工艺夹具-十字头零件的工艺规程
工艺夹具-十字头零件的工艺规程,工艺,夹具,十字头,零件,规程
四 川 理 工 学 院毕 业 设 计(论 文)说 明 书题 目 十字头零件的工艺规程 和工装设计 学 生 傅 远 洋 系 别 机电工程系 专 业 班 级 机制031班 学 号 030110242 指 导 教 师 张 捷 目 录中文摘要英文摘要前言1第一章 零件的分析1 1.1零件的作用1 2.2零件的工艺分析1第二章 工艺规程设计3 2.1 确定毛坯的制造形式3 2.2 基面的选择3 2.2.1 粗基准的选择3 2.2.2 精基准的选择32.3 零件表面加工方法的选择4 2.4 制定工艺路线52.3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7 2.6 确定切削用量及基本工时9第三章 夹具的设计263.1 问题的提出263.1.1 定位基准的选择263.1.2 夹紧面的选择263.2 切削力及夹紧力的计算273.3 定位误差的分析283.4 夹具设计及操作的简要说明28结论30参考文献31致谢32摘 要在生产过程中,使生产对象(原材料,毛坯,零件或总成等)的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程,如毛坯制造,机械加工,热处理,装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中,要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步,加工该工序的机车及机床的进给量,切削深度,主轴转速和切削速度,该工序的夹具,刀具及量具,还有走刀次数和走刀长度,最后计算该工序的基本时间,辅助时间和工作地服务时间。 关键词: 工序,工步,加工余量 ABSTRACTEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Keywords: The process, workers step , the surplus of processingIII前 言毕业设计是在我们学完了大学的全部的基础课、技术课以及大部分专业之后进行的。同时结合社会实践,金工实习,毕业实习的知识对机械加工制造的全面总结,也是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中有重要的地位。就我个人而言,我希望通过这次毕业设计对自己未来从事的工作进行一次适应性的训练从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为今后的工作打下坚实的基础。就工艺编制而言,加工工艺由零件特点,技术要求,加工工艺过程卡,工艺分析和基面的选择等五个部分。工艺分析中对过程卡的工艺路线,及所用的夹具、刀具进行合理的分析选用。从而保证加工的各种精度要求。就夹具设计而言,首先应该明确它的要求。夹具是在镗孔加工中,用以准确地确定工件位置,并将其牢固夹紧。夹具的设计是为了保证工件的加工质量,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。在夹具设计整个过程中,始终要贯穿这样的思想。整本说明书包含了夹具设计的所有详细过程,并附有公式计算的详尽过程和图表,使读者能够更清晰的了解夹具设计的全程。编写这本说明书,参考了许多资料,并且得到了指导老师张捷老师的细心指导,以及本班同学的相互探讨,还有机自教研室的其他老师的指导,在此致谢。由于水平有限,错误和不足之处在所难免,恳请各位老师批评指正。 傅远洋2007年5月 第一章 零件的分析1.1零件的作用题目所给的是空气压缩机零件十字头体,它是连接连杆和活塞杆的部件,是将回转运动转化为往复运动的关节。对十字头的基本要求是:有足够的强度,刚度,耐磨损,重量轻,工作可靠。本十字头零件与活塞杆是依靠法兰连接的结构,这种结构使用可靠,调整方便,活塞杆与十字头容易对中,不足之处是结构笨重,适合用于大型压缩机上。1.2零件的工艺分析1.2.1 十字头零件共有三组加工表面,它们之间有一定的位置要求。现分述如下:(1) 以孔50H7mm为中心的加工表面这一组加工表面包括:50H7mm孔及其倒角,尺寸为115的颈部外圆及倒角,尺寸为90的颈腰部外圆表面,颈部50H7孔内宽为8的槽,位于50H7孔底部尺寸为22的通孔,尺寸为10与50H7孔相垂直的油孔,其中,主要加工尺寸为50H7的孔,这是用来连接活塞杆用的。(2) 以320d7轴线为中心的加工表面:这一组加工表面包括: 320d7外圆表面及其10的倒角, 320d7外圆表面上宽为15mm的王字型槽,与外圆表面垂直,尺寸为6的4个通孔,以及未浇铸巴氏合金前尺寸为312外圆表面和312表面上深为3,宽为25的梯形槽,其中主要是加工尺寸是320d7的外圆表面,这是用来与十字头滑块相配合,通过十字头滑块来导向并承受连杆侧压力。(3) 以100H10销孔为中心的加工表面:这一组加工表面包括:这一组加工表面包括:100H10锥度为1:10的锥型孔,相距为190,与100孔相垂直的两侧凸台端面,相距为180,与100锥型孔轴线相垂直的两侧端面,在体腔内,相距为106与100锥型孔轴线相垂直的凸台端面,以及100H10锥型孔内宽为12的矩型槽,还有在相距为190凸台端面上四个M16螺孔,其中,主要加工100H10锥型孔,这是用来装配锥型销,以便安装连杆用的。