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拨叉831002的加工工艺规程及钻φ60mm孔夹具设计【优秀】【工艺装备类】【带UG三维图零件图】【4张CAD图纸全套】【08BC831002】

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CA6410车床 车床拨叉 加工工艺 夹具设计 拨叉 831002 工艺规程 工艺装备
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CA6140车床拨叉831002的加工工艺规程及钻φ60mm孔夹具设计

CA6410车床拨叉831002的加工工艺和夹具设计

拨叉831002的加工工艺及工艺装备设计【优秀】【镗Φ60H12孔】【铣16H11槽】【钻M22X1.5孔】【带UG三维图零件图】

CA6140车床拨叉831002的加工工艺及【镗Φ60H12孔】夹具设计【优秀】【带UG三维图零件图】【7张CAD图纸全套】

CA6140车床拨叉831002的机械加工工艺规程及夹具设计

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CA6140车床拨叉(831002零件)的机械加工工艺规程及夹具设计

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拨叉831002的夹具设计

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序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学习中占有重要的地位。

就我个人而言,通过这次工艺课程设计,使我能够熟悉运用了相关手册图表,对识图、制图、运算及编制文件各个方面都得到了长足的进步 ,同时我也把这次课程设计当做一次很真实的岗前练兵,希望能通过这次课程设计,能够使我面对问题时能够更理性,更勇敢。

这个题目不仅仅是我一个人的,这是我们两个人的成果,这使我第一次感到了团队我们配合的很默契,也很成功,尽管结果可能不像老师预期的那样好,但是我们都已经很尽力了,只因基础知识不够扎实,水平有限,希望指导老师能够多多包涵。

目录

序言1

1 绪论3

1.1课题背景3

1.2夹具的发展史3

1.3小结4

2零件的分析5

1.1零件的作用5

2.2零件的工艺分析5

3工艺规程设计5

3.1确定毛坯的制造形式5

3.2基面的选择5

3.3制定工艺路线6

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定8

3.5确立切削用量及基本工时10

4.夹具结构设计16

4.1定位机构16

4.2夹紧机构17

4.3机床夹具的总体形式19

4.3.1确定夹具体:19

4.3.2确定联接体:19

4.3.3夹具体的总体设计图:20

4.4绘制夹具零件图20

4.5绘制夹具装配图21

5.定位误差设计24

5.1误差分析24

5.1.1定位误差24

5.1.2产生定位误差的原因24

5.2定位误差的计算25

结论27

致谢28

参考文献28

1绪论

1.1课题背景

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。

1.2夹具的发展史

夹具在其发展的200多年历史中,大致经历了三个阶段:第一阶段,夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机,汽车工业的不断发展,夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性,各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善,夹具逐步发展成为机床—工件—工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段,夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天,各类高效率,自动化夹具在高效,高精度及适应性方面,已有了相当大的提高。随着电子技术,数控技术的发展,现代夹具的自动化和高适应性,已经使夹具与机床逐渐融为一体,使得中,小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段,这一阶段,夹具的主要特点是高精度,高适应性。可以预见,夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。

1.3小结

一项优秀的夹具结构设计,往往可以使得生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前,中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工作量的50%—80%。生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。

2零件的分析

1.1零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连,二下方的φ60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。

2.2零件的工艺分析

CA6140车床共有两处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:

(1)   以φ25mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括:φ25H7mm的孔,以及φ42mm的圆柱两端面,其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。

(2)   以φ60mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括:φ60H12的孔,以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。

(3)  铣16H11的槽

这一组加工表面包括:此槽的端面,16H11mm的槽的底面,

16H11mm的槽两侧面。

(4) 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括:M22×1.5的螺纹孔,长32mm的端面。

主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:

1)φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。

2)16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。

由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

参考文献

[1] 作者:吴宗泽,罗圣国,书名《机械设计课程设计手册》,出版者:高等教育出版社,出版年:1999,引用部分起止页:37~46。

[2] 作者:李庆余,书名《机械制造装备设计》,出版者:机械工业出版社,出版年:2008年,版次:2版      

[3] 作者:张海华,书名《机械制造装备设计指导书》 ,出版者:机械工程系,引用部分起止页:44~46页。

[4] 作者:薛源顺,书名《机床夹具图册》 ,出版者:机械工业出版社,  出版年2003年,版次:1版

[5] 徐鸿本.机床夹具设计手册[M] .辽宁科学技术出版社,2003.10.

