汽车变速器转动架加工工艺及工装设计【含CAD图纸、说明书、工艺工序卡、开题报告】
系本科毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)题目:汽车变速器转动架加工工艺及工装设计 专 业: 指导教师: 学生姓名: 学 号: 毕业时间: 教务处制II一、选题依据(目的、意义、国内外研究现状、学术准备情况、研究思路及方法)(一)目的、意义 通过进行本次毕业设计,全面系统地对学生进行设计方法和研究方法的基本训练。要求学生树立正确的设计思想,培养学生进行科学的研究。学生能独立进行资料的收集、加工与整理,能综合运用科学的理论、知识和技能,锻炼独立解决设计问题的能力,图纸绘制规范,符合国家标准,编写符合要求的设计说明书并答辩,从而使学生树立严谨、实事求是的科学态度,并掌握工程设计的一般程序规范和方法。 近年来中国制造业快速发展,中国机械行业发展得也非常好,急切需要工艺装备方面的人才。根据工厂实际情况,要求工艺技术人员能制定合理的工艺规程,并设计出符合产品技术要求的夹具。工艺规程的制定与夹具设计,可以使学生得到机械专业知识的系统锻炼。首先,看懂加工零件的零件图需要机械制图和互换性与测量技术两门课的知识;其次制定工艺规程需要机械制造工艺学的知识;夹具设计需要机械制造装备设计的知识;最后还要画出夹具图总装图和重要零件的零件图。(二)国内外研究现状国内的研究现状:我国于 80 年代末开始对组合夹具元件的设计与管理进行了研究和开发,在总结和吸取我国应用和发展槽系夹具经验的基础上,根据现代机械加工特征及夹具的发展趋势,研制了新一代孔系组合夹具系统。此系统发挥了槽系平移可调性和孔的旋转可调性的优势,可直接组装获得任何直线尺寸和角度尺寸。此系统把大中小三个系列的元件有机融为一体,可在一块多夹具基础板上,既能组装单个大工件夹具,又能组装多个中小零件夹具,有利于装夹具基础板长期固定在机床工作台上,此系统还设有孔系和槽系过渡元件,便于实现孔、槽系夹具元件混合使用。北京工商大学麻建东和刘璇开发的组合夹具元件库,元件库模块的核心程序用 ObjectARX SDK2. 02 工具包开发,界面程序用 AUTOCAD 提供的对话框控制语言 DCL (Dialog Cont rol Language) 语言开发,在VC + + 6. 0 下编译和联接,生成的 ARX 可执行程序在 AU TOCADR14 下直接加载运行。元件库可为使用者提供 7 类组合夹具元件三维图形的浏览以及交互设计功能,并生成三维组合夹具构形图,在 CAD 环境中可进行修改或删除山东工业大学的徐志刚III在“广义映射原理”的指导下,开发了支持“top - down”风范的夹具设计软件自动化系统。吴玉光博士在这个领域取得了较大的突破。提出孔系基础板组合夹具设计的系统方法。该方法利用连杆机构原理自动确定由直线和圆弧组成定位边界的零件的全部候选定位方案。并提出定位销可见概念和定位销转动支点的概念,进行定位方案的装卸方便性分析。进一步提出瞬心三角形和同向边的概念,对工件进行可夹紧性分析,确定工件边界的可夹紧范围。其理论水平在国内外相关领域内开拓了新的局面。国外的研究现状夹具是工艺装备的主要组合部分,在机械制造中占有重要地位。夹具对保证产质量,提高生产率,减轻劳动强度,扩大机床使用范围,缩短产品试制周期等都具有重要意义。目前,单件、小批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产成本,所以,按单一品种设计专用夹具的方法已不能满足生产发展的要求,而组合夹具正是适应这一生产模式的柔性工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期,以及产品换型后对原有工装夹具延续使用起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。夹具的设计包括三个步骤:设备规划、夹具规划和夹具结构设计。目前 ,Joneja7 以及 Ferreira等人在进行 CAPP 方面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助夹具设计(CAFD) 就夹具方面也作了一些工作 :Chou YC ,Chandru V9 等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法;De Meter EC 提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法;Markus A11 等人提出的针对棱柱形工件进行组合夹具设计的基于规则的系统。目前,关于工件夹具的自动化配置方面的工作,自动夹具结构设计( AFCD) 中很少提及。TrappeyAJC 等人提出了一个二维组合夹具元件的配置算法。几乎所有的AFCD 研究者都承认 ,在一个成功的 AFCD 系统中 , 工件的几何形状是一个关键因素。Nnaji B ,Alladin S13 等人也对具有复杂几何形状的工件进行尝试研究然而其结果也仅仅适用于特定的几何体,比如多边形棱柱。Brost 和 Goldberg 提出了一个“完整”的算法用来分析多边形工件的组合夹具设计4 ,5 。并开发出一个组合夹具设计系统,针对一个任意存在的工件,能自动产生所有可行的夹具设计。并且采用力球分析的方法对产生的方案进行优化。以后的许多研究者大多借鉴了 Brost 和 Goldberg 的算法。组合夹具在动力学方面的研究也取得了一定的进步,Yu and Goldberg 的夹具加载规划IV方案是把夹具的加载问题看作基于传感器的集成问题并给了一个规划算法。Cai 等提出了一种指导夹具设计的方法,此方法是缩小由于工件表面与夹具安装误差所带来的定位误差。Hockenberger 与 DeMter 提出的模式是在工件加工期间工件的静态分析,这种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差,这种情况是由于在单位扭球的干涉扭矩。(三)学术准备情况题目给出的零件是汽车变速器转动架。汽车变速器转动架的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度,并保证部件正确安装。因此汽车变速器转动架零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。由汽车变速器转动架零件图可知。