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叉架工艺及夹具设计加工工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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叉架 工艺 夹具 设计 加工 全套 cad 图纸 毕业论文 原创 资料
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叉架加工工艺及夹具设计

【摘要】

叉架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。本设计是基于叉架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以叉架的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准,以底面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面,再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具,机构可以不必自锁,因此生产效率较高,适用于大批量、流水线上加工,能够满足设计要求。


关键词:叉架类零件;工艺;夹具;



ABSTRACT

The main processing surface foot seat parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. This design is the special fixture for machining technology for the foot seat parts and process design based on. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. The supporting hole datum selection to the foot seat of the input shaft and output shaft as a rough benchmark, the bottom surface and the two holes as a precision technology base. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. Clamp by, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.

Keywords: foot seat parts; technology; fixture;


目  录

1 加工工艺规程设计1

1.1 零件的分析1

1.1.1 零件的作用1

1.1.2 零件的工艺分析2

1.2 叉架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2

1.2.1 孔和平面的加工顺序2

1.2.2 孔系加工方案选择3

1.3 叉架加工定位基准的选择3

1.3.1 粗基准的选择3

1.3.2 精基准的选择4

1.4 叉架加工主要工序安排4

1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定6

1.6确定切削用量及基本工时(机动时间)7

1.7 时间定额计算及生产安排13

2 钻Φ20孔夹具设计17

2.1 研究原始质料17

2.2 定位、夹紧方案的选择17

2.3切削力及夹紧力的计算17

2.4 误差分析与计算18

2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用19

2.6 夹具体的设计20

2.7 夹具设计及操作的简要说明21

总结22

参 考 文 献23

致 谢24



1 加工工艺规程设计


1.1 零件的分析

1.1.1 零件的作用

题目给出的零件是叉架。它在车辆上面应用范围很广。该类零件的结构和尺寸有着很大的差异,但结构上仍有共同特点:零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端面等表面构成。因此叉架零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。叉架零件的底面用以安装盖,实现功能。


