套筒工艺及铣床夹具设计
40页 12000字数+说明书+外文翻译+答辩稿+2张CAD图纸【详情如下】
外文翻译-基本加工工序和切削技术.doc
套筒工序卡片.doc
套筒工艺及铣床夹具设计答辩稿.ppt
套筒工艺及铣床夹具设计论文.docx
套筒零件图.dwg
铣槽夹具装配图.dwg
摘 要
工艺学是研究机械加工工艺技术和夹具设计为主的技术学科,具有很强的实践性,要求学习过程中应紧密联系生产实践,同时它又具有很强的综合性。本次毕业设计研究的课题是套筒零件加工工艺编制及铣床夹具设计,主要内容如下:首先,对零件进行分析,根据零件图提出的具体加工要求,确定毛坯的制造形式和尺寸。第二步,进行基面的选择,确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准,制定工艺路线方案,第三步,根据已经确定的工艺路线,选择加工设备及工艺装备,再确定每一工步的切削用量。在机械设计制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的,用以固定加工对象,使之占有正确位置,以便接受施工的一种工艺装备,通称为夹具。本次夹具设计则是设计铣套筒圆弧R10mm 的夹具。设计夹具先对原始资料进行分析,明确设计的要求和意图,然后提出具体的定位、夹紧、对刀方案和夹具体的一般结构。为保证设计的可靠性,还要对夹具的夹紧力和精度进行了分析。同时使设计基准与定位基准相重合,保证了槽侧面的加工精度与位置公差。然后确定夹具结构方案,然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。最后,把整个设计过程整理为设计说明书和图纸,至此整个设计基本完成。
关键词:套筒,加工工艺,铣床夹具
ABSTRACT
Technology is the technology research of mechanical processing technology and fixture design, has a strong practice, requirements should be closely combined with the production practice in the learning process, and it also has the very strong comprehensive. The graduation design topic is the preparation technology of the sleeve parts processing and milling fixture design, the main contents are as follows: firstly, the analysis of parts, according to the specific part drawing processing requirements, determine the manufacture of blank shape and size. The second step, the selection of base, determine the processing of crude and refined baseline benchmark. According to the chosen benchmark, creating process flow scheme, the third step, according to process routes have been identified, select the processing equipment and process equipment, then determine the amount of cutting each work step. In the process of mechanical design and manufacturing industries in a wide variety of applications, for processing a fixed object, so that possession of the correct position, to receive a construction techniques and equipment, known as the fixture. The jig design is the fixture design of arc milling sleeve R10mm. Fixture design first carries on the analysis to the original data, make clear of the design requirements and intentions, and then put forward specific positioning, clamping, clamping tool setting scheme and general structure of concrete. In order to ensure the design reliability, but also on the clamping force and precision was analyzed. At the same time the design standard and the locating datum coincide, ensure the machining precision and position tolerance groove side. Then determine the structure scheme of fixture, calculation and positioning error analysis and began cutting force, clamping force. Finally, the whole design process for the design specifications and drawings, thus the whole design is basically completed.