汽车变速器转动架零件,它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1)以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:左端面的加工;孔加工其中左端面有表面粗糙度要求为 ,mRa3.6(2)以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:右端面的加工;V30 的孔。汽车变速器转动架类零件的加工应遵循先面后孔的原则:第一处理基准平面,圆柱面,基准面定位加工其他加工部位。然后,整个系统的过程。汽车变速器转动架类零件的加工应遵循这一原则。这是因为平面面积大,平面定位可以确保可靠的定位夹持牢固,从而保证加工精度的孔很容易。其次,第一平面加工可以先切铸件表面是不均匀的。为提高精密孔加工创造条件,方便的工具,设置和调整,也有利于保护刀具。汽车变速器转动架类零件的加工工艺应遵循的粗加工和精加工分离的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段,以保证加工精度。(四)本选题研究思路及方法通过进行本次毕业设计,全面系统地对学生进行设计方法和研究方法的基本训练。要求学生树立正确的设计思想,培养学生进行科学的研究。学生能独立进行资料的收集、加工与整理,能综合运用科学的理论、知识和技能,锻炼独立解决设计问题的能力,图纸绘制规范,符合国家标准,编写符合要求的设计说明书并答辩,从而使学生树立严谨、实事求是的科学态度,并掌握工程设计的一般程序规范和方法。 A.需要解决的问题汽车变速器转动架工艺分析汽车变速器转动架夹具草图的确定夹具方案的方案论证主要零部件的设计计算绘制装配图的基本规范绘制零件图的基本规范设计计算的说明书的编写B.研究方法:文献调查,图书查阅,上网搜索1.利用现有资料对零件了解2确定合理的工艺方案3.设定合理的夹具结构4. 设计要全面介绍夹具的工作原理VI二、论文结构框架(一)论文提纲目 录 机械加工工艺规程设计 11.1 零件的分析 11.1.1 零件的作用 11.1.2 零件的工艺分析 11.2 汽车变速器转动架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 21.2.1 孔和平面的加工顺序 21.2.2 孔系加工方案选择 21.3 汽车变速器转动架加工定位基准的选择 31.3.1 粗基准的选择 31.3.2 精基准的选择 31.4 汽车变速器转动架加工主要工序安排 31.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 61.6 毛坯种类的选择 61.7 选择加工设备和工艺装备 71.7.1 机床选用 71.7.2 选择刀具 71.7.3 选择量具 71.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 71.9 确定切削用量及基本工时(机动时间) 91.10 时间定额计算及生产安排 202 铣斜面夹具设计 222.1 研究原始质料 222.2 定位基准的选择 222.3 切削力及夹紧分析计算 222.4 误差分析与计算 24VII2.5 零、部件的设计与选用 252.5.1 定位销选用 252.5.2 定向键与对刀装置设计 252.6 夹具设计及操作的简要说明 27总 结 28参考文献 29致 谢 30(二)参考文献1 张纪真. 机械制造工艺标准M.北京:机械工业出版社,1997.2 陈立德. 机械制造装备设计M.北京:高等教育出版社,2010.3 沈阳工业大学、大连铁道学院、吉林工业学院编. 组合机床设计M. 上海: 上海科学技术出版社,1985.4 吴宗泽. 机械零件设计手册M. 北京: 机械工业出版社,2004.5 闻邦椿. 机械设计手册M. 北京: 机械工业出版社,2010.6 赵如福. 金属机械加工工艺人员手册M.上海:上海科学技术出版社,1990.7 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,2003.8 李名望. 机床夹具设计实例教程M.北京:化学工业出版社,2010.9 上海柴油机厂研究所编. 金属切削机床夹具设计手册M.北京: 机械工业出版社,1984.10 李绍珍. 机械制图M. 北京: 机械工业出版社,2002.11 周鹏翔. 工程制图M. 北京: 高等教育出版社,2000.12 王伯平. 互换性与测量技术基础M. 北京: 机械工业出版社,2009.13 滕伟 . 组合机床的配置形式及结构方案研究J. 装备制造技术,2011,卷(期):05期14 吴立梅. 组合机床发展及相关特点分析J. 科技资讯,2010,卷(期):08 期15 顾琪等. 组合机床 CAD 技术的研究现状及进展J.机械设计与制造,2010,卷(期):07 期16 Hyung Wook Park, Young Bin Park and Steven Y. Liang. Multi-procedure design optimization and analysis of mesoscale machine tools J. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2011, Volume :58三、论文写作安排10.13-11.07 熟悉课题,为设计收集资料11.07-11.14 提交开题报告11.15-11.21 汽车变速器转动架工艺分析,确定汽车变速器转动架夹具设计方案,设计夹具装配图框架11.21-12.05 主要零部件的设计计算,并完成装配图绘制12.05-12.1 完成零件图绘制并撰写设计说明书12.19-12.26 修改完善并完成其它毕业设计相关任务12.27-01.03 提交毕业设计资料并准备答辩四、审核意见指导教师意见:1、通过 2、完善后通过 3、未通过指导教师(签字) 年 月 日系部(专业)意见:1、通过 2、完善后通过 3、未通过负责人(签字) 年 月 日毕业设计(论文)作 者: 学 号: 系 部: 专 业: 题 目: 转动架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 II齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)III转动架加工工艺及工装设计摘要本设计是基于转动架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。