1.2.2 这两组加工表面之间有一定的位置要求,主要是:(1)尺寸为115的颈部背部端面与320d7圆柱轴线的垂直度公差为0.03;(2)50H7孔与320d7轴的同轴度公差为0.03;(3)320d7圆柱面的圆柱度公差值为0.025;(4)100锥型孔轴线与320d7圆柱轴线的垂直度公差为0.025。同以上分析可知,对于这三组加工表面而言,可以先加工出其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证他们之间的位置精度要求。四川理工学院机电工程系毕业设计第二章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为QT600-3,根据选择毛坯应考虑的因素:形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型铸造;尺寸较大的毛坯,不宜采用模锻、压铸和精铸,多采用砂型铸造和自由铸造。因此,应该选择铸件。由于零件年产量为500件,已达成批生产的水平,而零件的轮廓尺寸较大,结构比较复杂,可以采用砂型铸造。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要部分之一,基面选择得正确与合理,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,还会造成零件大批量报废,使生产无法正常进行,导致亏损。2.2.1 粗基准的选择选择原则: 当有不加工表面时,选择不加工表面作为粗基准; 应选择表面平整,均匀的表面作为粗基准; 以平整且面积较大的表面作为粗基准; 粗基准一般只能使用一次。对于此零件而言,即有轴,又有多个不加工表面。按照常理,一般轴类零件来说,以外圆为粗基准是完全合理的;而该零件上面有几个不加工表面,且较大、均匀,故而选取320d7圆柱裙部内壁不加工表面作为粗粗准。2.2.2 精基准的选择“基准重合”原则 即设计基准与工序基准重合;“基准统一”原则 即尽量采用某一种基准作为多数工序的基准;“自为基准”原则 即当精加工或者光整加工工序要求余量尽量小而均匀时,应选择加工表面本身作为精基准;“互为基准”原则 当两个加工表面相互位置精度要求较高时,以两个需加工表面相互作为基准反复加工以获得均匀的加工余量和较高的位置精度。但在一般设计中,主要应考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算;故按基准统一原则选取工艺止口作精基准。2.3 零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有零件外圆表面、内孔、槽及小孔等,材料为QT600-3,参照机械制造工艺设计简明手册,简称机械加工工艺手册,其加工方法选择如下:(1)毛坯外圆表面:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,只需进行车削(表1.4-8);(2)外圆表面梯型槽:,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行铣削(表1.4-8); (3)浇铸巴氏合金后外圆表面:公差等级按IT10,表面粗糙度为Ra1.6,需进行粗车、半精车达到(表1.4-8);(4)外圆表面宽为25槽:为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行铣削(表1.4-8);(5)4-6油孔:为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行钻削(表1.4-8);(6)两头端面:为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,但要用作定位基准,需进行粗车,半精车(表1.4-8);(7)颈部端面:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行车削(表1.4-8); (8)颈部90d10外圆表面:公差等级按IT10,表面粗糙度为Ra25,需进行粗车,半精车(表1.4-8);(9)颈部115外圆表面:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行车削(表1.4-8);(10)颈部两端2倒角:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行车削(表1.4-8);(11)颈部50H7mm孔:公差等级按IT7,表面粗糙度为Ra3.2,需进行粗镗、半精镗(表1.4-7);(12)颈部22mm通孔:为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,需进行钻削(表1.4-7);(13)颈部宽为8的槽:公差等级按IT7,表面粗糙度为Ra6.3,需进行粗插、精插(表1.4-7);(14)颈部10mm油孔:公差等级按IT7,表面粗糙度为Ra25,需进行钻削加工(表1.4-7); (15)相距180mm两侧端面:公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra25,需进行铣削(表1.4-8);(16)相距190mm两侧凸台端面:公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra25,需进行铣削(表1.4-8);(17)体腔内相距106mm凸台平面:公差等级按IT10,表面粗糙度为Ra25,需进行刮销(表1.4-8);(18)100H10mm销孔:公差等级按IT10,表面粗糙度为Ra1.6,需进行粗镗、半精镗、精镗(表1.4-7);(19)销孔内宽为12的槽:公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra6.3,需进行粗插、半精插(表1.4-7);(20),4M67H深27孔:钻孔,攻螺纹;2.4 制定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。