扇形曲柄零件的钻Ф5孔夹具设计及加工工艺分析含非标6张CAD图.zip
扇形曲柄零件的钻5孔夹具设计及加工工艺分析含非标6张CAD图.zip,扇形,曲柄,零件,夹具,设计,加工,工艺,分析,非标,CAD
XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第1页车间工序号工序名称材料牌号03铣HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1 铣50前端面端面铣刀、游标卡尺6001190.252.010.2092 铣32前端面端面铣刀、游标卡尺6001190.252.010.134设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第2页车间工序号工序名称材料牌号04铣HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1 铣50后端面端面铣刀、游标卡尺6001190.252.010.2092 铣32后端面端面铣刀、游标卡尺6001190.252.010.134设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第3页车间工序号工序名称材料牌号05钻、扩、粗铰、精铰HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1 钻孔至15麻花钻、锥柄圆柱塞规54525.70.287.510.2462 扩15孔至15.85扩孔钻、锥柄圆柱塞规68033.80.170.42510.263设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第3页 车间工序号工序名称材料牌号05钻、扩、粗铰、精铰HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助3 粗铰15.85孔至15.95铰刀、锥柄圆柱塞规96048.10.130.0510.2414 精铰15.95孔至16H7铰刀、锥柄圆柱塞规136068.30.100.02510.2215 钻孔至23麻花钻、锥柄圆柱塞规54539.40.2811.510.2726 扩23孔至24.8扩孔钻、锥柄圆柱塞规68053.00.170.910.2677 粗铰24.8孔至24.94铰刀、锥柄圆柱塞规96075.20.130.0710.2418 精铰24.94孔至25H7铰刀、锥柄圆柱塞规13601070.100.0310.2219设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第4页车间工序号工序名称材料牌号06铣HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣扇形曲柄前后端面圆柱铣刀、游标卡尺60037.70.252.020.537设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第5页 车间工序号工序名称材料牌号07铣HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣R110圆弧面圆柱铣刀、游标卡尺60037.70.252.010.594设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第6页 车间工序号工序名称材料牌号08钻、攻HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻M6-6H螺纹底孔5.1麻花钻、锥柄圆柱塞规68010.90.282.5510.0612攻M6-6H螺纹丝锥、螺纹塞规680120.450.4510.031设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第7页 车间工序号工序名称材料牌号09钻HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻5孔麻花钻、锥柄圆柱塞规5458.60.282.520.164设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第8页 车间工序号工序名称材料牌号10钻、攻HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻M8-6H螺纹底孔6.8麻花钻、锥柄圆柱塞规54511.60.283.410.1212攻M8-6H螺纹丝锥、螺纹塞规545150.60.610.048设计(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 XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称扇形曲柄共9页第9页 车间工序号工序名称材料牌号11钻、铰HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液 专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻孔至5.8锥销孔麻花钻、锥柄圆柱塞规5459.90.282.920.2282铰5.8锥销孔至6锥销孔铰刀、锥柄圆柱塞规96018.10.130.120.234设计(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XX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扇形曲柄共页第页材料牌号HT150毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件01备料 金属型浇注02热 时效处理以消除应内力03铣 铣50前端面;32前端面X52K端面铣刀、游标卡尺04铣 铣50后端面;32后端面X52K端面铣刀、游标卡尺05钻 钻、扩、粗铰、精铰16H7孔;25H7孔Z525麻花钻、扩孔钻、铰刀、锥柄圆柱塞规06铣 铣扇形曲柄前后端面X52K圆柱铣刀、游标卡尺07铣 铣R110圆弧面X52K圆柱铣刀、游标卡尺08钻 钻、攻M6-6H螺纹Z525麻花钻、丝锥、锥柄圆柱塞规、螺纹塞规09钻 钻5孔Z525麻花钻、锥柄圆柱塞规10钻 钻、攻M8-6H螺纹Z525麻花钻、丝锥、锥柄圆柱塞规、螺纹塞规11钻 配钻铰6锥销孔Z525麻花钻、铰刀、锥柄圆柱塞规12钳工 去毛刺13终检 检验至图纸要求14涂漆 涂防锈漆15入库 包装、入库设计(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 期摘 要现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化,工艺工装的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。夹具行业作为一个传统而富有活力的行业,近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代,这一行业呈现了新的发展趋势。本次设计对扇形曲柄零件的加工工艺分析及钻5孔进行夹具设计研究。首先对零件进行分析,然后选择毛坯制造形式,制订工艺路线,确定机械加工余量、切削用量等。对于专用夹具的设计,首要的任务是想好设计方案,根据所设计的方案确定定位面,限制每个定位元件的自由度,使其达到设计要求。为保证工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外,夹具要做的尽可能敞开,因为夹紧机构元件和加工面之间应保持一定的安全距离,以防止夹具与钻套、刃具在加工过程中发生干涉。