方刀架工艺加钻斜孔Φ10孔夹具设计【钻斜孔Φ10孔】【125-72】[含CAD高清图纸文档所见所得]
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常州机电职业技术学院毕业设计(论文)作 者: 学 号: 系 部: 专 业: 题 目: 方刀架零件加工工艺及夹具设计 校内指导教师:企业指导教师评阅者: 年 月 毕业设计(论文)中文摘要本课题主要是在机体零件加工过程的基础上进行的专用夹具设计。主要加工部位是平面和孔。在一般情况下,确保比保证精密加工孔很容易。因此,设计遵循的原则是先加工面后加工孔。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。通过底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程第一个,然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。在随后的步骤中,除了被定位在平面和孔的加工工艺及其他孔过程。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择,有自锁机构,因此,对于大批量,设计夹具会产生更高的生产力,提高生产效率,满足设计要求。关键词:机体类零件;工艺;夹具;毕业设计(论文)英文摘要 This topic is mainly dedicated fixture design based on body parts machining process. The main processing part is plane and the hole. In general, to ensure that it is easy to ensure precision hole machining. Therefore, the design principle is first machined surface after processing hole. Periodic hole machining plane is obvious that the rough machining and the machining precision of the machining hole. A good foundation of the bottom surface of the. The main process is supported in the positioning hole of the first, and then the processing hole plane and hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to machining process is positioned in the plane and the hole and hole process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities of fixture design, will have a higher productivity, improve production efficiency, to meet the design requirements.Key words: body parts; technology; fixture;33目录前 言11 零件分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析21.2.1 零件图样分析21.2.2 工艺分析22 确定毛坯、绘制毛坯简图42.1 选择毛坯42.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量42.3绘制方刀架锻造毛坯简图53 工艺规程设计63.1 定位基准的选择63.2 拟订工艺路线73.3 加工余量、工序尺寸和公差的确定113.4 切削用量的计算123.5 时间定额计算214 钻10H7的斜孔专用夹具设计274.1 定位基准和定位元件的设计与分析274.2 钻模板与导引元件的设计274.3 夹具方案与夹具体的设计29结 论31参考文献32致 谢33前 言机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用,进而使对机械有了进一步的认识,为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件的某几个工序加工进行专用夹具的设计,从零件的工艺来说,它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题,采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度,提高劳动生产率。