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。按照先加工基准面及先粗后精的原则,十字头零件加工可按如下工艺路线进行:表2-1 工艺路线方案工序号工艺内容1以320d7圆柱裙部内壁为粗基准,在两头端面划外圆直径为312的直径为312的加工线;并在底部端面划直径为290.8的的止口加工线。以100H10销孔中心线为基准,划距中心线为210的颈部轴线方向的加工线,和距中心线为174.5的底部轴线方向的加工线;并以底部加工线为基准准,划相距为327的顶部轴线方向的加工线。以颈部50H7孔中心线为基准,在颈部端面画直径为115的外圆加工线;并划相距为180的两侧端面加工线;划相距为190的两侧凸台端面加工线。以两侧凸台端面加工线为基准,划体腔内相距为106的凸台端面加工线。2粗车底部端面至332.5;粗车未浇铸巴氏合金前外圆320d7至312。粗车止口294H7至290.8;倒2.5角。3掉头,粗车顶端面至327.5,粗车外圆320d7至312;粗车颈部端面轴线方向至324.5,车颈部外圆115至要求;粗车颈部外圆90d10至92.2,刮距颈部上端面为30的下端面,两端倒2角。4粗镗50H7孔至49。5钻50H7孔底部22通孔。6钻颈身部10油孔。7半精车底部端面至326,半精车止口294H7至293.48铣分别相距为180与190的两侧端面至要求。9铣外圆宽度为25的梯形槽。10320d7圆柱外表面浇铸巴氏合金至330。11以320d7圆柱裙部内壁为粗基准,在两头端面划外圆直径为323的加工线。12粗车浇铸巴氏合金后外圆320d7至323。13铣320d7外圆柱表面宽为6王字型油槽,铣宽为15的油槽倒角。14钻孔4-615半精车颈部外圆90d10至要求。16半精镗颈部50H7孔至要求,倒2角17插颈部宽50H7孔内宽为8的槽18粗镗100H10销孔,刮体腔内相距为106的凸台端面19插100H10销孔内宽为12的槽20半精镗100H10销孔至要求。21钻铰两侧凸台端面4-M6-7H螺孔,攻螺纹。22精车止口294H7至要求。23精车320d7圆柱外表面至要求,顶部倒角。24铣去止口,铣底部端面延轴线方向至300。25底部倒角26最终检查,入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“十字头”的零件材料为QT600-3,硬度为HB 190269,毛坯重量约为60kg,生产类型为中、小型生产,采用砂型手工造型方法铸造毛坯。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: 2.5.1确定外圆表面(320d7):考虑其长度为337mm,而320d7的圆柱表面公差为自由尺寸公差,故表面粗糙度值选择要求Ra200,只要求粗加工,故此时可能选择单边余量为=7.5mm能够满足于图上的要求。2.5.2 确定外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差:查机械加工工艺手册表3.1-24可知,采用砂型手工造型方法铸造,而且毛坯材料为球墨铸铁,故选择公差等级为12级,再查表3.1-26,故选取加工余量为7.59mm,在这次设计中我们选取加工余量为7.5mm。(1)因为底部端面起定位作用,分为粗车,半精车和精车。铸出:179.53.5 mm(底部端面以100H10 mm销孔中心线为基准延轴线方向距离)粗车:174.5mm z=5mm 半精车:173mm z=1.5mm精车:172 mm z=1mm(1)因为顶部端面表面粗糙度为Ra12.5,分为粗车,半精车。铸出:157.53.5 mm(顶部端面以100H10 mm销孔中心线为基准延轴线方向距离)粗车:152.5mm z=5mm 半精车:150mm z=2.5mm2.5.3 浇铸巴氏合金后外圆320d7mm表面: 外圆精度要求为IT7,表面粗糙度为Ra1.6,要求粗车,半精车;再查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量为2z=10mm。浇铸:3304.5 mm粗车:323mm 2z=7mm 半精车:320d7mm 2z=3mm2.5.4确定颈部内孔50H7mm、深55mm的加工余量:因为此零件采用砂型手工造型铸造方法得到毛坯件,查机械加工工艺手册表3.2-35可知,有色金属及其壳体类零件加工余量,得知,所有孔直径小于50mm,均采用铸造后粗镗,因此在粗镗后的加工余量为1mm。查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量为2z=10mm。