通过本次设计提升了我独立分析与解决机械制造的实际课题的能力,并且在计算机CAD、资料检索等方面也得到了锻炼与提高。关键词:扇形曲柄、加工工艺、夹具设计、切削用量、定位AbstractThe modern mechanical processing industry has undergone profound structural changes. The design and improvement of technological tooling has become a necessary condition for the survival and development of related enterprises. Fixture industry, as a traditional and dynamic industry, has made rapid progress in recent decades. In the new economic era, this industry presents a new trend of development.In this design, the processing technology analysis of fan crank parts and the clamp design of drilling hole 5 are studied. Firstly, the parts are analyzed, then the blank manufacturing form is selected, the process route is worked out, and the machining allowance and cutting parameters are determined. For the design of special fixture, the most important task is to think about the design plan, determine the positioning surface according to the design plan, limit the freedom of each positioning element, and make it meet the design requirements. In order to ensure that all the surface to be machined in this process is fully exposed, the fixture should be as open as possible, because there should be a certain safety distance between the clamping mechanism components and the processing surface to prevent interference between the fixture and the drill sleeve and the cutting tool in the process of processing.Through this design, I have improved my ability to independently analyze and solve the actual problems of mechanical manufacturing, and have also been trained and improved in computer CAD, data retrieval and other aspects.Key words: sector crank, processing technology, fixture design, cutting parameters, positioning目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1课题背景11.2目的11.3夹具设计中的特点11.4夹具设计需保证的条件11.5夹具的发展趋势2第2章 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析3第3章 工艺规程设计53.1确定毛坯的制造形式53.2基面的选择53.2.1粗基准的选择53.2.2精基准的选择63.3制订工艺路线63.4机械加工余量的确定73.5 确定切削用量及基本工时9第四章 专用夹具设计224.1专用夹具的提出224.2定位机构224.3夹紧机构234.4定位误差设计254.4.1定位误差254.4.2 产生定位误差的原因254.4.3 定位误差计算264.5 机床夹具的总体形式274.8夹具设计及操作简要说明28结 论29参考文献30致 谢32 IV第1章 绪论1.1课题背景制定扇形曲柄的加工工艺,设计钻5孔的钻床夹具,运用机械制造工艺学毕业中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,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,保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效,省力,经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称,出处,能够做到熟练的运用。 1.2目的毕业设计是我们对所学毕业的深入综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后,我得到一次综合性训练,我在想我能在多个方面得到铸炼。就我个人而言,我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中铸炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教,本人将表示真诚的感谢!1.3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。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。1.4夹具设计需保证的条件 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。1.5夹具的发展趋势 1.发展通用夹具的新品种,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。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。第2章 零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是扇形曲柄。扇形曲柄与机架用转动副相连并能绕该转动副轴线整圈旋转的构件。通俗的说就是能绕机架整圈旋转。2.2零件的工艺分析 图1 扇形曲柄零件图技术要求:1.未注明铸造圆角均为R3R5。2.铸件尺寸公差按GB6414-86 CT12。3.加工面线性尺寸的未注公差为GB1704-m。扇形曲柄零件材料为HT150,灰口铸铁是铸铁中使用得最多的一种。灰口铸铁是在珠光体(或铁素体)基体中分散有大量片状石墨的铸铁。浇注时缓慢冷却即可促使石墨化,便可得到灰口铸铁,因断口常呈灰黑色而区别于白口铸铁。扇形曲柄共有以下加工表面,现分述如下: 1.扇形曲柄50端面 2.扇形曲柄32端面3. 扇形曲柄扇形端面4. 扇形曲柄R110弧形面5. 扇形曲柄25H7孔6. 扇形曲柄16H7孔7. 扇形曲柄M6-6H螺纹8. 扇形曲柄5孔9. 