就专用夹具而言,好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。通过这次设计,培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力,这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习,也是一次理论联系实际的训练。机械制造工艺学课程设计综合了机械制造工艺学和其它专业课知识,充分展现了学生在生产实习中的实践能力。本说明书是关于方刀架的一个简单工艺设计过程,在这次为期两个星期的设计,不仅让我们对所学课程进行了一次全面深入的总复习,而且为毕业设计提供了一次热身的机会,真正实现了理论联系实际。本课程设计通过方刀架零件图的分析,确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析,确定了该零件的加工工艺路线,确定了该零件的加工工具,编写了详细的机械加工工艺文件,工艺过程卡片和工序卡片。就我个人而言,希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力。在这次设计中,我最大的收获是我懂得了要当一名合格的设计师是多么的不容易,在此谢谢老师和同学们在设计过程中给我的帮助。1 零件分析1.1 零件的作用方刀架是车床溜板箱中的一个主要零件。方刀架位于溜板箱上的小托板上用来安装刀具,小托板又固定在转盘上面,通过转盘的转动来带动方刀架的转动从而改变刀具的方向和进刀的角度。通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定,夹紧、转换,为车工提供方便,同时也节省了大量的辅助时间,大大提高了生产效率。1.2 零件的工艺分析1.2.1 零件图样分析由零件图可知,其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适用于承受弯曲应力和冲载荷作用的工作条件。(1)孔对基准B的位置度要求为。(2)图中左端(方刀架底面)平面度公差为。(3)图中左端对基准B的垂直度要求为。(4)C表面热处理4045HRC.(5)材料为45钢。1.2.2 工艺分析从方刀架这个零件所给零件图可以看出,其主要有两组加工表面,且它们之间有一定的位置要求。现将这两组表面分述如下:1、以左端面为加工表面这一组加工表面包括:4个直径为15mm的螺栓孔,尺寸为25mm的孔。 2、以右端面为加工表面 这一组的加工表面包括:8个12mm的螺纹通孔,尺寸为35的孔及倒角。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:(1)两轴孔之间的平行度为0.008;(2)左端面相对于孔25mm表面的垂直度为0.015,左端面的平面度为0.008;(3)定位销孔对轴孔的平行度为0.01。3、该零件为车床用方刀架,中建周围槽用于装夹车刀,其C面直接与车刀接触,所以要求有一定的硬度。因此表面淬火4045HRC。4、该零件左端面与车床托板面结合,并可以转动。孔用于刀架定位时使用,以保证刀架与主轴的位置,其精度直接影响机床的精度。5、零件中四个侧面和左右两端面均有较高的精度要求,因此在工序中安排磨削以保证定位时的精度。2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯零件材料为钢,有较好的刚度和耐磨性,零件的轮廓尺寸125mm125mm72mm,属于箱壳类零件,结构比较简单规则,但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度、垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比较高,铸件适用于制造复杂形状的毛坯,锻件适用于形状简单,强度要求高的毛坯。但因此零件并不是很复,因此该零件选择毛坯为锻件,锻件制造的方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低,适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小,生产率高、适用于中批以上生产的中小型零件毛坯。常用的锻造材料为中、低碳钢及低合金钢。综上所述,该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1 公差等级 由方刀架的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。2.2.2 锻件重量 由毛坯图上基本尺寸估算机械加工前方刀架件锻件毛坯的重量为11kg。