[6] 都克勤.机床夹具结构图册[M] .贵州人民出版社,1983.4.

[7] 胡建新.机床夹具[M] .中国劳动社会保障出版社,2001.5.

[8] 冯 道.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] .安徽文化音像出版社,2003.

[9] 王先逵.机械制造工艺学[M].机械工业出版社,2000.

[10] 马贤智.机械加工余量与公差手册[M].中国标准出版社,1994.12.

[11] 刘文剑.夹具工程师手册[M].黑龙江科学技术出版社,1987.

[12] 王光斗.机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社,2002.8.


内容简介:
序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学习中占有重要的地位。就我个人而言,通过这次工艺课程设计,使我能够熟悉运用了相关手册图表,对识图、制图、运算及编制文件各个方面都得到了长足的进步 ,同时我也把这次课程设计当做一次很真实的岗前练兵,希望能通过这次课程设计,能够使我面对问题时能够更理性,更勇敢。这个题目不仅仅是我一个人的,这是我们两个人的成果,这使我第一次感到了团队我们配合的很默契,也很成功,尽管结果可能不像老师预期的那样好,但是我们都已经很尽力了,只因基础知识不够扎实,水平有限,希望指导老师能够多多包涵。目录序言11 绪论31.1课题背景31.2夹具的发展史31.3小结42零件的分析51.1零件的作用52.2零件的工艺分析53工艺规程设计53.1确定毛坯的制造形式53.2基面的选择53.3制定工艺路线63.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定83.5确立切削用量及基本工时104.夹具结构设计164.1定位机构164.2夹紧机构174.3机床夹具的总体形式194.3.1确定夹具体:194.3.2确定联接体:194.3.3夹具体的总体设计图:204.4绘制夹具零件图204.5绘制夹具装配图215.定位误差设计245.1误差分析245.1.1定位误差245.1.2产生定位误差的原因245.2定位误差的计算25结论27致谢28参考文献281 绪论1.1课题背景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。1.2夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中,大致经历了三个阶段:第一阶段,夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机,汽车工业的不断发展,夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性,各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善,夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段,夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天,各类高效率,自动化夹具在高效,高精度及适应性方面,已有了相当大的提高。随着电子技术,数控技术的发展,现代夹具的自动化和高适应性,已经使夹具与机床逐渐融为一体,使得中,小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段,这一阶段,夹具的主要特点是高精度,高适应性。可以预见,夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3小结一项优秀的夹具结构设计,往往可以使得生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前,中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。2零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔与操纵机构相连,二下方的60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。2.2零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面,其间有一定位置要求。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的孔,以及42mm的圆柱两端面,其中主要加工表面为25H7mm通孔。(2) 以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:60H12的孔,以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。(3) 铣16H11的槽这一组加工表面包括:此槽的端面,16H11mm的槽的底面,16H11mm的槽两侧面。(4) 以M221.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括:M221.5的螺纹孔,长32mm的端面。主要加工表面为M221.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:1) 60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。2) 16H11mm的槽与25H7的孔垂直度公差为0.08mm。由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。3工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。3.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选取25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组(共两块)V形块支承这两个42外圆作主要定位面,限制5个自由度,再以一个销钉限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。(2)精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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能得到合理的保证,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夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效益,以便使生产成本尽量下降。(1)工艺路线方案一工序一 粗、钻、扩、铰、精铰25、60孔工序二 粗、精铣60、25孔下端面。工序三 粗、精铣25孔上端面工序四 粗、精铣60孔上端面工序五 切断。工序六 铣螺纹孔端面。工序七 钻22孔(装配时钻铰锥孔)。工序八 攻M221.5螺纹。工序九 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十 粗铣 半精铣 精铣16H11的槽。工序十一 检查。上面的工序加工不太合理,因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔,那样会更能容易满足零件的加工要求,效率不高,但同时钻两个孔,对设备有一定要求。且看另一个方案。(2)工艺路线方案二工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔。工序五 粗、精铣60孔上端面工序六 粗、精铣60孔下端面。工序七 切断。工序八 铣螺纹孔端面。工序九 钻22孔(装配时钻铰锥孔)。工序十 攻M221.5螺纹。工序十一 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十二 粗、半精铣 精铣16H11的槽。工序十三 检查。上面工序可以适合大多数生产,但是在全部工序中间的工序七把两件铣断,对以后的各工序的加工定位夹紧不方便,从而导致效率较低。再看另一方案。(3)工艺路线方案三工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔。工序五 粗、精铣60孔上端面工序六 粗、精铣60孔下端面。工序七 铣螺纹孔端面。工序八 钻22孔(装配时钻铰锥孔)。工序九 攻M221.5螺纹。工序十 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面。工序十一 粗、半精铣 精铣16H11的槽。工序十二 切断。工序十三 检查。此方案仍有先钻孔再铣平面的不足,所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素,得到以下我的工艺路线。(4) 工艺路线方案四工序一 以42外圆为粗基准,粗铣25孔下端面。工序二 精铣25孔上下端面。工序三 以25孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰25孔,孔的精度达到IT7。工序四 以25孔为精基准,粗铣60孔上下端面。工序五 以25孔为精基准,精铣60孔上下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。工序六 以25孔为精基准,钻、镗、铰60孔,保证孔的精度达到IT8。工序七 以25孔为精基准,铣螺纹孔端面。工序八 以25孔为精基准,钻20孔(装配时钻铰锥孔)。工序九 以25孔为精基准,钻一个20孔,攻M221.5螺纹。工序十 以25孔为精基准,铣槽端面。工序十一 以25孔为精基准,铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08。工序十二 两件铣断工序十三 检查。虽然工序仍然是十三步,但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍(实际铣削只有两次,而且刀具不用调整)。多次加工60、25孔是精度要求所致。以上工艺过程见附图。3.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉”,零件材料为HT200,硬度190210HB,毛坯重量1.45kg,生产类型为中批量,铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1) 外圆表面(42)考虑其零件外圆表面为非加工表面,所以外圆表面为铸造毛坯,没有粗糙度要求,因此直接铸造而成。(2)外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差(25,60端面)。查机械制造工艺设计简明手册(以下称工艺手册)表3.126,取25,60端面长度余量均为2.5(均为双边加工)铣削加工余量为:粗铣 2mm半精铣 0.5mm(3)内孔(60已铸成50的孔)查工艺手册表2.22.5,为了节省材料,取60孔已铸成孔长度余量为3,即铸成孔半径为50mm。工序尺寸加工余量:钻孔 5mm扩孔 0.5mm铰孔 0.1mm精铰 0mm同上,零件25的孔也已铸出15的孔。工序尺寸加工余量:钻孔至23 余量为8mm扩孔钻 1.8 mm粗铰孔 0.14 mm精铰孔 0.06 mm(4)槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm的距离,余量为3mm。工序尺寸加工余量:粗铣端面 2.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm(5)螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离,余量为4 mm工序尺寸加工余量:粗铣顶面 3.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm (6)其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。3.5确立切削用量及基本工时工序一 以42外圆为粗基准,粗铣25孔上下端面。(1) 加工条件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求:粗铣25孔上下端面。机床: X53立式铣床。刀具: W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册(后简称切削手册)取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o0后角o15,副后角o=10,刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。(2) 切削用量1)铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=1.3mm,一次走刀即可完成所需长度。2)每齿进给量 机床功率为10kw。查切削手册f=0.080.15mm/z。由于是对称铣,选较小量f=0.15 mm/z。3)查后刀面最大磨损及寿命 查机械切削用量手册表8,寿命T=180min4)计算切削速度 按2表14,V=1.84n=7.32=6.445)计算基本工时tmL/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序二 精铣25孔上下端面。(1) 加工条件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求:精铣25上下端面。机床: X6140卧式铣床。刀具: W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册(后简称切削手册)取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o5后角o8,副后角o=8,刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。(2) 切削用量1) 铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2) 每齿进给量 机床功率为7.5kw。查切削手册表5 f=0.140.24mm/z。由于是对称铣,选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册表14,查得 Vf6.44mm/s, 5) 计算基本工时tmL+182/ Vf=(2+182)/6.44=5.9min。工序三 以25孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰25孔,孔的精度达到IT7。(1) 选择钻床及钻头 选择Z5125A钻床,选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=23mm,钻头采用双头刃磨法,(2)选择切削用量1)决定进给量由do=23mm,查2表5 按钻头 按机床强度查1表10.1-2选择最终决定选择机床已有的进给量2)耐用度查2表9T=4500s=75min3)切削速度查1表10.1-2n=50-2000r/min 取n=1000r/min. (3)计算工时由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下:扩钻:选高速钢扩孔钻 铰孔:选高速钢铰刀 精铰:选高速钢铰刀 工序四 以25孔为精基准,钻、粗镗、 精镗60孔,保证孔的精度达到IT7。(1) 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=55mm,钻头采用双头刃磨法。选择Z5163A钻床 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 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z5163A机床已有的进给量 2)计算工时选择n=600r/min所以(3)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工序五 粗铣 半精铣 精铣槽16H11的端面(1) 选择机床刀具选择立式铣床X53K硬质合金钢Yab端铣刀(2) 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min (3) 计算工时半精铣工序六 精铣槽16H11本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步,此工序精铣槽须满足各技术要求包括:槽宽16H11,槽深8H12,槽两侧面粗糙度为3.2,槽底面粗糙度为6.3。