扇形曲柄M8-6H螺纹10. 扇形曲柄6锥销孔 第3章 工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式扇形曲柄材料为HT150。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批生产,故选择铸造毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT8级,已知此扇形曲柄零件的生产纲领中批生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程工序划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。3.2基面的选择基面的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,生产效率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成大批报废,使生产无法正常进行。3.2.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。3.2.2精基准的选择精基准的选择应满足以下原则:(1)“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2)“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3)“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。3.3制订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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性的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,以便使生产成本尽量下降。工序01: 金属型浇注工序02:时效处理以消除应内力工序03:铣50前端面;32前端面工序04:铣50后端面;32后端面工序05:钻、扩、粗铰、精铰16H7孔;25H7孔工序06:铣扇形曲柄前后端面工序07:铣R110圆弧面工序08:钻、攻M6-6H螺纹工序09: 钻5孔工序10:钻、攻M8-6H螺纹工序11: 配钻铰6锥销孔工序12:去毛刺工序13:检验至图纸要求工序14:涂防锈漆工序15:包装、入库3.4机械加工余量的确定图2毛坯图工件毛坯铸件,查相关资料知,采用金属浇注,铸造精度等级IT8,加工余量等级MA-G。1.扇形曲柄50端面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,表面粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。2.扇形曲柄32端面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。3.扇形曲柄25H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,根据机械制造工艺设计简明手册表2.3-9知,首先钻孔至23,再扩23孔至24.8,然后粗铰24.8孔至24.94,最后精铰24.94至25H7方可满足其精度要求。4.扇形曲柄16H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,根据机械制造工艺设计简明手册表2.3-9知,首先钻孔至15,再扩15孔至15.85,然后粗铰15.85孔至15.95,最后精铰15.95至16H7方可满足其精度要求。5.扇形曲柄宽扇形端面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。6.扇形曲柄R110圆弧面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步铣削即可满足其精度要求。7.扇形曲柄M6-6H的加工余量 因加工孔的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,粗糙度Ra3.2,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,首先钻M6-6H螺纹底孔5.1,攻M6-6H螺纹。7.扇形曲柄M8-6H螺纹的加工余量 因加工孔的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,粗糙度Ra3.2,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,首先钻M8-6H螺纹底孔6.8,攻M8-6H螺纹。8.扇形曲柄5孔的加工余量 因加工孔的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步钻削即可满足其精度要求。3.5 确定切削用量及基本工时工序01: 金属型浇注工序02:时效处理以消除应内力工序03:铣50前端面;32前端面工步一:铣50前端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,, 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时,按机床标准选取3)计算工时工作台直径工步二:铣32前端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,, 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时,按机床标准选取3)计算工时工作台直径工序04:铣50后端面;32后端面工步一:铣50后端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,, 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时,按机床标准选取3)计算工时工作台直径工步二:铣32后端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,, 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时,按机床标准选取3)计算工时工作台直径工序05:钻、扩、粗铰、精铰16H7孔;25H7孔工步一:钻孔至15确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步二:扩15孔至15.85利用扩孔钻将15孔至15.85,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取,根据参考文献表4.2-13,取则主轴转速为,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步三:粗铰15.85孔至15.95确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步四:精铰15.95孔至16H7确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步五:钻孔至23确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步六:扩23孔至24.8利用扩孔钻将23孔至24.8,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取,根据参考文献表4.2-13,取则主轴转速为,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步七:粗铰24.8孔至24.94确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工步八:精铰24.94孔至25H7确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=1 则机动工时为工序06:铣扇形曲柄前后端面1.