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毕业设计论文
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输出轴的工艺设计毕业设计说明书,毕业设计论文
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毕业设计说明书 专 业: 机械制造与自动化 班 级: 班 姓 名: 学 号: 指导老师: 陕西国防工业职业技术学院 nts目 录 第一部分 工艺设计说明书 1 第二部分 第 90 号工序夹具设计说明书 10 第三部分 第 22 号工序刀具设计说明书 11 第四部分 第 80 号工序量具设计说明书 13 第五部分 毕业设计体会 15 第六部分 参考资料 16 nts陕西国防工业职业技术学院 二零零七届毕业设计(论文)任务书 专业:机械制造与自动化 班级:机制 3053班 姓名:梁新辉 学号: 42# 一、设计题目(附图): 输出轴 零件机械加工工艺规程制订及第 _工序工艺 装备设计 二、设计条件: 1、输出轴 2、生产批量:大批量生产 三、设计内容: 零件图分析: 1、零件图工艺性分析(结构工艺性及条件分析); 2、绘制零件图。 毛坯选择 机械加工工艺路线确定: 1、加工方案分析及确定 2、基准的选择 3、绘制加工工艺流程图 工序尺寸及其公差确定 1、基准重合时(工序尺寸关系图绘制); 2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸; 3、基准重合时(绘制尺寸链图) 并计算工序尺寸。 设备及其工艺装备的确定 切削用量及工时定额确定: 确定全部工序切削用量及工时定额。 工艺文件制订: 1、编写工艺文件设计说明书: 2、编写工艺规程: 指定工序机床夹具设计 1、 工序图分析; 2、定位方案确定; 3、定位误差计算; 4、夹具总装图绘制; 刀具、量具设计 四 设计任务(工作量): 1、 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份; 2、 工艺文件一套(含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图); 3、 机床夹具设计说明书一份; 4、 夹具总装图一张( A2 图纸);零件图两张( A4图纸); 5、 刀量具设计说明书一份; 6、 刀具工作图一张( A3 图纸);量具图一张( A4图纸)。 五起止日期: (共 8周) 六指导教师: 张征祥 七审核批准 教研室主任: 系主任: 八设计评语: 年 月 日 九设计成绩: 年 月 日 nts第一 部分 工艺设计说明书 1.零件图工艺性分析 1.1 零件结构功用分析 零件在机床中起传递扭矩,输出传动力的作用。 1.2 零件技术条件分析 1)外圆 55+0.023 +0.003,精度 IT6,粗糙度 1.6 微米,相对于基准 A B 有 0.04 的圆跳动要求。 60+0.045 +0.065,精度 IT9,粗糙度 0.8 微米,相对于基准 A B 有 0.04 的圆跳动要求。 65+0.023 +0.003,精度 IT6。 75+0.023 +0.003,精度 IT6,粗糙度 0.8 微米。 2)内圆 80+0.042 -0.012 ,精度 IT7,粗糙度 3.2 微米,相对于基准 A B 有 0.04 的圆跳动要求。 3)孔 10* 20+0.019 +0.042,精度 IT7,粗糙度 3.2 微米,相对于基准 D 有 0.05 的位置度要求。 4)键槽 槽宽是 16-0.043 0 ,精度 IT7,粗糙度 3.2 微米,相对于基准 C 有 0.05 的 平行 度要求。 5)直径为 8 的斜孔中心线与轴线有 45 度夹角。 6)材料: 45 钢;调制处理 200HBS。 1.3 零件结构工艺性分析 2)此输出轴在形状和位置精度方面有较高的要求, 结构较复杂, 各圆柱面要求 IT6-IT7 的尺寸精度,有 0.04 的圆跳动要求 ,表面粗糙度要求高。如: , 80 内孔相对 基准 A B 有 0.04 的位置度要求 。直径是 20 相对 80 的孔 中心线有 0.05 的同轴度要求, 加工斜孔需要专用夹具等。 所以该零件在基准选择和加工工艺路线安排上有较高的要求。 2.毛坯选择 2.1 毛坯类型 该输出轴结构较为复杂,精度要求较高,加工工序较为集中,且为中批量生产,所以毛坯采取精密模锻。 2.2 毛坯余量确定 1. 毛坯的形状和尺寸越接近成品零件,即毛坯精度越高,则零件的机械加工劳动量越少,材料消耗越少,可充分提高劳动生产率,降低 成本,但是毛坯制造费用会提高,在确定毛坯时,应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。 