内容简介:
西安航空职业技术学院 毕业设计论文 I 西安航空职业技术学院 毕 业 设 计(论 文) 论文题目: 叉架加工工艺及夹具设计 所属系部: 指导老师: 职 称: 学生姓名: 班级、学号 : 专 业: 西安航空职业技术学院制 年 月 日 nts西安航空职业技术学院 毕业设计论文 II 叉架加工工艺及夹具设计 【 摘要 】 叉架 零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容 易。 本设计是 基于 叉架 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以 叉架 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准,以 底面 与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面,再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具,机构可以不必自锁 , 因此生产效率较高 , 适 用于大批量、流水线上加工 , 能够满足设计要求。 关键词: 叉架 类零件; 工艺 ; 夹具 ; nts西安航空职业技术学院 毕业设计论文 III ABSTRACT The main processing surface foot seat parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. This design is the special fixture for machining technology for the foot seat parts and process design based on. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. The supporting hole datum selection to the foot seat of the input shaft and output shaft as a rough benchmark, the bottom surface and the two holes as a precision technology base. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. Clamp by, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Keywords: foot seat parts; technology; fixture; nts西安航空职业技术学院 毕业设计论文 IV 目 录 1 加工工艺规程设计 1 1.1 零件的分析 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工艺分析 2 1.2 叉架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2 1.2.1 孔和平面的加工顺序 2 1.2.2 孔系加工方案选择 3 1.3 叉架加工定位基准的选择 3 1.3.1 粗基准的选择 3 1.3.2 精基准的选择 4 1.4 叉架加工主要工序安排 4 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 1.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 7 1.7 时间定额计算及生产安排 13 2 钻 20 孔夹具设计 17 2.1 研究原始质料 17 2.2 定位、夹紧方案的选择 17 2.3 切削力及夹紧力的计算 17 2.4 误差分析 与计算 18 2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用 19 2.6 夹具体的设计 20 2.7 夹具设计及操作的简要说明 21 总结 22 参 考 文 献 23 致 谢 24 nts西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 1 加工工艺规程设计 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目给出的零件是 叉架 。 它在车辆上面应用范围很广。该类零件的结构和尺寸有着很大的差异,但结构上仍有共同特点:零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端面等表面构成。 因此 叉架 零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精 度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 叉架 零件的 底面 用以安装盖,实现功能。 nts 2 1.1.2 零件的工艺分析 由 叉架 零件图可知。分析如下: 1.以 80 90 的平面 C 为设计基准的加工表面 这组加工表面包括 : 38 的两个端面粗糙度 Ra12.5,以及直径为 20 孔粗糙度要求为 Ra2.3,以及相距 60mm 的两槽粗糙度要求为 Ra12.5 2. 20 孔为基准加工表面 这组加工表面包括直径为 16 的凸台端面粗糙度要求为 Ra12.5 与 B 基准的平行度公差为 0.02m 以及 8 的孔粗糙度要求为 Ra12.5 两者之间的垂直度要求为0.02mm 1.2 叉架 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 叉架 零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于 叉架 来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 1.2.1 孔和平面的加工顺序 叉架 类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工 叉架 上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 叉架 的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精 度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。 nts 3 叉架 零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案选择 叉架 孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。 根据 叉架 零件图所示的 叉架 的精度要求和生产率要求,当前应选用在组合机床上用镗 模法镗孔较为适宜。 ( 1) 用镗模法镗孔 在大批量生产中, 叉架 孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时,镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此,可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高,且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 ( 2) 用坐标法镗孔 在现代生产中 ,不仅要求产品的生产率高,而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高,生产周期长,不大能适应这种要求,而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外,在采用镗模法镗孔时,镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔,需要将 叉架 孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差,然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 1.3 叉架 加工定位基准的选择 1.