选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀,刀片采用YG8,, 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时,按机床标准选取3)计算工时为铣削轮廓的实际长度(mm)非封闭轮廓铣削时=13工序07:铣R110圆弧面1.选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀,刀片采用YG8,, 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时,按机床标准选取3)计算工时为铣削轮廓的实际长度(mm)非封闭轮廓铣削时=13工序08:钻、攻M6-6H螺纹工步一:钻M6-6H螺纹底孔5.1选用5.1mm高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 624r/min 按机床选取n=680r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻M6-6H螺纹选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.45mm/r637r/min 按机床选取n=680r/min切削工时: ,则机动工时为工序09: 钻5孔确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=2 则机动工时为工序10:钻、攻M8-6H螺纹工步一:钻M8-6H螺纹底孔6.8选用6.8mm高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 562r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:攻M8-6H螺纹选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.6mm/r597r/min 按机床选取n=545r/min切削工时: ,则机动工时为 工序11: 配钻铰6锥销孔工步一:钻孔至5.8锥销孔确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=2 则机动工时为工步二:铰5.8锥销孔至6锥销孔确定进给量:根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书,主轴进给量,根据参考文献表4.2-13,取主轴速度:主轴转速,根据参考文献表4.2-12,取 故实际切削速度为 切削工时:,走刀次数i=2 则机动工时为工序12:去毛刺工序13:检验至图纸要求工序14:涂防锈漆工序15:包装、入库第四章 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,需要设计专用夹具。由指导老师的分配,决定设计钻5孔专用夹具。4.1专用夹具的提出本夹具主要用于钻5孔,精度要求不高,故设计夹具时主要考虑生产效率。4.2定位机构 在夹具设计中,定位方案不合理,工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准,均应符合六点定位原理。由于该零件所设计的为钻5孔的夹具,扇形曲柄以50端面、扇形端面、25H7孔及16H7孔来定位,本套设计定位方案分析如下:1. 心轴端面与工件50端面、扇形端面相配合限制三个自由度(即X轴转动、Y轴移动、Z轴转动)。2. 心轴25外圆与工件25H7孔相配合限制两个自由度(即X轴移动、Z轴移动)。3. B型固定式定位销与工件16H7孔相配合限制一个自由度(即Y轴转动),这样工件六个自由度被完全限制,属于完全定位。 4.3夹紧机构1.夹紧的目的:使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏,同时保证加工精度。2 .夹紧力的方向的确定: 1)夹紧力的方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位,一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2)夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致,以利于减少工件的变形。 3)夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致,有利于减小夹紧力。3 .夹紧力的作用点的选择: 1)夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应,或在支承点确定的区域内,以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2)夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3)夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位,以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4)夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。4. 选择夹紧机构:设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则:1)夹紧必须保证定位准确可靠,而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度,手动夹紧机构4)必须保证自锁,机动夹紧应有联锁保护装置,夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。螺栓螺母夹紧机构的特点:结构简单,制造方便加紧可靠施力范围大;自锁性能好操;扩力比80以上,行程S不受限制;加紧工作慢,效力低。5、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 4.4定位误差设计4.4.1定位误差工件的加工误差,是指工件加工后在尺寸,形状和位置三个方面偏离理想工件的大小,它是由三部分因素产生的:1)工件在夹具中的定位、夹紧误差。2)夹具带着工件安装在机床上,夹具相对机床主轴(或刀具)或运动导轨的位置误差,也称对定误差。3)加工过程中误差,如机床几何精度,工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。4.4.2 产生定位误差的原因1.基准不重合来带的定位误差: 夹具定位基准与工序基准不重合,两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去,所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时,定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1)定位基准面与定位元件表面的形状误差。