支架零件的加工工艺及车床夹具设计含非标8张CAD图.zip
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班级检 验 卡 片产 品 型 号工厂零组件图号车间机加共 1 页第 1 页材 料工序名称检 验名称支架牌号HT20-40规格一个毛坯制造之零件数1检验后交:1序号检验内容检验设备及工具1尺寸97游标卡尺2两侧尺寸14,22孔及26深8台阶孔孔径及长度;游标卡尺34-6.5及4-12深4台阶孔孔径及长度;游标卡尺4零件各内孔、表面、端面的表面粗糙度;表面粗糙度仪5同轴度的形位公差同轴度检测仪编制批准文件编号校对审核更改号文件号签字日期更改号文件号签字日期摘要本次夹具研究的对象是支架。支架是起支撑作用的构架,承受较大的力,也具有定位作用,使零件之间保持正确的位置。支架其材料选择HT20-40,该材料机械强度是很好的,并且减震性也相当不错。可以用来铸造生产也可以锻造生产。本设计主要内容包括支架的加工工艺规程以及车两侧22及26台阶孔专用夹具设计。在设计过程中完成了零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具体还有所有非标零件图的绘制及说明书的编写。针对两侧22及26台阶孔的加工设计了一套车床专用夹具,在完成零件结构分析基础上,确定采用CA6140车床对其进行加工。利用圆弧定位体、圆柱销和菱形销满足定位要求,又通过夹紧装置保证加工过程中工件位置不发生变化。关键词:支架、加工工艺,两侧22及26台阶孔、CA6140AbstractThe object of this fixture research is the bracket. The bracket is a supporting structure, which bears a greater force and has a positioning function to keep the correct position between the parts. The bracket is made of HT20-40, which has good mechanical strength and good shock absorption. It can be used for casting or forging.The main contents of this design include the processing procedure of the bracket and the design of the special fixture for the step holes of_22 and_26 on both sides of the vehicle. In the design process, the drawing of parts, blank drawing, fixture assembly drawing and fixture body, as well as all non-standard parts drawing and instructions are completed. A special fixture for lathe is designed for the processing of step holes on both sides of_22 and_26. Based on the analysis of parts structure, CA6140 lathe is selected to process them. The arc positioning body, cylinder pin and diamond pin are used to meet the positioning requirements, and the clamping device is used to ensure that the position of the workpiece does not change during the processing.Key words: bracket, processing technology, step holes on both sides of_22 and_26, CA6140III目 录摘要IAbstractII1 引言11.1 机械加工艺规程的作用11.2 机床夹具的概述11.3 专用夹具设计的目的22 分析零件结构、确定制造形式及生产类型32.1 分析支架的作用32.2 分析支架的结构32.2.1 分析支架组成表面32.2.2 分析支架加工表面加工要求32.2.3 分析支架形位公差42.3 选择支架的材料42.4 确定制造形式42.5 确定生产类型53 支架加工工艺规程的设计73.1 零件加工基准的选择73.1.1 粗基准的选择73.1.2 精基准的选择73.2 确定加工工艺路线83.2.1 加工工艺路线方案1和方案283.2.2 确定加工工艺路线93.3 选择加工机床、装夹夹具、切削刀具及测量量具93.4 零件加工余量确定103.5 零件切削用量、加工工时的确定114 专用夹具的设计224.1 设计定位方案224.2 确定定位元件224.3 设计夹紧方案234.4 确定夹紧元件234.5 设计夹具体234.7 计算车削力244.8 计算夹紧力244.9 分析夹具及定位误差25结论26致谢27参考文献281 引言1.1 机械加工艺规程的作用1、是指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验,经过生产验证而确定的,是科学技术和生产经验的结晶。