托脚托架机械加工工艺规程及铣30 x50上端面夹具设计【含CAD图纸、说明书】
课 程 设 计 说 明 书 设计题目:制定托架零件的加工工艺及铣30x50上端面的夹具设计, 27院,部 学生姓名 指导教师 专业 班级 年12月 25机械自造工艺及夹具课程设计任务书设计题目:制定托架零件的加工工艺,设计铣30x50上端面的铣床夹具设计。设计要求:中批量生产 气动夹紧 通用工艺装备 设计时间: 设计内容:1、熟悉零件图; 2、绘制零件图(一张); 3、绘制毛坯图(一张); 4、编写工艺过程卡片和工序卡片(各一张); 5、绘制夹具总装图; 6、绘制夹具零件图; 7、说明书班 级:学 生: 指导教师: 年12月25日 序 言械工业是一种基本工业形式,对于我们国家来说,它关系到国计民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展,数字化,自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展,其他各工业部门也向着高深度迈进,机械工业的发展日趋重要。机械制造过程及检测,检验中,都要使用大量的夹具。为了达到提劳动效率,提高加工精度,减少废品,扩大机床的工艺范围,改善操作的劳动条件,如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。机床夹具是夹具中的一种,将其固定到机床上,可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置,并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。夹具设计中的特点:1 夹具的设计周期较短,一般不用进行强度和刚度的计算。2 专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3 “确保产品加工质量,提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务,加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度,后者主要用夹具来保证。4 夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。因此,夹具设计要保证以下几个条件:1 夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2 保证工件的精度。3 保证使用方便与安全。4 正确处理作用力的平衡问题。5 注意结构的工艺性,便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。6在机械制造中,为了适应新产品的不断发展要求。因此,夹具计过程中有朝着下列方向发展的趋势:(1) 发展通用夹具的新品种A由于机械产品的加工精度日益提高,因此需要发展高精度通用夹具。B广泛的采用高效率夹具,可以压缩辅助时间,提高生产效率。(2) 发展调整式夹具(3) 推广和发展组合夹具及拼拆夹具。(4) 加强专用夹具的标准化和规范化。(5) 大力推广和使用机械化及自动化夹具。(6) 采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。本设计属于工艺夹具设计范围,机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏,直接影响着零件的加工质量及生产成本,在设计中为了适应中批批量的生产情况,以提高产品的生产效率,在设计中所采用的零件尽量采用标准件,以降低产品的生产费用。机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计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占有重要的地位。 就我个人而言,我希望能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的训练,希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。 由于个人能力所限,设计尚有许多不足之处,希望各位老师给予指教。目 录目 录序言2 一、零件的工艺分析2二、工艺规程设计3 (一)确定毛坯的制造形式3(二)基面的选择3(三)制定工艺路线3(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定4(五)确立切削用量及基本工时4三、夹具设计:5 (一)、设计时注意的问题5 (二)、夹具设计6参考资料:8(一)零件的分析 (一).零件的作用 题目所给的零件是机床托架,主要在车细长杆时起辅助支撑作用. (二)零件的工艺分析:机床主轴箱齿轮共有三组加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:1.以直径为35为中心的加工表面这一组加工表面包括:直径为35的孔。2 以直径为中心加工端面和右侧面3 托架上面 二. 工艺规程设计 (一) 确定毛坯的制造形式。 零件的材料为为HT200,考虑到零件的几何形状比较简单。所以用铸造的方法来做毛坯。 (二) 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,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选取托架上面的面作为粗基准。(2)精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问。因为工件的端面和外圆都与内孔的中心线,有严格的技术要求,因此因此要以内院为精基准,来加工上面,侧面和端面, 制定工艺路线方案一工序一: 铸造 工序2: 时效处理工序3:以上面为基准粗加工直径为55的下端面工序4:以直径为55的下端面为基准加铣上端面, 工序5: 以直径为55的下断面为基准钻直径为35的孔,绞孔 工序6: 以孔和下端面为基准铣30x50的面工序7: 以直径为35的孔和30x50的面定位系直径为55的外圆的侧面。工序8: 铣R6x3的槽两个工序9: 钻2-M8的两个底孔,攻丝 工序10: 质检,入库方案二:方案一工序一: 铸造 工序2: 时效处理工序3:以上面为基准粗加工直径为55的下端面工序4:以直径为55的下端面为基准加铣上端面, 工序5: 以直径为55的下断面为基准钻直径为35的孔,绞孔 工序6: 以孔和下端面为基准铣30x50的面工序7:。