汽车转向杠杆零件的主要加工表面是平面和孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段,以保证加工精度。主要加工工序是第一个支持孔定位加工出顶平面,然后顶平面和孔的位置的孔加工工艺配套系列。在后续工序中除与顶平面定位技术和加工其他孔与平面的个体的过程。利用坐标镗削加工孔。一般整个工艺的选择。专用夹具的夹具,夹紧方式多选用气动夹紧,夹紧可靠,机构不能自锁,因此生产效率高,适合于大批量、流水线上加工,能够满足设计要求。关键词:转动架类零件;工艺;夹具;齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)IVAbstractThis design is the special fixture for machining process of automobile shift lever parts and process design based on. The main processing surface steering lever parts of the plane and the holes. In general, the plane guarantee precision machining is easier than to guarantee the machining accuracy. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. The main process is the first locating hole processing the top plane, and then the hole processing technology series top plane and the position of the hole. Process in addition to individual and the top plane positioning technology and other processing of the hole and the plane is in in the follow-up process. By using the coordinate boring hole. In general the whole process selection. Fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not lock, therefore the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Keywords: chemical pipe parts; technology; fixture;齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)V目录摘要 IIAbstractIII第 1 章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2 机械加工工艺流程11.3 夹具概述21.4 机床夹具的功能31.5 机床夹具的发展趋势31.5.1 机床夹具的现状31.5.2 现代机床夹具的发展方向4第 2 章 机械加工工艺规程设计12.1 零件的分析12.1.1 零件的作用12.1.2 零件的工艺分析12.2 转动架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施22.2.1 孔和平面的加工顺序22.2.2 孔系加工方案选择22.3 转动架加工定位基准的选择32.3.1 粗基准的选择32.3.2 精基准的选择32.4 转动架加工主要工序安排32.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6 毛坯种类的选择72.7 选择加工设备和工艺装备7齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)VI2.7.1 机床选用72.7.2 选择刀具72.7.3 选择量具82.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.9 确定切削用量及基本工时(机动时间)92.10 时间定额计算及生产安排21第 3 章 铣斜面夹具设计233.1 研究原始质料233.2 设计要求233.3 夹具的组成243.4 夹具的分类和作用243.5 机床夹具概述263.6 定位基准的选择283.7 夹具的夹紧装置和定位装置293.8 切削力及夹紧分析计算303.9 误差分析与计算313.10 零、部件的设计与选用323.10.1 定位销选用323.10.2 定向键与对刀装置设计333.11 确定夹具体结构尺寸和总体结构343.12 夹具设计及操作的简要说明35总 结37参考文献38致 谢39齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)1第 1 章 绪论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。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。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。1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品 或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤就要有详 细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程,并将有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样,因为实际情况都不一样。 