所以,它是获得合格产品的技术保证,是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样,在生产中必须遵守工艺规程,否则常常会引起产品质量的严重下降,生产率显著降低,甚至造成废品。但是,工艺规程也不是固定不变的,工艺人员应总结工人的革新创造,可以根据生产实际情况,及时地汲取国内外的先进工艺技术,对现行工艺不断地进行改进和完善,但必须要有严格的审批手续。2、是生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订,产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等,都是以工艺规程作为基本依据的。3、是新建和扩建工厂的技术依据在新建和扩建工厂时,生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格,车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、技术等级及数量、辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础,根据生产类型来确定。除此以外,先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用,典型工艺规程可指导同类产品的生产。1.2 机床夹具的概述在1787年的时候夹具出现了,从那个时候发展到现在有三个阶段。第一阶段:夹具跟人结合起来,工业最初发展的时候,加工精度是非常低的,加工出来的产品质量跟工人的经验还有技术有很大的关系,夹具并没有起到关键性的作用;第二阶段:工业行业发展的很快,机床,车辆,飞机等等发展的都很快,夹具的种类越来越多,定位,夹紧,导向零部件的结构也更加的完善,在加工的时候,夹具越来越重要;第三阶段:也就是最近这些年科技还有生产力发展的很快,在生产中夹具是非常重要的,在这个时代夹具跟机床的联系越来越密切。现代化的生产,产品种类越来越多,并且竞争也越来越激烈,每年生产的零件中,有百分之八十五都是各种类型的,现在很多加工单位使用的都是以前的专用夹具,在加工单位里面专用夹具有一万三到一万五千个。另外,加工单位生产类型非常多的,只要过四年,专用夹具就进行一次更新,不过这些夹具的损耗却没有多大,基本上还是新的,尤其是现在开发出来更加先进的加工办法,所以现在生产数量比较少的工作效率跟生产数量非常多的工作效率差不错。1.3 专用夹具设计的目的在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中,使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象,使之占有正确位置,接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具,机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上,使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置,并能承受切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面:较容易、较稳定地保证加工精度,因为用夹具装夹工件时,工件相对机床(刀具)的位置由夹具来保证,基本不受工人技术水平的影响,因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度;提高劳动生产率,因为采用夹具后,工件不需要划线找正,装夹也方便迅速,显著地减少了辅助时间,提高了劳动生产率;扩大机床的使用范围,因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围,例如,在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后,就可以对箱体孔系进行镗削加工;改善劳动条件、保证生产安全,因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件,降低对工人操作技术水平的要求,保证安全。292 分析零件结构、确定制造形式及生产类型2.1 分析支架的作用支架是起支撑作用的构架,承受较大的力,也具有定位作用,使零件之间保持正确的位置。结构、组成表面、加工要求及形位公差见图2-1。图2-1 支架零件图2.2 分析支架的结构2.2.1 分析支架组成表面1、两侧22及26台阶孔,所在的表面及端面;2、尺寸14和8左右端面;零件底面,97X60四周边所在的表面及端面;3、4-6.5孔及4-12深4台阶孔,所的表面及端面;4、R18圆弧以及未注圆弧所在的表面及端面;2.2.2 分析支架加工表面加工要求1、左端26台阶孔所在表面及右端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;2、右端26台阶孔所在表面及左端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;3、22孔所在表面及左端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;4、尺寸97左右两端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;5、零件底面,其表面粗糙度公差为Ra1.6um;6、其余没有标注表面粗糙度公差的表面,均采用不去除材料的方法获得。2.2.3 分析支架形位公差左端26台阶孔所在轴线相对于右端26台阶孔所在轴线的同轴度公差为0.02。