机械制造技术课程设计-导轨座工艺及铣T型槽夹具设计

目录第一章 绪 论2第二章 分析导轨座的零件图32.1导轨座工艺性的分析32.1.1导轨座结构功用分析32.1.2零件结构工艺性分析32.1.3主要技术的条件42.2 确定毛坯的结构4第三章 导轨座的加工工艺设计53.1 选取加工基面53.1.1 粗基准的选择53.1.2精基准选择的原则53.2 制定工艺路线63.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定83.5.1毛坯的种类分析83.5.2毛坯的加工余量83.6设备及其工艺装备确定93.7确定切削用量及基本工时10第四章 夹具设计184.1研究原始质料184.2定位基准的选择184.3 切削力及夹紧分析计算184.4 误差分析与计算194.5 夹具设计及操作的简要说明21第五章 总结22第一章 绪 论工业过程调节是指导生产的重要技术文件。它直接关系到产品的质量、生产率和加工产品的经济效益。因此，工艺规程的编制是产品生产质量保证的重要依据。必须保证过程的合理性、科学性和完善性。为保证产品质量，设计了夹具，可提高生产效率，增加工人的劳动强度，降低生产成本。因此，中批量生产经常使用专用夹具。这样的设计，难免会有很多问题，请指导老师给予帮助，我希望通过这次设计，能够锻炼分析问题和解决问题的能力，为以后的工作打下良好的基础。导轨座的加工工艺和夹具设计是本课题的研究内容。在这项研究中，查阅了大量的数据。首先，很明显，加工的过程是改变毛坯的形状和尺寸以及材料的物理和机械性能，通过切削加工成为具有一定精度和粗糙度的零件。为了能够根据零件图的技术要求，确定准确的加工工艺，使工件能够加工，有必要制定复杂的加工工艺规范作为生产的指导性技术文件。本课题的目的是研究和研究机械加工工艺的意义和作用。全套图纸加扣3012250582第二章 分析导轨座的零件图2.1导轨座工艺性的分析2.1.1导轨座结构功用分析：零件图是工程设计工人与机械加工工人之间语言对话的一种方法，因此它被叫做工程语言。根据所给的零件图，工人可以拟出相关的规程，来方便加工,该课题为空调用的压缩机上的导轨座零件的加工工艺及夹具设计，导轨座零件是起密封防尘的作用，而且承受非常大的力,也有着定位的作用,使各个零件之间能够持有合理的位置。所以，导轨座零件的加工的质量，直接就影响到机器的精度以及寿命。2.1.2零件结构工艺性分析：零件的布局工艺性说的是满足正常使用的情况下，来想制造是不是可行，还有便是要尽量的省钱，还有他的生产效率的问题。零件结构工艺性分析可以联系下面这些方面：1 有利于达到所需求的加工质量(1)保证位置精度的可能性。2 有利于减少不必要的加工面积(1)尽可能减少不需要加工的面积；(2)尽可能不去对内部表面加工。3 有利于提高劳动生产率(1)零件的有关尺寸应求一致，并能用标准刀具加工；(2)减少零件的安装次数；(3)零件的结构应便于加工；(4)有利于许多工件同时加工。我认为，导轨座的结构是属于中等复杂的那种。（1）重要的面加工：1）加工铣45mm,铣型槽 两侧面以底平面及侧面为基准，保证尺寸，位置度的误差达到0.032）铣底平面,底平面为基准，保证工序尺寸92及光洁度3.2要求。3）铣上台阶面,铣30mm台阶面 定位的基准为背面与侧平面，保证工序尺寸与光洁度为3.24）钻49孔，以,底平面为基准。5）钻扩330孔，以底平面为基准，,确保工序的尺寸与光洁度6.32.1.3主要技术的条件：钻扩330孔的精度：钻扩330孔的尺寸与形状的误差，能够影响到导轨座工作的状态，因此对钻扩330孔的要求高，钻扩330孔的尺寸公差为铣底平面的精度：因为铣底平面对导轨座联接时的密封性能有影响，而且作为定位的加工基面，要不就可能对孔的加工的精度，具有非常大的影响，所以就要规定它加工的要求。2.2 确定毛坯的结构 导轨座的材质选用45钢。因为导轨座为大型生产加工的水平，而且导轨座的形状不是特别大，铸件平面的性能的要求不低，故能够使用铸件性能比较平稳的机器砂模铸造，不仅实用批量生产。也方便了铸造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。第三章 导轨座的加工工艺设计3.1 选取加工基面 合理的选取加工定位的基准，是导轨座加工过程的重要的要求，也是满足导轨座制造的精度的主要的问题。