BC55直连接工艺工装及CADCAM
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BC55直连接工艺工装及CAD/CAM 学 院:继续教育学院 专 业 班 级:机械设计制造及其自动化 学 号:110107026 学 生 姓 名: 王建 指 导 教 师: 李晓丹 2014 年 9 月毕业设计(论文)答辩成绩评定 机械设计制造及其自动化 专业毕业设计(论文)第 答辩委员会于 年 月 日审定了 机械设计制造及其自动化111 班级 王建 学生的毕业设计(论文)。 设计(论文)题目: BC55直连接工艺工装及CAD/CAM 设计(论文)说明书共 50 页,设计图纸 5 张。毕业设计(论文)答辩委员会意见: 成 绩: 机械制造设计及其自动化 专业毕业设计(论文)答辩委员会主任委员 (签字)摘 要本毕业设计题目是BC55直连接的工艺工装设计及CAD/CAM,来自东风朝柴有限公司。BC55直连接的模具设计和工艺路线制定等一系列工作,具体内容如下:第一,是对工件进行三维造型,本零件结构较为简单,该零件主要由平面,圆柱面通孔凹台组成,需建立三个参考平面来解决。除此之外还要对毛坯造型,确定毛坯余量。第二,是对工件进行模具设计,模具的设计是本课题的重点和难点,它包括分型面的选择,以及工装图中对于模具内部结构的具体设计。第三,是对工件工艺路线制定,确定定位基准,合理安排各道工序, 从而提高效率、降低产品总成本。最后,是对工件进行专用夹具设计。要点在于确定基准,保证工件顺利拆卸以及合理的夹紧方式。通过设计合理的专用夹具,缩短辅助时间,提高自动化程度,保证加工精度。 关键词:实体造型;模具设计;工艺设计;夹具设计;CAD/CAM; 目 录摘 要.I第1章 绪 论1 1.1 课题来源及目的意义1 1.2 课题的主要内容1 1.3 论文的主要结构1第2章 BC55直连接零件的三维CAD造型2 2.1 零件的结构特征分析2 2.2 零件的三维造型3 2.3 零件毛坯的三维造型3第3章 BC55直连接零件熔模铸造模具设计4 3.1 BC55直连接零件熔模精密铸造工艺4 3.2 BC55直连接零件三维模具设计4第4章 BC55直连接零件的机械加工工艺规程设计6 4.1 BC55直连接零件的结构工艺性分析6 4.2 BC55直连接零件生产纲领和生产类型6 4.3 BC55直连接毛坯种类及制造方法7 4.4 工艺路线拟订10 4.5 切削用量和工时定额的确定11 4.6 经济技术分析39第5章 BC55直连接零件专用夹具设计40 5.1 BC55直连接工序专用夹具设计40 5.2 、工序专用夹具设计44第6章 BC55直连接零件模具型腔的CAM设计46 6.1 BC55直连接零件模具型腔加工工艺46 6.2 BC55零件模具型腔CAM46第7章 总结48参 考 文 献49 致 谢.50沈阳工业大学本科生毕业设计(论文)第1章 绪 论1.1 课题来源及目的意义1.1.1 课题的来源本毕业设计的题目来自东风朝柴有限公司,题目的名称是BC55直连接的工艺工装设计及CAD/CAM,零件的毛坯材料为HT200灰铸铁,生产批量为大批量。1.1.2 课题的目的和意义题目给的是CA6140车床的拨叉零件。它的位置在车床变速机构中,起换档的作用,使得主轴的回转运动按要求工作,并获得所需的速度和扭矩的作用。零件上的22孔与操纵机构相连,零件上的55孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。拨动齿轮所在的轴实现变速。两件零件铸为一体,加工时分开。1.2 课题的主要内容 主要内容包括运用Pro/Engineer软件完成BC55直连接零件的三维造型;再利用Pro/Engineer的模具模块根据BC55直连接零件的三维实体完成精密铸造模具设计;工艺设计部分主要包括BC55直连接零件机械加工工艺路线分析,工艺规程制定,加工设备及刀具、夹具、量具选择,切削速度的计算、各个工布走刀长度的计算、基本时间的计算、辅助时间的计算、工作时间的计算、切削用量计算及主轴转速与进给量的选择;夹具设计主要包括,定位基准的选择、夹紧方式选择,专用夹具各零件间连接的配合要求及夹紧力计算,夹具的二维图绘制等;CAM设计主要包括模具复杂型面CAM及加工仿真、代码生成;任务量为:模具1张A0图纸,工艺综合卡片1张A1图纸,卡具装配图2张A1图纸。设计说明书1.52万字,其中译文2000字左右。1.3 论文的主要结构全文共分七部分,第一部分绪论,第二部分BC55直连接零件的三维CAD造型,第三部分BC55直连接零件熔模铸造模具设计,第四部分BC55直连接零件的机械加工工艺规程设计,第五部分BC55直连接零件专用夹具设计,第六部分BC55直连接零件模具型腔的CAM设计,第七部分总结。第2章 BC55直连接零件的三维CAD造型2.1 零件的结构特征分析该零件,主要由平面,圆柱面,通孔,凹台构成。由图可知下表面作为定位基准构成一面两孔定位基准,在加工时尽可能以其为定位基准,这样符合基准统一的原则,利于保证左右2*22孔、及55孔的位置精度。同时以底面为定位基准便于加工(如图2-1,图2-2)。图2.1 BC55直连接的三维造型图(1)图2.2 BC55直连接的三维造型图(2)2.2 零件的三维造型造型过程中应用的软件为Pro/ENGINEER wildfire 5.0。