K292-接头工艺及铣28mm槽夹具设计【含CAD高清图纸和文档】【40元】
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K292
接头
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说明书题 目：接头零件机械加工工艺规程及专用夹具设计 姓 名： 学 号： 系 别： 专 业： 年 级： 指导教师： 系主任： 摘 要本设计通过对接头零件的工作环境以及结构特点的分析，确定了接头的加工工艺过程及加工方案，其中主要包括：毛坯和基面的选择、制定工艺路线的确定、加工设备和工艺装备的选择、机械加工余量的确定、各加工工序切削用量的确定以及工序卡片的编制。最后，进一步选择并设计了一套典型的机床夹具，其中主要包括：定位方案与夹紧方案的设计，夹具的工作原理以及在夹具设计安装。经过设计分析和论证，接头的工艺设计与夹具设计是可行的。关键词：夹具；工序；切削用量；分析；IVAbstractThis design through to the joint parts working environment as well as the analysis of the characteristics of the structure, determine the machining process and scheme of joint, which mainly includes: blank and the selection, process route, the selection of processing equipment and process equipment, the determination of machining allowance, the determination of cutting dosage of different processing procedures and the preparation of process card. Finally, a typical set of machine tool clamps is further selected and designed, which mainly includes: the design of positioning scheme and clamping scheme, the working principle of clamps and the design and installation of clamps. After the design analysis and demonstration, the joint process design and fixture design is feasible.Key words：Fixture; Process; Cutting amount; Analysis;目 录摘 要IIAbstractIII第1章 零件的分析及生产类型确定51.1 零件的作用51.2零件的工艺分析51.3 确定零件的生产类型6第2章 毛坯的确定72.1毛坯的制造形式72.2毛坯的尺寸公差和机械加工余量72.3绘制毛坯图7第3章 拟定零件加工工艺路线93.1定位基准的选择93.2各表面加工方案的确定93.3工序顺序的安排103.4机床设备及工艺装备的选用103.5确定加工工艺路线10第4章 主要工序的加工余量和工序尺寸的确定12第5章 切削用量及切削时间的确定135.1 确定切削用量135.2 确定切削时间13第6章 专用夹具设计166.1 设计类型及机床的选型166.2 定位元件和定位方式的确定166.3 夹紧方案设计和确定176.4 定位元件的设计176.5 对刀元件设计186.6 定位误差分析196.7 切削力和夹紧力的计算19结 论21致 谢22参考文献23第1章 零件的分析及生产类型确定1.1 零件的作用接头零件的作用是作为连接件使用，对接零件使用。图1.1零件图1.2零件的工艺分析工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 该零件主要加工表面为：（1）车外圆及端面表面粗糙度值6.3；（2）钻扩铰20H7的孔（3）铣28H11的槽（4）铣宽度40的边。（5）钻10H7、6的孔。1.3 确定零件的生产类型生产纲领是指某种产品（或零件）包括备品或废品在内的年产量。根据生产的产品特征，如产品的尺寸外形、质量等，以及生产纲领中年产量的不同，其生产可分为单件生产、成批生产和大量生产三种生产类型。单件生产：单个地生产不同结构和尺寸的产品，并且很少重复。例如重型机器制造、专用设备制造及新产品试制等。成批生产：一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性，每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。第2章 毛坯的确定2.1毛坯的制造形式轴类毛坯常用圆棒料和锻件。大型轴或结构复杂的轴采用锻件，毛坯经过热处理后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的硬度及较好的综合力学性能。本课题根据齿轮轴的应用特点和经济性，可以选择容易得到的棒料作为本课题的毛坯类型。常用材料可选用优质碳素结构钢种的45钢，合金钢中的40Cr、20CrMnTi等；以该轴为例，可选用优质碳素结构钢种的45钢。本次设计零件材料为45，查参考文献7（以后工艺参数都以此参考文献为准），通过各种材料的性能比较，45的硬度HB为143269，密度，根据零件总体尺寸计算零件毛坯的重量约为2kg。2.2毛坯的尺寸公差和机械加工余量在确定了毛坯加工余量以后, 毛坯的形状和尺寸, 除了将毛坯加工余量附加 在零件相应的加工表面上外, 还要考虑毛坯制造、 机械加工和热处理等多方面工 艺因素的影响。毛坯的形状及尺寸毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。