2.3 选择支架的材料论文设计的零件材质是HT20-40灰铸铁,这种铸铁的强度是中等,工艺不复杂,应力没有多大,不需要进行人工时效,机械强度是很好的,并且减震性也相当不错。可以用来加工生产应力中等的零部件,工作环境是弱腐蚀的,它也可以进行工作。2.4 确定制造形式1、零件材料及其力学性能零件的材料大致确定了毛坯的种类。例如材料为铸铁和青铜的零件应选择铸件毛坯;钢质零件形状不复杂,力学性能要求不太高时可选型材;重要的钢质零件,为保证其力学性能,应选择锻件毛坯。2、零件的结构形状与外形尺寸形状复杂的毛坯,一般用铸造方法制造。薄壁零件不宜用砂型铸造;中小型零件可考虑用先进的铸造方法;大型零件可用砂型铸造。一般用途的阶梯轴,如各阶梯直径相差不大,可用圆棒料;如各阶梯直径相差较大,为减少材料消耗和机械加工的劳动量,则宜选择锻件毛坯。尺寸大的零件一般选择自由锻造;中小型零件可选择模锻件;一些小型零件可做成整体毛坯。3、生产类型大量生产的零件应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法,如铸件采用金属模机器造型或精密铸造;锻件采用模锻、精锻;型材采用冷轧或冷拉型材;零件产量较小时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。4、现有生产条件确定毛坯的种类及制造方法,必须考虑具体的生产条件,如毛坯制造的工艺水平,设备状况以及对外协作的可能性等。5、充分考虑利用新工艺、新技术和新材料随着机械制造技术的发展,毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用也发展很快。如精铸、精锻、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加。采用这些方法大大减少了机械加工量,有时甚至可以不再进行机械加工就能达到加工要求,其经济效益非常显著。我们在选择毛坯时应给予充分考虑,在可能的条件下,尽量采用。本次设计选择材料HT20-40,铸造零件。毛坯图见图2-2。图2-2 支架毛坯图2.5 确定生产类型企业生产专业化程度的分类称为生产类型。生产类型一般可分为:单件生产、成批生产、大量生产三种。(1)单件生产单件生产的基本特点是:生产的产品种类繁多,每种产品的产量很少,而且很少重复生产。例如,重型机械产品制造和新产品试制等都属于单间生产。(2)成批生产成批生产的基本特点是:分批的生产相同的产品,生产呈周期性重复。如机床制造、电机制造等属于成批生产,成批生产又可按其批量大小分为小批量生产、中批量生产、大批量生产三种类型。其中,小批量生产和大批生产的工艺特点分别与单件生产和大量生产的工艺特点类似;中批量生产的工艺特点。介于小批生产和大批生产之间。(3)大量生产大量生产的基本特点是:产量大、品种少,大多数工作长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工。例如,汽车、拖拉机、轴承等的制造都属于大量生产。生产类型的划分除了与生产纲领有关外,还应考虑产品的大小及复杂程度、生产类型不同,产品制造的工艺方法、所用的设备和工艺装备以及生产的组织形式等均不同。大批大量生产应尽可能采用高效率的设备和工艺方法,以提高生产率;单件小批生产应采用通用设备和工艺装备,也可采用先进的数控机床,以降低各类生产类型的生产成本。式中N零件的年生产纲领,件/年;Q产品的年生产纲领,台/年;n每台产品中该零件的数量,件/台;a%-备品的百分率;b%-废品的百分率。经过相应分析,确定支架的生产类型为批量生产。3 支架加工工艺规程的设计3.1 零件加工基准的选择3.1.1 粗基准的选择选择粗基准时,主要要求保证各加工面有足够的余量,使加工面与不加工面间的位置符合图样要求,并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则:1、选择重要表面为粗基准为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀,则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面,如床身的导轨面,车床主轴箱的主轴孔,都是各自的重要表面。2、选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求,一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面,则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准,以便保证要求,使外形对称等。3、选择加工余量最小的表面为粗基准在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,如果零件上每个表面都要加工,则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准,以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面,造成工件废品。4、选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件定位可靠、夹紧方便。5、粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面,其表面粗糙且精度低,若重复使用将产生较大的误差。本次支架选择零件底面为粗基准。3.1.2 精基准的选择1、基准重合原则即选用设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。