铸出:403.5 mm粗车:48 mm 2z=8mm 半精车:50H7mm 2z=2mm2.5.5 颈部顶部端面沿轴线长度方向的加工余量及公差:为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25;再查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量为z=53.5 mm。2.5.6 颈部底部端面沿轴线长度方向的加工余量及公差:为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25;再查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量为z=3.52.8 mm。2.5.7 颈部外圆表面(115 mm)为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,再查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量为z=53.5 mm。2.5.8 颈身部外圆表面( mm)外圆表面精度界于IT9IT10之间,表面粗糙度为Ra12.5,粗车,半精车达到;再查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量为2z=73 mm。铸出:973.5 mm粗车:92.2mm 2z=4.8mm 半精车:mm 2z=2.2mm2.5.9 两侧相距分别为180mm,190mm的两组端面为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,只要求粗加工,查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量都为2z=124 mm。2.5.10 体腔内相距为106mm的两端面为未注公差尺寸,公差等级按IT12,表面粗糙度为Ra25,只要求粗加工,查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量都为2z=103.5 mm。2.5.11 100H10mm锥型销孔加工余量: 销孔是与连杆配合的部位,公差等级按IT10,表面粗糙度为Ra1.6,要求粗镗,半精镗;查机械加工工艺手册表3.1-26,并参照相关加工事例;选取加工余量为2z=4422.8 mm。2.5.12 尺寸精度为mm的下端面止口:因为止口与底部端面起定位作用,公差等级按IT7,表面粗糙度为Ra1.6,要求粗加工 ,半精加工和精加工;查机械加工工艺手册表3.1-26,选取加工余量都为2z=6mm。铸出: 2884mm粗车: 291mm 2z=3mm 半精车:293.2mm 2z=2.4mm精车: mm 2z=0.6mm2.6 确定切削用量及基本工时2.6.1 工序2:粗车底部端面至332.5;粗车未浇铸巴氏合金前外圆320d7至312。粗车止口294H7至290.8;倒2.5角。2.6.1.1 本工序采用计算法确定切削用量;加工条件:工件材料:QT600-3,砂型铸造加工要求:粗车320d7端面及320d7mm的外圆机床选择:C3180-1转塔车床刀具选择:刀片材料YT15,刀杆尺寸1625mm, =90, =15, =12。硬质合金镗刀:YT5 刀杆尺寸 2525mm 刀杆伸出量40mm计算切削用量2.6.1.2 粗车320d7端面 进给深度 已知毛坯长度方向单边加工余量7.53.5mm,由于以后还要半精车和精车,所以必须留出一定余量供钻孔后加工掉,所以取粗加工余量最大为5+3.5=8.5mm,分两次加工,=3mm。长度加工公差等级按IT12级算。 进给量f根据切削用量简明手册(第三版)表1.4,当刀杆尺寸为1625mm,mm以及工件直径为327mm时f=0.040.53mm/r按C3180-1车床说明书(切削用量简明手册表1.3)取f=0.53mm/r计算切削速度根据切削用量简明手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)。 = ()其中:=242 =0.15 =0.35 m=0.2。修正系数见切削用量简明手册表1.28。即:=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 =1.440.81.040.810.97 =108.6()确定机床主轴转速 =106()按机械加工工艺手册表3.1-18,与106r/mm相近的机床转速为112r/mm。切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:式中:工件切削部分长度;切入量(机械加工工艺手册表3.4-33);切入量: 取03mm进给次数 主轴转速() 进给量()在本道工序中, 2.6.1.3 粗车327mm外圆,同时校验机床功率及进给机构强度。切削深度 单边余量,可三次性切除;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;算切削速度 见切削用量简明手册表1.27 VC=KV() ()确定主轴转速 ns=按机械加工工艺手册表3.1-18选112。所以实际切削速度应为: 检验机床功率 主切削力按切削用量简明手册表1.29所示公式计算。 其中: 切削时消耗功率为: 由切削用量简明手册表1.30中C3180-1机床说明书可知,C3180-1主电动机功率为13kw,当主轴转速为112时,主轴允许功率4.5kw,所以机床功率足够,可以正常进行加工。