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设计刀架零件机加工工艺含钻模设计【课程毕业说明书论文CAD图工艺序卡片】.zip

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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat1.txtCAXA刀架A3.dwg初稿.doc夹具体A1.dwg工序卡工序图.dwg工艺过程卡.doc毛坯图A3.dwg装配图A1.dwg设计刀架零件机加工工艺含钻模设计.zip设计说明书.doc 目 录摘 要1abstract21引言31.1工艺规程的31.2研究方法及技术路线31.3课题背景及发展趋势32 刀架的工艺分析52.1 刀架的作用52.2 刀架工艺分析53 刀架加工工艺63.1 刀架毛坯63.2 刀架毛坯余量确定63.3 工艺路线的拟定73.4 各工序工时计算74 铣床夹具194.1定位元件和定位方案的确立194.2 夹紧力计算194.3 定位误差分析204.4麻花钻引导装置21结束语22致 谢23参考文献24摘 要本课题研究的零件是刀架,通过对刀架加工工艺及其镗孔的夹具设计,明白了自己的不足之处,在设计过程中,参阅了一些参考资料(包括典型零件工艺分析与加工、机械制造工艺与夹具课程设计指导、机械加工机床、夹具与刀具、机械工艺学-各类机床夹具的设计方法),确定刀架各加工表面的加工方法、机床型号、刀具型号和量具规格,最后制定出合理的工艺路线。刀架加工过程用的机床有:钻床、铣床和车床,我分配的课题是钻4-11孔的专用夹具,此夹具利用刀架已加工的基准面A(即底面)、后端面和左端面定位;工件夹紧机构则为螺杆、螺母和开口垫圈等组成的螺旋夹紧机构; 用钻模板和钻套来确定钻头方位。关键词:刀架夹具、螺纹夹紧机构、钻套机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 1 页 车 间工序号工序名称材料牌号3铣45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X51夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣刀架底面(基准面A)端面铣刀,游标卡尺5101190.131.510.282半精铣刀架底面(基准面A)端面铣刀,游标卡尺980153.860.50.410.123精铣刀架底面(基准面A)端面铣刀,游标卡尺980153.860.40.110.12编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 2页 车 间工序号工序名称材料牌号4铣45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X51夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣刀架后端面端面铣刀,游标卡尺3001000.121.510.402精铣刀架后端面端面铣刀,游标卡尺980192.330.50.510.13编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 2页 车 间工序号工序名称材料牌号4铣45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X51夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣刀架前端面端面铣刀,游标卡尺3001000.121.510.402精铣刀架前端面端面铣刀,游标卡尺980192.330.50.510.13编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 3页 车 间工序号工序名称材料牌号5钻45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11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 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻11通孔麻花钻,游标卡尺27217.30.285.541.482锪沉孔16深10锪孔刀,游标卡尺54516.80.362.540.36编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 4页 车 间工序号工序名称材料牌号6钻45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11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 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻5.8孔麻花钻,游标卡尺27219.750.222.920.882铰6孔铰刀,游标卡尺136033.990.810.120.046编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 5页 车 间工序号工序名称材料牌号7镗45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗镗29孔至31镗刀,游标卡尺11601050.521.010.1032半精镗31孔至31.8镗刀,游标卡尺11601050.520.410.1023精镗31.8孔至32H7镗刀,游标卡尺11601050.520.110.101编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共6 页产品名称刀架零(部)件名称刀架第 6页 车 间工序号工序名称材料牌号8钻45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11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 