通过分析零件的结构,该零件的造型主要由拉伸增料、拉伸除料组成。可以确定出造型的方案。对该零件的三维造型主要采用Pro/e 软件进行。主要利用拉伸增料、创建面等命令造出外廓,用拉伸除料除料来造出侧面的通孔及螺纹孔。用拉伸增料、拉伸除料命令造出零件中间的台,然后建立各处倒角,圆角,即完成造型。2.3 零件毛坯的三维造型BC55直连接零件的毛坯图如下: 图2-3 毛坯三维图第3章 BC55直连接零件熔模铸造模具设计3.1 BC55直连接零件熔模精密铸造工艺BC55直连接零件的毛坯为精密铸件,精密铸造不同与传统压力铸造。它能获得相对准确地形状和较高的铸造精度。首先是压蜡(将蜡压入所设计的模具中)接下来是修蜡、蜡检、组树(把腊模组成树),然后是制壳(先沾浆、淋沙、再沾浆、最后模壳风干),接下来就是脱蜡的过程(加热使蜡融化流出来),制壳完成后就是模壳焙烧,接下来在模壳内浇注钢水,等冷却后震动脱壳切割铸件使毛坯与浇棒分离,下一个过程是初检(毛胚检查是否合格),最后就是进行抛丸处理得到所需的毛坯进行接下来的加工。3.2 BC55直连接零件三维模具设计3.2.1 Pro/E三维模具设计基本方法模具设计过程中利用的是Pro/ENGINEER wildfire软件,选用模具设计模块完成模具的设计。1. 装配法:利用装配模块,在已创建的实体中减去零件的体积,完成零件基本型腔的创建。之后使用Pro/E中的基本特征创建功能完成各需要特征的建立,从而完成模具的设计。2. 分型面法:在模具模块中设计模具型腔,基于表面创建模具的型腔。这种方法相对简单表面的零件比较适合。3. 体积块法,即在Pro/E的在模具模块中建立若干体积块来组成模具体。3.2.2 BC55直连接零件三维模具基本结构如图所示,分析了Pro/E模具设计的三种基本方法后,根据BC55直连接的结构特点选择了装配法和分型面法相结合的方法。首先在Pro/E模具模块下利用分型面法创建模具型腔。BC55直连接零件的55、22孔开模取不出,再用装配的方法把事先画好的型芯拉杆等装配上去,完成模具设计。图3.1 模具的三维造型总装图图3.2 模具的三维造型爆炸图第4章 BC55直连接零件的机械加工工艺规程设计4.1 BC55直连接零件的结构工艺性分析零件结构工艺性分析是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下,制造的可行性和经济性。各种零件的表面都是由一些基本表面及成形表面构成。表面的形状是确定机械加工工艺方法的重要因素。各种表面的不同组合则形成了零件结构上的特点,而这一结构上的特点则对零件的机械加工工艺过程有重要影响。零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下,制造的可行性和经济性。对零件的结构工艺性分析,必须根据零件的生产类型、生产纲领,全面、具体、综合地进行分析,在制订机加工工艺规程时,主要是对零件的切削加工工艺性分析,主要涉及到以下几个方面:1) 工件应便于在机床或夹具上装夹、并尽量减少装夹次数。 2) 刀具易于接近加工部位,便于进刀、退刀、越程和测量,以及便于观察切削情况等。3) 尽量减少刀具调整和走刀次数。4) 尽量减少加工面积及空行程,提高生产率。5) 便于采用标准刀具,尽量减少刀具种类。6) 改善加工条件,便于加工,必要时应便于采用多刀、多件加工。7) 尽量减少工件和刀具的受力变形。8) 有适宜的定位标准,且定位基准至加工表面的标注尺寸应便于测量。从BC55直连接零件图上可以看出,需要加工的表面主要有内圆、端面、圆柱上的通孔及螺纹孔。各需要加工的表面间有一定的相对垂直精度及表面粗糙度的要求。4.2 BC55直连接零件生产纲领和生产类型根据任务书,连接件的年产量为30000件,结合生产实际,假定其备品率a%和机械加工的废品率b%分别取10%,5%。N=Qn(1+a%+b%) (4-1) =300001(1+10%+5%)=34500(件/年)式中:N-生产纲领;Q-产品的年产量(件/年); n-每件产品中该零件的数量(件/台); a%-备品的百分率; b%-废品的百分率。连接件的年产量为34500件/年,现通过计算,已知此拨叉零件的生产纲领为34500件/年,零件的质量是1.10Kg/个,查机械制造工艺及设备设计指导手册321 页表15-2,可确定该拨叉生产类型为大批生产,4.3 BC55直连接毛坯种类及制造方法零件材料为 HT200,硬度143-269HBW,毛坯重量约1.10kg。根据机械制造工艺设计简明手册3(以下简称机械制造手册)知生产类型为大批生产,采用熔模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1)毛坯余量及尺寸的确定毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样,从而为工件毛坯的制造作准备,该工序在这里不做详细说明,主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定,以便毛坯制造者参考。根据机械制造手册,结合加工表面的精度要求和工厂实际,要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。查机械制造手册表2.2-1 至2.2-5,查得铸件尺寸公差等级CT 为7-9 级,选用9级。