Keywords: sleeve, machining, milling fixture
目录
第一章 绪论1
第二章 套筒零件图分析3
2.1 套筒零件图的分析3
2.1.1 套筒结构特点3
2.1.2 套筒作用4
2.1.3 套筒工艺分析4
第三章 套筒工艺过程分析7
3.1确定毛坯7
3.1.1 毛坯选择7
3.1.2 绘制毛坯图8
3.2拟定工艺路线8
3.2.1 各表面加工方法8
3.2.2 定位基准的选择19
3.2.3 加工阶段的划分20
3.2.4 工序集中与分散21
3.2.5 热处理工序安排22
3.2.6 辅助工序的安排22
3.2.7 重要工序的分析22
3.3 加工余量的确定23
3.4 尺寸链计算24
第四章 铣床夹具设计26
4.1 定位装置的设计26
4.2夹紧装置的设计26
4.3绘制夹具总图26
4.4夹具操作简述27
4.5夹具精度校核27
第五章 结论29
参考文献30
致 谢31
毕业小结32
附 录34
夹具:机械制造过程中用来固定加工对象,使之占有正确的位置,以接受施工或检测的装置。
铣床夹具:均安装在铣床工作台上,随机床工作台作进给运动。主要由定位装置、夹紧装置、夹具体、连接元件、对刀元件组成。铣削加工时,切削力较大,又是断续切削,振动较大,因此铣床夹具的夹紧力要求较大,夹具刚度、强度要求都比较高。本设计主要采用AutoCAD软件对套筒R10圆弧快速夹具设计.根据零件图的特点对套筒R10圆弧快速夹具进行设计,首先是确定套筒R10圆弧快速夹具的大致模样,夹具设计的几点要求是保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性能好、使用性能好、经济性好,夹紧可采用偏心轴夹紧,通过偏心轴旋转的不同偏心距来夹紧与松弛。设计好后,对夹具进行绘制。夹具设计其实也就是对加紧和定位的设计,只要夹紧设计定位好后,基本上夹具就完成了,但这只是基本,还要对他进行别的设计,比如首先保证夹具的安全性、工件的加工精度、提高生产效率、工艺性能好、使用性能好、经济性好,又比如可浮动、可联动、可增力、可自锁、快速装夹等等,这些都很重要,所以设计要从各方面不同的角度考虑夹具设计这个问题。
工艺规程:是指导施工的技术文件。一般包括以下内容:零件加工的工艺路线,各工序的具体加工内容,切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等。
1.工艺规程是工厂进行生产准备工作的主要依据,产品在投入生产之前要作大量的生产准备工作,包括原材料和毛坯的供应,机床的配备和调整,专用工艺装备的设计制造,核算生产成本以及配备人员等,所有这些工作都要根据工艺规程进行。
2.工艺规程是企业组织生产的指导性文件工厂管理人员根据工艺规程规定的要求,编制生产作业计划,组织工人进行生产,并按照工艺规程要求验收产品。
3.工艺规程是新建和扩建机械制造厂(或车间)的重要技术文件
新建和扩建机械制造厂(或车间)须根据工艺规程确定机床和其他辅助设备的种类、型号规格和数量,厂房面积,设备布置,生产工人的工种、等级及数量等。
此外,先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。2.1.1 套筒结构特点
本设计的套筒的材料为38CrMnAlA,其硬度为HB45-70,抗拉强度为σb=14-23kgf/mm2,此零件内外径孔偏心,还有一垂直孔也是偏离两个中心轴,由于其特殊性,这个加工工艺必须慎重考虑,必须使用一些专用夹具,是其加工准确,以保证精度。另外最主要的一步,也是我们这个课题所要研究的一部,那就是铣R10mm圆弧,因为此圆弧不是标准的1/4圆弧,圆心很不规则,所以我们需要设计专用夹具,来保证套筒此工艺的顺利进行,以保证图纸里要求的加工精度。
2.1.2 套筒作用
抵住轴承的内环,上紧穿钉后减少穿钉和轴承不必要的打滑,没有那东西,轴承内环会直接在穿钉上转(也可以说成轴承内环会跟着外环转动),这样轴承就得不到充分的运转,从而速度降低。
2.1.3 套筒工艺分析
1、查零件图的完整性:
审查零件图上的尺寸标注是否完整、结构表达是否清楚。
2、分析技术要求是否合理:
加工表面的尺寸精度;要加工表面的形状精度;主要加工表面的相互位置精度;表面质量要求;热处理要求。
零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标注,应根据零件的功能经济合理地决定。过高的要求会增加加工难度,过低的要求会影响工作性能,两者都是不允许的。
3、审查零件材料选用是否适当:
材料的选择既要满足产品的使用要求,又要考虑产品成本,尽可能采用常用材料,如45号钢,少用贵重金属。
4、零件的结构工艺性分析:
由于本产品的精度要求比较高,再加上零件又是偏心还有钻孔加工,则需要选择好定位基准,需要采用粗车→精车既卡完成车削加工。所以车削后,还需要进行粗磨,精磨。考虑加工的效率和加工的经济性车床选用CA6140,,铣床选用X6012,钻床选用Z525台式钻床和Z3025*10两种。磨床因加工表面不同选用M1432A,外圆磨床MQ1312和M2110三种。拟定工艺路线时,在考虑主要表面加工的同时,还要考虑次要表面的加工和热处理,参照附录表可知,这些表面的加工顺序为:粗车端面—铣平面—车外圆—粗磨—精磨—研磨。要求不高的外圆表面、次要表面如退刀槽、倒角、螺纹,应在车外圆时加工。渗碳安排在中间检验后以便提高表面层的耐磨性,同时保持心部有高的耐冲击能力,即强韧性。磁力探伤安排在零件外圆精磨之后检验外圆表面是否有缺陷。
该套筒的加工顺序:毛坯→粗车端面外圆及切断→精车端面→铣键槽→钻孔→去毛刺→钻孔→镗孔→钻孔→中间检验→调制处理→半精车外圆→镗内孔→精磨端面→精磨外圆→渗N→粗磨内孔→精磨内孔→磁力探伤→研磨内孔→终检3.1确定毛坯