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求: ( 1) 保证各重要支承孔的加工余量均匀; ( 2) 保证装入 叉 架 的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以 叉架 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。nts 4 由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 1.3.2 精基准的选择 从保证 叉架 孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精 基准的选择应能保证 叉架 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 叉架 零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是 叉架 的装配基准,但因为它与 叉架 的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。 1.4 叉架 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件,一般总是首 先加工出统一的基准。 叉架 加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 叉架 加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此, 底面 上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于 叉架 ,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这 样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 0.4% 1.1%苏打及 0.25% 0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 mg200 。 根据以上分析过程,现将 叉架 加工工艺路线确定如下: 工艺路线一: 工序 10.铸造 nts 5 工序 20.时效处理 工序 30 铣 80 90 的平面,以其背面为加工基准。 工序 40 铣 38 的两个端面,以平面的端面为加工基准 工序 50 钻扩铰 20 的通孔,以大平面的端面为加工基准。 工序 60 铣 16 的凸台平面,以中心轴线为加工基准。 工序 70 凸台上 8 的孔,以平面的端面为工序基准。 工序 80 先钻后铣大平面上的两槽,以平面的端面为工序基准。 工序 90 去毛 刺 工序 100 终检 工艺路线二: 工序 10.铸造 工序 20.时效处理 工序 30 铣 80 90 的平面,以其背面为加工基准。 工序 40 铣 38 的两个端面,以平面的端面为加工基准 工序 70 铣 16 的凸台平面,以中心轴线为加工基准。 工序 60 钻扩铰 20 的通孔,以大平面的端面为加工基准。 工序 70 凸台上 8 的孔,以平面的端面为工序基准。 工序 80 先钻后铣大平面上的两槽,以平面的端面为工序基准。 工序 90 去毛刺 工序 100 终检 以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题, 方案 二 把底面的钻孔工序调整到后面了,这样导致铣削加工 定位基准不足,特别镗孔工序。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。 综合选择方案一: 工序 10.铸造 工序 20.时效处理 工序 30 铣 80 90 的平面,以其背面为加工基准。 工序 40 铣 38 的两个端面,以平面的端面为加工基准 nts 6 工序 50 钻扩铰 20 的通孔,以大平面的端面为加工基准。 工序 60 铣 16 的凸台平面,以中心轴线为加工基准。 工序 70 凸台上 8 的孔,以平面的端面为工序基准。 工序 80 先钻后铣大平面上的两槽,以平面的端面为工序基准。 工序 90 去毛刺 工序 100 终检 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 叉架 ”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 HT200,硬度 HB 为 170 241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。 ( 1) 底面 的加工余量。 根据工序要求, 底面 加工分粗、精铣加工。各工步余量如下: 粗铣:参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为 mm4.37.1 ,现取 mm0.2 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 mm28.0 。 精铣:参照机械加工工艺手册表 2.3.59,其余量值规定为 mm1 。 ( 2) 两侧面孔加工余量 毛坯为实心,不冲孔。 nts 7 1.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 工序: 铣 80 90 的平面 C,以其背面为加工基准。 1) 加工条件 加工材料: HT200 正火,硬度为 207241HBS, 铸造 。 加工要求:粗铣 80 90 的平面 C,粗糙度 Ra12.5。 机床: X52K 立式铣床。 刀具:圆柱铣刀齿数 z=8. 2) 计算加工工时 由机械制造工艺设计手册表 2.3-2 得切削用量为 2.3mm。 由表 3.5 取得铣刀进给量zf=0.120.2mm 根据切削用量手册表 3.1 当切削用量 ae=0.16 则取FV=100m/min 由公式: 1000s vn D 得: sn=175.16r/min 切削工时计算: wzlytnfL=90mm,选择机床wn=190r/min 得 t 0.459min 工序 :铣 38 的两个端面,以平面的端面为工序基准,以平面 C 的中心平面为设计基准。 1) 加工条件 加工材料: HT200 正火,硬度为 207241HBS, 铸造 。 加工要求:铣 38 的两个端面,粗糙度 Ra12.5。 机床: X52K 立式铣床。 刀具:圆柱铣刀。 2) 计算加工工时 由机械制造工艺设计手册表 2.3-2 得切削用量为 2.3mm。 由 表 3.5 取得铣刀进给量zf=0.120.2mm 根据切削用量手册表 3.1 当切削用量 ae=5mm 时选用铣刀直径为 80mm 据表 3.7 最大磨损限度为 0.30.5,根据表 3.8 铣刀寿命 T=120min。 