毛坯余量及尺寸如下表:表2-1 毛坯余量及尺寸表毛 坯简 图加工面代号基 本尺 寸加工余量等级加工余量说 明D122mmG0.25 2双侧加工D255mmG0.5单侧加工T273mmF18单侧加工T473mmF18单侧加工(2)各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坏尺寸的确定机械加工时,每种机床上所能达到的精度越高,则所耗费的工时越多,成本越高。当所得达到的精度超过一定限度时,加工工时就会迅速增加,生产率大大下降,加成本急剧上升,因而经济度很差。每种机床在正常生产条件下能经济达到的精度范围是一定的,这个精度就是这种加工方法的经济精度。通过工件各表面的公差和粗糙度获得各表面的加工方法,查机械加工工艺手册7(机械工业出版社,孟少农主编)以下简称工艺手册7表4.1-9表4.1-20 和表4.2-4 可以获得。1)圆柱表面工序尺寸:查工艺手册7查表5.2-7 内孔加工方法的适用范围,根据零件表面粗糙度及最后相关尺寸公差等级确定内孔加工方法,再查表3.2-9 内孔加工余量及偏差确定工序尺寸及余量。两的孔确定工序尺寸及余量为:扩孔:21.85 Z=0.35mm铰孔: Z=0.15mm中间孔55,毛坯为铸孔,表面粗糙度为Ra3.2,确定工序尺寸及余量为:粗车: 54.85 Z=0.35mm半精车: Z=0.15mm根据前面资料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2-2 圆柱表面工序尺寸工位号加工表面mm加工内容加工余量精度等级工序尺寸mm表面粗糙度Ra(m)3铸件0.5CT9扩孔0.35IT83.2铰孔0.15IT71.61铸件0.5CT9粗车0.35IT86.3半精车0.15IT73.250扩孔IT126.3攻丝55钻孔IT126.32)平面工序尺寸:查工艺手册7表5.2-8 平面加工方法的适用范围,根据零件表面粗糙度及最后相关尺寸公差等级确定各个平面加工方法,查表3.2-25 铣平面加工余量,确定零件平面各个工序的加工余量。表2-3 平面工序尺寸表工位号工序内容加工余量mm基本尺寸mm经济精度工序尺寸偏差表面粗糙度Ra(m)2粗车两端孔上端面0.3549.85116.3半精车两端小头孔上端面0.1550113.24.4 工艺路线拟订 定位基准的选择是工艺规程设计中的关键问题之一,基准选择的是否合理,将影响到加工质量、生产率和工艺成本。4.4.1 定位基准的选择由毛坯的三维模型可以直观的看出,定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,甚至还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。以零件的两个圆柱端面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。(2)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,以粗加工后的凹台底面为主要的定位精基准,以已加工完的55孔的内表面及两个小头孔外圆柱表面其一为辅助的定位精基准。4.4.2 制定工艺路线在该零件生产类型已确定为大批量生产的情况下,制定工艺路线时保证高质,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,可以考虑采用专用工卡具,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,使生产成本尽量下降。现拟定工艺方案如下: 1) 精铸毛坯 2)震动去砂壳 3) 高温正火,调质 4)去应力处理 5) 粗车、半精车55内孔及粗车73下凹台普通车床专用夹具 6) 粗车、半精车圆筒上端面粗车 73凹台普通车床专用夹具 7) 扩、铰2*22的孔普通钻床钻床专用夹具 8) 钻8的孔、攻M8螺纹普通钻床钻床专用夹具9) 钻、扩、铰8的通孔普通钻床钻床专用夹具10)切割卧式铣床专用夹具11)铣切割端面立式铣床专用夹具4.4.3 选择加工设备及工艺装备 机床的选择首先以保证各工序的尺寸精度和位置精度为主,同时考虑工厂用机床设备类型的原则。夹具、量具的选择,主要为保证加工精度,提高生产率,降低废品率,同时考虑工人的劳动强度,测量的方便和测量的精度。刀具首先以保证尺寸要求为主,同时考虑刀具的耐用度,零件的光洁度,提高生产率,降低成本等因素。冷却液选择考虑减少工件变形,改善切削条件,提高工件的光洁度,刀具的耐用度。4.5 切削用量和工时定额的确定4.5.1基本计算方法1. 主轴转速计算公式: 车床: (4-2) 式中 主轴转速(r/min) 切削速度(m/min) 工件直径(mm)式中 主轴转速(r/min) 切削速度(m/min) 刀具直径(mm)2. 大批量生产时的工时定额计算公式: (4-3) 式中 工时定额(min) 基本时间(min) 辅助时间(min)工作地服务时间占作业时间的百分比3. 基本时间计算公式: (4-4) 式中 工件切削部分长度 切入量 (4-5) 切出量 取35mm 试切长附加度 取5mm主轴转速 进给量 4. 