总的来说,工艺流程是纲领,加工工艺是每个步骤的详细参数,工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2 机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写 成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)22) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3 夹具概述在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等,帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世,提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展,极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事,必先利其器。 ”工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)31.4 机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件,使工件在夹具中定位和夹紧。(1)定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。(2)夹紧 工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。(1)对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块,它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。(2)导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套,能迅速地确定钻头的位置,并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具(镗模)也具有导向功能。1.5 机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1 机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈的竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面,在多品种生产的企业中,约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来,数控机床(NC) 、加工中心(MC) 、成组技术(GT) 、柔性制造系统(FMS)等新技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)42)能装夹一组具有相似性特征的工件。3)适用于精密加工的高精度机床夹具。4)适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5)采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置,以进一步提高劳动生产率。6)提高机床夹具的标准化程度。1.5.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化方面。精密化随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪卡盘,其定心精度为 5m;精密心轴的同轴度公差可控制在 1m 内;又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆度公差可达 0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高 5 倍左右;在车床上使用的高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在(试验)转速为 2600r/min 的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)1第 2 章 机械加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是转动架。转动架的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度,并保证部件正确安装。因此转动架零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图 1.1 零件图2.1.2 零件的工艺分析由转动架零件图可知。转动架零件,它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1)以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:左端面的加工;孔加工其中左端面有表面粗糙度要求为 ,mRa3.6(2)以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:右端面的加工;30 的孔。(3)以斜面为主要加工平面的加工面。齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)22.2 转动架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该转动架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此,在这个过程中的主要问题是确保尺寸和孔的位置精度,应对孔与平面间的关系。由于生产量大。如何满足的主要考虑因素是生产力的过程中。2.2.1 孔和平面的加工顺序转动架类零件的加工应遵循先面后孔的原则:第一处理基准平面,圆柱,基准面定位加工其他飞机。然后,整个系统的过程。转动架类零件的加工应遵循这一原则。这是因为平面面积大,平面定位可以确保可靠的定位夹持牢固,从而保证加工精度的孔很容易。其次,第一平面加工可以先切铸件表面是不均匀的。为提高精密孔加工创造条件,方便的工具,设置和调整,也有利于保护的工具。转动架类零件的加工工艺应遵循的粗加工和精加工分离的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段,以保证加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择转动架孔系加工方案,应选择满足加工孔的加工方法和设备的精度要求。除了从加工精度和效率两方面考虑,它是适当的考虑经济因素。