定位的加工基面可以分为粗与精及辅助几种。在首道加工工序中，选择导轨座毛坯的表面，待加工的表面来作为定位的基准，这种为粗加工的基面，在后面的制造的工序中，使用已经加工完成的表面，来当作为定位的基面，这种为精基准。在编制工艺的过程的时后，第一应该分析如何选取精加工基准，来满足精度的要求并加工出各个工序，而且为了让工件装夹方便。与容易得到所要的加工的精度，能够可在零件上面的一个部位，设计一个辅助的加工基准，来定位。3.1.1 粗基准的选择零件粗加工基准的选取一般是加用表面做为基准，它主要的作用是能确保加工时面和不加工地方的区域有相连精密度。如零件件的表面有着好多个不用机械加工的区域面，那么就要选取里面的一个面和铣钻表面连着的区域精度需求高一点的表面做基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。采取加工时的余量需求平等主要面做粗加工的基准。这种方式就可以确保平等地减去少一点的加工余量，能把上表面留下比较光滑细致的零件，这样能大大加大零件的耐磨使用性。一般来说加工时的余量可以把比较小的区域面做粗加工基准。那就能确保这个区域还有比较多的加工需余量。3.1.2精基准选择的原则基准面重叠的准则。就是最大限度地选择我们在设计时的基准作为加工的定位精基准。这能不会因为定位精基准和设计时的基准不对从发生的加工基准误差。加工基准选用的原则，一般是选用比较重合的定位做为加工基准。加工基准的重合每个区域面相连的位置和精度有着很重要的因素，这样可以叛逃基准转换所出现的误差，因为各工序都用的夹持工具都是一样的，那就能大大可降低夹具设计及制造成本。 互换加工基准的准则。应该在选择精加工基准时，同时有两个加工区域面，这样就能互用基准进行反复精加工。3.2 制定工艺路线编制机械制造的路线，重要的就是合理使用制造过程中的方法与划分加工的阶段。(1)工件制造方法的选择，应该从待加工工件的表面，技术要求来考虑，重要的就是要加工面尺寸位置度与表面的光洁度，还要研究整个零件各方面有影响的因数。正常是依据重要的表面精度的要求首先制定最终加工的方法，其次再决定很多准备工序的加工的方法，再制定别的次要的表面的加工的方法。(2)确定各个表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在机械加工工艺路线当中的大概的顺序，加工的主线为定位的基准面，仔细安排热处理的工序与其它辅助的工序。(3)加工路线方案的制定。当零件生产的批量不一样时，工件的加工工艺的路线也会有比较大的区别，现在制定出导轨座中批生产时的机械制造路线的思路。看下面表.思路一工序号工序名称工 序 内 容10铸铸造20清砂清除浇注系统，冒口型砂，飞边，毛剌等30热热处理40涂漆非加工表面涂防锈漆50钻钻49孔60钻钻扩330孔70铣铣上台阶面80铣铣45mm两侧面90铣铣上台阶面100铣铣30mm台阶面110铣铣型槽120钻配钻25锥销孔130钳去毛刺、清洗140检总检入库思路二工序号工序名称工 序 内 容10铸铸造20清砂清除浇注系统，冒口型砂，飞边，毛剌等30热热处理40涂漆非加工表面涂防锈漆50铣铣底平面60铣铣45mm两侧面70铣铣上台阶面80钻钻49孔90钻钻扩330孔100铣铣30mm台阶面110铣铣型槽120钻配钻25锥销孔130钳去毛刺、清洗140检总检入库思路方案的选取方案二和方案一不一样的是把加工孔的工序 放到了后面。铣削完平面在来加工孔，别的先与后的顺序都没有变化。经过研究知道方案变动了以后导轨座生产的效率有了提高。并且相对于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,满足了先加工面后加工孔的制造工艺的原理。 第一加工底平面，然后在用底平面来作为加工的精基准，来对两侧平面进行加工，这样右，底平面的精度的要求就得到了保证，也为平面上几种孔径位置度的要求得到了保障。达到了先加工面再来加工孔原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,装夹起来不是特别的方便，并且导轨座毛坯的端平面与轴的轴线，是垂直还是不垂直，就知道加工出的孔的轴线与轴的轴线是平行，还是不平行的。因此知道方案一并不适合。