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CA6140车床拨叉831003工艺和铣18H11槽夹具设计[版本1]【6张CAD图和说明书】【三维额外购】

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精铣 18 h11 版本
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前言2

1.产前准备3

1.1年生产纲领3

1.2生产条件3

1.3零件工艺分析4

2.夹具结构设计6

2.1定位机构6

2.2夹紧机构7

2.3机床夹具的总体形式9

2.4.1确定夹具体:9

2.4.2确定联接体:9

2.4.3夹具体的总体设计图:10

2.5绘制夹具零件图10

2.6 绘制夹具装配图11

3.定位误差设计14

3.1误差分析14

3.1.1定位误差14

3.1.2产生定位误差的原因14

3.2定位误差的计算15

结论16

致谢17

参考文献18


                  前言

   机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化(或机械工程及自动化)专业的一门重要的专业基础课。

   机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。

   在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。

   机床夹具的作用可归纳为以下四个方面:

 1.保证加工精度   机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置,可以保证加工精度。

  2.提高生产效率   机床夹具可快速地将工件定位和夹紧,减少辅助时间。

  3.减少劳动强度   采用机械、气动、液动等夹紧机构,可以减轻工人的劳动强度。

 4.扩大机床的工艺范围   利用机床夹具,可使机床的加工范围扩大,例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具,可对箱体孔进行镗孔加工。

   机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节,也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于:

  1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

  2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力,为以后的专业课程及毕业设计打好基础,做好准备。

  3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

   我国的装备制造业尽管已有一定的基础,规模也不小,实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱,滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感,采取更加有效的措施,克服发展中存在的问题,把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国,成为世界级制造业基础地之一。



                 1.产前准备


1.1年生产纲领


   工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大,可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案,采用此方案时,机床夹具的结构较复杂,制造成本较高;如工件的年生产量不大,可采用单件加工,手动夹紧的设计方案,以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备,5000件小批量生产用手动设备。


1.2生产条件

1、卧式铣床:X6012、X60(6H80Γ)、X60W(6H80)、X602、X61(6H81Γ)、X6H81、X6030、X6130、X2、(6H82Γ)、X62W(6H82)、X6232、X6232A、X63、(6H83Γ)X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。

2、立式铣床:X50、X51(6H11)、X52、X52k(6H12)、X53、X53k(6H13)、X53T(FA5V)、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、6П10、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13П,FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、ΓФ300、ΓФ173M-12。

3、数控立式铣床:XsK5040Ⅲ。

4、键槽铣床:x920(692A)、4205、XZ9006、ДФ60A。

5、万能工具铣:x8119(678M)、x8126(679)、x8140、680。 一、认真执行《金属切削机床通用操作规程》有关规定。

(1)台式铣床:小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。

(2)悬臂式铣床:铣头装在悬臂上的铣床,床身水平布置,悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动,铣头沿悬臂导轨移动。

(3)滑枕式铣床:主轴装在滑枕上的铣床,床身水平布置,滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动,滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。

(4)龙门式铣床:床身水平布置,其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上,可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动,工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。

(5)平面铣床:用于铣削平面和成型面的铣床,床身水平布置,通常工作台沿床身导轨纵向移动,主轴可轴向移动。它结构简单,生产效率高。

(6)仿形铣床:对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。

(7)升降台铣床:具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床,通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。

(8)摇臂铣床

   摇臂装在床身顶部,铣头装在摇臂一端,摇臂可在水平面内回转和移动,铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。