为了满足精度和生产率的要求,应选择在机床的最终价格。根据转动架零件图所示的转动架的精度要求和生产率要求,当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。(1)用镗模法镗孔在大批量生产中,转动架孔系加工一般是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。当镗杆的镗套引导镗,镗模的精度直接保证钥匙孔的精度。镗模可以大大提高系统的刚度和抗振动。因此,可以同时与几刀过程。因此,生产效率很高。但枯燥的模具结构复杂,制造困难,成本高,而且由于镗模的制造和装配在机床夹具误差,安装误差,镗杆镗衬套磨损等原因。加工精度可通过模具钻孔获得也受到一定的限制。(2)用坐标法镗孔在现代生产中,不仅要求产品的生产率高,而且要求能够实现大批量、多齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)3品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高,生产周期长,不大能适应这种要求,而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外,在采用镗模法镗孔时,镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔,需要将缸体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差,然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3 转动架加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要支承孔的加工余量均匀;(2)保证装入转动架的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以转动架的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。它是前后端面距顶层近孔限制四个自由度的主要参考,然后到另一个主轴承孔定位限制第五个自由度。就像孔作为粗基准加工精度基准。因此,精细定位加工主轴承孔后,孔的加工余量必须统一。由于位置和箱体孔壁的位置是相同的核心铸出的孔等,即使也间接保证孔的相对位置和箱壁。2.3.2 精基准的选择从保证转动架孔与孔之间的切换,孔与平面,平面与平面的位置。精基准的选择应能保证转动架在整个过程中基本上可以用基准定位的统一。从汽车换档杆零件图分析,顶面和主轴承孔平行和占地面积较大,适合用作精基准。但与平面定位只能限制三个自由度,如果典型的一面两孔定位方法的使用,能够满足整个过程基本上采用基准定位统一要求。在前端,它虽然是装配基准自动拨杆,但是因为它和主轴承孔转动架垂直。如果作为精基准定位加工孔,有一些困难,夹具和夹具设计,所以不能用。 。2.4 转动架加工主要工序安排用于零件的批量生产,总是首先产生均匀的基准。加工的第一步是加工统一的基准。具体安排第一孔定位粗后,加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。由于顶面处理后直到钢瓶处理已经完成,除了个人的过程,作为定位基准。因此,孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。随后的安排应遵循的粗、细、表面分离的原则的第一孔后。第一次粗加工平面,然后粗加工孔。螺纹孔多轴组合钻床的钻头,切削力大,也应在粗加工齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)4阶段完成。对于气缸体,需要精加工是支持前孔与平面结束后。根据以上原则应该先完成加工平面加工孔,但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。因此,工艺方案实际上是用于精加工轴承孔,从而支持扩孔芯棒定位端处理,所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%c908苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg2根据以上分析过程,现将转动架加工工艺路线确定如下:工艺路线一:10 铸 铸造毛坯(2 件铸造在一起)20 退火 退火(消除内应力)30 铣 铣 55 外圆一侧端面40 铣 掉头,铣 55 外圆另外一侧端面50 钻扩铰 钻扩铰 30 孔,达到尺寸公差,及倒角60 粗镗 粗镗,半精镗孔 R30、R4070 精镗 精镗孔 R30、R40 80 粗镗 翻面,粗镗,半精镗孔 R4090 精镗 精镗孔 R40 及倒角100 铣开 把 2 件合铸在一起铣开110 铣斜面 铣斜面120 钻 钻 8 孔,达到尺寸公差,及倒角130 钻 钻孔攻丝 M8,达到尺寸公差 140 钻 钻孔攻丝 M12,达到尺寸公差 150 钳工 去毛刺160 检验 检验工艺路线二:10 铸 铸造毛坯(2 件铸造在一起)20 退火 退火(消除内应力)30 车 车 55 外圆一侧端面40 车 掉头,车 55 外圆另外一侧端面齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)550 钻扩铰 钻扩铰 30 孔,达到尺寸公差,及倒角60 粗镗 粗镗,半精镗孔 R30、R4070 精镗 精镗孔 R30、R40 80 粗镗 翻面,粗镗,半精镗孔 R4090 精镗 精镗孔 R40 及倒角100 铣开 把 2 件合铸在一起铣开110 铣斜面 铣斜面120 钻 钻 8 孔,达到尺寸公差,及倒角130 钻 钻孔攻丝 M8,达到尺寸公差 140 钻 钻孔攻丝 M12,达到尺寸公差 150 钳工 去毛刺160 检验 检验以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,方案一钻扩铰是分开的,方案二是钻扩铰是合并在一起,这样有利于加工效率。由于该零件是圆形的外形,如果采用铣端面的方式加工而需要专门设计对于的夹具。