吊环轴工艺及车Ф30外圆夹具设计[含cad高清图纸文档资料所见所得]
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辽宁工程技术大学课程设计2辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目:吊环轴的工工艺规程及车30外圆的夹具设计班级:姓名:学 号:指导教师:完成日期:辽宁工程技术大学课程设计任 务 书一、设计题目: 吊环轴的工工艺规程及车30外圆的夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:(中批或大批大量生产)三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图(A0或A1) 1张6绘制夹具中1个零件图(A1或A2。装配图出来后,由指导教师为学生指定需绘制的零件图,一般为夹具体)。 1张7课程设计说明书,包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。(约5000-8000字) 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料,绘制零件图。2第37天,完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法,编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天,完成夹具总体方案设计(画出草图,与指导教师沟通,在其同意的前提下,进行课程设计的下一步)。4第1113天,完成夹具装配图的绘制。5第1415天,零件图的绘制。6第1618天,整理并完成设计说明书的编写。7第19天,完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天,答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ,设计内容反映的基本概念及计算 ,设计方案 ,图纸表达 ,说明书撰写 。综合评定成绩: 指导教师日期 摘 要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。吊环轴加工工艺规程及其车30外圆的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。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。关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言11. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 22. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 42.3制定工艺路线 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 52.5确定切削用量及基本工时63 夹具设计83.1问题的提出83.2定位基准的选择83.3切削力及夹紧力计算93.4定位误差分析103.5夹具设计及操作简要说明10总 结11致 谢12参考文献 13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。吊环轴的加工工艺规程及其车30外圆的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课程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。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。1 零件的分析1.1:零件的作用吊环轴的作用待查,零件图如下1.2、零件的工艺分析 吊环轴加工共有3组加工表面,它们相互之间有一定的要求。现分述如下:1、以工件的上端面为基准加工面。这组加工面,主要是下端面2、以下端面为基准的加工面,这组加工面主要是上端面直径38的通孔。3:以下端面和38孔为基准加工面,这组加工面主要是30的外圆和端面2 、工艺规程的设计 2.1 、确定毛坯的的制造形式 零件材料为HT200。因为工件是批量生产,因此我们采用砂型铸造。2.2 、基准的选择 (1)、 粗基准的的选择 根据粗基准的选择原则,要亦非加工表面为粗基准,且粗基准只能使用一次,对本工件来说选择左端面为粗基准是非常合理的。(2) 、精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时,因该进行尺寸换算。以38孔作为精基准。 2.3 、制订工艺路线(1)、工艺路线方案一:工序一:铸造、工序二:时效处理工序三:铣下端面工序四;铣上端面工序五:钻,扩38的孔工序六:车30的端面和外圆工序七 :钳工去毛刺工序八:质检,入库(2)、工艺路线方案二:工序一:铸造、工序二:时效处理工序三:铣下端面工序四;铣上端面工序五:钻,扩38的孔工序六:车30的端面工序七 :车30的外圆工序八:去毛刺工序九:质检,入库(3)、工艺方案的分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是在加工30端面和外圆的时间放在了一起加工,这样一次装夹既可以把端面和外圆加工出来,减少了装夹误差,极大的保证了加工质量,同时又大大的提高的生产效率,适合大批量生产,因此综合考虑我们选择方案一.具体的工艺过程如下:工序一:铸造、工序二:时效处理工序三:铣下端面工序四;铣上端面工序五:钻,扩38的孔工序六:车30的端面和外圆工序七 :钳工去毛刺工序八:质检,入库 2.4 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “吊环轴”零件材料为HT200,生产类型为大批量生产。查参考文献可以知道,底面和端面的余量留1.5mm比较合适。 2.5、确定切削用量及基本工时工序VI:车30的端面和外圆的切削用量及基本工时的计算如下 粗车30端面及外圆柱面,1.加工条件工件材料:HT15-33 b=220MPa 模铸加工要求:车削30mm端面及外圆柱面,机床:CA6140卧式车床 刀具:采用刀片的材料为YT15,刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2计算切削用量(1) 粗车30mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1.5mm,考虑的模铸拔模斜度,=4mm2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm35mm,以及工件直径为30时,f =0.71.0mm/r按CA6140车床说明书(见切削手册)取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度,按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min)其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1L=30mm , =2mm, =0, =0 tm=0.074(min)(2) 粗车30mm外圆柱面,同时应检验机床功率及进给机构强度1) 切削深度,单边余量Z=1.5mm,分二次切除。2) 进给量,根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min 与420r/min相近的机床转速为480r/min现选取480r/min 所以实际切削速度= 5) 检验机床功率其中2985,1.0,0.65,-0.15, =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削时消耗功率2.81(KW) CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够,可以正常加工。6) 校验机床进给系统强度已知主切削力1122.4N.径向切削力其中1940,0.9,0.6,-0.3,=0.59=0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而轴向切削力 其中2880,1.0,0.5,-0.4,=0.34=1.17 轴向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见切削手册表1.30)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时t=其中l=33mm =4mm =2mm 所以t=0.090min3、 专用夹具的设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需计专用的夹具。有老师分配的任务,我被要求设计车38孔的夹具,选用机床:CA6140卧式车床3.1、问题提出本夹具主要用来车30的外圆和端面,因为钻30外圆本身没有什么精度要求,因此以提高生产效率为主。因此,在本道工序加工时,主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、。3.2 定位基准的选择我们已已经加工好的38孔作为定位基准,采用一个心轴定位,26孔端面限制3个自由度,圆柱销限制2个自由度,最后一个方向的自由度我们采用一个定位挡销定位,这样空间的6个自由度都已经限制完了,我们就可以开始加工工件了。3.3切削力和夹紧力的计算查表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夹紧力的计算:由机床夹具设计手册(表1-2-25)得:用扳手的六角螺母的夹紧力:M=12mm, P=1.75mm,L=140mm,作用力:F=70N,夹紧力:W0=5380N由于夹紧力大于切削力,即本夹具可安全使用。满足加工要求。3.4:定位误差分析(1) 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和两定位销,孔与销间隙配合。 (2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位销,一挡销定位,工件始终靠近挡销的一面,而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力,因此,工件不在在定位销正上方,进而使加工位置有一定转角误差。但是,由于加工是自由公差,故应当能满足定位要求。3.5夹具设计及简要操作说明 本工件采用圆柱销和挡销销定位,用移动压板压紧,这样操作更加简单,迅速,特别适合打批量生产,总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求装配图附图如下夹具体附图如下总 结设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了好多,也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994年3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社出版,1983年4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990年5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981年10月6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997年13机械加工工艺卡片工件名称吊环轴工序号 零件名称吊环轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式车床CA6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1车30外圆YG6游标卡尺331设计者 指导老师共 1 页第 1 页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吊环轴共页第页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件10铸造铸造X5220时效时效处理X5230铣铣下端面。X5240铣铣上端面。T6850钻钻,扩38的孔X5260车车30的端面和外圆X5270去毛刺80终检平台 设 计(日 期) 校 对(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
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