3.1.1 毛坯选择
机械加工中常用毛坯的种类:毛坯的种类很多,同一种毛坯又有多种制造方法,机械制造中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(如压力铸造、离心制造和熔模铸造等)。
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(小型毛坯)机械锤锻(中型毛坯)或压力机压锻(大型毛坯)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。除此之外,还有冲压件、冷挤压件、粉末冶金等其它毛坯。毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造技术及费用,而且也与零件的机械加工技术和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的技术人员密切配合,合理地确定毛坯的种类、结构形状,并绘出毛坯图。
根据套筒的结构分析,考虑到套筒的内外表面均为圆表面,且材料38CrMnAlA,因此毛坯的选择为棒料最好,使毛坯的形状和尺寸尽量与零件的形状接近,节省了劳动力和费用。图纸如图3-1所示.3.2.2定位基准的选择
定位基准是指在机械加工中用来确定工件位置的基准面,它的合理选择对保证加工精度,安排加工顺序和提高加工生产率有重要影响。
第一道工序只能以毛坯表面作为定位基准面,这种基准面称为粗基准。在以后的工序中用已加工过的表面定位,这种基准面称为精基准。
在制定零件加工的工艺规程时,正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏,不仅影响零件加工的位置精度,而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提,还能简化加工工序,提高加工效率。
粗基准的选择
粗基准的选择,主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度以及影响加工表面的余量分配。因此,选择粗基准要遵循一些基本原则:
1.合理分配加工余量原则
若工件必须首先保证某重要表面的加工余量,则应选择该表面作为粗基准。
在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,若零件上每个表面都要加工,则应该以加工余量最小的表面作为粗基准。
2.保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。
在与1相同的前提条件下,若零件上有的表面不需要加工,则应该以不加工的表面中雨技工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准以达到厚壁均匀外形对称等要求。
3.便于装夹原则。
选用粗基准的表面应尽量平整光滑,不应该有飞边、浇口、冒口及其他缺陷,这样可减少定位误差,并能保证零件夹紧可靠。
4.粗基准一般不得重复使用原则
当毛坯是精密铸件时,毛坯的质量很高,如果工件的加工精度要求不高,这时可以重复使用某一粗基准。
(二)精基准的选择
精基准的选择应从保证零件的加工精度、特别是加工表面的相互位止精度来考虑,同时也要照顾到装夹方便,夹具结构简单。选择精基准一般应该遵循以下原则:
1.基准重合原则
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. 基准同一原则
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。
根据以上原则,粗基准:以外圆柱表面为粗基准;
精基准:以加工过的外圆柱面和内孔为精基准。
3.2.3 加工阶段的划分
本工艺分三阶段进行,即粗加工,半精加工,和精加工阶段,光整加工阶段。
粗加工阶段:在该阶段高效地切除加工表面的大部分余量,使毛坯形状和尺寸上接近成品套筒,主要加工完成粗车外圆及端面和各个内孔的加工,即粗车端面、外圆及切断;钻孔
半精加工阶段:任务是达到一般的技术要求。即各次要表面达到最终要求,并为主要表面的精加工工作做准备,本次加工为半精加工的为铣键槽;钻孔;镗孔;钻孔;半精车外圆;粗磨内孔。
精加工阶段:其任务是达到零件的全部技术要求。(主要是保证主要表面的加工质量),在零件上有特别高的表面(精度在5级以上,光洁度在10以上时,还要在精加工阶段后,进行加工。)本次加工为精加工的是精车端面;精磨端面; 本次的毕业设计的题目是套筒工艺及铣床设计,根据对毛坯的各方面的分析,选择了棒料38CrMnAlA,然后对毛坯进行了加工,加工工序为毛坯→粗车端面外圆及切断→精车端面→铣键槽→钻孔→去毛刺→钻孔→镗孔→钻孔→中间检验→调制处理→半精车外圆→镗内孔→精磨端面→精磨外圆→渗N→粗磨内孔→精磨内孔→磁力探伤→研磨内孔→终检一系列的加工,以及零件工艺卡片的制作,所编制的工艺规程合理,可以满足它的加工要求。最后进行了铣床夹具的设计,将V型块通过件7和件8将其固定,螺钉拧紧;再将件5定位销嵌入夹具底板中,保证高度;将工件套筒放到V型块中间,上铰链螺栓、压板,将铰链螺栓拧紧;然后将对刀块按照需要固定在夹具体上;最后将定位键固定在夹具体上边。所设计的夹具定位准确,结构合理,操作简便,能够满足工序的加工要求。
参考文献
[1] 《现代制造工艺基础》侯忠滨编西工大讲义 2001年12月
[2]《机床夹具设计》闫光明编西工大讲义 2001年12月
[3] 《机械制造工艺学》荆长生主编西工大出版社 1998年
[4] 《金属切削原理与道具》陆剑中孙家宁编 2005年1月
[5] 《互换性与测量技术基础》韩进宏王长春编 2006年8月
[6] 《切削用量简明手册》艾兴、肖诗纲机械工业出版社
[7] 《金属工艺学》邓文英郭小鹏编 1999年11月
[8] 《机械制图》马兰 2006年5月
[9] 《机械设计》濮良贵纪名刚编 2005年12月