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案二:10 铸 铸造毛坯(2 件铸造在一起)20 退火 退火(消除内应力)30 铣 铣 55 外圆一侧端面40 铣 掉头,铣 55 外圆另外一侧端面50 钻扩铰 钻扩铰 30 孔,达到尺寸公差,及倒角60 粗镗 粗镗,半精镗孔 R30、R4070 精镗 精镗孔 R30、R40 80 粗镗 翻面,粗镗,半精镗孔 R4090 精镗 精镗孔 R40 及倒角100 铣开 把 2 件合铸在一起铣开110 铣斜面 铣斜面120 钻 钻 8 孔,达到尺寸公差,及倒角齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)6130 钻 钻孔攻丝 M8,达到尺寸公差 140 钻 钻孔攻丝 M12,达到尺寸公差 150 钳工 去毛刺160 检验 检验2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“转动架”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 ZG45,硬度 HB 为 170241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。(1)凸台面的加工余量。根据工序要求,顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为,现取 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 。m4.3720.3 m28.0精铣:参照机械加工工艺手册表 2.3.59,其余量值规定为 。51(2)端面孔毛坯为实心,不冲孔。参照机械加工工艺手册表 2.3.71,现确定其工序尺寸及加工余量为:(3)左右端面加工余量。根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23,其加工余量规定为,现取 。m5.3720.3半精铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷 ,其加工余量值取为 。m5.2精铣:参照机械加工工艺手册 ,其加工余量取为 。.02.6 毛坯种类的选择零件材料为 ,铸造是液态成形的特点,适应性强等优点,适用于不20HT同重量,不同厚度的铸件,也适用于不同的金属,特别是能制造形状复杂的铸件。考虑到在使用过程中的作用的连接部件,其工作负荷中的分析,铸件的最终选择,使金属纤维不被切断,以保证零件的可靠性。年产量已达到一定数量的生产水平,及零件的轮廓尺寸,可用于砂型铸造,提高了生产效率,保证加工精度,降低生产成本的考虑,它应该是。进程的数量,加工材料的消耗,在很大程度上劳动量和毛坯的选择毛坯,因此,正确的选择具有重要的技术和经济意义。根据零件的材料是 ZG35,批量齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)7生产的生产类型,结构形状也不是很复杂,中等大小的尺寸,技术要求不高,然后选择铸造毛坯。绘制毛坯图 详见附图:毛坯图2.7 选择加工设备和工艺装备2.7.1 机床选用.工序端面加工是车加工。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的 CA6140 型卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表.-。.工序钻孔,选用 Z525 摇臂钻床。2.7.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6 类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册 (主编 孟少农) ,第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有参数。2.7.3 选择量具这一部分属于大批量生产,一般采用常规。量具的选择方法有两种:一是测量仪器选择的不确定性;二是根据测量极限误差测量装置的选择。使用一种即可。2.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“转动架” 零件材料为 ZG45,查机械加工工艺手册 (以后简称工艺手册 ) ,表 2.2-17 各种铸铁的性能比较,灰铸铁的硬度 HB 为 143269,表2.2-23 灰铸铁的物理性能,ZG45 密度 =7.27.3( ) ,计算零件毛坯3cmg的重量约为 2 。kg表 1-1 机械加工车间的生产性质同类零件的年产量 件生产类别 重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重120250 6.0 顶、侧面齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)94.0 底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。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、工序尺寸及毛坯尺寸。2.9 确定切削用量及基本工时(机动时间)工序 10:无切削加工,无需计算工序 20:无切削加工,无需计算工序 30:铣 55 外圆一侧端面机床:铣床 X52K刀具:面铣刀(硬质合金材料),材料: , ,齿数 。15YT0Dm5Z单边余量:Z=3mm所以铣削深度 :pa2m精铣面余量:Z=1.0mm铣削深度 :p1.0每齿进给量 :取 :取铣削速度fa5/fZ2.8/Vms每齿进给量 :取 取铣削速度f mf8. 47机床主轴转速 :n102.47601.97/in31Vnrd按照文献,取 5/ir实际铣削速度 :v3.14072.49/06dnvms进给量 : fV185607.12/ffaZns工作台每分进给量 : m./45minfV:,取a60切削工时齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)10被切削层 :由毛坯可知 , l14lm68l刀具切入 :1210.5()(3lDa601)2刀具切出 :取2lm走刀次数为 1机动时间 : 1jt12420.36min7.5jmlf机动时间 :1jt1268.19i.jlf所以该工序总机动时间105injjtt工序 40:掉头,铣 55 外圆另外一侧端面机床:铣床 X52K刀具:面铣刀(硬质合金材料),材料: , ,齿数 。15YT0Dm5Z单边余量:Z=3mm所以铣削深度 :pa3m精铣面余量:Z=1.0mm铣削深度 :p1.0每齿进给量 :取 :取铣削速度fa5/fZ2.8/Vms每齿进给量 :取 ,取铣削速度f mf8. 