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机械毕业设计全套
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GY02-186@活动块钻孔的夹具,机械毕业设计全套
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机械制造 技术基础 课程设计说明书 设 计 者 : 指导教师 : 学 号: 0405110076 班 级 : 04 级机制 3 班 nts 机械制造 技术基础 课程设计任务书 设计题目 活动块 活动块 钻孔 的夹具 内容: 1.零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4. 钻 床 夹具装配图 1 张 5. 钻 床夹具零件图 1 张 6. 课程设计说明书 1 份 nts 1 目 录 一、零件的分析 2 零件的工艺分析 2 二、工艺规程设计 2 (一 )确定毛坯的制造形式 2 (二)基面的选择 2 (三)制定工艺路线 3 (四)机械加工余量 、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 4 三、夹具设计 11 (一) 问题的提出 11 (二)卡具设计 11 (三) 夹具零件 12 四、设计体会 13 五 、 参考文献 14 nts 2 序 言 机械制造技术基础课程设计是在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 .是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生活中占有重要的地位。 希望能通过这次课程设计对我们未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼我们的分析问题 、 解决问题的能力,为今后参加工作打下一个良好的基础。 一、 零件的分析 (一 )零件的工艺分析 活动块共有三组加工表面 ,它们这间有一定的位置要求 .现分析如下 : 1. 以左端面为基面的加工表面 这一组加工表面包括 :右端面 ,前后端面 ,前后端面上的槽 ,及 0.003020和 22 30 的方孔其中 0.003020 这个孔为主要加工面 . 2. 以右端面为基面的加工表面 这一组加工表面包括 :左端面 ,宽为 15 的槽 , 30 的孔 ,下端半圆柱面 ,及车M6 螺纹孔 这这两组加工表面之间有着一定位置要求 ,主要是 : (1) 0.003020与左端面的垂直度公差为 0.05mm, (2) 30 与左端面的平行度公差为 0.1mm (3)左端面与右端面的公平度 公差 0.12mm 由以上分析可知 ,对于这两组加工表面而言 ,可以先加工其中一组表成 ,然后借助于专用夹具加工另一组表面 ,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 HT200,零件为活动块 , 属于大批量生产,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。 (二)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,加工工艺过程中回问题百出,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。nts 3 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,现选取工件 左端面 作为粗基准。因为这个零件是长方体类的零件 ,可以用通用夹具来定位(如台虎钳),实现了完全定位,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。 (三) 制定工艺路线 制定工艺路线得出发点 ,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 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案一 工序一 铣左端面 ,右端面 ,铣前后端面 ,铣前后面的槽 ,铣下半圆 工序二 插 2230 的孔 工序三 钻 20 的孔 工序四 镗 20 的孔 工序五 铣 15 的槽 工序六 钻 M6 的孔 工序七 镗 20 的孔 工序八 钻 30 的孔 工序九 车 M6 的螺纹 . 工序十 检查 上面工序加工效率较高,但同时钻三个孔,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 铣左端面 ,右端面 ,铣前后端面 ,铣前后面的槽 ,铣下半圆 铣 15 的槽 工序二 铣 15 的槽 工序三 钻 20 的孔 镗 20 的孔 工序四 镗 20 的孔 工序五 钻 M6 的 孔 工序六 车 M6 的螺纹 工序七 钻 30 的孔 工序八 铰 30 的孔 插 30 22 的孔 工序九 插 30 22 的孔 工序十 检查 上面工序可以适合大多数生产,但效率较低。 综合考虑以上步骤,得到我的工艺路线。 nts 4 3.工艺路线方案三 工序 一 以右端面为精基准,铣左端面 。以 后 端 面 粗基准 ,铣 前端面,以前端面为精基准,铣 后端面,分别以前后端面为精基准铣前后端面的槽及 下半圆 工序 二 以左端面为精基准, 插 30 22 的孔 工序 三 以 30 22 为精基准, 钻 30 的孔 工序 四 以左端面为精基准, 钻 20 的孔 。 工序 五 以左端面为精基准, 钻 M6 的孔 。 工序 六 以左端面为精基准, 车 M6 的螺纹 . 工序 七 以 30 22 为精基准, 铰 30 的孔 . 工序 八 以左端面为精基准, 镗 20 的孔 工序 九 以 30 22 为精基准, 铣 15 的槽 工序 十 检查 虽然工序仍然是十步,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 20孔是精度要求所致。 以上工艺过程详见 工艺卡 。 (四)机械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “活动块 ”;零件材料为 HT200,硬度 190 210HB,毛皮重量 2.2kg,生产类型大批量,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. 