校验机床进给系统强度 已知主切削力Fc=1032.5N,径向切削力Fp按切削用量简明手册表1.29所示公式计算。 其中: 而轴向切削力: 则轴向切削力就应为: 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为: 而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N(见切削用量简明手册表1.30),故机床进给系统可正常工作。切削工时: 其中: 2.6.1.4 粗镗止口内壁:切削深度 单边余量,可一次性镗削;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;确定主轴转速 仍然在车床C3180-1镗止口,同上选取n=112。镗削工时: 2.6.2 工序3:掉头,粗车顶部端面,外圆。粗车颈部端面延轴线方向至324.5,粗车颈部外圆115至要求,粗车颈部外圆到912.6.2.1 掉头,粗车顶部端面,外圆。(同上)2.6.2.2 粗车颈部端面延轴线方向至324.5mm, 切削深度 单边余量,可两次性切除;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;算切削速度 根据切削用量简明手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)。 VC=()其中:=242 =0.15 =0.35 m=0.2。修正系数Kv见切削用量简明手册表1.28。即:=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 Vc=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97 =104.6()确定机床主轴转速 =146()按机械加工工艺手册表3.1-18与146r/mm,相近的机床转速为160r/mm。切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:=2.36min2.6.2.3 粗车颈部外圆115至要求切削深度 单边余量,可两次性切除;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;切削速度 根据切削用量简明手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)。 VC=KV()其中:=242 =0.15 =0.35 m=0.2。修正系数Kv见切削用量简明手册表1.28。即:=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 =x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97 =156.3()确定机床主轴转速 =167 ()按机械加工工艺手册表3.1-18与167r/mm,相近的机床转速为160r/mm。切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:=1.86min2.6.2.4 粗车颈部外圆到91切削深度 单边余量,可一次性切除;确定机床主轴转速 由上可得:n=160mm切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:=0.348min2.6.3 工序4 粗镗50H7孔至49。所选刀具为YG6硬质合金Kr=镗刀。其耐用度T=60。切削深度 单边余量Z=4mm,可两次分两次镗削=2mm;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-41, =0.0516,现选用=0.27;算切削速度 见切削用量简明手册表1.27 =KV()式中:=189.8,=0.2,=2,=0.20 ,=0.15,=0.2,=0.9,T=60 =104确定主轴转速 =按机械加工工艺手册表3.1-18选450。切削工时 查1表2.5-3,T=式中:=55mm,=4mm,=3mm,=0.20 ,=450 T=0.432.6.4 工序 5 钻50H7孔底部22通孔。桉机床型号选取: 则机床主轴转速应为: = 按机械加工工艺手册表3.1-36选取。故机床实际加工速度: 切削工时: 2.6.5 工序 6 钻颈身部10油孔。桉机床型号选取: 则机床主轴转速应为: = 按机械加工工艺手册表3.1-36选取。故机床实际加工速度: 切削工时: 2.6.6 工序 7:半精车底部端面至326,半精镗294H7止口至293.4,半精车顶部端面至要求。2.6.6.1 半精车底部端面至326 进给深度已知毛坯长度方向单边加工余量2.5mm,由于以后还要和精车,所以必须留出一定余量,分一次加工, =1.5mm。长度加工公差等级按IT12级算,取0.46(入体方向)因本道加工工序所用机床和刀具与第一道工序一样,所以: 进给量 f=0.53mm/r确定机床主轴转速 =112 ()切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:2.6.6.2 半精镗止口内壁:切削深度 单边余量,可一次性镗削;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;确定主轴转速 仍然在车床C3180-1镗止口,同上选取n=112。