47机床主轴转速 :n102.47601.97/in31Vnrd按照文献,取 5/ir实际铣削速度 :v齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)113.140752.49/06dnvms进给量 : fV18607.12/ffaZns工作台每分进给量 : m./45minfV:取a60切削工时被切削层 :由毛坯可知 , l14l68l刀具切入 :1210.5()(3lDa601)2m刀具切出 :取2l走刀次数为 1机动时间 : 1jt12420.36in7.5jmlf机动时间 :1jt1268.19mi.jlf所以该工序总机动时间105injjtt工序 50:钻、扩、铰孔 。m3机床:立式钻床 Z525刀具:根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔 30钻孔 时先采取的是钻 孔,再扩到 。mm1m7.29切削深度 : pa9进给量 :根据参考文献3表 2.438,取 。f rf/3.0切削速度 :参照参考文献3表 2.441,取 。V48Vs齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)12机床主轴转速 :n,100.486539./min317vnrd按照参考文献3表 3.131,取 0所以实际切削速度 :v.14763.5/ds切削工时 被切削层长度 :l42m刀具切入长度 :117()015.9622rDlctgkctgm刀具切出长度 : 取l4l32走刀次数为 1机动时间 : 1jt260.5in.3jLfn 扩孔 m7.29刀具:根据参照参考文献3表 4.331 选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号:E403切削深度 :pa1.35进给量 :根据参考文献3表 2.452,取 。f 0.6/fmr切削速度 :参照参考文献3表 2.453,取 。V4Vs机床主轴转速 :n100.462.78/in319vnrD按照参考文献3表 3.131,取 50m所以实际切削速度 :v3.149.0.52/6ds切削工时被切削层长度 :l42m齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)13刀具切入长度 有:1l1 9.71(2)20.8632rDdlctgkctgm刀具切出长度 : ,取lm4l3走刀次数为 1机动时间 :2jt230.16in.5jLfn 铰孔 m30刀具:根据参照参考文献3表 4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度 : ,且 。pa.1512Dm进给量 :根据参考文献3表 2.458, 取 。f rf/0.2rmf/0.2切削速度 :参照参考文献3表 2.460,取 。V sV/3.机床主轴转速 :n100.3265.73/min14nrD按照参考文献3表 3.131 取 1实际切削速度 :v.4206.3/0ns切削工时被切削层长度 :l2m刀具切入长度 ,101 019.7()20.92rDdlctgkctgm刀具切出长度 : 取2l4l3走刀次数为 1机动时间 :3jt2.09.7in315jLnf该工序的加工机动时间的总和是 :jt.2016.70.48minj齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)14工序 60、70 粗镗,半精镗孔 R30、R40。1. 选择镗刀选择镗刀,镗刀采用双头刃磨法。选择 T68 镗床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.选择切削用量(1)决定进给量查2表 5 钻头进给量 rmf/2.10按钻头强度选择 按机床强度选择rf/.1 rmf/9.0最终决定选择 Z5163A 机床已有的进给量 f/8.(2)计算工时选择 n=600r/min 所以 in07.6/)231(mt.选择镗刀选择高速钢镗刀, 粗镗时 do=59.9mm选择卧式镗床 T68,粗镗时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r精镗时 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序 80 翻面,粗镗,半精镗孔 R401. 选择镗刀选择镗刀,镗刀采用双头刃磨法。选择 T68 镗床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.选择切削用量(1)决定进给量查2表 5 钻头进给量 rmf/2.10按钻头强度选择 按机床强度选择rf/.1 rmf/9.0最终决定选择 Z5163A 机床已有的进给量 f/8.齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)15(2)计算工时选择 n=600r/min 所以 min07.86/)231(mt.选择镗刀选择高速钢镗刀, 粗镗时 do=59.9mm选择卧式镗床 T68,粗镗时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r精镗时 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序 110:铣削斜端面机床:铣床 X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿15YT0Dm数 8,此为细齿铣刀。