辅助时间及总加工时间(作业时间)计算公式:辅助时间的计算:,本题取 (4-6)总加工时间的计算: (4-7) 4.5.2主要的工序计算一、粗车下凹台工序工位1工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:CA6140夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺刀 具:盲孔车刀 计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=9mm 取切削深度2.5mm2确定进给量f 查f=0.5-0.6mm/r,初步选定f=0.6mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 则实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-2)图4.1 二维工程图二、粗车55圆孔加工 工序工位1工步2加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:CA6140夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺刀 具:通孔车刀 计算切削用量:1.背吃刀量0.35 加工余量=0.5mm,2.进给量 根据参考文献1表5-2,进给量f=0.6mm/r,3.切削速度 (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程:基本时间:min (4-4) 根据公式min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.2 二维工程图三、半精车55圆孔加工 工序工位1工步3加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT9 粗糙度要求:Ra3.2 机 床:CA6140夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺刀 具:通孔车刀 计算切削用量:1.背吃刀量0.15加工余量=0.15mm,2.进给量 根据参考文献1表5-2,进给量f=0.3mm/r,3.切削速度 (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程:基本时间:min (4-4) 根据公式min (4-6) 总加工时间的计算:min (4-7) 图4.3 二维工程图四、粗车圆筒上端面 工序工位2工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:CA6140夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:90度外圆车刀计算切削用量:1.背吃刀量0.35加工余量=0.5mm,2.进给量 根据参考文献1表5-2,进给量f=0.6mm/r,3.切削速度 (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程:基本时间:min (4-4) 根据公式min (4-6) 总加工时间的计算:min (4-7)图4.4 二维工程图五、半精车圆筒上端面 工序工位2工步2加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT9 粗糙度要求:Ra3.2 机 床:CA6140夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:90度外圆车刀计算切削用量:1.背吃刀量0.15加工余量=0.15mm,2.进给量 根据参考文献1表5-2,进给量f=0.6mm/r,3.切削速度 (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程:基本时间:min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.5 二维工程图六、粗车上凹台工序工位2工步3加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:CA6140夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺刀 具:盲孔车刀 计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=9mm 取切削深度2.5mm2确定进给量f 查f=0.5-0.6mm/r,初步选定f=0.6mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.6 二维工程图七、扩两端通孔工序工位1工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT9 粗糙度要求:Ra3.2 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:硬质合金扩刀22 计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=0.5mm 取切削深度0.35mm2确定进给量f 