(1) 选择机床及刀具机床 x61W型万能铣床刀具 错齿三面刃铣刀铣槽do=16mm查1表8国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数z=24(2)计算切削用量1)由1表9.41和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r2)铣刀磨钝标准和耐用度由1表9.46查得 磨钝标准为 0.20.3表9.47查得 耐用度为 T=150min 3) 切削速度由1 式3.2查表 9.48 得其中:修正系数 m=0.5 , 代入上式,可得 v=49.5m/min=0.82m/s 4) 确定机床主轴速度由3 按机床选取主轴转速为6.33 r/s所以 实际切削速度为 5) 计算切削工时工序七 铣螺纹孔顶面(1) 选择机床及刀具机床:X53K立式铣床。刀具:硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。(2) 切削用量1) 铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需长度。2) 刀具耐用度查2表 寿命T=180min。 3) 计算切削速度查2得 Vc0.38mm/s,n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s工序八 两件铣断4.夹具结构设计4.1定位机构 图2-1-1外圆在支撑钉在夹具设计中,定位方案不合理,工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准,均应符合六点定位原理。由于该零件的加工是钻2-20和50孔并以30、60孔内表面作为定位面,属孔定位类型,因此本次设计采用的定位机构为圆柱销与大平面相结合。圆柱销定位的形式很多,短圆柱销定位限制Y,Z方向的移动,限制两个自由度;长圆柱销定位限制工件的Y,Z方向的转动和移动,限制四个自由度;两个短圆柱销与长圆柱销相同。大平面限制X,Y方向的转动及Z方向的移动。装夹工件时,通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件。本次设计的定位选用的是短销与平面相结合,分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠,自锁性好,夹紧动作慢、效率低。 4.2夹紧机构图2-2-1工件放置方式1.夹紧的目的:使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏,同时保证加工精度。2 .夹紧力的方向的确定: 1)夹紧力的方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位,一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2)夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致,以利于减少工件的变形。 3)夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致,有利于减小夹紧力。3 .夹紧力的作用点的选择: 1)夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应,或在支承点确定的区域内,以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2)夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3)夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位,以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4)夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。4. 选择夹紧机构:设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则:1)夹紧必须保证定位准确可靠,而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度,手动夹紧机构4)必须保证自锁,机动夹紧应有联锁保护装置,夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。图2-2-2夹紧机构选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。螺栓螺母夹紧机构的特点:结构简单,制造方便加紧可靠施力范围大;自锁性能好操;扩力比80以上,行程S不受限制;加紧工作慢,效力低。4.3机床夹具的总体形式机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。夹具的组成归纳为:1)定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。2)夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3)导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。4) 动力装置在成批生产中,为了减轻工人劳动强度,提高生产率,常采用气动、液动等动力装置。5) 夹具体用于将各种元件装置连接在一体,并通过它将整个夹具安装在机床上。6)其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。4.3.1确定夹具体:夹具体上一般不设定位和定向装置,特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时,但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面,以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式(有些夹具体铸造成特殊形状),保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体,并于机床可靠联接。4.3.2确定联接体:联接体是将导向装置与夹具体联接的工件,设计时主要考虑联接体的刚性,合理布置联接体的位置,给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位,考虑到刚性问题,在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板,同样用内六角螺栓定位。4.3.3夹具体的总体设计图: 图2-3-1总体图4.4绘制夹具零件图对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图,零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。1.零件图尽可能按1:1绘制。2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。3.零件的其他尺寸,如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。4.零件图4.5绘制夹具装配图 3-5-1装配图1.装配图按1:1的比例绘制,用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。2.视工件为透明体,用双点划线画出主要部分(如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面)。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。4.画出夹具体及其它联接用的元件(联接体、螺钉等),将夹具各组成元件联成一体。此机床夹具要用到的零件如下:(1) 螺纹加紧机构压板 (2) 六角螺母-C级 (3) 钻模板145钢(4) 钻套用衬套A型 (5) 可换钻套 (6) 钻套螺钉 (7) 双头螺柱(8) 定心轴1(9) 六角螺母-C级(10)定位大平面(11)六角螺母-C级 (12)开口垫圈 8(13)销轴(14)后支柱(15)内六角圆柱头螺钉 (16)后支柱 (17)内六角圆柱头螺钉 (18)圆柱销(19)开口销(20)夹具体(21)圆柱螺旋压缩弹簧5.