由切削用量手册表 3.25, +y=17mm 根据铣削速度公式 0dp vvvvVvFvyxmpzCqVkT a f a z 查表vc=280,0d=80, vq=0.1, pa=35,m=0.33, zf0.16 则取FV=100m/min 由公式: 1000s vn D 得: sn=398.09r/min nts 9 切削工时计算: wzlytnf L=60mm,选择机床wn=475r/min 得 t 0.76min 由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换算,加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为 30mm 尺寸 30mm 为终结环,给定尺寸 40mm 以及 30mm,由于基准不重合加工时应保证尺寸 A A=40mm-30mm=10mm 规定尺寸:因终结环公差等于个组成环公差之和,采用等公差分配尺寸 30mm按自由尺寸 IT1213, T40=T10=T30/2=0.27mm 工序 :钻、扩、铰 20 9H 孔。 机床: 立式钻床 Z525 刀具:根据参照参考文献 3表 4.3 9 选 高速钢 锥柄麻花钻头。 钻孔 20 9H 钻孔 20 9H 时先采取的是钻 17 孔,再扩到 19.7 ,所以 17D mm 。 切削深度pa: 8.5pa mm进给量 f :根据参考文献 3表 2.4 38,取 rmmf /33.0 。 切削速度 V :参照参考文献 3表 2.4 41,取 0.48 /V m s 。 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i n3 . 1 4 1 7vnrd , 按照参考文献 3表 3.1 31,取 630 / m innr 所以实际切削速度 v : 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工时 被切削层长度 l : 42l mm 刀具切入长度 1l : 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622rDl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l : mml 412 取 mml 32 nts 10 走刀次数为 1 机动时间1jt:14 2 6 3 0 . 2 5 m i n0 . 3 3 6 3 0jLt fn 扩孔 20 9H 刀具:根据参照参考文献 3表 4.3 31 选择硬质合金锥柄麻花 扩孔钻头。 片型号: E403 因钻孔 20 9H 时先采取的是先钻到 17 孔再扩到 19.7 ,所以 19.7D mm ,1 17d 切削深度pa: 1.35pa mm进给量 f :根据参考文献 3表 2.4 52,取 0.6 /f mm r 。 切削速度 V :参照参考文献 3表 2.4 53,取 0.44 /V m s 。 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 4 6 0 4 2 6 . 7 8 / m i n3 . 1 4 1 9 . 7vnrD 按照参考文献 3表 3.1 31,取 500 / m innr 所以实际切削速度 v : 3 . 1 4 1 9 . 7 5 0 0 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工时 被切削层长度 l : 42l mm 刀具切入长度 1l 有: 11 1 9 . 7 1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322rDdl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l : mml 412 , 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间2jt:24 2 3 3 0 . 1 6 m i n0 . 6 5 0 0jLt fn 铰孔 20 9H 刀具:根据参照参考文献 3表 4.3 54,选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度pa: 0.15pa mm,且 20D mm 。 进给量 f :根据参考文献 3表 2.4 58, rmmf /0.20.1 取 rmmf /0.2 。 切削速度 V :参照参考文献 3表 2.4 60,取 smV /32.0 。 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i n3 . 1 4 2 0VnrD nts 11 按照参考文献 3表 3.1 31 取 315 / m innr 实际切削速度 v : 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 切削工时 被切削层长度 l : 42l mm 刀具切入长度 1l , 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922rDdl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l : mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机 动时间3jt:34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i n2 3 1 5jLt nf 该工序的加工机动时间的总和是jt: 0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i njt 工序 :铣 16 的凸台平面,以中心轴线为工序基准。 1) 加工条件 加工材料: HT200 正火,硬度为 207241HBS, 铸造 。 加工要求:铣 16 的凸台平面,粗糙度 Ra12.5。 机床: X52K 立式铣床。 刀 具:圆柱铣刀。 2) 计算加工工时 由机械制造工艺设计手册表 2.3-2 得切削用量为 2.3mm。 由表 3.5 取得铣刀进给量zf=0.120.2mm 根据切削用量手册表 3.1 当切削用量 ae=5mm 时选用铣刀直径为 40mm 据表 3.7 最大磨损限度为 0.30.5,根据表 3.8 铣刀寿命 T=120min。 由切削用量手册表 3.25, +y=12m 根据铣 削速度公式 0dp vvvvVvFvyxmpzCqVkT a f a z 查表vc=280,0d=80, vq=0.1, pa=35,m=0.33, zf0.16 则取FV=100m/min 由公式: 1000svnD 得: nts 12 sn=792.178r/min 切削工时计算: wzlytnf L=16mm,选择机床wn=800r/min 得 t 0.34min 工序 :钻凸台上 8 的孔,以平面的端面为工序基准,以平面的中心平面为设计基准。 根据切削用量手册表 2.7f 钻 =0.140.22mm/r。 V 钻 = 5m/min。 选用 z515 钻床。 根据主轴转速的计算公式 1000s vn D 得 sn =199.04r/min 机床选取 wn =320r/min 实际切削速度 1000 sDnv 得 v=8.04r/min 切削工时(选用切入切出量 y+ =4.5mm ) wzlytnf得 t=0.82min 由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换算,加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为 0mm 尺寸 0mm 为终结环,给定尺寸 45mm 以及 45mm,由于基准不重合加工时应保证尺寸 A A=45mm-45mm=0mm 规定尺寸:因终结环公差等于个组成环公差之和,采用等公差分配尺寸 0mm按自由尺寸 IT1213, T45=T0/2=0.27mm 工序 :先钻后铣大平面 C 上的两槽,以平面的端面为工序基准,以nts 13 平面的中心平面为设计基准。 