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻M8螺纹底孔6.8麻花钻,游标卡尺1360290.223.410.0612攻丝M8丝锥,游标卡尺27261.250.610.05编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期目录1零件的分析.1 1.1零件的作用1 1.2零件的工艺分析1 1.2.1零件图.1 1.2.2 加工表面及孔22 确定零件的生产类型3 2.1 零件的生产类型3 2.2 毛坯的确定3 2.2.1 毛坯的种类及制造方法.3 2.2.2 确定铸件加工余量.4 2.2.3 绘制毛坯图.43 定位基准的选择.53.1 选择粗基准.53.2 选择精基准.54 制定机械加工工艺路线.64.1 确定各加工表面的加工方法.64.2 拟定加工工艺路线.65 机械加工余量,工序尺寸及公差的确定85.1 加工余量和工序尺寸的确定85.2 确定切削用量及时间定额96 夹具设计 .267 参考文献 .30 1 零件的分析 1.1 零件的作用刀架是用于安装车刀的零件,刀架的作用是为了和刀具相配合,台阶孔是用于固定刀架的,32H7孔是用来与刀具相连,支撑并固定刀具. 1.2 零件的工艺分析1.2.1零件图:刀架零件图如下图所示1.2.2加工表面及孔(1)32及8两孔都具有较高的精度要求,表面粗糙度Ra的值是1.6um,是加工的关键表面。(2)刀架的下表面的表面粗糙度Ra为1.6um,16孔的下表面及内孔的表面粗糙度Ra分别为3.2um和6.3um,以及刀架的后端面的表面粗糙度Ra为6.3um,是加工的重要表面,刀架的下表面与轴承孔中心线有平行度要求,0.01um,也是粗糙度的加工表面。(3)M8螺纹加工主要保证其定位尺寸的要求。(4)其余表面要求不高。2 确定零件的生产类型 2.1 零件的生产类型 零件的生产类型是指企业(或车间,工段,班组,工作地等)生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产,成批生产和单件生产三种类型,不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。零件的年生产纲领N可按下式计算:式中:N零件的生产类型(件/年); Q产品的年产量(台、辆); m每台(辆)产品中该零件的数量(件/台、辆); a备品率,一般取24; b废品率,一般取0.30.7根据上式计算求得零件的生产纲领,通过查表可得刀架的生产类型为中批生产。2.2 毛坯的确定 2.2.1 确定毛坯的种类及其制造方法 零件的材料为HT150,考虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,毛坯可选用铸造成型零件形状不复杂,因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。2.2 2确定注件加工余量查机械制造工艺设计简明手册,选用铸件尺寸公差等级CT-12,选用加工余量为MA-H级,并根据毛坯的基本尺寸可知:刀架底面的机械加工余量为Z=2.0mm,后端面的机械加工余量为Z=2.0mm,32H7孔的加工余量2Z=3mm,工件上其他的孔,因尺寸不大,故采用实心锻造。 2.2.3 绘制铸件毛坯图3 定位基准的选择 正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为粗基准、精基准及辅助基准。选择定位基准时,既要考虑零件的整个加工工艺过程,又要考虑零件的特征、设计基准和加工方法,根据粗、精基准的选择原则,合理选定零件加工过程中的定位基准。通常在制定工艺规程时,总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来,即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准,然后在考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。3.1 选择粗基准 按照有关粗基准的选择原则,按照粗基准的选择原则:选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准,以保证该表面有足够而均匀的加工余量。故选择32外轮廓面为基准,能方便的加工出32孔,保证孔中心与刀架下端面的平行度,32孔外轮廓面的面积较大,无浇口,冒口,飞边等缺陷,符合粗基准的要求。3.2 选择精基准经分析零件图可知,刀架底面为高度方向基准,刀架前端面为宽度方向基准,根据统一原则,考虑选择以加工的刀架底面为精基准,保证底面与孔32孔中心线的距离为55.,该基准面积较大,工件的装夹稳定可靠,容易操作,夹具结构也比较简单。4 制定机械加工工艺路线4.1 确定各加工表面的加工方法 该刀架的加工表面为:刀架的底面,后端面,32内孔,11,16台阶孔,8通孔,M8螺纹。根据各加工表面尺寸精度及表面粗糙度要求,底面的加工路线为:粗铣-半精铣-精铣,后端面的加工路线为:粗铣-半精铣,32内孔的加工路线为:粗镗-精镗,11孔的加工路线为:由于该表面的粗糙度要求比较低,直接采取钻就可以了,16孔的加工路线为:钻-粗铰,8的加工路线为:钻-粗铰-精铰,M8螺纹的加工路线为:钻-攻螺丝。4.2 拟定加工工艺路线 根据零件的加工的几何形状,尺寸精度及位置精度,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7,1.4-8,1.4-11,选择零件的加工工艺路线如下:工序 1:时效处理工序 2:除去浇冒口、锋边及型砂工序 3:夹紧刀架孔两侧毛坯,铣刀架底面,照顾尺寸55mm和表面粗糙度,采用X51立式铣床加专用夹具。工序 4:以上下底面为基准,并夹紧,铣左右侧面,采用X51铣床加专用夹具。工序 5:以底面为基准,夹紧左右侧面,钻11孔和16孔,保证16孔深为10mm,采用Z525钻床加专用夹具。工序 6:以底面为基准,夹紧前后端面,钻,铰6孔,采用Z525钻床加专用夹具。工序 7:以底面为基准,夹紧前后端面,粗镗、半精镗、精镗32孔,并保证孔中心到底面的距离为55mm和对孔的平行度,采用CA6140车床加专用夹具。