初步选定f=0.22mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-6) 根据公式 min (4-7)总加工时间的计算:min (4-7) 图4.7 二维工程图八、铰两端通孔工序工位1工步2加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT7 粗糙度要求:Ra1.6 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:硬质合金铰刀22 计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=0.15mm 取切削深度0.15mm2确定进给量f 初步选定f=0.22mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.8 二维工程图九、钻直径8的孔工序工位2工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:高速钢直柄麻花钻22 计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=4mm 取切削深度4mm2确定进给量f 初步选定f=0.22mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6) 总加工时间的计算:min (4-7) 图4.9 二维工程图十、攻直径8的螺纹工序工位2工步2加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT9 粗糙度要求:Ra3.2 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:丝攻 M8 x 1.25计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=1.25 取切削深度1.25mm2确定进给量f 初步选定f=0.5mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 (4-5) 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-4) 切出行程: 基本时间: min (4-6) 根据公式 min总加工时间的计算:min (4-7) 图4.10 二维工程图十一、 钻直径8的通孔工序工位3工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:高速钢直柄麻花钻8计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=4 取切削深度4mm2确定进给量f 初步选定f=0.22mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.11 二维工程图十二、 扩直径8的通孔工序工位3工步2加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT9 粗糙度要求:Ra3.2 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:硬质合金扩刀8计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=0.5 取切削深度0.35mm2确定进给量f 初步选定f=0.22mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 (4-5) 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6) 总加工时间的计算: min (4-7) 图4.12 二维工程图十三、 铰直径8的通孔工序工位3工步3加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT7 粗糙度要求:Ra1.6 机 床:Z525夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:硬质合金铰刀8计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=0.15 取切削深度0.15mm2确定进给量f 初步选定f=0.22mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.13 二维工程图十四、 切割工序工位1工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:X6036B卧式铣床夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:锯片刀80计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=2 取切削深度1.7mm2确定进给量f 初步选定f=0.17mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8)4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6) 总加工时间的计算:min (4-7) 图4.14 二维工程图 十五、 铣切割端面工序工位1工步1加工条件:工件材料:HT200灰铸铁 尺寸精度:IT11 粗糙度要求:Ra6.3 机 床:X5032立式铣床夹 具:专用夹具量 具:游标卡尺、粗糙度仪刀 具:端铣刀20计算切削用量:1确定切削深度 单边总余量h=0.3 取切削深度0.3mm2确定进给量f 初步选定f=0.07mm/r (表6-5)3选择切削速度v (4-8) 4.