分析锻件形状复杂系数 s: v 工件 = r 2 h=3.14*30*88 2 +582 *3.14*17+3.14*382 *70+3.14*47*332 +80*3.14*282 =158.4102 cm3 w 件 = v= 158.4102cm2 *7.8 =1235.5996g=1.236kg 所以锻件复杂系数 s=w件 /w包 =v件 /v包 =0.27.经查表只 s0.63为简单件。 所以该零件为复杂件。 零件在加工中需要磨削,工序中有磨削加工工序, 由锻件形状复杂系数 S=W 件 /W 包 =0.27;经相关计算和查表得毛坯轴向余量为 3.5mm,径向余量为 3mm。 对所查的余量进行校核计算: ntsv 工件 = r2 h=158.41cm3 查表 13-9 该所查的的余量和效核前相同, 加工余量根据机械工艺设计资料表 1.2-7中查得各面的加工余量确定尺寸 公差数值机械工艺设计资料表 1.2-2查得如下表所示 : 零件尺寸 加工余量 尺寸的偏差 毛坯尺寸 55 3 +1.5 -0.7 55+1.5 -0.7 60 3 +1.5 -0.7 63+1.5 -0.7 65 3 +1.5 -0.7 68+1.5 -0.7 75 3 +1.5 -0.7 78+1.5 -0.7 116 3 +1.7 -0.8 119+1.7 -0.8 176 3 +1.9 -0.9 179+1.9 -0.9 30 5.5 +1.5 -0.7 35.5+1.5 -0.7 244 3.5 +2.1 -1.1 247.5+2.1 -1.1 2.3 毛坯 零件合图草图 毛坯图3机加工工艺路线确定 3.1 加工方法分析确定 加工方法有车,钻,磨,铣等。 3.2 加工顺序的安排 该零件为轴类零件,先铣端面并打中心孔,以两中心孔为定位基准粗加工大端和小端各 部,因为钻孔会引起大端面变形,所以先安排钻孔,再热处理去内应力。然后半精加工,精加工大端和小端各部,达到尺寸和精度要求,最后钻斜孔和铣键槽。 nts3.3 定位基准选择 1) 粗基准的选择: 以直径为 55 与直径为 176 的圆柱面和两端中心孔定位 。 2) 精基准的选择:采用已加工面装夹定位,便于位置精度的保证,为后续加工提供精基准。 3.4 加工阶段的划分 说明 粗加工阶段:粗车大端和小端各部,为后面加工提供精基准,并粗加工各孔。 半精加工阶段:各非主要加工面达到尺寸要求。 精加工阶段:精车,精磨各面达到精度要求。 3.5 主要机加工工序简图 20.粗车大端 25.打中心孔并 粗车小端各部 nts35.钻并粗车大端孔 40.钻大端 面各 孔 nts50.半精车大端 55.半 精车小端各 部 nts60.铣键槽 65.磨小端 nts70.精车 大端内孔 75.镗大端面孔 nts80.钻斜孔 4.工序尺寸及其公差确定 车端面并打中心孔 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 锻 7 IT14( + - 0.57) 251 251+ - 0.57 粗车大端面 3 IT12( + - 0.23) 251-3=248 248+ - 0.23 粗车小端面 3 IT12( + - 0.23) 248-3=245 245+ - 0.23 精车小端面 1 IT7 244 244+ - 0.023 Ra=1.6 nts加工 55外圆 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺 寸及其公差 锻 4 IT14( + - 0.37) 59 59+ - 0.37 粗车 2.9 IT12( + - 0.15) 59-2.9=56.1 56.1+ - 0.15 精车 1.1 IT7( +0.023 -0.003 ) 56.1-1.1=55 55+0.023 -0.003 Ra=1.6 加工 60外圆 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 锻 4 IT14( + - 0.37) 64 64+ - 0.37 粗车 2.5 IT12( + - 0.15) 64-2.5=61.5 61.5+ - 0.15 精车 1.1 IT7( + - 0.015) 61.5-1.1=60.4 60.4+ - 0.015 磨 0.4 ( +0.065 -0.045 ) 60.4-0.4=60 60+0.065 -0.045 Ra=0.8 加工 65外圆 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 锻 4 IT14( + - 0.37) 69 69+ - 0.37 粗车 2.9 IT12( + - 0.15) 69-2.9=66.1 66.1+ - 0.15 精车 1.1 IT7( +0.023 -0.003 ) 66.1-1.1=65 65+0.023 -0.003 加工 75外圆 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 锻 5 IT14( + - 0.37) 80 80+ - 0.37 粗车 3.5 IT12( + - 0.15) 80-3.5=76.5 76.5+ - 0.15 精车 1.1 IT7( + - 0.015) 76.5-1.1=75.4 75.4+ - 0.015 磨 0.4 IT7( +0.065 -0.045 ) 75.4-0.4=75 75+0.023 -0.003 Ra=0.8 加工 80内孔 nts 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 钻 40 IT14( + - 0.37) 40 40+ - 0.37 粗车 38.9 IT12( + - 0.15) 40+38.9=78.9 78.9+ - 0.15 精车 1.1 IT8( +0.042 0.012) 78.9+1.1=80 80+0.042 -0.012 Ra=3.2 加工 20孔 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 钻 18 IT14( + - 0.26) 18 18+ - 0.26 粗镗 1.8 IT12( + - 0.10) 18+1.8=19.8 19.8+ - 0.1 精镗 0.2 IT7( +0.042 -0.019 ) 19.8+0.2=20 20+0.042 -0.019 Ra=3.2 4.1 基准重合时工序尺寸确定 加工 176 基准重合误差分析 工序名称 基本余量 经济精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 锻 7 ( +2 -2 ) 177.2+5.8=183 183+2 -2 粗车 5.8 h13(0 -0.53) 176+1.2=177.2 177.20 -0.53 半精 车 1.2 h8(+0.9 -0.9 ) 176 176+0.9 -0.9 4.2 基准不重合时工序尺寸确定 工序名称 基本余量 公差 工序尺寸 L01 2 ( +4.6 -4.6 ) 249-2=247 L02 2.5 ( +4.6 -4.6 ) 33-2.5=30.5 L03 2 ( +4.6 -4.6 ) 247-2=245 L04 1 ( +1.1 -1.1 ) 245-1=244 L05 2.3 ( +4.6 -4.6 ) 83-2.3=80.7 L06 2.3 ( +4.6 -4.6 ) 105-2.3=102.7 L07 2.2 ( +4.6 -4.6 ) 130-2.2=127.8 L08 2.2 ( +4.6 -4.6 ) 200-2.2=197.8 L09 0.7 ( +1.1 -1.1 ) 80.7-0.7=80 L10 0.7 ( +1.1 -1.1 ) 102.7-0.7=102 L11 0.8 ( +1.1 -1.1 ) 127.8-0.8=127 L12 0.8 ( +1.1 -1.1 ) 197.8-0.8=197 L13 0.5 ( +1.1 -1.1 ) 30.5-0.5=30 nts 尺寸链图: 5.设备及其工艺装备确定 1.夹具有:镗大端面孔专用夹具,钻斜孔专用夹具,铣键槽专用夹具,机床专用夹具,卡盘。 2.刀具有:普通车刀,镗刀,键槽铣刀,成型砂轮,中心钻。 3.量具有:游标卡尺,千分尺,专用量规。 6 切削用量及工时定额确定 粗车外圆 55的切削用量(机械制造工艺设计手册) 1.选择切削深度:由上步计算与查表得:粗车工序中 ap=3。 2.选择进给量:考虑刀杆尺寸,工件直径及已定的切削深度,从表 3-13 中选用 f=0.6 /r. 3.选择切削速度:根据工件材料( 45 钢为中碳钢)、热处理状态 (调质)及选定的切削深度和进给量,从表 3-19中选取 v=1.5m/s(90m/min). 4. 确 定 机 床 主 轴 转 速 : 机 床 主 轴 转 速 n 的 计 算 值 为1000v/3.14dw=(1000X1.5X60)/(3.14X61)=470r/min. 从 机 床 主 轴 箱 标 牌 上 查 得 , 实 际 的 主 轴 转 速 取 450r/min. 故 实 际 的 切 削 速 度v=(3.14XdwXn)/1000=(3.14X61X450)/1000X60=1.14m/s。 5.校验机床功率:由表 3-2 查得,单位切削功率 Ps=2305X10-6 kwXs/ 3 ,由表 3-2 查得 ,当ntsf=0.6mm/r 时,切削力的修正数值 Kf=0.9.故切削功率 Pm=PsXvXapXfX1000XKf=2305X10 -6X1.14X3X0.6X1000X0.9=4.26kw.查资料(现代机床设备)知: CA6140车床的电动机功率为 Pe=7.5kw,如取机床传动效率为 b=0.8,则 Pm/b=4.26/0.8=5.3kwPe。故机床功率足够。 粗车外圆 55的工 序时间 Tb=(ljXZ)/(nXfXap)=(80+2+2)X3/(450X0.6X3)=0.31min 7 工艺设计总结 通过这次设计 ,了解了输出轴的加工过程,和工艺编制的步骤。