2、基准统一原则应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面,这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作,减少夹具设计、制造工作量和成本,缩短生产准备周期;由于减少了基准转换,便于保证各加工表面的相互位置精度。3、自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序,选择加工表面本身作为定位基准,称为自为基准原则。4、互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时,需要用两个表面互相作为基准,反复进行加工,以保证位置精度要求。5、便于装夹原则所选精基准应保证工件安装可靠,夹具设计简单、操作方便。本次支架选择22及26台阶孔为精基准。3.2 确定加工工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的关键,它制订的是否合理,直接影响到工艺规程的合理性、科学性和经济性。工艺路线拟订的主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案、确定各个表面的加工顺序以及工序集中与分散的程度、合理选用机床和刀具、确定所用夹具的大致结构等。关于工艺路线的拟订,经过长期的生产实践已总结出一些带有普遍性的工艺设计原则,但在具体拟订时,特别要注意根据生产实际灵活应用。3.2.1 加工工艺路线方案1和方案21、方案1:工序1、铸件;工序2、热处理;工序3、铣零件底平面;工序4、铣97左端面;工序5、铣97右端面;工序6、钻4-6.5孔及4-12深4台阶孔;工序7、两侧钻10底孔,车22及26台阶孔;工序8、清洗;工序9、终检;工序10、入库。2、方案2:工序1、铸件;工序2、热处理;工序3、铣97左端面;工序4、铣97右端面;工序5、钻4-6.5孔及4-12深4台阶孔;工序6、铣零件底平面;工序7、两侧钻10底孔,车22及26台阶孔;工序8、清洗;工序9、终检;工序10、入库。3.2.2 确定加工工艺路线方案1的加工顺序是先加工零件的底面,而后以零件的底面对孔进行加工,该方案无论从基准面选择还是加工后的精度能不能保证出发,都是合理可行的。方案2其加工顺序是97左右两端面及4-6.5孔及4-12深4台阶孔,以其为基准,对零件底面以及其他孔进行加工。通过上面对粗基准和精基准的选择,以及对零件的分析。决定选择方案1。3.3 选择加工机床、装夹夹具、切削刀具及测量量具1、铣削加工(1)加工机床:X52K和X6132;(2)装夹夹具:专用夹具;(3)切削刀具:端面铣刀;(4)测量量具:游标卡尺。2、车削加工(1)加工机床:CA6140卧式车床;(2)装夹夹具:专用夹具;(3)切削刀具:麻花钻、内孔车刀;(4)测量量具:游标卡尺。3、钻削加工(1)加工机床:Z525;(2)装夹夹具:专用夹具;(3)切削刀具:麻花钻、扩孔钻、铰孔钻、平头钻;(4)测量量具:游标卡尺。3.4 零件加工余量确定工序1、铸件;工序2、热处理;工序3、铣零件底平面;工步1:粗铣零件底平面;查机床加工用量手册不难确定,余量为1mm;工步2:半精铣零件底平面;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.75mm;工步3:精铣零件底平面;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.25mm;工序4、铣97左端面;工步1:粗铣97左端面;查机床加工用量手册不难确定,余量为1.5mm;工步2:半精铣97左端面;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.5mm;工序5、铣97右端面;工步1:粗铣97右端面;查机床加工用量手册不难确定,余量为1.5mm;工步2:半精铣97右端面;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.5mm;工序6、钻4-6.5孔及4-12深4台阶孔;工步1:钻4-6.5孔的底孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为2.5mm(单边);工步2:扩4-6.5孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.65mm(单边);工步3:铰4-6.5孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.1mm(单边);工步4:钻4-12深4台阶孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为2.75mm(单边);工序7、两侧钻10底孔,车22及26台阶孔;工步1:两侧钻10底孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为5mm(单边);工步2:两侧粗车22孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为5.5mm(单边);工步3:两侧半精车22孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.5mm(单边);工步4:两侧粗车26台阶孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为1.25mm(单边);工步5:两侧半精车26台阶孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.5mm(单边);工步6:两侧精车26台阶孔;查机床加工用量手册不难确定,余量为0.25mm(单边);工序8、清洗;工序9、终检;工序10、入库。