镗削工时: 2.6.6.3半精车顶部端面至要求 已知毛坯长度方向单边加工余量2.5mm,由于以后不需要精车,所以一次加工至求,长度加工公差等级按IT12级算,取0.46(入体方向)切削工时: 2.6.7 工序8:铣分别相距为180与190的两侧端面至要求。机床选用X63T: (参考切削用量简明手册表3-3)切削速度:参考有关手册,确定。采用两把高速钢圆柱形铣刀,与圆柱形铣刀,相组合;则: =现采用X63T卧式铣床,根据机床使用说明书(见机械加工工艺手册表4.2-39)取,故实际切削速度为: 当时,工作台的每分钟进给量应为: 查机床使用说明书,最接近为 ,故选用该值。铣削时间:根据机械加工工艺手册表9.4-31,铣削切削时间计算公式 其中: 工作铣削部分长度; 切入行程长度; 切出行程长度; 工作台每分钟进给量。 2.6.8 工序9:铣外圆宽度为25的梯形槽。机床选用X53T: (参考切削用量简明手册表3-3)切削速度:参考有关手册,确定。采平型直柄反燕尾槽铣刀,则: =现采用X63T卧式铣床,根据机床使用说明书(见工艺手册表4.2-39)取,故实际切削速度为: 当时,工作台的每分钟进给量应为: 查机床使用说明书,有一个,故选用该值。铣削时间:由于铣削轨迹是一条弧线,利用作图法得出铣刀的行程;根据机械加工工艺手册表9.4-31,铣削切削时间计算公式=0.5D+(12)=0.532=18mm =1mm 总共铣削10道燕尾槽:1.2710=12.7min2.6.9 工序12 :粗车浇铸巴氏合金后外圆320d7至323。车床:C3180-1(与第一道工序选择相同)刀具:硬质合金车刀 刀杆尺寸16x25mm, =90, =15, =12。切削深度 单边余量,可一次性切除;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用();确定主轴转速 根据第一道工序选用 =112()。切削工时: 其中: 2.6.10 工序13:铣320d7外圆柱表面宽为6王字型油槽,铣宽为15的油槽倒角2.6.10.1铣320d7外圆柱表面宽为6王字型油槽 (参考切削用量简明手册表3-3)切削速度:参考有关手册,确定。采用高速钢凸半圆铣刀,齿宽B=6则: =现采用X63卧式铣床,根据机床使用说明书(见工艺手册表4.2-39)取,故实际切削速度为: 当时,工作台的每分钟进给量应为: 查机床使用说明书,有一个,故选用该值。铣削时间:根据机械加工工艺手册表9.4-31,铣削切削时间计算公式 利用夹具回转加工另一面,总时间为29.75=19.5min2.6.10.2 铣320d7外圆柱表面油槽铣宽为18的油槽倒角同样采用高速钢凸半圆铣刀,齿宽B=15 则:总时间仍然为29.75=19.5min2.6.11 工序14:钻孔4-6深110mm查1表4.3-11,钻头直径选用D=6mm。确定切削用量(1),进给量 查1表2.4-38,=0.270.33,取=0.32。(2),切削速度 查1表2.4-41,=0.45=27。 转速=1238根据1表3.1-31,选择=1250 实际速度=26切削工时=11020,5, =0 T=3.272.6.12 工序15:半精车颈部外圆90d10至要求。切削深度 单边余量,可一次性切除;确定机床主轴转速 由工序2可得:=160mm切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:=0.348min2.6.13 工序16:半精镗颈部50H7孔至要求,倒2角(1)确定切削深度 单边余量z=1.0,则=1.0mm。(2)确定进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-1 =0.27;(3)确定主轴转速 由工序4可以选取=450。(4)查1表2.5-3,T=式中:=55mm,=4mm,=3mm,=0.20 ,=450 T=0.43为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与镗孔时相同,手动进给。2.6.14 工序17:插颈部宽50H7孔内宽为8的槽选择插刀,其宽度B=8mm。(1)确定切削用量切削深度 由52.6-50=2.6mm,则=2.6mm。进给量 由2表7.2-10(3),=0.280.35取=0.30。插削速度 查2表7.2-21,取=19。(2)插削工时 H=55mm, =15,=0.30T=12.22 2.6.15 工序18:粗镗100H10销孔,刮体腔内相距为106的凸台端面切削深度 销孔最大单边余量Z=(100-58)/2=21mm,可两次分六次镗削=3.5mm;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,现选用=0.74;算切削速度 见切削用量简明手册表1.27 VC= ()式中:=189.8,=0.2,=2,=0.20 ,=0.15,=0.2,=0.9,T=60 =163确定主轴转速 =按机械加工工艺手册表3.1-18选750。切削工时 查1表2.5-3,T=式中:=190mm,=4mm,=3mm,=0.74 ,=750 T=6=14.35为缩短辅助时间,取刮体腔内凸台端面时的主轴转速与镗孔时相同,手动进给。2.6.16 工序19:插100H10销孔内宽为12的槽(1)选择插刀,其宽度B=12mm。确定切削用量: 切削深度 由103-100=3mm,则=3mm。进给量 由2表7.2-10(3),=0.280.35取=0.30插削速度 查2表7.2-21,取=19。