2.2.3 锻件复杂系数对方刀架零件图进行分析计算,可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度,即 ,该方刀架锻件的形状复杂系数为:=6kg(135mm135mm82mm7.810-6kgmm3)1112.70.899由于0.899介于0.63和1之间,故该方刀架的形状复杂系数属S1级。2.2.4 锻件材质系数由于该方刀架材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65的碳素钢,故该锻件的材质系数属M1级。2.2.5 锻件分模线形状根据该方刀架件的形位特点,选择零件高度方向的对称平面为分模面,属平直分模线。2.2.6零件表面粗糙度由零件图可知,该方刀架各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m。根据上述诸因素,可查机械制造工艺设计简明手册表2.213锻件内外表面加工余量,确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于表2.1中。表2.1 方刀架机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm机械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm上下表面2.03.0 (取2.5)3.2 ()四周侧面2.03.0 (取2.5)2.5 ()2.3绘制方刀架锻造毛坯简图由表2.1所得结果,绘制毛坯简图如附图二方刀架毛坯图所示。3 工艺规程设计3.1 定位基准的选择3.1.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。3.1.2 粗基准的选择粗基准的选择:粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工表面与非加工面(作为粗基准的非加工面)的位置关系具有重要影响。 如图1所示,零件的毛坯锻造时其两端面难免有平行度的误差。加工时若以小端面A作为粗基准定位,则加工后大端面C能够与小端面平行,可以保证零件壁厚均匀,但却保证不了A、B两面的厚度及B、C两面的厚度;若以大端面C作为粗基准定位,A面作为非配合表面的要求不高,这样以配合表面作为基准可以提高零件的精度,满足要求。由上面的分析可知,我们要加工的零件必须保证壁厚均匀,对加工余量没有特殊要求,所以可以选择以大端面做为粗基准。3.1.3 精基准的选择精基准的选择:选择精基准时,应重点考虑如何减少工件的定位误差,保证加工精度,并使夹具结构简单,工件装夹方便。有任务书中给定的零件图上可以看出零件的设计基准是左端面,如果我们选择左端面做为精基准,符合基准重合的原则,同时又可以保证右端面和压刀槽端面的精度要求,符合基准统一的原则,而且装夹也很便。故选择左端面作为精基准。3.2 拟订工艺路线3.2.1 工艺路线的确定拟订工艺路线是工艺规程设计的关键步骤。工艺路线的优略,对零件的加工质量、生产率、生产成本以及工人的劳动强度,都有很大影响。通常情况下,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 能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便生产成本尽量下降。 1工艺路线方案一 工序1:粗车右端面。工序2:粗车左端面。工序3:半精铣右端面。工序4:半精铣左端面。工序5:钻、镗25mm孔及倒角1.545。工序6:磨25mm孔及左端面定位,磨右端面保证尺寸39mm。工序7:以右端面定位,磨左端面保证尺寸72mm和18mm。工序8:以25mm孔及左端面定位,磨四侧,保证尺寸。 工序9:钻、扩415mm的孔。 工序10:钻810mm的螺栓孔,攻丝。工序11:钻扩10mm,其入口深18mm处,扩至10.2mm,攻螺纹M-126H。工序12:钻10H7的斜孔 工序13:终检。 2工艺路线方案二 工序1:粗铣左端面。 工序2:粗铣右端面,半精铣右端面,倒角1.545。工序3:精铣左端面,倒角1.545。 工序4:钻通孔 22mm,镗35mm孔,切内槽38mm2mm,倒角。粗镗25mm孔,精镗,金刚镗孔25mm至图样尺寸。工序5:倒左端面25mm孔处倒角 145。工序6:粗铣四方,精铣四方。 工序7:铣四方压刀槽,精铣D面至尺寸。工序8:车环形槽。工序9:钻铰4-15mm孔。工序10:钻8-M12-6H通孔小径。 工序11:攻8-M12-6H螺纹。 工序12:钻铰螺纹低孔M12-6H。工序13:攻M12螺纹,深18mm。工序14:钻10H7的斜孔 工序15:终检。 3两种工艺路线方案的比较上述两个方案的特点在于:方案一是以右端面为粗基准,先铣右端面,然后以右端面粗基准铣左端面,然后再以大端面定位,进行孔的加工;而方案二是以左端面为精基准,先铣左端面,再以左端面为基准铣右端面,最后进行孔的加工。