铣刀类型:直柄立铣刀(硬质合金) 槽的半圆形槽的直径为 10mm,厚度为 15mm 有机械制造工艺设计简明手册表 3.1-29直柄立铣刀( GB1110-85)削平型直立铣刀( GB6116-85),知 16 凸台 =10mm,选择标准型 zz715l 标准型72,粗糙度精度低,选择粗齿, z=3. 由金属切削速查手册表 5-40硬质合金立铣刀铣削平面和凸台的进给量带整体刀头的立铣刀,铣刀直径0d=10mm,wa=13mm, zf=0.030.025mm 取fz=0.03mm/z. 选用 x52k 型铣床 主轴转速 V=300.375r/min. 进给量 f=Vfz=0.09v,l=20mm 选用 v=375r/min T=l/f=0.59min. t=2T=1.18min 由于工艺基准与设计基准不重合,故需要进行尺寸换 算,加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为 30mm 尺寸 30mm 为终结环,给定尺寸 15mm 以及 45mm,由于基准不重合加工时应保证尺寸 A A=45mm-15mm=30mm 规定尺寸:因终结环公差等于个组成环公差之和,采用等公差分配尺寸 30mm按自由尺寸 IT1213, T45=T30/2=T15=0.27mm 最后,将以上各工序切削用量,工时定额的计算结果,连同其他数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片,见表一。 1.7 时间定额计算及生产安排 假设该零件 年产量为 10 万件。一年以 240 个工作 日计算,每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再以每天 8 小时工作时间计算,则每个工件的生产时间应不大于 1.14min。 参照机械加工工艺手册表 2.5.2,机械加工单件(生产类型:中批以上)时间定额的计算公式为: Ntkttt zzfjd /%)1)( (大量生产时 0/ Ntzz ) nts 14 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为: %)1)( ktttfjd 其中: dt 单件时间定额 jt 基本时间(机动时间) ft 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间,包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序 1:粗、精铣 底面 机动时间jt: min73.1jt辅助时间ft:参照机械加工工艺手册表 2.5.43,取工步辅助时间为 min15.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为 min1.0 。则m in25.01.015.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.48, 13k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n24.2%)131)(25.073.1(%)1)( kttt fjd 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时,m in14.1m in12.1224.22 dd tt 即能满足生产要求 工序 2:钻 底面 孔 机动时间jt: min33.0jt辅助时间ft:参照机械加工工艺手册表 2.5.41,取工步辅助时间为 min44.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为 min1.0 。则m in54.01.044.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.43, 14.12k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n98.0%)14.121)(54.033.0(%)1)( kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 3:粗铣两侧面及凸台 机动时间jt: min46.0jt辅助时间ft:参照机械加工工 艺手册表 2.5.45,取工步辅助时间为 min41.0 。nts 15 由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为 min1.0 。则m in51.01.041.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.48, 13k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n10.1%)131)(51.046.0(%)1)( kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工 序 4:钻 侧面孔 机动时间jt: min17.0jt辅助时间ft:参照机械加工工艺手册表 2.5.41,取工步辅助时间为 min44.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为 min1.0 。则m in54.01.044.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.43, 14.12k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n80.0%)14.121)(54.017.0(%)1)( kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 5:粗铣前后端面 机动时间jt: min53.0jt辅助时间ft:参照机械加工工艺手册表 2.5.45,取工步辅助时间为 min31.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间 为 min1.0 。则m in41.01.031.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.48, 13k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n06.1%)131)(41.053.0(%)1)( kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 6:铣前后端面 机动时间jt: min53.0jt辅助时间ft:参照机械加工工艺手册表 2.5.45,取工步辅助时间为 min31.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为 min1.0 。则m in41.01.031.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.48, 13k nts 16 单间时间定额dt: m i n14.1m i n06.1%)131)(41.053.0(%)1)( kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 15:精铣两侧面 机动时间jt: min28.1jt辅助时间ft:参照机械加工工艺手册表 2.5.45,取工步辅助时间为 min41.