(2)插削工时 H=(190-106)/2=42mm, =15,=0.30T=5.6 2.6.17 工序20:半精镗100H10销孔至要求。由工序18可直接取机床主轴转速为750切削工时: T=1=2.382.6.18 工序21:钻两侧凸台端面4-M16-7H螺孔,攻螺纹。2.6.18.1 钻孔4-M16深27mm的底孔取: (见切削用量简明手册表2.7) (见切削用量简明手册表2.13及2.14)机床转速: =按机床选取相近主轴转速 (查机械加工工艺手册表3.1-36)则机床实际钻削速度: 钻削工时:由于有两侧有四个螺纹底孔,故在算钻削时间的时候要计算四个螺纹孔的时间,即: 2.6.18.2 攻螺纹4-M16深23mm查相关资料选取: 算出主轴转速: =按机床选取。 按照机械加工工艺手册表3.1-18则机床的实际切削速度应为: 切削时间:由于有两册四个螺纹孔,故在算时间的时候要算四个螺纹孔的时间。 2.6.19 工序22:精车底部端面至322,精樘294H7止口至要求。2.6.19.1 精车底部端面至322 进给深度 =1mm。长度加工公差等级按IT7级算。因本道加工工序所用机床与刀具仍然与第22道工序一样,所以: 进给量 f=0.53mm/r确定机床主轴转速 =112 ()切削工时 根据机械加工工艺手册表3.14车削切削时间的计算:2.6.19.2 精镗止口内壁:切削深度 单边余量,可一次性切除;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;确定主轴转速 仍然在车床C3180-1镗止口,同上选取=112。切削工时: 2.6.20 工序23:精车320d7圆柱外表面至要求,顶部倒角。切削深度 单边余量,可一次性切除;进给量 根据机械加工工艺手册表3.1-19,选用;算切削速度 见切削用量简明手册表1.27 = () ()确定主轴转速 =按机械加工工艺手册表3.1-18选160。所以实际切削速度应为: 切削工时: 其中: 为缩短辅助时间,顶部倒角时的主轴转速与车外圆时相同,手动进给。2.6.21 工序24:铣去止口,铣底部端面轴线方向至300。2.6.21.1 机床选用X63T: (参考切削用量简明手册表3-3)切削速度:参考有关手册,确定。采用高速钢三面刃铣刀,则: =现采用X63T卧式铣床,根据机床使用说明书(见工艺手册表4.2-39)取,故实际切削速度为: 当时,工作台的每分钟进给量应为: 查机床使用说明书,最接近为 ,故选用该值。铣削时间:根据机械加工工艺手册表9.4-31,铣削切削时间计算公式 其中: 工作铣削部分长度; 切入行程长度; 切出行程长度; 工作台每分钟进给量。 2.6.21.2 铣底部端面延轴线方向至300切削深度 单边余量,可一次性切除;为缩短辅助时间,铣底部端面时的主轴转速与铣去止口相同 2.6.22 工序25:底部倒角。回到C3180-1C车床加工,手动进给倒角。第三章 夹具的设计本次夹具的设计,根据任务书的要求,是设计第十六道工序的夹具设计(半精镗颈部50H7孔至要求的镗孔夹具设计),由于加工工件尺寸较大,质量较重,采用卧式镗床T612加工。3.1问题的提出本夹具主要用来半精镗颈部50H7孔,加工本道工序时这个50H7孔已经粗镗出,由于加工孔的精度较高,因此在本道工序加工时,我们要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,如何保证加工精度。3.1.1 定位基准的选择由零件图可知,50H7孔轴线对320d7外圆柱轴线有同轴度要求,其设计基准为320d7外圆柱表面,为了消除定位误差便于装卸,现利用与320d7外圆柱表面同轴的工件下端面止口定位。下端面mm止口内壁定位,限制了、两个自由度,以其止口顶部端面定位,再限制了、三个自由度,属不完全定位。 根据本零件具体情况,加上其年生产量为500件,属于中批生产,所以最后决定采用手动夹紧。3.1.2 夹紧面的选择在选择夹紧面时,应注意下列事项和遵循原则:为保证安装的正确和可靠,应便于夹紧力的方向不破坏工件定位时获得的正确位置;施力于夹紧表面时,应使夹紧力引起的变形最小;在加工过程中,有利于减小因切削力而引起的振动;尽量使夹紧机构简单,操作方便。为了满足以上各项,夹紧面应能使夹紧力的方向朝向主要定位基准平面,尽量避免选斜面和曲面为夹紧面。根据以上原则,为了保证定位可靠,选择夹紧力的作用方向与mm止口顶部端面相垂直,并使其紧靠支承点,且保证工件上各定位基准同定位元件的可靠接触。3.2 切削力及夹紧力的计算刀具:高速钢镗刀,。由于粗镗时的切削力较大,故我们采用粗镗时的切削用量来计算。根据机床夹具设计手册表1-2-3:主切削力=342 (3-1)径向切削力=162 (3-2)轴向力=253 (3-3)在计算切削时,必须将安全系数考虑在内。安全系数 (3-4)其中:为基本安全系数1.21.5,取=1.5;为加工性质系数1.0;为刀具钝化系数1.01.9,时,取=1.0;时,取=1.2;时,取=1.25;为断续切削系数1.0;夹紧力稳定性系数1.3;为手动夹紧手柄位置系数1.2;为工件与支承接触系数1.0。算得,取 = (3-5)现用一根螺栓来对工件进行夹紧,为克服切削力,实际夹紧力应为: (3-6) 根据理论力学表5-1,可以查得:钢与铸铁的摩擦系数=0.3。于是和为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,=0.3。则=2486()夹紧力完全通过螺栓压紧工件来提供,则应校核螺栓的强度。