缸体加工工艺及铣凸台面工序夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 I 毕业设计 课 题： 缸体 加工工艺及夹具设计 专 题： 专 业： 机械制造及自动化 学 生 姓 名： 班 级 ： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 买文档就送您 01339828或 11970985 要 本设计是 基于 缸体 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 缸体 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孔系的加工精度容易。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孔系加工精度。基准选择以 缸体 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以 底面 与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，机构可以不必自锁 ， 因此生产效率较高 ， 适用于大批量、流水线上加工 ， 能够满足设计要求。 关键词： 缸体 类零件； 工艺 ； 夹具 ； 买文档就送您 01339828或 11970985 he is on of of of of In of of to of as a as a to In to of of of of of be so is 买文档就送您 01339828或 11970985 录 摘 要 一 章 加工工艺规程设计 1 件的分析 1 件的作用 1 体加工的主要问题和工艺过程设计 所应采取的相应措施 2 和平面的加工顺序 2 系加工方案选择 2 体加工定位基准的选择 3 基准的选择 3 基准的选择 3 体加工主要工序安排 3 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 定切削用量及基本工时（机动时间） 7 间定额计算及生产安排 15 第二章 铣凸台面夹具设计 20 究原始质料 20 位、夹紧方案的选择 20 削力及夹紧力的计算 20 差分析与计算 21 向键与对刀装置设计 22 具体的设计 24 具设计及操作的简要说明 24 总 结 25 参考文献 26 致 谢 35 买文档就送您 01339828或 11970985 5 买文档就送您 01339828或 11970985 6 买文档就送您 01339828或 11970985 1 第 一 章 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 缸体 。 缸体 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。 缸体 零件的 底面 用以安装，实现功能。 件的工艺分析 由 缸体 零件图可知。 缸体 是一个 壳体零件，它的外表面上有五 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螺纹孔。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： 主要加工表面是根据零件图上的粗糙度要求确定的，粗糙度要求比较高的表面均需要加工，所以有以下 5 个主要加工表面 ; 通过先粗铣后精铣的工序使其达到 精度要求 经过粗镗、半粗镗、精镗的工序使其达到 精度要求 买文档就送您 01339828或 11970985 2 通过先粗铣后精铣的工序使其达到 精度要求 通过粗铣直接使底 面精度达到 . 8 凸台 端面 在镗床上刀 8 凸台 端面 使其达到 精度要求 体 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 缸体 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孔系的加工精度容易。因此，对于 缸体 来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 和平面的加工顺序 缸体 类零件的加工应遵循先面后孔的原 则：即先加工 缸体 上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 缸体 的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 缸体 零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，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孔系加工精度。 系加工方案选择 缸体 孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加 工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据 缸体 零件图所示的 缸体 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， 缸体 孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复 杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （ 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、多品种以及买文档就送您 01339828或 11970985 3 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。 体 加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准的选择原则： 了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。 选择粗基准时，应考虑合理的分配各表面的加工余量。 同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。 对于上线的毛坯，其粗基准的选择尤为重要，如果粗基准选择不合理，会使加 工余量分布不均匀，加工面偏移，造成废品。所以根据以上 3 个原则，在本次缸体的工艺设计中，采用 F 面为粗基准，因为该面不需要加工且不影响加工余量的确定 基准的选择 精基准的选择原则： 采用设计基准作为工定位基准称为基准重合。 在工件要求中尽可能地采用统一的定位基准称为准统一原则。 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选加工表面本身作为定位基准。 对于缸体来说，根据以上原则，选择 “一面两孔”为全线的统一基准。即底面和底面上的成 对角线的两个孔作为定位基准。 体 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 缸体 加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 缸体 加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此， 底面 上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出买文档就送您 01339828或 11970985 4 来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于 缸体 ，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 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 根据以上分析过程，现将 缸体 加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10、铸造 20、人工时效 30、粗铣底面 40、钻底面孔 4x 9 扩孔至 15 深 9 2x 4 圆锥孔 配作 50、钻顶面通孔 2x 6 扩孔至 2x 孔口倒角 1 60、锪顶面孔 2x 24 深 2 70、攻螺纹孔 2 80、粗铣 35 端面 90、粗镗 中心孔 35 端面孔 3500、铣 8 凸台端面 110、钻中心孔 35 端面孔 6X 14 工螺纹孔 6 16 120、去毛刺 130、检验 140、入库 工艺路线二： 10、铸造 20、人工时效 30、粗铣底面 40、粗铣 35 端面 买文档就送您 01339828或 11970985 5 50、粗镗 中心孔 35 端面孔 350、铣 8 凸台端面 70、钻底面孔 4x 9 扩孔至 15 深 9 2x 4 圆锥孔 配作 80、钻顶面通孔 2x 6 扩孔至 2x 孔口倒角 1 90、锪顶面 孔 2x 24 深 2 100、攻螺纹孔 2 110、钻中心孔 35 端面孔 6X 14 工螺纹孔 6 16 120、去毛刺 130、检验 140、入库 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 二 把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工 定位基准不足，特别镗孔工序。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。 综合选择方案一： 10、铸造 20、人工时效 30、粗铣底面 40、钻底面孔 4x 9 扩孔至 15 深 9 2x 4 圆锥孔 配作 50、钻顶面通孔 2x 6 扩孔至 2x 孔口倒角 1 60、锪顶面孔 2x 24 深 2 70、攻螺纹孔 2 80、粗铣 35 端面 90、粗镗 中心孔 35 端面孔 3500、铣 8 凸台端面 110、钻中心孔 35 端面孔 6X 14 工螺纹孔 6 16 120、去 毛刺 130、检验 140、入库 买文档就送您 01339828或 11970985 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 缸体 ”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 度 170 241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （ 1） 底面 的加工余量。 根据工序要求， 底面 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 余量值规定为 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 （ 3） 底面 螺孔 1612 毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定其工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 攻丝： 12 （ 4） 前后端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、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 加工余量规定为 现取 铸件毛坯的基本尺寸为 ，根据机械加工工艺手册件尺寸公差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 （ 8） 螺孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。 