3.5 零件切削用量、加工工时的确定工序1、铸件;工序2、热处理;工序3、铣零件底平面;工步1:粗铣零件底平面;1、设备:X52K立式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=101,则9、辅助时间 式中:,则工步2:半精铣零件底平面;1、设备:X52K立式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.75mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=101,则9、辅助时间 式中:,则工步3:精铣零件底平面;1、加工设备:X52K立式铣床;2、加工刀具:端面铣刀;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量0.25mm;5、进给量。6、切削速度=100m/min。7、主轴转速及实际切削速度,取其主轴转速为n=375r/min;通过上面对机床主轴转速的选择,设备在加工过程中,实际的切削速度为8、基本时间 式中:l=101,则9、辅助时间 式中:,则工序4、铣97左端面;工步1:粗铣97左端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1.5mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=60,则9、辅助时间 式中:,则工步2:半精铣97左端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.5mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=60,则9、辅助时间 式中:,则工序5、铣97右端面;工步1:粗铣97右端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1.5mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=60,则9、辅助时间 式中:,则工步2:半精铣97右端面;1、设备:X6132卧式铣床。2、刀具:端面铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.5mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=60,则9、辅助时间 式中:,则工序6、钻4-6.5孔及4-12深4台阶孔;工步1:钻4-6.5孔的底孔;1、加工设备:Z525立式钻床;2、加工刀具:麻花钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量2.5mm;5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z525立式钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=18,则9、辅助时间 式中:,则工步2:扩4-6.5孔;1、加工设备:Z525立式钻床;2、加工刀具:扩孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量0.65mm;5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z525立式钻床转速图,取n=465r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=18,则9、辅助时间 式中:,则工步3:铰4-6.5孔;1、加工设备:Z525立式钻床;2、加工刀具:铰孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量0.1mm;5、进给量。6、切削速度=12m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z525立式钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=18,则9、辅助时间 式中:,则工步4:钻4-12深4台阶孔;1、加工设备:Z525立式钻床;2、加工刀具:平头钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量2.7mm;5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z525立式钻床转速图,取n=423r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=4,则9、辅助时间 式中:,则工序7、两侧钻10底孔,车22及26台阶孔;工步1:两侧钻10底孔;1、设备:CA6140卧式车床。2、刀具:合金车刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量5mm;5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=330r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=14,则9、辅助时间 式中:,则工步2:两侧粗车22孔;1、设备:CA6140卧式车床。