(9)床身式铣床:工作台不能升降,可沿床身导轨作纵向移动,铣头或立柱可作垂直移动的铣床。

1.3零件工艺分析


本次课设是要为此图1-3-1中的槽的夹具,最终实现将工件定位,更加精确和方便的完成铣漕工作,并保证能夹紧工件,





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内容简介:
机械制造基础课程设计设计题目:制定拨叉零件的加工工艺设计铣尺寸18H11槽的铣床夹具 班 级:机械03-1班 学 生:张 盛 岩 指导教师:敖 晓 春 哈尔滨理工大学2006-9-25目 录设计任务书一、 零件的分析(3)二、 工艺规程设计(3) (一)、确定毛坯的制造形式(3) (二)、基面的选择(3)(三)、制订工艺路线(3)(四)、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的确定(4)(五)、确定切削用量及基本工时(5)三、 夹具设计(11)四、 参考文献(13) 哈尔滨理工大学 机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目:制定拨叉F零件的加工工艺,设计铣尺寸18H11槽的铣床夹具 设计要求:1.中批生产;2.尽量选用通用设备。 设计内容:1.填写设计任务书; 2.制订一个中等零件的加工工艺过程,填写工 艺过程卡和工序卡各一张; 3.设计指导教师指定的工序夹具,绘制全套夹具图纸,要求用计算机绘图; 4.编写设计说明书一份,按照毕业论文的格式 写,要求打印文稿。 班 级:机械03-1班 学 生:张 盛 岩 指导教师:敖 晓 春 2006年9月25日一、 零件的分析(一)零件的工艺分析 拨叉这个零件从零件图上可以看出,它一共有两组加工表面,而这二组加工表面之间有一定的位置要求,现将这二组加工表面分述如下:1以25mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括:25H7mm的l六齿花键孔及倒角,尺寸为80与花键孔垂直的两端面,尺寸为18H11与花键孔垂直的通槽。2 与25mm花键孔平行的表面。这一组加工表面包括:与花键孔中心轴线相距22的上表面,与上表面垂直的二个M8通孔和一个 5锥孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:1 上表面与25mm花键孔中心线平行度为0.10;2 18H11通槽两侧面与与25mm花键孔中心线的垂直度为0.08。由以上分析可知,对于这二组加工表面而言,我们可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工,并且保证它们之间的位置精度要求。二、 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200,考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性,零件为中批生产,而且零件的尺寸不大,因此,毛坯可采用金属模砂型铸造。(二)基面的选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理,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,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。 粗基准的选择:以上下表面和两 侧面作为粗基准,以消除,三个自由度,用以消除,三个自由度,达到完全定位。 对于精基准而言,根据基准重合原则,选用设计基准作为精基准。 (三) 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点,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得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外,还应当考虑经济效率,以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案一 工序 铣端面。 工序 钻、扩花键底孔22mm。 工序 内花键孔倒角。工序 拉花键孔。工序 铣上、下表面。工序 钻2M8孔,5mm锥孔。工序 铣通槽18H11。工序 攻螺纹2M8。工序 去毛刺。工序 检查。2.工艺路线方案二工序 铣端面。 工序 钻、扩花键底孔22mm。 工序 内花键孔倒角。工序 铣上、下表面。工序 钻2M8孔,5mm锥孔。工序 铣通槽18H11。工序 拉花键孔。工序 攻螺纹2M8。工序 去毛刺。工序 检查。工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先拉花键孔,再以该花键孔为基准加工其余平面;方案二是先加工上下面,再加工花键孔。两相比较可以看出,方案一可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题,而方案而不能,所以选用方案一作为零件的加工工序。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件材料为HT200,毛坯重量约为1.00Kg,生产类型为中批生产,采用金属砂型铸造。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如下:1. 铣端面考虑左端面的粗糙度Ra为3.2,参照机械制造工艺设计手册以下简称“手册”,表143,确定工序尺寸为 Z=3.0mm,其中粗加工的加工余量Z=2.0mm,精加工的加工余量Z=1.0mm。右端面没有粗糙度要求,只要求粗加工,所以余量定位3.0。2. 花键孔(6-25H722H126H11)。要求花键孔为外径定心,故采用拉削加工。内孔22H12:钻孔:20扩钻:22 2Z=2.0拉花键孔(6-25H722H126H11)花键孔要求外径定心,花键内径拉削时的加工余量为孔的公差0.17。3铣表面根据“手册”表149,取上表面的机械加工余量为4.0,下表面的余量为3.0。粗铣上表面 Z=3.0精铣上表面的台阶面 Z=1.0粗铣下表面 Z=3.04. 铣通槽18H11粗铣16 2Z=4.0半精铣18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。(五)确定切削用量及基本工时工序:铣端面。1)粗铣左端面=0.25mm/Z (表3-28)=0.35m/s(21m/min) (表3-30)采用高速三面刃铣刀,d=175mm,齿数Z=16。 n=0.637r/s (38.2r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s (表417) 故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm,l=175mm,l=3mm t= =121.2s=2.02min 2)粗铣右端面 粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。 