工序 8:以底面和后端面为基准,夹紧两侧面,钻M8螺纹底孔,攻M8螺纹,采用Z525钻床加专用夹具。工序 9:去毛刺工序 10:检验至图纸要求并入库5 机械加工余量,工序尺寸及公差的确定5.1加工余量和工序尺寸的确定 前面根据资料已初步确定工件各表面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量的如下:加工表面加工内容加工余量精度等级尺寸偏差表面粗糙度底面铸件2.0CT120.3 粗铣1.5IT1220.5-0.35012.5半精铣0.4IT1120.40-0.226.3精铣0.1IT7200-0.0351.6后端面铸件2.0CT120.4粗铣1.5IT1262.50-0.3512.5半精铣0.5IT8620-0.0546.311钻11IT12110+0.1812.516扩16IT12160+0.186.36钻2.9IT125.80+0.1512.5铰0.1IT1060+0.0583.232粗镗1.0IT11310+0.166.3半精镗0.4IT831.8-0.03503.2精镗0.1IT732-0.03501.6M8钻3.4IT126.80+0.1512.5攻螺纹0.612.55.2确定切削用量及时间按定额工序2铣刀架底面1. 粗铣刀架底面 1.1加工条件 工件材料:45 b =160180MPa 铸造 ;工件尺寸:aemax=60mm,l=104mm; 加工要求:粗铣刀架底面,加工余量为1.5mm, 机床:X51立式铣床 刀具:根据切削用量简明手册(后称切削手册)表1.2,选择YG硬质合金端铣刀,根据表.3.1 ,铣削宽度为60mm,故根据铣削宽度ae60,深度ap6,齿数z=10,故根据机械制造工艺设计简明手册(后简称简明手册)表3.1,取刀具直径d0=80mm。根据切削用量手册(后简称切削手册)表3.16,选择刀具前角05后角08,副后角0=10,刃倾角:s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。1.2 切削用量1.2.1 确定切削深度 因为余量较小,故选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成 1.2.2 确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,从而可采用不对称端铣,以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5,使用YG6硬质合金端铣刀加工,机床功率为4.5kw(据简明手册表4.2-35,X51立式铣床)时: fz=0.090.18mm/z故选择:fz=0.18mm/z。1.2.3 确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm;由于铣刀直径d0=80mm,故刀具使用寿命T=180min(据简明手册表3.8) 1.2.4 计算切削速度vc和每分钟进给量vf 根据切削手册表3.16,当d0=100mm,Z=10,ap7.5,fz0.18mm/z时,vt=98m/min,nt=322r/min,vft=490mm/min。各修正系数为:kMV= 1.12,kSV= 0.8。切削速度计算公式为:其中 ,将以上数据代入公式:确定机床主轴转速: 。根据简明手册表4.2-36,选择nc=380r/min,vfc=510mm/min,因此,实际进给量和每分钟进给量为:vc=m/min=119m/minf zc=v fc/ncz=510/38010 mm/z=0.13mm/z1.2.5 校验机床功率 根据切削手册表3.24,近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书,主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm,nc=380r/min,vf=510mm/s,vc=119m/min,fz=0.13mm/z。1.2.6 计算基本工时 tmL/ vf,L=l+ y+,l=104mm.查切削手册表3. 26,入切量及超切量为:y+=12mm,则:tmL/ Vf=(104+12)/510=0.28min。2. 半精铣刀架底面 刀具:YG6硬质合金端铣刀;机床:X51立式铣床;切削深度ap: 0.4mm ;查切削手册表3.5,进给量为:,取为0.5mm/r参考有关手册,确定,采用YG6硬质合金端铣刀,则:现采用X51立式铣床,根据简明手册表4.2-36,取,故实际切削速度: 当时,工作台每分钟进给量:,取为980mm/min本工序切削时间为: 3. 精铣刀架底面 刀具:YG6硬质合金端铣刀;机床:X51立式铣床;切削深度ap: 0.1mm ;查切削手册表3.5,进给量为:,取为0.4mm/r参考有关手册,确定,采用YG6硬质合金端铣刀,则:现采用X51立式铣床,根据简明手册表4.2-36,取,故实际切削速度: 当时,工作台每分钟进给量:,取为980mm/min本工序切削时间为: 工序3 铣刀架后端面 1.粗铣刀架后端面 1.1加工条件 工件材料:HT150 b =160180MPa 铸造 ;工件尺寸:aemax=80mm,l=104mm; 加工要求:粗铣刀架底面,加工余量为1.5mm, 机床:X51立式铣床 刀具:根据切削用量简明手册(后称切削手册)表1.2,选择YG硬质合金端铣刀,根据表.3.1 ,铣削宽度为80mm,故根据铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册(后简称简明手册)表3.1,取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册(后简称切削手册)表3.16,选择刀具前角05后角08,副后角0=10,刃倾角:s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。