买文档就送您 01339828或 11970985 7 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 1 无切削加工，无需计算 工序 2 无切削加工，无需计算 工序 3： 铣削底面 机床：铣床 具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： 15 100D ，齿数 5Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3 以铣削深度 3pa 铣该平面的单边余量： Z=削深度 每齿进给量 根据参考文献 3表 73，取 0 /fa m m Z ：根据参考文献 3表 81，取铣削速度 V m s 每齿进给量 根据参考文献 3表 73，取 f /根据参考文献 3表 81，取铣削速度 V m s 机床主轴转速 n ： 买文档就送您 01339828或 11970985 8 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 74，取 475 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量 0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /a Z n m m s 工作台每分进给量 7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i m m s m m a ：根据参考文献 3表 81,取 0 切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 141l ， 68l 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 2 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间 1 1211 4 1 1 2 2 0 . 3 6 m i 7 . 5j ml l lt f 机动时间 1 1216 8 1 2 2 0 . 1 9 m i 7 . 5j ml l lt f 所以该工序总机动时间 11 0 . 5 5 m i nj j jt t t 工序 40、钻底面孔 4x 9 扩孔至 15 深 9 2x 4 圆锥孔 配作 （ 1）钻 孔 切削深度给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/5 9 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 买文档就送您 01339828或 11970985 9 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 2 刀具切入长度 1l ： 1(21 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间m fn j（ 2） 锪平 15孔 切削深度给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/5 9 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 2 刀具切入长度 1l ： 1(21 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间m fn 0、钻顶面通孔 2x 6 扩孔至 2x 孔口倒角 1 （ 1）钻 孔 切削深度进给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/5 9 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 买文档就送您 01339828或 11970985 10 被切削层长度 l ： 2 刀具切入长度 1l ： 1(21 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间m fn j（ 1）钻 孔 切削深度给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/5 9 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 2 刀具切入长度 1l ： 1(21 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间m fn 0 锪顶面孔 2x 24 深 2 切削深度2进给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/5 9 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 2 刀具切入长度 1l ： 1(21 买文档就送您 01339828或 11970985 11 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间m fn 序 80： 粗铣 35 端面 机床：铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削 速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 买文档就送您 01339828或 11970985 12 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量 0 工作台每分进给量 m 3 0/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间2m i 024 0 03 4 1212 mj 本工序机动时间 m 工序 90 ： 粗镗 中心孔 35 端面孔 35床：卧式镗床 具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 5 粗镗 35 孔 单边余量 Z=次镗去全部余量 毛坯孔径0 41d 进给量 f ：根据参考文献 3表 66，刀杆伸出长度取 因此确定进给量 f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 45， 取 2 . 0 / 1 2 0 / m i nV m s m 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 9 1 2 . 1 1 / m i 1 4 4 3 . 2 ， 按照参考文献 3表 41，取 1 0 0 0 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 4 3 . 2 1 0 0 0 2 . 2 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 工作台每分钟进给量0 . 2 1 0 0 0 2 0 0 / m i f n m m 买文档就送您 01339828或 11970985 13 被切削层长度 l ： 15l 刀具切入长度 1l ：12 . 2( 2 3 ) 2 3 . 2 730p m mt g k t g 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间121 1 5 3 . 2 7 4 1 0 . 1 1 m i l lt f 精镗 35 孔 粗加工后单边余量 Z=次镗去全部余量， 精镗后孔径44d 进给量 f ：根据参考文献 3表 66，刀杆伸出长度取 因此确定进给量 0 /f m m r 切削速度 V ：参照参考文献 3表 45，取 2 . 1 / 1 2 6 / m i nV m s m 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 6 9 4 8 . 1 7 / m i 1 4 4 4 ， 按照参考文献 3表 41，取 1 0 0 0 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 4 4 1 0 0 0 2 . 6 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 工作台每分钟进给量0 . 1 5 1 0 0 0 1 5 0 / m i f n m m 被切削层长度 l ： 15l 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间222 1 5 3 . 5 4 1 0 . 1 0 4 m i 7 . 5l lt f 所以该工序总机动工时 0 . 1 1 0 . 1 5 0 . 2 6 m i 工序 9：铣削 铣 8 凸台端面 端面 机床：卧式镗床 具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 5 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 文档就送您 01339828或 11970985 14 铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 29 刀具切入长度 1l ： 2)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间m mj 工序 13： 钻中心孔 35 端面孔 6X 14 工螺纹孔 6 16 机床：组合钻床 具：麻 花钻、扩孔钻、铰刀 （ 1）钻底面切削深度给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/9 6 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ： 1(21 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间m fn 01339828或 11970985 15 螺孔攻丝 机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥 进给量 f ：由于其螺距 ,因此进给量 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 m 48.0 机床主轴转速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 丝锥回转转速0n：取 50 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 由工序 4 可知： 0 02l 走刀次数为 1 机动时间m i fn 间定额计算及生产安排 假设该零件 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 参照机械加工工艺手册表 械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： %)1)( （大量生产时 0/ 因此在大批量生产时单件时间定额计算 公式为： %)1)( 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序 1：粗、 精铣 底面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 买文档就送您 0133982