加入选用方案二加工，先来铣面，再来加工孔，就能满足孔的所要求的位置度的要求从提高制造零件的效率和保证精度的两个因数下来讲，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案来加工导轨座。最终的详细方案见卡片3.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定3.5.1毛坯的种类分析毛坯的成型方式有两种情况，第一种情况是 铸件，比较适合那种毛坯形状复杂的零件。还有一种就是 锻件，比较适合那种形状简单但是对强度有一定要求的零件毛坯。导轨座的零件材料是铝，所以选用铸件。考虑到他的相关的机构，大小以及性能，最后选用的方式为砂模铸造毛坯，公差等级为IT8级材料的加工精度同样会影响到对于毛坯的成型方式的选取。我们知道的是，这个毛坯的表面有很多面，复杂。锻造无法满足要求，所以必须采用铸造。考虑到他的精度的要求和生产所属的类型应用砂模铸造。3.5.2毛坯的加工余量加工余量就是加工好的零件和毛坯的尺寸之差。在加工的每一个工序里，切去的金属层厚度用这个符号来表达;在铸件的时候，相对内部结构更加硬的是存在的。以下是零件的毛坯图：导轨座的毛坯图3.6设备及其工艺装备确定机床选用 X51A式的铣床 Z3040式的钻床 选用工装该导轨座为大批量生产的生产方式，因此选择专用的工装。刀具的选用各步的加工工序在铣床上面进行的，选择铣刀的材料为硬质合金，就能够满足导轨座零件图纸的质量的要求。因为导轨座要求的精度比较的高，可以选择铣刀来对其加工，各个孔的工序加工，选择材质为钻头就可以满足要求量具的选用孔加工的检验都选择极限的量规,游标卡尺。其它的工序对位置度的误，选择使用千分表来进行检验，对角度的尺寸使用专用的工装来满足，其它的尺寸选择使用通用的量具就可以了。量具：选用游标卡尺、专用塞规、专用量具3.7确定切削用量及基本工时工序，铣底平面（1）粗加工铣底平面从所给出的条件可以知道：导轨座待加工件的材料指定45钢，毛胚可以铸件生产。使用X51A形式的铣床来对工件进行加工。根据查阅的资料7里面的表31.36选择硬质合金的材料制造的铣刀， ，选择，为粗型齿状的铣刀。加工时的切削的余量为： 深度切削制造：每一个齿的吃刀量：根据查阅的资料3里面的表2.4.71，使用制造时后的速度：根据查阅的资料7 里面的表32.23，使用。铣床主轴加工导轨座时时的转动速度： 根据公式（3.1）公式中 加工时的速度； 铣刀的直径。根据公式2.5铣床主轴加工导轨座时的转动的速度：根据查阅资料书中的4里面的表3.1.75 故加工时的的速度实际得：制造过程中的走刀量： 制造时每分钟的走刀量： ：根据查阅资料书中的7 里面的表2.3.81,（2）精加工铣底平面从所给出的条件可以知道：导轨座待加工件的材料指定45钢，毛胚可以铸件生产。使用X51A形式的铣床来对工件进行加工。根据查阅资料书中的7里面的表31.36选择硬质合金的材料制造的铣刀：， ，使用12齿的，这个铣刀的类型为细齿的。精细加工77mm的右平面切削时的余量： 深度切削制造加工：每一个齿的吃刀量：根据查阅资料书中的7 里面的表30.31，使用制造时后的速度：根据查阅资料书中的7 里面的表22.31，使用铣床主轴加工导轨座时的转动的速度，按照里面的公式（2.5）可以的出：根据查阅资料书中的7 里面的表3.1-33 每一个齿的吃刀量：制造过程中的走刀量，根据查阅资料书中的里面的表（1.7）知：制造时每分钟的走刀量： 加工这个步骤所要的时间导轨座制造的宽度：根据导轨座毛坯件的图纸 知道， 所用刀具制造的宽度： 所用刀具制造的宽度：知道切削1次可以完成制造所使用的时间：根据查阅资料书中的5 里面的表2.1.44能够计算出辅助费时加工所花费的时间切削层的宽度：根据导轨座毛坯件的图纸 知道 所用刀具制造的宽度：精细加工铣刀切出制造时的宽度：计算知道切削1次可以完成制造所花费的时间：根据查阅资料书中的5 里面的表2.4.45能够计算出辅助费时制造这道工序所花费时间： +工序：钻扩330孔导轨座待加工件的材料指定45钢，毛胚可以铸件生产。使用Z3040形式的钻床来对工件17mm孔进行加工。首先使用20mm的钻头来对孔进行加工，其次在使用30mm的钻头扩30mm的孔，使用30mm的扩钻来对孔进行制造。