铣左端面 ,右端面 ,铣前后端面 ,铣前后面的槽 ,铣下半圆。 工件材料: HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造 加工要求:铣左端面 ,右端面 ,铣前后端面 ,铣前后面的槽 ,铣下半圆。 机床: X6140 卧式铣床。 刀具: W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG8。铣削宽度 aePcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm , nc=475r/min,Vfc=475mm/s , V c=119.3m/min , f z=0.16mm/z。 6)计算基本工时 tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 工序三 以 左 端面为精基准,钻 、 铰 30 孔,保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT9。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=28mm,钻头采用双头刃磨法,后角 o 12 ,二重刃长度 b =2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度mml 5.11 1202 100 30 2.选择切削用量 ( 1)决定进给量 查切 rmmf /86.070.0 35.12030 dl 所以, rmmf /70.0 按钻头强度选择 rmmf /75.1 按机床强度选择 rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /48.0 经校验max6090 FF f 校验成功。 ( 2)钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度(查切)为 0.5 . mm,寿命 min60T ( 3)切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvKnts 6 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/272 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /4.1510000 ( 4)校验扭矩功率 NmM c 60 NmM m 2.144 所以 mc MM Ec PkwP 0.27.1故满足条件,校验成立。 .计算工时 m in10.045.1272 1030 nfLt m 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: min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc mmd 8.290 铰孔: min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc mmd 94.290 工序四 钻 20 的孔 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=4mm,后角 o 16 ,二重刃长度 1202 450 30 2.选择切削用量 ( 1)决定进给量 查切 rmmf /02218.0 按钻头强度选择 rmmf /50.0 按机床强度选择 rmmf /53.0 nts 7 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 ( 2)钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度(查切)为 0.5 0.8mm,寿命 min20T ( 3)切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 ( 4)校验扭矩功率 mc MM Ec PP 故满足条件,校验成立。 .计算工时 m in02.022.01 3 6 0 24 nfLt m 3. 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产,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。 工序五 钻 M6 的孔 。 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=4mm,后角 o 16 ,二重刃长度 1202 450 30 2.选择切削用量 ( 1)决定进给量 查切 rmmf /02218.0 按钻头强度选择 rmmf /50.0 按机床强度选择 rmmf /53.0 nts 8 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 ( 2)钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大 磨损限度(查切)为 0.5 0.8mm,寿命 min20T ( 3)切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 ( 4)校验扭矩功率 mc MM Ec PP 故满足条件,校验成立。 .计算工时 m in02.022.01 3 6 0 24 nfLt m 3. 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产,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。 工序六 车 M6 的螺纹 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=4mm,后角 o 16 ,二重刃长度 1202 450 30 2.选择切削用量 ( 1)决定进给量 查切 rmmf /02218.0 nts 9 按钻头强度选择 rmmf /50.0 按机床强度选择 rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 ( 2)钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度(查切)为 0.5 0.8mm,寿命 min20T ( 3)切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 ( 4)校验扭矩功率 mc MM Ec PP 故满足条件,校验成立。 .计算工时 m in02.022.01 3 6 0 24 nfLt m 螺纹钻削由于没有手册可查,故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。 工序七 铰 30 的孔 . 查工艺手册表 2.2 2.5,取 30已铸成孔长度余量为 3,即铸成孔半径为 26mm。 工序八 镗 20 的孔 、 以底平面为 精基准 . 1、 加工要求: 精 镗 20mm 孔,以底面为定位基准,根据机械制造技术基础表 5.8 内孔表面加工方案及其经济精度可得到:粗镗时其加工经济精度可达到 IT6IT7,表面粗糙度 Ra为 3.2 1.6。具体余量如下: nts 10 20- 19.5=0.5mm 2Z=1mm 单边余量 Z=0.5mm 由以上精度查公差配合实用手册表 2 3 可以知道其孔加工的上下偏差为: 19.5mm+1mm=20mm 2、选用机床:查机械工艺师手册表 10 2 卧式镗床型号及技术参数选用 TX618 卧式铣镗床 p 输 =5.5kw 3、选用刀具:因为主轴上有阶梯孔,查机械工艺师手册选用 900单刃镗刀即可,这种镗刀适合镗阶梯孔还能镗削圆柱端面。 4、选择切削用量 决定切削深度 由切削余量可知道 ap=0.5mm (单边) 查机械工艺师手册表 29 14可知道 精 镗时 ap=0.3-0.8mm,所以采用一次切削。 决定切削进给量 查机械工艺师手册表 30 26 工件是铸铁时,刀头是刀头时 af=1mm 因为粗镗所以采用较大进给量 、决定切削速度 查机械工艺师手册表 30-26 工件是铸铁时,刀头是刀头时 v=40m/min 因为粗镗所以采用较小速度 计算主轴转速 80 1000vn d1000 4080 159r/min 按机床说明书见机械加工工艺师手册表 11 3可知道机床分 18级81000r/min选主轴转速为 173r/min 所以实际速度为: nts 11 7 9 1 7 3 4 3 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 计算各孔加工工时 12wm l l lt nf36 3 3173 1=0.242min 工序九 铣 15 的槽 工序十 检查 其余几步数据见工艺卡片 三 、 卡具设计 经过与老师协商,决定设计第 五 道工序 钻 20 孔的 夹具。本夹具将用于 摇臂钻床 Z3025,刀具 D=19mm 的 麻花钻 ,使用高速刚刀具。 为了提高生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需设计作用夹具。 (一) 问题的提出 在给定的零件中,对本步加工的定位并未提出具体的要求, 因为 20的孔要精加工 ,所以对钻孔的 公差 较低 ,定位要求较低,而且表面粗糙度要求也不 高 。因此,本步的重点应在卡紧的方便与快速性上,以提高生产率、降低劳动强度方面着重考虑。 (二) 夹具设计 1 定位基准的选择 由零件图可知,该工序加工简单,一次 钻 削即可完成加工, 而且也没其它的要求。出于定位简单和快速的考虑,选择 工件底平面 基准,(自由度限制数: 3),再配合 机座上的短定位销 (自由度限制数: 2) ,共限制个自由度 ,由于 垂直方向上不需要限制 ,所以可以不用考虑该方向上的定位。而且钻孔的力与夹紧力的方向一致 ,所 以 需 要 的夹紧力不太大,使用螺旋压紧压板进行卡紧。这样一来夹具的结构也简单,所夹持部位也不会变形,工人安装也比较方便快捷。 2. 定位误差分析 本工序采用 基面 定位和压板压紧会产生一定的定位误差,但是由于加工是自由公差,故能满足定位要求。 3. 夹具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。为了提高生产力,使用快速螺nts 12 旋卡紧机构。 (三)夹具零件 1.夹紧螺母 采用 M9 的螺母与双头螺柱来控制压板来施加加紧力 . 2.垫片 与夹紧螺母配合来防松 3.压板 来传递夹紧螺母对工件的夹紧力 4.加强肋 由于压板比较长 ,用加强肋来提高压板的刚度 . 5.销钉 压板和摆动压板用销钉来连接 6.摆动压板 为了减小夹紧力与定位元件对工件的误差采用摆动压板 7.快换钻套 采用快换钻头为了防止钻头把钻模板磨损 8.钻模板 对钻头导向 . 9.螺钉 用来固定快换钻套与钻模板 10.定位销 来限制工件 X 方向与 Y 方向上的自由度 11.弹簧 来自动弹起压板 . 12.双头螺柱 与夹紧螺母来控制压板 . 13.骑缝螺钉 来夹紧双头螺柱 14.机座 对压板导向 15.固定螺钉 来固定机座 16.底版 与钻床连接 ,同时来限制工件的 XY 方向的转动与 Z 方向的移动 . nts 13 四、设计体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程 .此次课程设计是在学完机械制造技术基础和机械装备等课程后的一次对专业知识 的综合性的实际运用;更是在学完大学四年来所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。 此次课程设计涉及到的知识面很广,涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造技术基础、机械制造装备设计、公差配合与技术测量、机械设计、工程材料与热处理等课程的相关知识,同时还联系到了生产实习中的一些经验,应用到的知识广、全面。 随着社会的快速发展,制造业的不断更新,制造能力和质量的飞速发展与更加高精、高速、高能。而对与一个走机械制造专业方向的人来说,社会对他们的要求已愈来愈高,搞工艺 不但要会搞工艺,更要能搞设计、搞开发、搞创新,懂得材料、设备、控制 所以,搞自己的专业,要在自己专业的道路上搞出成就,就应该时时充实自己,更新自己,增加自己的专业知识及其它综合能力;更新自己的思维方式和思想观念。更加明确自己的人生观,价值观,世界观。力争将自己培养成有志向、有道德、懂科学、爱国家,能适应不同社会环境的优秀社会主义青年。 回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整三星期的日子里,可以说得
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