1.2 切削用量1.2.1确定切削深度 因为余量较小,故选择ap=5.5mm,一次走刀即可完成 1.2.2 确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,从而可采用不对称端铣,以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5,使用YG6硬质合金端铣刀加工,机床功率为4.5kw(据简明手册表4.2-35,X51立式铣床)时: fz=0.090.18mm/z故选择:fz=0.18mm/z。1.2.3 确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm;由于铣刀直径d0=125mm,故刀具使用寿命T=180min(据简明手册表3.8) 1.2.4 计算切削速度vc和每分钟进给量vf 根据切削手册表3.16,当d0=125mm,Z=12,ap7.5,fz0.18mm/z时,vt=98m/min,nt=322r/min,vft=490mm/min。各修正系数为:kMV= 1.12,kSV= 0.8。切削速度计算公式为:其中 ,将以上数据代入公式:确定机床主轴转速: 。根据简明手册表4.2-36,选择nc=255r/min,vfc=300mm/min,因此,实际进给量和每分钟进给量为:vc=m/min=100m/minf zc=v fc/ncz=300/(25510) mm/z=0.12mm/z1.2.5 校验机床功率 根据切削手册表3.24,近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书,主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=1.5mm,nc=255r/min,vf=300mm/s,vc=100m/min,fz=0.12mm/z。1.2.6 计算基本工时 tmL/ vf,L=l+ y+,l=104mm.查切削手册表3. 26,入切量及超切量为:y+=17mm,则:tmL/ Vf=(104+17)/300=0.40min。2 精铣刀架后端面 刀具:YG6硬质合金端铣刀;机床:X51立式铣床;切削深度ap: 0.5mm ;查切削手册表3.5,进给量为:,取为0.5mm/r参考有关手册,确定,采用YG6硬质合金端铣刀,则:现采用X51立式铣床,根据简明手册表4.2-36,取,故实际切削速度: 当时,工作台每分钟进给量:,取为980mm/min本工序切削时间为: 工序4 钻11,16孔,保证孔的精度1 钻11孔通孔 1.1 钻选择钻头 根据切削手册表2.1,2.2,选择高速钢麻花钻头,由于11孔的粗糙度要求较低,故以此粗钻do=11mm,钻头采用双锥后磨横刀,后角o12, 2.选择切削用量 2.1 确定进给量按加工要求确定进给量:查切削手册,f=0.520.64 ,由切削手册表2.7,系数为0.5,则: 按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为:;按机床进给机构强度选择:查切削手册表2.9,机床进给机构允许轴向力为8330N时,进给量为。以上三个进给量比较得出,受限制的进给量是工艺要求,其值为:0.260.32mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量。由于是通孔加工,为避免即将钻穿时钻头折断,故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=1760N,轴向力修正系数为1.0,故Ff=1760N。根据Z525立式钻床使用说明书,机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf,故所选进给量可用。2.2 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0.6mm,寿命2.3 切削速度查切削手册表2.30,切削速度计算公式为: (m/min)其中,查得修正系数:,故实际的切削速度: 2.4 检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20,当f0.33, do11mm时,Mt=31.78Nm,修正系数均为1.0,故MC=31.78 Nm。查机床使用说明书:Mm =72.6 Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率:Pc=1.0kw。查机床使用说明书,。由于,故切削用量可用,即:,3、计算工时2 锪沉孔16,孔深为10mm 2.1选择锪孔钻根据切削手册表2.1.2.2,选择高速钢锪孔钻,锪钻时do=16mm,钻头采用双锥后磨横刀,后角o12,二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度, 2.2 选择切削用量 1 确定进给量按加工要求确定进给量:查切削手册,由切削手册表2.7,系数为0.5,则: 按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为:;按机床进给机构强度选择:查切削手册表2.9,机床进给机构允许轴向力为8330N时,进给量为。以上三个进给量比较得出,受限制的进给量是工艺要求,其值为:0.3050.375mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N,轴向力修正系数为1.0,故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书,机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf,故所选进给量可用。2 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0.62mm,寿命3 切削速度查切削手册表2.30,切削速度计算公式为: (m/min)其中,查得修正系数:,故实际的切削速度: 4 检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20,当f0.41, do16mm时,Mt=31.78Nm,修正系数均为1.0,故MC=31.78 Nm。