标注必要的尺寸、配合、公差等(1)夹具的外形轮廓尺寸,所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。(2)夹具与机床的联系尺寸,即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。(3)夹具与刀具的联系尺寸,如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。(5)各定位元件之间,定位元件与导向元件之间,各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。 (3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。 (4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话,还应标注定位表面,导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具,对于夹具的具体结构和使用要求,应进行具体分析,订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号,填写标题栏和零件明细表: 每一个零件都必须有自己的编号,此编号是唯一的。在工厂的生产活动中,生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏,如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表,一般来说,加工工件填写在明细表的下方,标准件、装配件填写在明细表的上方。注意,不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面:1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案,夹具制造的技术要求,定位误差的分析和验算。2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时,尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置,提高自动化程度,符合生产节拍要求。在中、小批量生产时,夹具应有一定的可调性,以适应多品种工件的加工。3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑,必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯,要有合适的工件装卸位置和空间,使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时,更需要减轻工人劳动强度。4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度,切屑的热量使工件和夹具产生热变形,影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间,降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时,要方便制造、检测、调整和装配,有利于提高夹具的制造精度。5.定位误差设计5.1误差分析5.1.1定位误差工件的加工误差,是指工件加工后在尺寸,形状和位置三个方面偏离理想工件的大小,它是由三部分因素产生的:1)工件在夹具中的定位、夹紧误差。2)夹具带着工件安装在机床上,夹具相对机床主轴(或刀具)或运动导轨的位置误差,也称对定误差。3)加工过程中误差,如机床几何精度,工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。5.1.2产生定位误差的原因1.基准不重合来带的定位误差: 夹具定位基准与工序基准不重合,两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去,所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时,定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1)定位基准面与定位元件表面的形状误差。2)导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差,以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3)夹具在机床上的安装误差,即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4)夹紧力使工件与定位元件间的位置误差,以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 5.2定位误差的计算1.定位误差,此项主要是定位孔30H7与定位销30r6的间隙产生,最大间隙为-0.028mm。2.钻模板衬套中心与定位销中心距误差,装配图标注尺寸为15.30.015mm,误差为0.03mm。3.钻套与衬套的配合间隙,有18H7h6可知最大间隙为0.024mm。4.钻套内孔与外圆得同轴度误差,对于标准钻套,精度较高,此项可以忽 略。5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具,产生中心距误差e,由下式求出: e=( H/2 + h + b )max/He-刀具引偏量(mm)H-钻套导向高度(mm)h-钻套下断面与工件间的空间高度(mm)max-刀具与钻套的最大间隙 刀具与钻套的配合为30H7/r6,可知max=0.028mm;将H=36mm, h=20, B=30mm代入,可求得e=0.05mm。 由于上述各项都是按最大误差计算,实际上各项也不可能同时出现最大值,各误差方向也很可能不一致,因此,其最和误差可按概率法求和: 该项误差大于中心距允差0.1mm的2/3,可用。结论在这次历时两个礼拜的课程设计中,发现自己在理论与实践中有很多的不足,自己知识中存在着很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解,特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论,而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识,有一个认真仔细的心态,还有有一个冷静的心态,遇到问题不能慌乱,不知所措首先根据工件的加工要求,我选择了钻床,因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为30mm、60mm的中心孔和一侧端面,用长销小平面定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求,但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要钻2个孔不限制Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上,利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上,能更方便,准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤,此机床夹具可以正常工作,此项设计方案可实施。通过精度验算可知,此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。在设计的过程中,虽然感觉到了我的不足之处,但是我也学到了不少东西。在一定程度上,使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节,是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计,我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践,使得课程
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