方案一以右端面粗基准,保证了零件壁厚均匀及平行度的技术要求,装夹次数也较多,但是左端面没有进行精加工,从而不能保证右端面这一配合表面的精度。方案二左端面为精基准,能保证零件的壁厚均匀,其装夹次数较少。综合两个方案,方案二更可行,因此选用第二种方案:工序1:粗铣左端面。 X62W 工序2:粗铣右端面,半精铣右端面,倒角1.545。 X62W工序3:精铣左端面,倒角1.545。 X62W工序4:钻通孔 22mm,镗35mm孔,切内槽38mm2mm,倒角。粗镗25mm孔,精镗,金刚镗孔25mm至图样尺寸。Z525工序5:倒左端面25mm孔处倒角 145。 C620 工序6:粗铣四方,精铣四方。 X62W 工序7:铣四方压刀槽,精铣D面至尺寸。 X62W工序8:车环形槽。 C620工序9:钻铰4-15mm孔。 Z525工序10:钻8-M12-6H通孔小径。 Z525 工序11:攻8-M12-6H螺纹。 Z525 工序12:钻铰螺纹低孔M12-6H。 Z525工序13:攻M12螺纹,深18mm。 Z525工序14:钻10H7的斜孔 Z525工序15:终检。3.2.2 加工阶段的划分该方刀架加工质量要求较高,可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段,首先将精基准(方刀架右端面)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣方刀架头四周侧面、方刀架的四周环槽和倒角。在半精加工阶段,完成方刀架C面的精铣加工和四侧面的磨削加工保证各表面的垂直度和平面度。最后进行各孔的钻、铰和螺纹的加工。3.2.3 工序的集中与分散选用工序集中原则安排方刀架的加工工序。该方刀架的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.2.4 工序顺序的安排遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准方刀架头右端面和孔;遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序;遵循“先主后次”原则,先加工主要表面方刀架两端面和四周侧面,后加工次要表面四周环槽和左端面环槽;遵循“先面后孔”原则,先加工方刀架头个表面最后加工各孔。由于C面有硬度要求所以中间过程要有热处理。在综合考虑上述工序顺序原则上,拟定方刀架机械加工工序安排如表3.2所示。表3.2 方刀架机械加工工序安排工序号工序名称工序内容选定基准1下料棒料1201352锻造模锻,锻件尺寸130130773热处理正火4粗车粗车右端面钻22孔,扩孔至33深35,车孔至四侧面和左端面5粗车到头车左端面保证厚度尺寸为右端面6铣铣床右端面7铣铣四侧面环槽保证距右端面24.5mm距左端面19mm保证右端面8铣精铣C面保证距左端面18.5mm右端面9铣倒八条面角右端面10热处理C面淬火至4045HRC右端面11车车的孔至图样车环槽尺寸至右端面12磨磨右端面保证左端面13磨磨左端面保证右端面14磨粗精磨四侧面保证并要对B基准对称,四面相互垂直左端面15钻右端面及一侧面16钻钻粗精铰左端面和一侧面17钻钻粗精铰攻螺纹M12-6H右端面及两侧面18检验按图样要求坚持各部分尺寸和精度19入库涂油入库3.3 加工余量、工序尺寸和公差的确定方刀架零件材料为刚,C表面淬火硬度HB4055,生产类型为小批量生产。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、工序尺寸及毛坯如下:1毛坯尺寸由给定任务书中的零件图,锻件尺寸为125mm125mm72mm,未加工表面锻造可达到精度。2左右端面的粗加工余量左端面加工余量取1mm,大端面加工余量2mm 见机械制造工艺手册(以下简称手册)表1-243精铣左端面的加工余量左端面的精铣加工余量为0.5mm。见手册表1-244半精铣右端面的加工余量 右端面的半精铣加工余量为1.3mm。见手册表1-24 5钻通孔22mm孔余留加工余量单边1.5 mm,用镗刀。 精镗再用金刚镗孔25mm至图样尺寸。6粗精铣四方126 mm 126 mm(留加工余量1 mm )7钻 415mm孔选用10mm的扩孔钻进行扩孔,切削深度为1mm。即可达到加工精度。8钻810mm通孔及攻螺纹至M12-6H选用Z525立式钻床并用压板夹紧,用10mm高速钢麻花钻孔,切削深度为24mm。9钻铰螺纹低孔M12-6H,攻M12螺纹,深18mm。选用Z525立式钻床并用芯轴定位夹紧,用10mm高速钢麻花钻通孔,攻螺纹深度为18mm。10终检3.4 切削用量的计算3.4.1 工序4粗车该工序分为6个工步,工步1是粗车右端面。工步2是钻孔工步3是扩孔,工步4 是车孔深39.5.工步5是切槽工步6是倒角。1. 