查机床使用说明书:Mm =52 Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率:Pc=1.3kw。查机床使用说明书,。由于,故切削用量可用,即:,3、计算工时工序5 钻,铰6孔,保证孔的精度1. 钻5.8孔 1.1选择钻头根据切削手册表2.1.2.2,选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=5.8mm,钻头采用双锥后磨横刀1.2 选择切削用量 查切削手册,f=0.360.44mm/r, l/d=20/8=2.5 ,由切削手册表2.7,系数为0.5,则f=(0.360.44)*0.5=0.180.22mm/r 根据简明手册表4.2-16 ,最终选择f=0.22mm/r 1.3 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0.6mm,寿命1.4 切削速度 查切削手册表2.30,切削速度计算公式为: (m/min)其中,查得修正系数:,故实际的切削速度: (4)检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20,当f0.26, do11mm时,Mt=10.94Nm,修正系数均为1.0,故MC=10.94 Nm。查机床使用说明书:Mm =144.2 Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率:Pc=1.0kw。查机床使用说明书,。由于,故切削用量可用,即:,3、计算工时 2.铰至6mm刀具:专用铰刀机床:Z525立式钻床根据有关手册的规定,铰刀的进给量为0.71.1mm/z,进给量取0.81mm/r,机床主轴转速取为=1360r/min,则其切削速度为:。机动时切削工时,=26mm,工序6 粗镗,半精镗、精镗32孔,以刀架底面为定位基准1. 粗镗32孔机床:T616卧式镗床单边余量,可一次切除,则 。由切削手册表1.5查得,进给量取为0.52mm/r。由切削手册表1.1查得 Vt=114,mm/min Kv=1.0*1.2*0.8*0.8*1.2*1.0=0.92 则: Vc=114*0.92=105m/min 查简明手册表4.2-20,取为1160r/min。加工基本工时:2半精镗32孔机床:T616卧式镗床单边余量,可一次切除,则 。由切削手册表1.5查得,进给量取为0.145mm/r。由切削手册表1.1查得 Vt=163,mm/min Kv=1.0*1.2*0.8*0.8*1.2*1.0=0.92 则: Vc=163*0.92=150m/min 查简明手册表4.2-20,取为1160r/min。加工基本工时:3 精镗32H7孔机床:T616卧式镗床单边余量,可一次切除,则 。由切削手册表1.5查得,进给量取为0.145mm/r。由切削手册表1.1查得 Vt=163,mm/min Kv=1.0*1.2*0.8*0.8*1.2*1.0=0.92 则: Vc=163*0.92=150m/min 查简明手册表4.2-20,取为1160r/min。加工基本工时:工序7 钻M8底孔,攻螺纹1. 钻螺纹底孔6.80mm机床:Z525立式钻床刀具:高速钢麻花钻根据切削手册查得,进给量为0.360.44mm/z, 系数为0.5,故f=(0.360.44)*0.5=0.180.22mm/z ,现取f=0.22mm/z,v=28m/min,则:查简明手册表4.2-15,取。所以实际切削速度为:计算切削基本工时:2攻螺纹M8机床:Z525立式钻床刀具:丝锥M8,P=1.25mm切削用量选为:,机床主轴转速为:Ns=1000V/3.14*8=239r/min, 按机床使用说明书选取:,则 ;机动时,计算切削基本工时:6.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。并设计工序 5:以上下底面为基准,并夹紧,钻4-11孔,采用Z525钻床加专用夹具。1 问题的提出夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、 热处理、装配等工艺过程中。机床夹具按在不同生产类型中的通用性,可以分为通用夹具. 专用夹具. 可调夹具. 组合夹具等。本夹具主要用来钻4-11孔,表面粗糙度Ra12.5,精度则不予考虑。2 夹具设计、定位基准选择 由零件图可知,4-11孔表面粗糙度Ra12.5,与其它面没有任何要求,设计夹具时可以不予考虑,钻4-11孔时,以60104底面、32孔端面及2060端面作为定位基准。、切削力及夹紧力计算 (1)本套夹具靠六角螺母来实现夹紧,因此,只需计算六角螺母所需的力。六角螺母夹紧力P计算公式为:Q 夹紧力。 螺纹升角,M10选229。 螺纹摩擦角,取10度。 支撑表面摩擦力力矩的计算力臂,选择=5。f 螺母支撑面的摩擦因素,取0.178。通过计算,M10螺母需要的夹紧力为:T=180N。工件采用高速钢麻花钻钻削,由切削用量手册(修订本)表24,=42.7;=1;YF=0.8;=1.0。由简明金属机械加工工艺手册表11-19有,0.2。通过计算得F=809N。2、所需夹紧力,查表5得,安全系数K=式中为各种因素的安全系数,查表得:K=1.872,当计算K2.5时,取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧,查表得夹紧力为18650N=46625N由上计算得,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3夹具定位原理简要说明夹具图如下所示:1.60104底面作为第一定位基准,与支承板11相配合限制三个自由度。2.32孔端面作为第二定位基准,与支承板9相配合限制两个自由度。3.2060端面作为第三定位基准,与支承板相配合限制一个自由度,工件被完全限制,属于完全定位。4. 螺柱,螺母,快换垫圈等组成的夹紧机构夹紧工件。参考文献 1 李旦等,机床专用夹具图册,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005。2 孙已德,机床夹具图册,北京:机械工业出版社,1984。3 何玉林,机械制图,重庆:重庆大学出版社,20001983。