2、刀具:合金车刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量5.5mm;5、进给量。6、切削速度=25m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=330r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=14,则9、辅助时间 式中:,则工步3:两侧半精车22孔;1、设备:CA6140卧式车床。2、刀具:合金车刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.5mm;5、进给量。6、切削速度=27.5m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=450r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=14,则9、辅助时间 式中:,则工步4:两侧粗车26台阶孔;1、设备:CA6140卧式车床。2、刀具:合金车刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1.25mm;5、进给量。6、切削速度=25m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=330r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=8,则9、辅助时间 式中:,则工步5:两侧半精车26台阶孔;1、设备:CA6140卧式车床。2、刀具:合金车刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.5mm;5、进给量。6、切削速度=27.5m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=330r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=8,则9、辅助时间 式中:,则工步6:两侧精车26台阶孔;1、设备:CA6140卧式车床。2、刀具:合金车刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.25mm;5、进给量。6、切削速度=30m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=450r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=8,则9、辅助时间 式中:,则工序8、清洗;工序9、终检;工序10、入库。4 专用夹具的设计由于该工件尺寸小,采用组合专用机床及镗床加工均不适宜,如采用在车床上进行工件固定的镗加工形式,由于工件孔径小,镗杆刚度差,加工质量不稳定,生产效率低。为了解决该零件的加工问题,特设计制造了该支架零件的专用车夹具。4.1 设计定位方案采用零件的底面和圆弧定位体端面进行定位,限制3自由度;采用一个6.5孔和圆柱销销进行定位,限制2自由度;采用对角线方向论文一个6.5孔和菱形销销进行定位,限制1自由度;完成6自由度的定位,本定位方案采用的“一面两销”。支架零件用已加工好的底面及两个6.5mm孔,放在夹具的圆弧定位体的平面上,靠平面及圆柱销和菱形销定位,以确定零件在圆弧定位体上的相对位置。圆弧定位体与夹具体以半径为R50的圆弧面正确配合,并可沿圆弧面摆动,零件一端面紧靠在止推钉上,另用两个短压板再将圆弧定位体连同支架零件紧压在夹具体上。4.2 确定定位元件通过上面对定位方案的设计,能够确定本次夹具设计的定位元件有圆弧定位体、圆柱销和菱形销,绘制装配图见图4-1。图4-1 夹具装配图4.3 设计夹紧方案采用标准件双头螺栓、螺母、垫圈、压板对工件上下方向的夹紧。4.4 确定夹紧元件通过上面对夹紧方案的设计,能够确定本次夹具设计的夹紧元件有双头螺栓、螺母、垫圈、压板。4.5 设计夹具体夹具体毛坯的种类很多,常用的毛坯有以下几种:1、铸件形状复杂的零件毛坯,宜采用铸造方法制造。目前铸件大多用砂型铸造,它又分为木模手工造型和金属模机器造型。木模手工造型铸件精度低,加工表面余量大,生产率低,适用于单件小批生产或大型零件的铸造。金属模机器造型生产率高,铸件精度高,但设备费用高,铸件的重量也受到限制,适用于大批量生产的中小铸件。其次,少量质量要求较高的小型铸件可采用特种铸造。2、锻件机械强度要求高的钢制件,一般要用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。自由锻造锻件可用手工锻打、机械锤锻或压力机压锻等方法获得。这种锻件的精度低,生产率不高,加工余量较大,而且零件的结构必须简单;适用于单件和小批生产,以及制造大型锻件。模锻件的精度和表面质量都比自由锻件好,而且锻件的形状也可较为复杂,因而能减少机械加工余量。模锻的生产率比自由锻高得多,但需要特殊的设备和锻模,故适用于批量较大的中小型锻件。3、型材型材按截面形状可分为:圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其它特殊截面的型材。型材有热轧和冷拉两类。热轧的型材精度低,但价格便宜,用于一般零件的毛坯;冷拉的型材尺寸较小、精度高,易于实现自动送料,但价格较高,多用于批量较大的生产,适用于自动机床加工。