工步1粗车右端面(1)背吃刀量 工步1的背吃刀量取为Zl,Z1等于Z1=2.5mm - 0.5mm = 2mm;而工步2的背吃刀量取为Z2,故= Z2=2mm。(2) 进给量 查切削用量手册表1.30得C620-1车床的中心高为200.查切削用量手册表1.1选择刀杆尺寸为BH=1625.刀片的厚度为4.5查切削用量手册表1.2粗车锻件的毛坯可选择YT5牌号硬质合金刀。车刀计划形状查切削用量手册表1.3需安装卷屑槽带倒棱刀。前刀面 查切削用量手册表1.4在粗车钢料刀杆尺寸为BH=1625.,背吃刀量=35mm以及工件直径为100400mm时,进给量f=0.51.0mm/r按C620-1说明书选择进给量f=0.5mm/r.(3)切削速度 根据切削用量手册表1.10当用YT15硬质合金车刀加工钢料时进给量时切削速度。查切削用量手册表1.28得切削速度的修正参数。所以所以由本工序采用C620-1车床,取转速=96rmin,故实际铣削速度为:综上得2.工步2钻22孔由工件材料45号钢,孔22选用高速钢,麻花钻头查切削用量手册表2.7知进给量f=0.390.46mm/r,取mm/r查切削用量手册表2.13和2.14得。,由于本工序在C620-1上加工取机床转速,而实际切削速度。3.工步3扩33mm孔深由工件材料45号钢,孔12选用高速钢,扩孔钻由背吃刀量查切削用量手册表2.10高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时得进给量mm/r,取由于和工步二在同一台机床上加工,所以机床转速切削速度。4.工步4车深39.5mm孔背吃刀量,可一次走刀完成,选用硬质合金车刀,查切削用量手册表1.4知进给量,取查切削用量手册表1.10得切削速度,取。,按机床c620-1取,所以实际。5.工步5切槽背吃刀量,可一次走刀完成,选用硬质合金车刀,查切削用量手册表1.4知进给量,取,查切削用量手册表1.10得切削速度,取。,按机床c620-1取,所以实际。3.4.2 工序5工序5和工序4的第一工步,加工条件完全一样,所以,。3.4.3 工序6 铣四侧面3.4.3.1 刀具选择根据切削用量手册表1.2选择YT15硬质合金刀片,根据表3.1铣削深度时,端铣刀直径但已知铣削宽度,故应根据铣削宽度,选择由于采用硬质合金端铣刀,故Z=4,铣刀几何形状查切削用量手册表3.2得。3.4.3.2 选择切削用量1.背吃刀量由于加工余量不大,故可一次走刀内切完成,则。2.每次进给量,采用不对称端铣以提高进给量查表3.5,当使用YT刀,铣床功率为7.5kw时,但因采用不对称端铣刀,故取。3. 选择铣刀抹钝标准及刀具寿命,查切削用量手册表3.7铣刀后刀面最大磨损量为 。由于铣刀直径,故刀具寿命 (见查切削用量手册表3.8)4.切削速度 和每分钟进给量查切削用量手册表3.10得根据X62W铣床主要技术参数查切削用量手册表得因此实际切削速度和每次进给量为综上3.4.4 工序7 铣四侧面环槽3.4.4.1 选择刀具查工艺手册表3.1-27铣刀种类及应用范围选用高速镶齿面铣刀,查工艺手册表3.1-28选择铣刀直径, 齿数Z=263.4.4.2 切削用量的选择1.背吃刀量 铣削宽度2.每次进给量查切削用量手册表3.3知 取3.铣刀磨钝标准和刀具寿命,查切削用量手册表3.7铣刀后刀面最大磨损量为查切削用量手册表3.8铣刀平均寿命为4. 切削速度 和每分钟进给量根据X62W铣床主要技术参数查切削用量手册表得因此实际切削速度和每次进给量为终上3.4.5 工序8 精铣C面和工序9倒八条边角3.4.5.1 选择刀具查工艺手册表3.1-27铣刀种类及应用范围选用高速镶齿面铣刀,查工艺手册表3.1-28选择铣刀直径, 齿数Z=263.4.5.2切削用量的选择1.背吃刀量 铣削宽度2.每次进给量查切削用量手册表3.3知 取3.铣刀磨钝标准和刀具寿命,查切削用量手册表3.7铣刀后刀面最大磨损量为查切削用量手册表3.8铣刀平均寿命为4. 切削速度 和每分钟进给量根据X62W铣床主要技术参数查切削用量手册表得因此实际切削速度和每次进给量为终上3.4.6 工序11 车的孔和端面环槽及倒角该工序分为三个工步:车的孔车端面环槽10367 倒角 (1)工步1车的孔(2)背吃刀量 选用YT15硬质合金车刀查切削用量手册表1.4知 取 查切削用量手册表1.10得 取。按机床C620-1取 , 因此实际切削速度。(3)工步2 车端面环槽 背吃刀量选用YT15硬质合金车刀查切削用量手册表1.4知 取 查切削用量手册表1.10得 取按机床C620-1取, 因此实际切削速度。3.4.7 工序12和工序13磨端面(1)选择砂轮查工艺手册第三章中磨料选择各表依表选为WA46.kv6p2502525127其含义为砂轮磨料为白刚玉粒度为40号硬度为中软.