4 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会,形状和位置公差,北京:中国计划出版社,2004。5 淘济贤等,机床夹具设计,北京:机械工业出版社,1986。6 李洪,机械加工工艺师手册,北京:机械工业出版社,1990。7 机械设计手册编委会,机械设计手册卷4,北京:机械工业出版社,1998。8 东北重型机械学院,机床夹具设计手册,上海:上海科学技术出版社,1979。9 贺光谊等,画法几何及机械制图,重庆:重庆大学出版社,1994。10 丁骏一,典型零件制造工艺,北京:机械工业出版社,1989。11 孙丽媛,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 东北重型机械学院等,机床夹具设计手册,上海:上海科学技术出版社,1979。29机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号第 页产品名称刀架零(部)件名称共 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1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1铸造 砂型铸造,时效处理外协2清砂除去浇冒口、锋边及型砂外协3铣夹紧刀架孔两侧毛坯,铣刀架底面,照顾尺寸55mm和表面粗糙度,采用X51立式铣床加专用夹具。车间立式铣床铣夹具,量具,铣刀4铣以上下底面为基准,并夹紧,铣前后端面,采用X51铣床加专用夹具。车间立式铣床铣夹具,量具,铣刀5钻以底面为基准,夹紧前后端面,钻11孔和16孔,保证16孔深为10mm,采用Z525钻床加专用夹具。车间钻床钻夹具6钻以底面为基准,夹紧前后端面,钻,铰6孔,采用Z525钻床加专用夹具。车间钻床钻夹具7镗以底面为基准,夹紧前后端面,镗32孔,并保证孔中心到底面的距离为55mm和对孔的平行度,采用CA6140卧式车床加专用夹具。车间车床车夹具8钻以底面和后端面为基准,夹紧两侧面,钻M8螺纹底孔,攻M8螺纹,采用Z525钻床加专用夹具。车间钻床专用夹具9去毛刺去毛刺质管10质检检验至图纸要求并入库质管编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)处 数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 目 录摘 要1abstract21引言31.1工艺规程的31.2研究方法及技术路线31.3课题背景及发展趋势32 刀架的工艺分析52.1 刀架的作用52.2 刀架工艺分析53 刀架加工工艺63.1 刀架毛坯63.2 刀架毛坯余量确定63.3 工艺路线的拟定73.4 各工序工时计算74 铣床夹具194.1定位元件和定位方案的确立194.2 夹紧力计算194.3 定位误差分析204.4麻花钻引导装置21结束语22致 谢23参考文献24摘 要本课题研究的零件是刀架,通过对刀架加工工艺及其镗孔的夹具设计,明白了自己的不足之处,在设计过程中,参阅了一些参考资料(包括典型零件工艺分析与加工、机械制造工艺与夹具课程设计指导、机械加工机床、夹具与刀具、机械工艺学-各类机床夹具的设计方法),确定刀架各加工表面的加工方法、机床型号、刀具型号和量具规格,最后制定出合理的工艺路线。刀架加工过程用的机床有:钻床、铣床和车床,我分配的课题是钻4-11孔的专用夹具,此夹具利用刀架已加工的基准面A(即底面)、后端面和左端面定位;工件夹紧机构则为螺杆、螺母和开口垫圈等组成的螺旋夹紧机构; 用钻模板和钻套来确定钻头方位。关键词:刀架夹具、螺纹夹紧机构、钻套 abstractThe part of this study is the tool holder. Through the design of the tool frame processing technology and the boring fixture design, it understands its own shortcomings. During the design process, some reference materials (including typical parts process analysis and processing, mechanical manufacturing technology and fixture course design guidance, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine, machine machining machine The bed, fixture and tool, mechanical technology - the design method of various kinds of machine tools), determine the machining methods of each tool surface, the model of machine tool, the type of tool and the gauge of the tool, and finally make a reasonable process.The machine tool used in the machining process of the tool holder is drilling machine, milling machine and lathe. The task I assign is to drill the special fixture of 4- 11 holes. The fixture uses the base surface A (that is, bottom), the rear end and the left end of the tool frame. The clamping mechanism of the workpiece is a screw clamping mechanism consisting of screw, nut and open washer. The template and the drill sleeve are used to determine the bit orientation.Keywords: Tool holder jig, thread clamping mechanism, drill sleeve.1引言1.1工艺规程的回盘转零件工艺过程和加工方法的工艺文件称为机械加工工艺规程。