铣R6x3的槽两个工序8:以直径为35的孔和30x50的面定位系直径为55的外圆的侧面工序9: 钻2-M8的两个底孔,攻丝 工序10: 质检,入库工艺路线方案的比较工艺方案二与方案一的不同在于方案一,在铣了30x50的面之后直接铣R6x3的两个槽,节省了时间,提高了效率,而方案二的方法则是工序过于分散,因此选择方案二。(四) 机械加工量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据加工工艺,分别对各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下: (五)、确定切削用量及基本工时切削用量及基本工时的确定:铣直径为55的下端面,选用机床:X51立式铣床,选用高速钢圆柱形铣刀,齿数Z=6第一次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时:第二次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时: (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=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.098(mi1) 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔: 21.7 按机床取 所以实际切削速度 工时: 切入 所以 铣直径为55的上端面,选用机床:X51立式铣,选用高速钢圆柱形铣刀,齿数Z=6第一次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时:第二次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时:钻钻直径为35的孔3、工序2钻直径为33的孔,扩直径为35 (1) 钻33孔 a/加工条件:机床:Z525钻床. 刀具:麻花钻 其中d=33 .b/计算切削用量:=20mm由机械加工工艺手册表15-53,表15-37可知:.f=0.36mm/r v=0.35m/s. 确定主轴转速: n=.334r/min . 按机床选取: 实际机床选取: v= 切入 切出 l=80mm 切削工时: . (2)扩35 a/加工条件:机床:CA6140车床. 刀具:扩孔钻 其中d=32mm .b/计算切削用量:=2mm由机械加工工艺手册表15-53,表15-37可知:.f=0.81mm/r v=0.14m/s 确定主轴转速: n=.121.5r/min . 按机床选取: 实际机床选取: v=切削工时: .以内孔和端面为基准铣托架的上端面,选用机床:X51立式铣床,选用高速钢圆柱形铣刀,齿数Z=6第一次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时:第二次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时: (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=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.098(mi2) 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔: 21.7 按机床取 所以实际切削速度 工时: 切入 以内圆和上端面为基准铣直径为35的右侧面,选用机床:X51立式铣床,选用高速钢圆柱形铣刀,齿数Z=6第一次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时:第二次走刀: 按机床选取 工作台进给量: 基本工时: (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=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.098(mi3) 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔: 21.7 按机床取 所以实际切削速度 工时: 切入 钻M8的底孔6.83、钻直径为6.8的孔, (1) 钻33孔 a/加工条件:机床:Z525钻床. 刀具:麻花钻 其中d=6 .b/计算切削用量:=20mm由机械加工工艺手册表15-53,表15-37可知:.f=0.36mm/r v=0.35m/s. 确定主轴转速: n=.334r/min . 按机床选取: 实际机床选取: v= 切入 切出 l=80mm 切削工时: . (2)手动攻丝。.三、 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,需要设计专用的夹具。有老师分配的任务,我被要求设计铣30x50的上端面这道工序,本夹具采用内孔定位,压板手动压紧结构。这种结构操作简单,装卸方便,非常适合大批量生产。1、问题提出本夹具主要用来铣30x50面,因为本面是油孔没有什么特殊的要求,因此主要考虑提高生产率上,(二)夹具设计1 切削力和夹紧力计算(1)刀具: 采用高速钢端面铣刀机床: X51 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (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=8mm,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,使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力 2.定位误差分析由于用定位销和端面定位的,设计基准和定位基准重合,定位误差极小,又因为孔自身没有什么定位精度,因此定位可以不予考虑,主要考虑提高生产效率上。不必考虑定位误差,只需保证夹具的心 轴的制造精度和安装精度。3夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.此夹具手动压板夹紧,操作简单快速。本夹具总体的感觉是操作比较简单,结构比较紧凑,效率大大提高。钻孔夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图中。第5章 总 结 为期两周的机械制造工艺学课程设计即将结束了,两周是时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这两周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资料,为我们的毕业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。