4、焊接件焊接件是用焊接方法而获得的结合件,焊接件的优点是制造简单、周期短、节省材料,缺点是抗振性差,变形大,需经时效处理后才能进行机械加工。本次夹具体选择HT200材料进行铸造,图4-2为夹具体具体结构。图4-2 夹具体零件图4.7 计算车削力由实际加工的经验可知,车削时的主要切削力为车刀的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册,切削力计算公式为:其中:,与加工材料有关,取0.94;与刀具刃形状有关,取1.33;与刀具钝标准有关,取1.0,则:4.8 计算夹紧力。其中:为基本安全系数,取1.5;为加工性质系数,取1.1;为刀具钝化系数,取1.1;为继续切削系数,取1.1;为夹紧力稳定系数,取1.3;为手动夹紧手柄位置系数,取1.0。所以=2.6实际夹紧力应为:。其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,所以,取螺栓预紧力。选螺栓M6粗牙螺纹,材料为45#钢。则,小于45#钢的许用拉应力,故可螺栓M6粗牙螺纹。4.9 分析夹具及定位误差夹具用锥柄与车床主轴联接制造此夹具时应特别注意:圆弧定位体的圆弧面与夹具体上的圆弧面相配合,其配合半径为R50,应使R50的几何中心线与车床主轴的回转中心线相重合,同时保证圆弧定位体的平面与车床主轴的回转中心线平行,且保证圆弧定位体R50与其高度16的差值一定,从而控制加工支架轴孔中心线与底面的高度尺寸。当一端切削完毕后,松开短压板将圆弧定位体连同支架零件调转180,再加工另一端。由于加工过程中的中心高度不变,几何中心也不变,故两端轴孔的同轴度也就得到了保证,且能完全保证两端轴孔的轴线与底面平行。平衡块的作用是保证夹具在旋转时的平衡。该车夹具具有结构简单、装夹迅速的特点,且能保证零件的加工精度,特别适合于批量生产,可省去划线工学,减少辅助时间,从而提高生产率和降低加工成本。结论本次设计在一开始的选题到现在完成这篇论文,我对学校学习的这些理论知识加深了理解,并且还会查阅相关的专业资料,论文里面不光分析了工件加工时候的路线,还制定了工艺卡,将分析了工艺过程等等,这些设计过程,将我所学习的理论知识和实践真实的结合起来。将本次设计的主要内容概述如下:1、对零件的材料、作用、加工工艺还有特点进行了分析;2、完成零件图还有毛坯图的绘制;3、完成零件加工工艺路线的制定,切削用量的计算等;填写了工艺卡片和工序卡片等内容;4、对专用夹具部分进行设计,确定夹紧、定位方案,选择定位和夹紧元件;设计非标零件;绘制夹具装配图及非标零件图等。设计时间和水平都比较有限,请指导老师批评指正,我将进一步改进。致谢本次设计是在我的指导老师的帮助下,还有指导下才写好的。设计里面的细节非常多,有好多问题我刚刚开始都不知道怎么去写,不过有了老师的知道之后,我才慢慢找到了夹具设计的方向。老师对待工作是非常认真的,在教学上是非常宽容的,这些对待学术,对待工作的态度对我的影响都是非常大的,我想向来时学习,所以一直在进行学习,希望能够向老师更加靠近一些。老师不管是思想上,还是在学习上,都给了我很多的帮助,希望我能够向老师一样将来做一个认真,严谨的人,在这里,向所有帮助过我,指导过我的老师表示感谢。对于我的学校,我还是要表示感谢,对我大学的这段时光,首先要谢谢老师们,给我的教导,不光是教会了我知识,还教给了我做人的带离,对待我们,老师们都是认真的,负责任的,我们一直以老师作为我们的楷模,老师一直都是我们学习的榜样,给了我很多学术上,还有思维上的启发,谢谢老师们。参考文献1 贾沛泰.国内外常用金属材料手册M,南京:江苏科学技术出版社,19992 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京:冶金工业出版社,2002.3 张耀震.机械加工工艺设计实用手册M.第一版,北京:航天工业出版社,1993.4 艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册M.第一版,北京:北京出版社,1993.5 杨叔子主编.机械加工工艺师手册S.北京:机械工业出版社,2001.6 金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册M.第一版,上海:上海科学技术出版社,1965.6.7 美国可切削性数据中心.机械加工切削数据手册M.第一版,北京:机械工业出版社,1989.9.8 李庆余,张佳等主编.机械制造装备设计M.北京:机械工业出版社,2007.9 龚定安,蔡建国编著.机床夹具设计原理M.西安:陕西科学技术出版社1999.10 徐发仁,气动液压机床夹具设计M.上海:上海科学技术出版社,1982.12 濮良贵,纪名刚.机械设计M.第八版,北京:高等教育出版社,2006.13 薛源顺.机床夹具设计M.第二版,北京:机械工业出版社,2003.14 赵家齐.机械制造装备设计基础M.上海:上海交通大学出版社,2004.15 崇凯. 机械制造技术基础课程设计指南M.北京:化学工业出版社,200616 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京:机械工业出版社,200417 吴宗泽、罗圣国主编.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,200618 秦国华、张卫红主编.机床夹具的现代设计方法M.北京:航空工业出版社,2006.19 秦宝荣主编.机床夹具设计M.北京:中国建材工业出版社,1998.220 陈国香主编.机械制造与模具制造工艺学M.