图样上应详细制订各项技术要求、生产效率,经济效益、技术要求和劳动条件等。工艺规程制订步骤:1. 算出生产纲领,以此确定生产类型。2. 对回转盘零件图进行审核,了解回转盘装配图。3. 回转盘形状、尺寸、毛坯种类及精度的确定。4. 安排工艺,制订生产路线。5. 设计回转盘工序。1.2研究方法及技术路线1.去生产线现场调查研究。2.工艺规程程序的制订。 3.夹紧机构和夹紧方式的确定。 4.夹具结构形式的确定。 确定夹具其他部分的结构形式5.夹具总装配图的绘制。6.主要尺寸、配合公差和技术要求等。7.填写装配明细表及各零件编号。8.拆画夹具零件图。1.3课题背景及发展趋势工件加工过程中,确定工件位置,并将工件固定的装置称为机床夹具。机床的夹具用以确定工件的加工精度,生产效率和降低劳动强度。故此夹具在制造业中地位越来越重要。工艺装备中一个重要组成部分为机床夹具,机床夹具可以提高生产效率和保证产品的质量。但是我们在设计夹具时,应深入调查,了解生产过程,这样才能制订出合理的夹具。 1. 产品CAD图档或者文档仔细查阅产品图纸,分析回转盘被加工表面的精度要求、位置度要求等。2. 工艺过程详细了解各个工序的加工条件,(例如:加工设备、加工方法及刀具选择等)。3. 生产纲领工件批量及尺寸大小决定了夹具的样式。 4. 夹具使用和制造状况等。夹具设计的基本要求:能准确定位,定位应满足加工要求,并且夹紧要牢固,操作方便且安全,价格低廉等。工件的定位精度在夹具中要得以保证,主要考虑基准重合(即工序基准与定位基准)。 2 刀架的工艺分析2.1 刀架的作用由刀架零件图知,用于安装车刀。 图1-1 刀架零件图2.2 刀架工艺分析刀架有以下几个加工表面:1.基准面(即底面)粗糙度Ra1.62.前后端面粗糙度均为Ra6.33.11孔粗糙度Ra12.54.16沉孔粗糙度Ra6.35.6孔粗糙度Ra3.26.32孔粗糙度Ra1.67.M8螺纹粗糙度Ra12.53 刀架加工工艺3.1 刀架毛坯刀架材料45,大批量生产,依据表1,通过翻阅毛坯热处理方式知,采用模段,大批量生产。表1 常用毛坯的制造方法与工艺特点毛坯制造方法适用材料生产类型精度等级(CT)表面粗糙度()加工余量等级生产率锻造自由锻造碳素合金钢单件及小批量生产141635低模锻碳素合金钢成批及大量生产1214Ra12.5高精密模锻碳素合金钢成批及大量生产1112Ra6.33.2高3.2 刀架毛坯余量确定由上述资料,再依据资料,查出刀架表面和孔的加工余量如下:1.刀架基准A(即底面)的毛坯 刀架基准A(即底面),由资料知,毛坯Z=2.0mm,粗糙度Ra1.6,由资料知,三步粗车、半精车、精车即可达到精度要求。粗车余量1.5mm,半精车余量0.4mm,精车余量0.1mm。2.刀架前端面的毛坯 刀架前端面,由资料知,毛坯Z=2.0mm,粗糙度Ra6.3,由资料知,一步铣削即可达到刀架前端面的精度。3. 刀架后端面的毛坯刀架后端面,由资料知,毛坯Z=2.0mm,粗糙度Ra6.3,由资料知,一步铣削即可达到刀架处端面的精度。4. 刀架11孔、16沉孔、6孔毛坯余量均采用实心铸造。5. 刀架32孔的毛坯余量 尺寸32mm,由资料知,毛坯Z=1.5mm,粗糙度Ra12.5,由表5知,粗车、半精车、精车可达到刀架32mm孔的精度要求。6.其余不加工的地方,模锻即能满足刀架的精度。3.3 工艺路线的拟定 工序01: 模段工序02: 调质处理工序03: 粗铣基准面A(即底面)工序04: 粗铣前端面工序05: 粗铣后端面工序06: 半精铣基准面A(即底面)工序07: 钻4-11孔,锪4-16沉孔工序08: 钻、铰6孔工序09: 粗镗、半精镗、精镗32孔工序10: 钻、攻M8螺纹工序11: 刮研基准面A(即底面)工序12: 去毛刺工序13: 检验至图纸要求工序14: 包装入库3.4 各工序工时计算工序03: 粗铣基准面A(即底面)此工序为铣削加工,故首先要考虑铣削四要素:1.铣削速度铣削速度是指铣刀旋转时的切削速度,即式中:铣削速度, d铣刀直径,mmn铣刀转速,mm 由刀架知,加工的位置宽60,故选用端面铣刀规格为63,63端铣刀的齿数Z=5,再由立式铣床X52的参数表知,主轴转速取n=47594.02.进给量进给量有以下3种表示方法:、。每转进给量,(mm/r)每齿进给量,()进给速度,()。=n=zn式中: z铣刀齿数;n铣刀转数,由立式铣床X52K参数表知,=0.2mm/r故=n=0.2475=953.铣削深度由毛坯余量的确定知,=1.5mm4.铣削宽度由刀架知,铣削宽度=60mm5.铣削机动时间的计算此为端面铣刀铣平面(对称铣),公式如下:端面铣刀主偏角=90,+(13)+(13)=+(13)mm(22.924.9)mm取=24mm为铣削长度,由刀架知,=104mm=13,取=2mm为工作台的水平进给量由立式铣床X52K参数知,=375故=0.345min工序04: 粗铣前端面此工序为铣削加工,故首先要考虑铣削四要素:1.铣削速度铣削速度是指铣刀旋转时的切削速度,即式中:铣削速度, d铣刀直径,mmn铣刀转速,mm 由刀架知,加工的位置宽85,故选用端面铣刀规格为100,100端铣刀的齿数Z=7,再由立式铣床X52的参数表知,主轴转速取n=4751492.进给量进给量有以下3种表示方法:、。每转进给量,(mm/r)每齿进给量,()进给速度,()。=n=zn式中: z铣刀齿数;n铣刀转数,由立式铣床X52K参数表知,=0.2mm/r故=n=0.2475=953.铣削深度由毛坯余量的确定知,=2.0mm4.铣削宽度由刀架知,铣削宽度=85mm5.铣削机动时间的计算此为端面铣刀铣平面(对称铣),公式如下:端面铣刀主偏角=90,+(13)+(13)=+(13)mm(24.726.7)mm取=25mm为铣削长度,由刀架知,=104mm=13,取=2mm为工作台的水平进给量由立式铣床X52K参数知,=375故=0.349min工序05: 粗铣后端面此工序为铣削加工,故首先要考虑铣削四要素:1.