切削工时l=45mm,l=175mm,l=3mm t= =106.8s=1.78min 3)精铣左端面 =0.10mm/Z (表3-28)=0.30m/s(18m/min) (表3-30)采用高速三面刃铣刀,d=175mm,齿数Z=16。 n=0.546r/s (32.76r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s (表417) 故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm,l=175mm,l=3mm t= =302.92s=5.05min工序:钻、扩花键底孔1)钻孔 20f=0.75mm/rK=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s (21m/min) (表342) n=5.57r/s (334r/min) 按机床选取 n=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 =0.35m/s 切削工时 l=80mm,l= 10mm,l=2mm t= =23s (0.4min)2)扩孔 22f=1.07 (表354) =0.175m/s (10.5m/min) n=2.53r/s (151.8r/min) 按机床选取 n=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 =0.16m/s 切削工时 l=80mm,l= 3mm,l=1.5mm t= =35s (0.6min) 工序:倒角1.0715 f=0.05/r (表317) =0.516m/s (参照表321) n=6.3r/s (378r/min) 按机床选取 n=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm,l= 2.5mm, t= =14s (0.23min) 工序:拉花键孔 单面齿升 0.05 (表386) v=0.06m/s (3.6m/min) (表388) 切削工时 (表721) t=式中:h单面余量1.5(由 22 25); l拉削表面长度80; 考虑标准部分的长度系数,取1.20; K考虑机床返回行程的系数,取1.40; V切削速度3.6m/min; S拉刀同时工作齿数 Z=L/t。 t拉刀齿距, t=(1.251.5)=1.35=12 Z=L/t=80/126齿 t=0.15min (9s)工序:铣上、下表面 1)粗铣上表面的台阶面 =0.15mm/Z (表3-28)=0.30m/s(18m/min) (表3-30)采用高速三面刃铣刀,d=175mm,齿数Z=16。 n=0.546r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s (表417) 故实际切削速度=0.27m/s切削工时 l=80mm,l=175mm,l=3mm t= =215s=3.58min 2)精铣台阶面 =0.07mm/Z (表3-28)=0.25m/s(18m/min) (表3-30)采用高速三面刃铣刀,d=175mm,齿数Z=16。 n=0.455r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s (表417) 故实际切削速度=0.27m/s切削工时 l=80mm,l=175mm,l=3mm t= =467s=7.7min 3)粗铣下表面保证尺寸75 本工步的切削用量与工步1)的切削用量相同 切削工时 l=40mm,l=175mm,l=3mm t= =181.7s=3.03min 工序:钻2-M8底孔( 6.80) f=0.36/r (表338) =0.35m/s (参照表342) n=16.39r/s (983.4r/min) 按机床选取 n=960r/min=16r/s 故实际切削速度=0.34m/s切削工时(表75) l=9.5mm,l= 4mm,l=3 t= =2.86 (0.048min)工序:铣槽18H11 1)粗铣 =0.10/s(表3-28)=0.30m/s(21m/min) (表3-30)采用粗齿直柄立铣刀,d=16mm,齿数Z=3。 n=5.97/s (358.2/min)按机床选取n=380r/min=6.33/s (表416) 故实际切削速度=0.32/s切削工时 l=34mm,l=2mm,l=0mm t= =19s 因为要走刀两次,所以切削工时为38s。 2)精铣通槽=0.07/s(表3-28)=0. 25m/s(15m/min) (表3-30)采用细齿直柄立铣刀,d=12mm,齿数Z=5。 n=6.63s (397.8min)按机床选取n=380r/min=6.33/s (表416) 故实际切削速度=0.24s切削工时 l=35mm,l=2mm,l=0mm t= =16s因为走刀两次,所以切削工时为64s。 :攻螺纹2M8 v=0.35m/s (表342) n=13.9 (834min) 按机床选取n=850r/min=14.2s 故实际切削速度=0.357m/s。三、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。(二) 提出问题利用本夹具主要用来钻 22花键底孔。在加工本工序是,其他重要表面都还未加工,因此,在本道工序加工时,主要考虑如何保证底面的定位,如何降低劳动强度、提高劳动生产率,而精度则不是主要问题。(三) 夹具设计1. 定位基准的选择由零件图可知,为了定位误差为零,选择零件的上下表面为主要定位基准面。2切削力及夹紧力计算 刀具:高速钢钻头,直径d=20mm,f=0.71mm/r 钻头转速 n=5.63r/s工件材料:灰铸铁 HB=210则: 切屑扭矩 M=10 (表336) =225.63200.711.05910 =53.86(Nm)轴向力 F=588.60200.711.059 =9478.8(N) 其中 K=K=()=()=1.059切削功率 P=2Mn10 =23.1453.865.6310 =1.90 KW由零件定位、装夹方式可知,只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式: P=KF式中,安全系数为基本安全系数1.5;为加工性质系数1.1;为刀具钝化系数1.2;为断续切削系数1.2。所以 (N)所需的实际夹紧力为22521.6N是比较大的,为了使得整个夹具结构紧凑,决定选用铰链夹紧机构。结构形式:型单臂铰链夹紧机构夹紧时,臂的最小允许倾斜角:=15扩力比:i=3.14 活塞杆的最大拉力为: F=22521.6/3.14=7172.5N计算驱动气缸直径: F=p=7172.5式中:p压缩空气单位压力,取p=0.4MPa。 D=151按标准,取气缸直径D=150.此时,当压缩空气压力p=0.4MPa时,驱动气缸的拉力 F=7068N,则铰链机构的放大倍数i可降至: i=3.19此时,臂的最小允许倾角在20到25之间,取放大倍数为3.41。 实际的夹紧力应为: P=7068
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