陶瓷法合剂6号组织平软砂轮其尺寸为2502575(dbD)(2)切削用量的选择查机械制造工艺设计简明手册表4.2-31 砂轮转速 Nb=3000rmin3.4.8 工序14 磨四侧面保证(1)选择砂轮查工艺手册第三章中磨料选择各表依表选为WA46.kv6p2502525127其含义为砂轮磨料为白刚玉粒度为40号硬度为中软.陶瓷法合剂6号组织平软砂轮其尺寸为2502575(dbD)(2)切削用量的选择查机械制造工艺设计简明手册表4.2-31 砂轮转速 Nb=3000rmin3.4.9 工序15 钻8M17-6H螺纹孔(1)钻10.2mm孔由工件材料45钢孔10.2孔高速钢钻头查切削用量手册表2.7高速钢钻头钻孔时的进给量得f=0.250.3mm/r取f=0.25m/r查切削用量手册表2.13及2.14得v=12m/min取ap=由于本工序采用Z550型立式钻床取转数n=351 r/min故实际切削速度V=(2)3.4.10 工序16 钻铰4(1)钻粗铰精铰由于工件材料为45钢孔高速钢钻头查切削用量手册表2.7知进给量f=0.310.37m/r取f=0.36m/r.查切表2.13及2.14得v=1112m/min取v=12m/min 取ap=14.85mm由于本工序理由Z550型立式钻床取转速n=250 r/min(2)粗铰取背吃刀量又工件材料为45钢孔查切削用量手册表2.2知进给量f=0.30.5取f=0.4m/r切削量为v=57m/min取v=6m/min根据Z550钻床取n=125 r/min(3)精铰工步取背吃刀量又工件材料为45钢孔查切削用量手册表2.2知进给量f=0.30.5mm/r取f=0.3mm/r切削量为v=57m/min取v=5m/min3.4.11 工序17(1)钻取由工件材料为45钢高速钢钻头查切削用量手册表2.7得进给量f=0.220.28取f=0.27查切削用量手册表2.13及2.14得切削速度v=1214m/min取v=14m/min由于本工序采用Z550型立式钻床取转速n=500r/min(2)粗铰由于工件材料为45钢孔查切削用量手册表2.24知进给量f=0.30.5mm/r取f=0.4mm/r切削量为v=57m/min取v=6m/min根据Z550钻床取n=185r/min(3)粗铰由于工件材料为45钢孔查切削用量手册表2.24知进给量f=0.30.5取f=0.3m/r切削量为v=57m/min取v=5m/min根据2550钻床取n=185r/min(4)攻M12-6H螺纹3.5 时间定额计算3.5.1 工序4各工步工时计算(1)工步粗车右端面 其中,根据切削用量手册表1.26车削时的切量不超切量(2)工步2钻22mm孔 (3)工步3扩33mm孔(4)工步4车36深39.5mm孔(5)工步5切槽33mm3.5.2 工序5 粗车左端面该工序与工序4的工步1的加工条件完全一样,所以3.5.3 工序6 铣四侧面3.5.4 工序7 铣四侧面环槽3.5.5 工序8 精铣槽C面(2) 工步2倒角3.5.6 工序11 车3.5.6.1 工步1 车根据切削用量手册表1.26车削时的入切量和超切量 则 l=33+4.3=37.3mm3.5.6.2 工步2 车端面环槽 3.5.7 工序12 磨右端面查机械制造工艺设计简明手册表4.2-31 砂轮转速 Nb=3000rmin其结果为: 3.5.8 工序13 磨右端面 该工序加工过程与工序12完全一样,所以结果为:3.5.9 工序14 磨四侧面保证查机械制造工艺设计简明手册表4.2-31 砂轮转速 Nb=3000rmin3.5.10 工序15 钻8M126H 螺纹孔该工序分为两个工步,分别计算。(1)工步1 钻底孔 l=24mm查切削用量手册表2.29得入切量与超切量y+=5mm故=0.33min(2)螺纹加工3.5.11 工序16 钻(1)工步1钻 ()工步粗钻的孔4 钻10H7的斜孔专用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。钻10H7的斜孔,需要设计专用夹具。4.1 定位基准和定位元件的设计与分析根据方刀架的形状和加工技术要求及精度。工件定位用了平面定位,内孔定位及外圆柱定位。综上分析:,三个支撑钉和工件以活动块上定位,限制了工件的6个自由度,实现了的完全定位。4.2 钻模板与导引元件的设计1. 钻模板的设计钻模板是供安装钻套用的。要求具有一定的强度和刚度,以防止由于变形而影响钻套的位置精度和导向精度。常用的有以下几种类型: (1)固定式钻模板 这种钻模版是直接固定在夹具体上而不能移动的,因此用固定式钻模版加工孔时所获得较高的位置精度,但有时对装卸工件不甚方便。 (2)铰链式钻模板 钻模板与夹具体为铰链连接,使用铰链式钻模板装卸工件方便,但铰链处必然有间隙,因而加工孔的位置精度比固定式钻模板的精度低。 (3)可卸式钻模板 当装卸工件必须将钻模板取下时,则采用可卸式钻模板,使用这种钻模板时,装卸钻模板较费时费力,钻模的位置精度较低,一般多在使用其它类型钻模板不便于装夹工件时使用。 (4)悬挂式钻模板 在立式钻床上多用多轴转动头加工平行孔系时,所用钻模板常通过两导柱直接悬挂在传动箱上,并随机床主轴往复移动,这种钻模版为悬挂式钻模板。 根据方刀架几何形状尺寸,加工特点及定位基准,为方便装卸工件应选用铰链式钻模板。 2.导引元件设计 钻套在钻模中的作用是保证被加工孔的位置精度,引导刀具防止其在加工过程中发生偏斜,提高刀具的刚性,防止加工时的振动。常用的标准钻模有以下几种类型: (1)固定钻套 固定钻套安装在钻模板或夹具体中,其配合为H7/h6或H7/r6。固定钻套结构简单,钻孔精度高,适用于单一钻孔工序和小批量生产。 (2)可换钻套 当工件为单一钻孔工艺,大批量生产时为便于更换磨损的钻套,选用可换钻套。 (3)快换钻套 当工件需钻,扩,铰多工艺加工时,能快速更换不同孔径的钻套,应选用快换钻套。 更换钻套时将钻套缺口转至螺钉处,即可取出钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向,以免钻套自动脱出。根据加工5通孔与5沉孔的要求可以先钻再扩,后用平头钻三次加工,也可以用钻扩复合刀具一次加工获得。本次设计利用复合刀具一次加工。但综合考虑采用快换钻套。钻模板的结构如图33所示:1圆柱销 2钻模板 3支撑钉 4螺钉 5快换钻套 6菱形螺母图33铰链式钻模板4.3 夹具方案与夹具体的设计 1.夹具体设计由2.1.6可设计夹具体,材料为HT200,因为夹具体为铸件,应进行人工失效处理,具体加工技术要求及结构见夹具体零件图。2.夹具方案根据方刀架形状特点并由2.1.4知应选择轴向方向为夹紧的方向,方刀架上端面及底面为被夹紧的两面。并选择夹紧机构为螺旋加紧机构。装夹时,拧紧螺母,通过开口垫圈,将工件端面牢固的压在定位原件上,活动V形块通过弹簧的作用对工件起到一定的辅助夹紧作用。由以上各主要原件的设计,将各部分连成以整体,够成钻模板的装配图(见装配图)。3.定位误差分析该夹具定位基准与设计基准均为螺栓杆轴线,基准不重合误差为零。基准位置误差取决于25H8孔和25f7配合间隙,可确定最大配合间隙为=0.033+0.041=0.074mm,所以定位误差0.074mm。工件尺寸80mm,公差取12级,查表IT12=0.3,所以加工误差=0.3mm,定位误差/3,此定位方案可行。4.夹紧力分析夹紧力是满足定位可靠,夹具可行的因素。夹紧力不能太小,否则加工时产生位移破坏定位,但也不能太大,否则工件易变形本次加工孔径较小,所需夹紧力也较小,所设计的夹紧机构能满足加工要求。结 论此次毕业设计的内容主要有两个方面:方刀架的加工工艺设计和夹具的设计。主要目的:在于通过对方刀架加工工艺的设计,熟悉和掌握零件从毛坯材料选择到成品过程,培养实际生产中产品设计能力;另外通过对夹具的设计,熟悉和掌握夹具的基本知识和设计原则。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,工艺的设计,能使我们更加了解毛坯材料的选择,材料的热处理,加工方法的选择,加工余量的确定,更加熟悉了工艺规程和先进的加工工艺,学习到了工艺的制定过程,工艺卡片的制作,工艺手册的查询等方面的知识,先制定合理的加工工序,再选用合适的机床,查工艺手册定合适的毛坯,再查进给、切削速度、转速,计算实际转速和时间完成工艺卡片;通过专用夹具的设计,使我们掌握了专用夹具的设计步骤及过程,六点定位原理,通过设计定位元件来实现设计标准,通过夹紧力的计算选用夹紧装置,对毛坯夹紧的原则,最终完成零件的加工达到设计的要求。脚踏实地,认真严谨,实事求是的学习态度,不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。 我相信通过毕业设计不仅提升了对我大学期间所学基本专业知识综合运用也锻炼了我们实际解决工程实际的能力,而且让我们对所学的知识有了更加深刻的理解,对我们以后的学习、工作有了更大的帮助,为我们留下了宝贵的经验。参考文献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社,200612 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,200347 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,200712 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。这次毕业设计是在老师悉心指导下完成的。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,杨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!26
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