对所学知识有了更深的理解。 在设计中,我总结了几点的体会。 要有很强的时间观念。 在设计过程中,我深深地感到了自己在时间观念的不足。记得老师经常说时间观念要强,这一点对我们将来很重要。 要细心和认真 设计过程中,会有很多的计算,比如解尺寸链、切削用量、切削时间、定位误差等,如果不能静下心来,细心和认真的去对待,会多走弯路。另外,在用计算机绘图时,也同样需要细心和认真。 要勤于思考 在设计中很多的问题只有通过细心的思考和研究后,才能弄明白,才能成为 自己的东西。 要掌握解决问题的正确思路 在遇到问题时,要解决它,首要的掌握思考怎样解决它的思维,这一点指导老师可以给我们莫大的帮助,因为这需要丰富的专业知识和实践经验。 要善于和勤于和他人沟通 我发现在设计过程中与他人沟通也非常的重要,这样不仅可以让你的设计质量更高一些,而且还大大的促进了自己的沟通和表达能力,增近了同学和老师的友情。 要学会给自己找到化解压力的方法 马上要走出校门,踏入社会了,我们面临的压力太多了。在这段时间里,经常听到一些同学埋怨、诉说自己的苦恼。这些压力的确不可避免,但我想我们完全可以 消除它给我们带来的烦恼,给自己找个适合的缓解方法。我的做法是每天早晨矜持锻炼。 nts第二部分 第 80 号工序 夹具设计说明书 1.工序尺寸精度分析 键槽宽 160 -0.043与夹具无关。 键槽长 50,需限制的自由度有 X 转动 , Z 转动。 到小端面距离需限制的自由度有 X 转动, Z 转动, Y 移动。 键槽底步到下母线距离 500 -0.2,需限制的自由度有 X 移动, Z 转动。 0.08 平行度要求需限制的自由度有 Z 移动, X 转动。 因此,本工序加工所需限制的自由度有 X 移动, X 转动, Y 移动, Z 移动, Z 转动。 2.定位方案确定 采用 V 型块和 179 台阶面定位。 3.定位元件确定 用 V 型块限制 4 个自由度,有 179 台阶面限制一个自由度。 4.定位误差分析计算 工序位置尺寸公差 T=0.2 定位基准 75+0.023 +0.003轴中心线和 179 台阶面。 工序基准为该段轴下母线和小端面中心线。 一 . 保证 500 -0.2的基准不重合误差 Jb=1/2( +0.023+0.003) =0.013 基准位移误差 该工序用 V 型块定位,所以: Db=Td/2sin(a/2)=0.026/1.414=0.018 因工件的工序基准 与工件和定位元件 的定位接触点位于工件定位基准的同侧,所以: dw=db-jb=0.018-0.013=0.005小于 1/3*T 二 .保证尺寸 10的定位误差分析 见尺寸链图 A=179.23+0.0155 -0.035 ,不能符合要求,所以应提高尺寸 197的加工精度为: IT8时,又基准不重合误差 db=0。 所以定位误差 dw 小于 1/3*T,才能符合要求。 5.夹紧方案及元件确定 用 U 型压板夹紧 75 外圆面。 nts6.夹具总装草图 向向找正面夹具总装图nts第 三 部分 第 20 号工序 刀 具 设计说明书 1.工序尺寸精度分析 粗车 176 公差等级为 IT12 的外圆。 2.刀具类型确定 此到工序粗加工精度要求低,因此 可用 90 度外圆车刀 。 ( 宋体、 五号) 3.刀具设计参数确定 序号 项目 数据来源或公式计算 采用值 1 刀具类型 来源于刀具课程设计指导书 表2-6 2-7 焊接式 90 度强力外圆车刀 2 刀片材料 YT5 刀杆材料 45钢 3 几何角度 表 2-8、 2-9 s=-10 度 o=20度 o=6度 o =4度 r=90 度 r =5 度 =2mm 4 断削参数前面型式 来源于刀具课程设计指导书 表 2-11 2-12 估计 F=1mm/r 带倒棱曲面圆弧卷削槽前面 Ln=8.5m o1=-20 度 br1=0.6 qn=9.3 5 过渡刃 表 2-13( ap=2.6mm) 直线过渡刃 Kre=45 度 b =1 6 刀片型号 表 2-3 A420 L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.8 7 车刀外型结构尺寸 表 2-1、 2-2、 2-5 BxH=20x30 L=150 M=8(90 度弯头 车刀 ) 8 刀槽型式 表 2-4 Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443 c= o- j=20度 -26.3度 Hc=H+(12)-cCos o/Cos( o+ c) =30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24 Bc=B-Ctg( o+ c) =12-7tg(5+6.3)=10.6 Lc=L-CCos o/ Cos( o+ c).tgo =2
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