北京:清华大学出版社,2006.5.21 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,198022 张进生 机械制造工艺与夹具设计指导M,机械工业出版社,199523 李庆寿 机床夹具设计M,机械工业出版社,1991工 艺 规 程 产品型号 产品名称 支架 零组件号 零组名称 指导教师 总 页 数 班 级 编 制 20XX年 11月XXXXX机械加工工艺路线卡产品型号零件图号产品名称零件名称支架共1页第1页材料牌号HT20-40毛坯种类铸件毛坯外形尺寸101X60X38每毛坯件数1每台件数1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1铸件2热处理3铣铣零件底平面;金工X52K专用夹具、端面铣刀、游标卡尺4铣铣97左端面;金工X6132专用夹具、端面铣刀、游标卡尺5铣铣97右端面;金工X6132专用夹具、端面铣刀、游标卡尺6钻钻4-6.5孔及4-12深4台阶孔;金工Z525专用夹具、合金钻头、游标卡尺7车两侧钻10底孔,车22及26台阶孔;金工CA6140专用夹具、钻头、车刀、游标卡尺8清洗9终检10入库 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XX机械加工工序卡产品型号零部件图号产品名称零部件名称支架共 5 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号机加车间3铣 HT20-40毛坯种类毛坯外形尺寸 下料铸件101X60X38设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣零件底平面端面铣刀,游标卡尺30075.40.2111.680.12半精铣零件底平面端面铣刀,游标卡尺37594.20.250.7511.080.063精铣零件底平面端面铣刀,游标卡尺37594.20.30.2510.90.05设计(日期)审核(日期)标准化会签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机械加工工序卡产品型号零部件图号产品名称零部件名称支架共 5 页第 2 页车间工序号工序名称材料牌号机加车间4铣 HT20-40毛坯种类毛坯外形尺寸 下料铸件101X60X38设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X61321夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣97左端面端面铣刀,游标卡尺30075.40.21.5110.12半精铣97左端面端面铣刀,游标卡尺37594.20.250.510.60.06设计(日期)审核(日期)标准化会签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机械加工工序卡产品型号零部件图号产品名称零部件名称支架共 5 页第 3 页车间工序号工序名称材料牌号机加车间5铣 HT20-40毛坯种类毛坯外形尺寸 下料铸件101X60X38设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X61321夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣97右端面端面铣刀,游标卡尺30075.40.21.5110.12半精铣97右端面端面铣刀,游标卡尺37594.20.250.510.60.06设计(日期)审核(日期)标准化会签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机械加工工序卡产品型号零部件图号产品名称零部件名称支架共 5 页第 4 页车间工序号工序名称材料牌号机加车间6钻 HT20-40毛坯种类毛坯外形尺寸 下料铸件101X60X38设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1钻4-6.5孔的底孔;麻花钻,游标卡尺5258.240.12.540.340.112扩4-6.5孔;扩孔钻,游标卡尺4659.20.10.6540.390.133铰4-6.5孔;铰孔钻,游标卡尺52510.70.10.140.340.114钻4-12深4台阶孔;平头钻,游标卡尺42315.90.12.7540.090.14设计(日期)审核(日期)标准化会签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机械加工工序卡产品型号零部件图号产品名称零部件名称支架共 5 页第 5 页车间工序号工序名称材料牌号机加车间7钻 HT20-40毛坯种类毛坯外形尺寸 下料铸件101X60X38设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1两侧钻10底孔;麻花钻,游标卡尺33010.40.2520.210.092两侧粗车22孔;合金车刀,游标卡尺33022.80.25.520.210.093两侧半精车22孔;合金车刀,游标卡尺45031.10.250.520.120.054两侧粗车26台阶孔;合金车刀,游标卡尺33026.90.21.2520.120.095两侧半精车26台阶孔;合金车刀,游标卡尺33026.90.250.520.10.076两侧精车26台阶孔;合金车刀,游标卡尺45036.70.30.2520.060.04设计(日期)审核(日期)标准化会签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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