铣削速度铣削速度是指铣刀旋转时的切削速度,即式中:铣削速度, d铣刀直径,mmn铣刀转速,mm 由刀架知,加工的位置宽85,故选用端面铣刀规格为100,100端铣刀的齿数Z=7,再由立式铣床X52的参数表知,主轴转速取n=4751492.进给量进给量有以下3种表示方法:、。每转进给量,(mm/r)每齿进给量,()进给速度,()。=n=zn式中: z铣刀齿数;n铣刀转数,由立式铣床X52K参数表知,=0.2mm/r故=n=0.2475=953.铣削深度由毛坯余量的确定知,=2.0mm4.铣削宽度由刀架知,铣削宽度=85mm5.铣削机动时间的计算此为端面铣刀铣平面(对称铣),公式如下:端面铣刀主偏角=90,+(13)+(13)=+(13)mm(24.726.7)mm取=25mm为铣削长度,由刀架知,=104mm=13,取=2mm为工作台的水平进给量由立式铣床X52K参数知,=375故=0.349min工序06: 半精铣基准面A(即底面)此工序为铣削加工,故首先要考虑铣削四要素:1.铣削速度铣削速度是指铣刀旋转时的切削速度,即式中:铣削速度, d铣刀直径,mmn铣刀转速,mm 由刀架知,加工的位置宽60,故选用端面铣刀规格为63,63端铣刀的齿数Z=5,再由立式铣床X52的参数表知,主轴转速取n=4751192.进给量进给量有以下3种表示方法:、。每转进给量,(mm/r)每齿进给量,()进给速度,()。=n=zn式中: z铣刀齿数;n铣刀转数,由立式铣床X52K参数表知,=0.2mm/r故=n=0.16600=963.铣削深度由毛坯余量的确定知,=0.4mm4.铣削宽度由刀架知,铣削宽度=60mm5.铣削机动时间的计算此为端面铣刀铣平面(对称铣),公式如下:端面铣刀主偏角=90,+(13)+(13)=+(13)mm(22.924.9)mm取=24mm为铣削长度,由刀架知,=104mm=13,取=2mm为工作台的水平进给量由立式铣床X52K参数知,=475故=0.270min工序07: 钻4-11孔,锪4-16沉孔工步一:钻4-11孔根据Z525钻床资料,主轴进给量主轴速度取 实际切削速度切削工时:,走刀次数i=4 机动工时为工步二:锪4-16沉孔1.选择锪刀直径16mm 的锪刀2切削用量(1)选择进给量依据机械加工工艺及夹具设计表12.3,(2)计算切削速度, 切削速度的修正系数为:,故 根据Z525机床资料取n=545r/mm 3计算基本工时 工序08: 钻、铰6孔工步一:钻孔至5.8根据Z525立式钻床资料取主轴速度取 实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=2 机动工时为工步二:铰5.8孔至6根据Z525立式钻床资料取主轴速度取 实际切削速度为切削工时:,走刀次数i=2 机动工时为工序09: 粗镗、半精镗、精镗32孔工步一:粗镗32孔YT5硬质合金16mm圆形镗刀1.确定切削深度 2.确定进给量根据T68机床资料取=0.27mm/r3.确定切削速度 式中 =160,m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 37.5m/min 385r/min T68机床资料取4.基本时间选镗刀的主偏角=45,则=1.0mm,=60mm,=2mm,=0,=0.27mm/r,, 工步二:半精镗32孔YT5硬质合金16mm圆形镗刀1.确定切削深度 2.确定进给量根据T68机床资料取=0.19mm/r3.确定切削速度 式中 =300,m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 70.3m/min 704r/min T68机床资料取4.基本时间选镗刀的主偏角=45,则=0.4mm,=60mm,=2mm,=0,=0.19mm/r,, 工步三:精镗32孔YT5硬质合金16mm圆形镗刀1.确定切削深度 2.确定进给量根据T68机床资料取=0.13mm/r3.确定切削速度 式中 =300,m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 70.3m/min 700r/min T68机床资料取4.基本时间选镗刀的主偏角=45,则=0.1mm,=60mm,=2mm,=0,=0.13mm/r,, 工序10: 钻、攻M8螺纹工步一:钻M8-6H螺纹底孔6.8选用高速钢锥柄麻花钻(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Z525机床资料取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Z525机床资料取n=545r/min切削工时: ,机动工时为 工序11: 刮研基准面A(即底面)此工序为铣削加工,故首先要考虑铣削四要素:1.铣削速度铣削速度是指铣刀旋转时的切削速度,即式中:铣削速度, d铣刀直径,mmn铣刀转速,mm 由刀架知,加工的位置宽60,故选用端面铣刀规格为63,63端铣刀的齿数Z=5,再由立式铣床X52K的参数表知,主轴转速取n=4751192.进给量进给量有以下3种表示方法:、。每转进给量,(mm/r)每齿进给量,()进给速度,()。=n=zn式中: z铣刀齿数;n铣刀转数,由立式铣床X52K参数表知,=0.12mm/r故=n=0.12750=903.铣削深度由毛坯余量的确定知,=0.1mm4.铣削宽度由刀架知,铣削宽度=60mm5.铣削机动时间的计算此为端面铣刀铣平面(对称铣),公式如下:端面铣刀主偏角=90,+(13)+(13)=+(13)mm(22.924.9)mm取=24mm为铣削长度,由刀架知,=104mm=13,取=2mm为工作台的水平进给量由立式铣床X52K参数知,=600故=0.214min4 铣床夹具分配的任务是:钻4-11孔,锪4-16沉孔;倒角的夹具,选用机床:Z525钻床。4.1定位元件和定位方案的确立钻4-11孔,锪4-16沉孔;倒角粗糙度Ra6.3,精度不高,专用夹具设计时,只
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