因其单边余量:Z=2.2mm所以铣削深度 :pa2.m精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度 :p1.0每齿进给量 :根据参考文献3表 2.473,取 根据参考fa Zmaf/18.0文献3 表 2.481,取铣削速度 2.47/Vms每齿进给量 :根据参考文献3表 2.473,取 :根据参f .5/f考文献3表 2.481,取铣削速度 .8/s机床主轴转速 :n102.86053/min314Vnrd按照参考文献3表 3.131,取 0/i实际铣削速度 :v.1463.14/0ds进给量 :fV.580/2ffaZnm齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)16工作台每分进给量 : mf12/70/minfVs被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 ,l 4l68l刀具切入长度 :精铣时110lD刀具切出长度 :取2l走刀次数为 1机动时间 :2jt12402.34min7jmlf机动时间 :2jt1268.ijlf所以该工序总机动时间20.5injjtt工序 120 钻 8 孔,达到尺寸公差,及倒角表 3-5 高速钢麻花钻的类型和用途标准号 类型直径范围( mm)用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔选用 Z35 摇臂钻床,查机械加工工艺手册 孟少农 主编,查机表 2.4-37 钻头的磨钝标准及耐用度可得,耐用度为 4500,表 10.2-5 标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长,麻花钻 ,则螺旋角 =30 ,锋交2002 =118 ,后角 a =10 ,横刃斜角 =50 ,L=197mm,l =116mm。0f01齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)17表 3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(摘自 GB6137-85) mm直柄麻花钻直径范围l l111.8013.20 151 101表 3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据 GB6137-85) ()d (mm) 2 f 8.618.0030 118 12 4060表 3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度(1 )后刀面最大磨损限度 mm钻头直径 d0(mm)刀具材料 加工材料20高速钢 铸铁 0.50.8(2)单刃加工刀具耐用度 T min刀具直径d0(mm)刀具类型 加工材料 刀具材料1120钻头(钻孔及扩孔)铸铁、铜合金及合金高速钢 60钻头后刀面最大磨损限度为 0.50.8mm 刀具耐用度 T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编,第二卷表 10.4 高速钢钻头钻孔的进给量为 f=0.250.65 ,根据表 4.13 中可知,进给量取zm*f=0.60 。rm.确定切削速度齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)18查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表 10.4-17 高速钢钻头在灰铸铁(190HBS)上钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得,V=12 ,参考min机械加工工艺手册 孟少农 主编,表 10.4-10 钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数 K =1.0,R =0.85。mvtvV=12 =10.32 85.0min(3-17)则 = =131 minr(3-18)查表 4.2-12 可知, 取 n = 150* inr则实际切削速度 = = =11.8v实 m工序 130 钻孔攻丝 M8,达到尺寸公差钻孔选用机床为 Z35 摇臂机床,刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻, 机械加工工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10 的钻m孔进给量为 0.200.35 。rm则取 f30.确定切削速度,根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9切削速度计算公式为 min0kfaTdcvvyxpmzv(3-20)查得参数为 ,刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8yxzcvvvvmin则 = =1.65.0125.02.337min23.110dn02514.3齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)19所以 = =72n714.360minr选取 i2r所以实际切削速度为 =2.6410.vin确定切削时间(一个孔) =ts203.8工序 16 钻 G3/4 螺纹底孔,锪孔24钻螺纹底孔 rmf2.0rm1.05.取 1( )sv.in所以 ( )rn8713r按机床选取 = ( )wi80r.所以实际切削速度 ( )smv2. in5切削工时(一个孔):st3.1.03工序 140 钻孔攻丝 M12,达到尺寸公差 根据表 4-32 选取 smv123.0所以 (293 )rn894in按机床选取 )5.i(7sw所以实际切削速度 v130所以切削时间(一个孔):st52.034齐齐哈尔工程学院毕业设计(论文)20工序 18 钻 6-M10 螺纹底孔钻螺纹底孔 rmf2.0rm1.05.取 1( )sv.in所以 ( )rn8713r按机床选取 = ( )wi80r.所以实际切削速度 ( )smv2. in5切削工时(一个孔):st3.1.03攻螺纹攻丝根据表 4-32 选取 smv12.所以 (293 )rn894in按机床选取 )53.i(7sw所以实际切削速度 v10所以切削时间(一个孔):st52.0342.10 时间定额计算及生产安排假设该转动架年产量为 10 万件。一年以 240 个工作日计算,每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再以每天 8 小时工作时间计算,则每个工件的生产时间应不大于 1.14min。参照机械加工工艺手册表 2.5.2,机械加工单件(生产类型:中批以上)时间定额的计算公式为:(大量生产时 )Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为:ttfjd
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