贵的时间来阅读这篇课程设计。参考文献1 张耀宸主编.机械加工工艺设计手册.北京:航空工业出版社,19892 肖继德,陈宁平主编. 机床夹具设计(第2版). 北京:机械工业出版社20053 浦林祥主编.金属切削机床夹具设计手册(第2版).北京:机械工业出版社,19954 任嘉卉主编. 公差与配合手册.北京:机械工业出版社,19935东北工学院机械零件设计手册编写组 编. 机械零件设计手册.北京:冶金工业出版社,19836江南大学郑修本主编. 机械制造工艺学(第二版).北京:机械工业出版社,19997上海理工大学陆剑中,孙家宁主编. 金属切削原理与刀具(第4版).北京:机械工业出版社,20058刘力,王冰主编. 机械制图(第二版).北京:高等教育出版社,20049陈于萍,高晓康编著. 互换性与测量技术(第二版).北京:高等教育出版社,200510张龙勋主编. 机械制造工艺学课程设计知道书及习题. 北京:机械工业出版社,199911孟宪栋,刘彤安主编. 机床夹具图册.北京:机械工业出版社,199914江洪,郦祥林,李仲兴编著. Solidworks2006基础教程(第2版).北京:机械工业出版社,200617
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