机床主轴转速 (4-2) 实际切削速度 5.计算工时定额、辅助时间及作业时间切入行程: (4-5) 切出行程: 基本时间: min (4-4) 根据公式 min (4-6)总加工时间的计算:min (4-7)图4.15 二维工程图填写工艺卡4.6 经济技术分析根据任务书,连接件的年产量为30000件,结合生产实际,假定其备品率a%和机械加工的废品率b%分别取10%,5%。N=Qn(1+a%+b%) (4-1)=300001(1+10%+5%)=34500(件/年)式中:N-生产纲领;Q-产品的年产量(件/年); n-每件产品中该零件的数量(件/台); a%-备品的百分率; b%-废品的百分率。由工艺卡可以计算得到加工一个工件的总加工时间为437432.4min即 7290.54h即 729.054t一套机床不能满足加工要求,则选择两套机床同时进行加工为364.527t可满足要求 加工时共选择了,车床、钻床、铣床且都为普通机床在淘宝上查得CA6140 车床 49000至 60000 元 选50000Z525立式钻床 25200X6032B 立式铣床 38000X5032 卧式铣床 36600由于皆为普通机床可直接购置,两套的总价为299600 元需要工人八人,工资按3000计算为年支出为288000水电厂房租赁费用为每年20000则总经济为607600第5章 BC55直连接零件专用夹具设计5.1 BC55直连接工序专用夹具设计5.1.1 定位方案和定位元件专用夹具的定位元件为一面两个短V型块,一个平面限制3个自由度,一个固定短V型块限制2个自由度,一个移动短V型块限制1个自由度。这样可以保证完全定位专用夹具的定位元件为一面两销,一个平面限制3个自由度,一个销限制2个自由度,一个削边销限制1个自由度。这样可以保证完全定位。5.1.2 定位误差分析和夹紧力分析工件在组合夹具中定位误差分析夹具中元件刚度不足会引起变形产生的误差专用夹具刚度不足会引起变形 , 产生误差。图 5.1专用夹具二维图图 5.2专用夹具二维图 如图 5.1 图5.2 所示的两套夹具。当专用夹具夹紧装置 2 作用时,专用夹具夹紧装置 5 作用时 , 若定位元件的刚度不足 , 会受到另一元件的外力作用时 ,产生较大的变形 , 使定位面与夹具底面不垂直 , 使得结果使被加工面对定位面不垂直 , 产生误差。通过选用较大刚度的定位元件 , 可以降低或消除该误差 , 并满足工艺要求。专用夹具元件制造公差产生的误差专用夹具元件的制造公差会使工件在专用夹具中定位产生误差。由于每个元件有制造公差 , 装配间隙使也会使元件中心线偏移 , 通过尺寸链反应为被加工的孔中心到定位面距离产生偏差。各元件的偏移情况和综合误差在组装实践中 , 一般作法是对夹具的定位误差进行直接测量 , 如用量具测专用夹具中两根阶梯导柱之间的距离等 , 通过调整到要求的尺寸 , 尽量消除元件制造误差对工件加工精度的影响 , 而不采用计算方法。专用夹具的V 形块定位校正后 , 拧螺钉顶上 , 固定BC55直连接工件 , 校正车73阶梯盲孔第一孔加工完成后 测量、调整保证两孔的同轴度,完成加工。运用此专用夹具 , 对工件只做一次装夹 , 测量、调整 , 并消除元件制造误差带来的定位误差 , 使加工的工件满足设计要求。其中自制阶梯柱是夹具的关键部件之一 , 它加工与内圆同轴心的定位孔。其组装加工过程为: 将固定块安装在工作台上 , 校正后穿入自制阶梯导柱及移动 V 形块 , 调整校正后旋紧固 定V型块 保证了该专用夹具使用的精度 , 同时 , 该专用夹具在旋转过程中的误差远小于零件所要求的公差 , 能够保证加工的产品完全符合图纸的要求。工件以两孔一面在两销一面上定位 由前面分析知,工件以两孔一面在两销一面上定位,两孔常用定位元件为圆柱销和削边销,工件在平面上的运动方式有:平移、转动、平移与转动。 在两销连线方向上的平移因削边销间隙的增大,平移由圆柱销所在定位付决定db1 =D1 +d1+1 垂直两销连向方向上的转动:分析如图2.48(a)tg 1 =( + +1+ + +2)/2L 在垂直两销连向方向上平移db1后转动:分析如图2.48(b) tg 2=( D2 +d2 +2 D1 d11) / 2L 图2.48(a) 图2.28(b) 图2.49 (2)定位误差要结合具体加工要素来分析计算 由上分析见图2.49知: 对于垂直两孔连线方向的加工要求: 1)当加工要素位于两孔之间时,平移db1转动2后,基准位移误差最大 。2)当加工要素位于两孔之外时,转动1后误差最大; 对于平行两孔连线方向的加工要求: db=db1。专用夹具的误差分析解:a)销1在右孔 d1 =22g6= 1 =0.005 b)
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