最后,衷心的感谢老师的精心指导和悉心帮助,使我顺利的完成此次设计。谢谢! 第6章 参 考 文 献【1】赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社,1997【2】王绍俊主编机械制造工艺设计手册机械工业出版社,1985【3】金属机械加工工艺人员手册修订组编金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社,1983【4】上海柴油机厂工艺设备研究所编金属切削机床夹具设计手册机械工业出版社1984【5】南京市机械研究所主金属切削机床夹具图册机械工业出版社【6】吕周堂、陈晓光主编互换性与技术基础中国科学技术 机械加工工艺卡片工件名称CA6140托架工序号零件名称CA6140托架零件号零件重量1.78kg同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS191-229铸件1.78kg设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51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铣50x30的2个面高速钢端面铣刀游标卡尺10010.750.452000.94设计者 指导老师共 1 页第 1 页 机械加工工艺卡片工件名称CA6140床工序号零件名称CA6140车床托架零件号零件重量1.78kg同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件1.78kg设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51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粗铣55下端面高速钢立铣刀114416025.120.43半精铣55下端面高速钢立铣刀1144160200.65机械加工工艺卡片工件名称CA6140车床托架工序号零件名称CA6140车床托架零件号零件重量1.78kg同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件1.78kg设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51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粗铣直径为55的上端面高速钢立铣刀214416025.120.65半精铣直径为55的上端面高速钢立铣刀1100160200.98机械加工工艺卡片工件名称CA6140车床托架工序号零件名称CA6140车床托架零件号零件重量1.78kg同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件1.78kg设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525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钻孔至33高速钢锥柄麻花钻10.4319514.080.64扩孔至35高速钢锥柄扩孔钻10.72685.291.1机械加工工艺卡片工件名称钻工序号零件名称CA6140车床托架零件号零件重量1.78kg同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件1.78kg设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床X51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铣50x30的面高速钢端面铣刀10.1796029.540.31铣R6x3的两个槽高速钢端面铣刀1.31956.10.19设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称铣工序号零件名称CA6140车床手柄座零件号零件重量1.87kg同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件1.87kg设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X51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/min主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1铣右侧面高速钢圆柱形铣刀60256.2537515.310.94机械加工工艺卡片工件名称托架工序号零件名称CA6140车床托架零件号零件重量1.78kg同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件1.78kg设备夹具辅助工具名称型号立式钻床Z525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钻孔6.7高速钢麻花锥柄钻10.3627211.100.362攻丝M8锥柄丝锥10.811406.130.31设计者指导老师共 1 页第 1 页 机械加工工艺卡片产品型号零件图号共 1 页产品名称零件名称托架第 1 页材料毛坯种类铸件牌 号45每一锻件制品数1技术要求毛 重文件编号状 态尺寸规格净 重件台件批工序号工序名称工 序 内 容车间小组设 备工 艺 装 备工 时夹 辅 具刀 具量 具准终单件00铸造保证尺寸要求卷尺10 时效处理清砂处理20铣直径为55的下端面X51高速钢圆柱铣刀30铣铣直径为55的上端面X51高速钢圆柱铣刀游标卡尺40钻,扩,绞钻,扩,绞35的孔Z525锥柄麻花钻游标卡尺50铣50x30端面,铣R3的两个槽X51专用夹具高速钢圆柱铣刀60铣铣右侧面X51专用夹具高速钢圆柱铣刀游标卡尺70钻,钻M8的底孔,攻M8的丝M1331 专用夹具游标卡尺80钳去毛刺Z525专用夹具锥柄麻花钻游标卡尺90终检按图样检查各部分尺寸专用夹具游标卡尺10入库专用夹具14检验入库严格按照图纸要求进行检测工作台编 制校 对审 核会 签描 图更改 处数文件号签字日期更改处数文件号签字日期
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