2)导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差,以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3)夹具在机床上的安装误差,即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4)夹紧力使工件与定位元件间的位置误差,以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 4.4.3 定位误差计算 1、移动时基准位移误差 (式4-1)式中: 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴孔与心轴最小配合间隙代入(式4-1)得: =0.021+0+0.02 =0.041(mm) 2、 转角误差 (式4-2)式中: 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴孔与心轴最小配合间隙 B型固定式定位销孔的最大偏差 B型固定式定位销孔的最小偏差 B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中: 则代入(式4-2)得:则:=0.026864.5 机床夹具的总体形式机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。夹具的组成归纳为:1)定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。2)夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3)导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。4) 动力装置在成批生产中,为了减轻工人劳动强度,提高生产率,常采用气动、液动等动力装置。5) 夹具体用于将各种元件装置连接在一体,并通过它将整个夹具安装在机床上。6)其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。图3 夹具装配图夹具体是夹具的基础件,夹具上的各种装置和无件通过夹具体连接成一个整体。故夹具体的形状与尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接。对夹具体的要求:1、有足够的强度与刚度,在加工过程中,夹具体在切削力、夹紧力的作用下,应不会产生不允许的变形和振动。2、尺寸稳定,为保证夹具加工后尺寸稳定,对铸造夹具体要进行时效处理;对焊接夹具体要进行退火处理,以削除内应力。3、对构工艺性好,在保证强度和刚度的前提下,夹具体应力求结构简单,便于制造、装配和检验;体积小、重量轻以便于操作。对于移动或翻转夹具,其重量一般不宜超过10kg,4.8夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择用心轴、六角螺母、圆垫圈和快换垫圈等组成的夹紧机构进行夹紧。本工序为钻削余量小,钻削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。图4 夹具体图结 论通过这次设计使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题,如在编写加工工艺时,对所需加工面的先后顺序编排,对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对钻5孔工序进行专用夹具设计时,对零件的定位面的选择,采用什么方式定位,夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率,为达到零件能在保证精度的前提下进行加工,而且方便快速,以提高劳动生产率,降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下,针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后,将这些问题一一解决,并夹紧都采用了手动夹紧,由于工件的尺寸不大,所需的夹紧力不大。完成了本次设计,通过做这次的设计,使对专业知识和技能有了进一步的提高,为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献1 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社,20002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,20023冯新安.,机械制造装备设计M. 第1版. 机械工业出版社,20044李晓沛,简明公差标准应用手册.上海科学技术出版社,20055 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社,200516 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,20027 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社,2003108 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 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社,2002810实用机械加工工艺手册.陈宏钧, 机械工业出版社,2009-03-0111机床夹具设计手册.王光斗,上海科学技术出版社,2000-11-01 12 朱晓敏、金属机械加工制造的工艺分析J.世界有色金属,2016 (18)13 周辉,机械加工工艺对零件加工精度的影响研究J.科技经济市场,2016(12)14 吕广优浅谈机械加工工艺编制的基本方法J.有色金属加工,2013 (1)15陈明机械制造工艺学M机械工业出版社,201216 贾亚洲,金属切削机床概论。北京:机械工业出版社,2010. 17 邹青 主编 机械制造技术基础毕业设计指导教程 北京: 机械工业出版社 2004,8 18 孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京:冶金工业出版社 2002,12 19 周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京: 中国建材工业出版社 2002,12致 谢在本文完成之际,首先向我最尊敬的导师老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。几个月以来,他不遗余力地对我的设计进行了指导。在我毕业设计这段时间,无论在学习还是在生活上,恩师都给予了我无微不至的关怀。他以其渊博的知识,宽厚的胸怀、无私的敬业精神以及严谨的治学态度和开拓进取的精神激励着我,并言传身教,身体力行地不断培养我独立思考,深入探索,解决实际问题的能力,使我受益匪浅。老师给与了该设计关键性的技术指导,并指明了研究的方向,虽然平日里工作繁多,但在我做毕业设计的过程中,特别在说明书的撰写和修改上给予了我悉心的指导,特此向老师表示衷心的感谢和敬意!毕业设计虽已完成了,但由于知识水平的局限,实际经验缺乏,设计还存在许多不足,有很多地方需要改进。对于这些不足,我将在以后的工作中利用尽自已所能的去补充和完善,让自己成为对社会作更多的贡献,成为有用之才。此外还要感谢那些给予过我关心、帮助的老师和同学,正是有了大家的关怀、鼓力和我自己的努力,此设计才得以顺利完成。33
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