= (3-7)查机械设计表6.4,螺栓许用切应力 (3-8)由于所选用的螺栓性能为8.8级,根据机械设计上的算法,=,。 = ,因此所选用的螺栓能满足要求。3.3 定位误差的分析定位误差由基准位置误差和基准不重合误差组成,即: (3-9)在本道工序中,定位的主要基准面为止口顶部端面,而定位基准也与工序基准重合,故为0,则:通过零件样图分析,可以看出,50H7孔与320d7轴的同轴度公差为0.03;此项技术主要应由工件止口与止口支承板配合中的侧向间隙保证。已知止口直径为mm,夹具中定位止口支承板直径为mm,当零件安装在夹具中时,止口处的最大侧向间隙为 =0.032-0.020=0.012mm.即最大侧向间隙能满足零件的精度要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率,保证加工质量,而此夹具在经过综合考虑后,决定采用手动夹具方式。先将工件定位在夹具止口支承板上,然后通过圆柱销与拉杆的配合,将工件安装在夹具体上;取工件时,先将螺母松开,不用取下,然后将拉杆往工件体腔内推动,注意夹持住工件,以免滑落造成挂伤。退出圆柱销,将拉杆与圆柱销配合一头拖到止口支承板顶端,便于工件轻易地拆卸。夹具上有镗套,可保证镗刀切削精度要求;同时角铁底面的定位孔可使安装在上的支承板有一正确的安装位置,以利于镗削加工。镗床夹具的装配图及夹具体零件图分别见图FYY-JZ031-03及图FYY-JZ031-03-01。第四章 结 论通过本次的毕业设计,使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习,对机械制图的能力,利用Auto CAD作图的能力,对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解,本次设计分别进行了工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、镗孔加工夹具的设计与分析,对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的复习。通过这次设计,充分巩固和提高自己课堂上所学理论知识,同时结合社会实践,金工实习,毕业实习的知识对机械加工制造的全面总结,也是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性实践应用,是一次理论联系实际的训练,并在查阅技术资料,选用公式和数据,用简洁文字、图表表达设计结果及制图等能力方面得到一次基本训练。在设计过程中还培养了树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风;力争能够让自己所学知识灵活地运用到实践工作和生产当中。参 考 文 献1吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,2004.42李益民.机械制造工艺设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1994.73孟少农.机械加工工艺手册第1卷M.北京:机械工业出版社,1991.94黄如林.切削加工简明实用手册M.北京:化学工业出版社,2004.75 李洪.机械加工工艺手册M.北京:北京出版社,1990.126 艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册第3版M.北京:机械工业出版社,19937 东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造厂职工大学.机床夹具设计手册第二版M.上海:上海科学技术出版社,1994.48 东北工学院机械设计、机械制图教研室.机械零件设计手册M.北京:冶金工业出版社,1974.49 邱宣怀.机械设计第四版M.北京:高等教育出版社,1997.410 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M.北京:机械工业出版社,1987.1111 张捷.机械制造技术基础M.成都:西南交通大学出版社,2006.212 梁德本、叶玉驹.机械制图手册M.北京:机械工业出版社,1997.613 孙光华.工装设计M.北京:机械工业出版社,1998.514 任福君.简明机械制造工艺手册M.北京:中国标准出版社,1995.115 Machine Tools N.chernor 198416 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973致谢致 谢本次毕业设计历经3个多月,是离开大学生涯的最后一门重要课程,这次毕业设计中也遇到了许多困难,之所以能够顺利完成,首先要特别感谢张捷老师的耐心指导,根据我们每个人所做的不同题目和内容,老师特意安排我们到相应的企业生产现场参观学习,首先让我们对自己所设计内容有深刻的认识;并对设计的总体步骤有清晰明确的思路。在接下来的设计过程中;无论老师再怎么忙,只要我们遇到疑难问题,他都会放下手边工作指导我的设计,耐心细致地为我的设计分析和讲解,并及时提供许多宝贵意件,使我们少走弯路,更高效率高质量地突破一个又一个难关。还要感谢学校为我们提供设计条件和设施,以及图书馆老师热情服务,我们能够非常便捷地查阅到自己设计的相关文献资料,从中获取大量有价值的信息和数据,对我们保质保量完成起到相当大作用;在此向你们致以衷心的感谢! 学生:傅远洋 2006-6-2 参考文献
收藏