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为 min1.0 。则m in51.01.041.0 ft k :根据机械加工工艺手册表 2.5.48, 13k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n02.2%)131)(51.028.1(%)1)( kttt fjd 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时,m in14.1m in01.1202.22 dd tt 即能满足生产要求 工序 17: 底面 螺纹孔攻丝 机动时间jt: min13.0jt辅助时间ft:参照钻孔 辅助时间,取装卸工件辅助时间为 min1.0 ,工步辅助时间为 min4.0 。则 m in5.01.04.0 ftk :参照钻孔 k 值,取 14.12k 单间时间定额dt: m i n14.1m i n71.0%)14.121)(5.013.0(%)1)( kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 nts 17 2 钻 20 孔 夹具设 计 2.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来加工 20 孔 ,加工时除了要满足粗糙度要求外,还应满足两孔轴线间公差要求。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。 2.2 定位、夹紧方案的选择 由零件图可知:在对孔进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工 由零件图可知:在 进行加工前, 端面 平面进行了粗、精铣加工 。 因此 ,定位、夹紧方案有: 定位与夹紧应分开,因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。 图中对孔的的加工没有位置公差要求,所以我们选择 底平面和 两 V 型块 为定位基准来 设计钻模,从而满足孔 的加工要求。工件定位用底面和两 V 型块 定位 限制 5 个自由度。 2.3 切削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用:钻床 Z525,刀具用高速钢刀具。 由参考文献 5查表 721 可得: 切削力公式: 1 .2 0 .7667fPF D f K式中 20D mm 0 .2 2 /f m m r 查表 821 得: 0 .7 5()736bpK 其中: 0.6b 0.0048pK 即: 9 5 5 .0 8 ( )fFN实际所需夹紧力: 由 参考文献 5表 1 2 12 得: 12KFKW 有:120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 K 可按下式计算 有: 6543210 KKKKKKKK 式 中:60 KK为各种因素的 安全系数,见 参考文献 5表 121 可得: nts 18 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 9 5 5 . 0 8 1 . 5 6 1 4 8 9 . 9 2 ( )KfW K F N 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。 取 1.56K ,1 0.7 ,2 0.16 查参考文献 51 2 26 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: )( 210 tgtgQLW z式中参数由 参考文献 5可查得: 6.22 2.76zr 901 0592 2 29 o 其中: 33( )L mm )(80 NQ 螺旋夹紧力:0 4 7 4 8 .2 ( )WN由上述计算易得: 0 KWW因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 2.4 误差分析与计算 该夹具以 一 个平面和和 2 个 V 型块 定位, 加之防旋转的机构, 要求保证孔轴线间的尺寸公差。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。 由 5和 6可得: 定位误差: 当 工件 以任意边接触 V 型块 时 m i nD W D d 当 工件 以固定边接触 V 型块 时 2DdDW 式中min为 工件 与 V 型块 间的最小间隙 通过分析可得: 0 .0 5 2D mm 0 .0 1 1d mm nts 19 min 0mm因此:当 工件 以任意边 V 型块 接触时 0 .0 6 3DW mm 夹紧误差 : co s)(m inm a x yyjj 其中接触变形位移值: mmSNcHBKRk mnZHBaZR a Zy 0 1 4.081.9)( 1 c o s 0 . 0 1 3j j y mm 磨损造成的加工误差:Mj通常不超过 mm005.0 夹具相对刀具位置误差: AD 取 mm01.0 误差总和: 0 . 0 9 6 0 . 5jw m m m m 从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求 。 2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需 钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。 图 2.1 可换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 2.4: nts 20 表 2.4 钻套 20 H 20 1D2Dh1h mC r 公称尺寸 允差 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 0.5衬套选用固定衬套其结构如图所示: 图 2.2 固定衬套 其结构参数如下表 2.5: 表 2.5 固定衬套 20 H 20 C 1C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 20 +0.034 +0.016 20 18 +0.023 +0.012 0.5 2 钻模板选用固定式钻模板,用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。 2.6 夹具体的设计 夹具体是夹具的基础件,夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求,夹具体应有足够的刚度和强度,同时nts 21 结构工艺性要好。 由于铸造工艺性好,几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制,同时吸振性良好、抗压能力好,故此选用铸造 夹具体,材料选取 HT200,铸造成型后时效处理,以消除内应力。 2.7 夹具设计及操作的简要说明 如前所述为提高生产率,经过方案的认真分析和比
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本文标题:叉架工艺及夹具设计加工工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】
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