先把孔制造为20的孔导轨座待加工件的材料指定45钢，孔的距离加工到20mm，表面的光滑度要达到。选取Z3040钻床来对孔进行制造，使用20mm的钻头对孔进行切削的加工. 1）确定钻削制造的用量.机床切削速度 的使用 根据查阅的资料7里面的表20.19计算知，的出被吃刀量的比是，所以。从Z3040钻床的说明里能够的出。根据查阅的资料7 里面的表21.9，刀具的强度能够负荷制造进给宽度。Z3040钻床的进给机构可以负荷轴向力；从Z3040钻床的说明里能够晓得，根据查阅的资料7 里面的表24.2，能够达到要求的钻床进给宽度。因为所用的进给宽度不大和与来说，故所选的可以达到要求。进给量以及， 以及加工的功率，根据查阅的资料里面的表21.16，根据插入的办法：，因为实际钻孔的给出的条件和资料表里所给出的条件不一样，所以应该修正的出的结论根据查阅的资料7 里面的表23-4，得从Z3040钻床的说明里能够晓得，使用。实际钻孔的速度得根据查阅的资料7 里面的表22.2，得机床的功率的检验 钻孔的功率知 机床满足加工的功率所以钻孔用量可以达到。得，计算， 工序钻49孔使用Z3040形式的钻床来对工件18mm孔进行加工。使用18mm的钻头扩26mm孔，使用26mm的钻头来对孔进行制造。切削加工的速度： ,切削制造的速度故加工时的的速度实际得：根据查阅的资料5 里面的表2.3.106，得根据公式2.机床主轴扩孔的速度：，得到扩钻的转动速度：得出实际切削制造的速度： 进给量：刀具切入零件时的宽度：刀具切出时的宽度：切削1次可以完成机器制造所花费的时间：根据查阅的资料5 里面的表2.1.45,得出加工26mm的孔耗费的辅助工时工序：配钻25锥销孔，保证工序尺寸及粗糙度要求 机床：Z3040钻床,钻至5进给量：由于,因此进给量切削速度：按照参考书籍5附表2.1.102，选择根据公式2.4钻床主轴的转动速度：，取钻头回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 次数为1机动时间：按照参考书籍5附表2.3.41能够知道钻312mm孔的辅助的时间 工序 铣型槽粗铣型槽机床选取X51A铣床铣刀材质选择硬质合金铣刀。深度加工：，加工时：由参考书籍的表2.4-69，深度制造。加工进给距离得出。制造的速度：依据教科书籍书3资料表2.3-7取主轴制造时的动度：，依据教科书籍3 资料表3.2-45得出制造时的速度：工作台60秒钟的加工进给距离： 被切削层的距度：刀具切入的距离： 刀具切出时的距离： 选择行程的次数：机器所用的工时：依据教科书籍1资料表2.5-39工步的另外的耗时是： 精铣型槽选用X51A铣床，来对零件进行加工刀具选择材质为硬质合金的铣刀机床的加工进给距离：依据教科书籍3资料表2.3-67，刀具刀杆伸出的长度选择，切削加工的深度是=。所以进给量确定为切削加工的速度：依据教科书籍3资料表2.4-5，得出主轴制造时的转动速度：，取实际的铣削的速度，： 铣床工作台每分钟的进给量：铣削层的长取：铣刀切入的长度得：刀具切出的距离为： 取行程的次数：机器加工的时间：工序 钳工，检验第4章 夹具设计（铣型槽夹具）4.1研究原始质料利用本夹具主要用来铣型槽夹具，该面对底面要满足其平面两边的位置度要求。在加工时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择由零件图可知：在对底平面进行加工前，底平面进行了铣加工，分析比较且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。铣铣型槽时其对中孔的中心线有对称度以及上端侧面的平行度要求。 4.3 切削力及夹紧分析计算刀具：铣刀 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓块压紧工件，由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。4.4 误差分析与计算该夹具以定位销定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 定位销的定位误差 ： 其中：， 且： mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的