锻件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为锻件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。 2.3绘制毛坯图图2.1毛坯图第3章 拟定零件加工工艺路线3.1定位基准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，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。所以我们应当对零件的制造工艺进行分析，从而合理的选择基准进行加工。工序设计包括工序基准的选择、工序尺寸的确定、加工余量的确定、机床的选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确定。工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准。所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求，工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量，测量时所用的基准称为测量基准。通常工序基准和测量基准重合。工序基准的选择应注意以下几点： 基准的设计应考虑检验的方便性，如应该考虑到现有的量具能否测量到标注的尺寸，选择合适的基准有利于减少检验的工作强度。 当工序能够通过保证定位基准和图纸基准重合的时候，可不试切直接加工，通过夹具的精度来保证工件的精度。 对一次安装下所加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致。3.2各表面加工方案的确定加工方法的选择应以满足加工精度和表面粗糙度的要求为原则。由于获得同一级加工精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求等全面考虑。此外，还要考虑机床选择的合理性。例如，单纯铣轮廓表面或铣槽的简单中小型零件，选择铣床进行加工较好；而大型非圆曲线、曲面的加工或者是不仅需要铣削而且有孔系加工的零件，在镗铣加工中心上加工较好3.3工序顺序的安排1、基面先行作为其它表面加工的精基准一般安排在工艺过程一开始就进行加工2、先主后次零件的主要工作面、装配基面应先加工，从而及早发现毛坯中可能出现的缺陷3、先粗后精一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，在进行半精加工，最后是精加工和光整加工。4、先面后孔箱体、支架等类零件上具有轮廓尺寸远比其他表面尺寸为大的平面，用它作定位基准面稳定可靠，故一般先加工这些平面以作精基准，供加工孔和其他表面时使用。3.4机床设备及工艺装备的选用（1）工序车端面及车外圆。成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。（2）工序铣是铣键槽，选用铣床X51。（3）工序钻孔，选用立式钻床Z525。3.5确定加工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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。制定以下工艺方案：表3-11锻造锻造2热处理热处理3车车50的端面及外圆4车车30的端面及外圆5钻钻扩铰20H7的孔6铣铣28H11的槽7铣铣宽度40的边8钻钻10H7、6的孔9检验检验10入库入库第4章 主要工序的加工余量和工序尺寸的确定序号加工表面加工内容加工余量表面粗糙度备注1车外圆及端面502mm6.3302mm6.32孔20H710mm3.23槽28H1126.34钻孔10H75mm6.363mm6.3第5章 切削用量及切削时间的确定5.1 确定切削用量（1）切削速度c。切削速度c是刀具的切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。而当主运动为旋转运动时，切削速度的计算公式为：c =dn/1000公式中c为切削速度（m/min）、d为工件加工表面或者刀具的最大直径（mm）、n为主运动的转速（r/min）。（2）进给量。进给量是工件或者刀具的主运动每转或者每一行程时，刀具与工件在进给方向上的相对位移量。它的大小反映了进给速度的大小，其计算方法为：=/n公式中为进给速度（mm/min）、为进给量（mm/min）、n为主运动的转速（r/min）。（3）背吃刀量p。背吃刀量p是已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。计算方法为：p=（dw-dm）/2公式中p为背吃刀量（mm）、dw为待加工表面直径（mm）、dm为已加工表面直径（mm）。铣削背吃刀量为刀具一次切削切进工件的宽度。5.2 确定切削时间5.2.1车50的端面及外圆确定切削量：单边余量，一次走刀完成。确定进给量：查阅切削用量简明手册表1.4得，参考C6140机床的横向进给量，确定根据切削用量简明手册表，粗车时硬质合金刀具后刀面最大磨损限度为1.0-1.4mm，取1.2mm，耐用时间T为60min。确定切削速度：查阅切削用量简明手册表1.27，确定，。各修正系数为：，,。切削速度计算公式为：确定主轴转速：，参考C6140机床的说明表，取计算基本时间：5.2.2铣28H11的槽背吃刀量：=2 mm每齿进给量：查机械加工工艺师手册表30-15，取=0.15mm/z铣削速度：查机械加工工艺师手册表30-23，取=30m/min机床主轴速度：，查表4-16，取=80r/min实际铣削速度：每分进给量：铣削宽度：=35mm刀具切入长度：查机械加工工艺师手册表30-38公式如下：具切出长度：查机械加工工艺师手册取=2mm机动时间：查查机械加工工艺师手册公式如下： 5.2.3钻10H7、6的孔进给量f：查机械加工工艺师手册 表28-13，取f=0.08mm/r钻削速度v：查机械加工工艺师手册表28-13，取v=15m/min机床主轴速度：（2）（3）参考Z525机床的说明表，取=630r/min实际钻削速度：每分进给量：钻孔深度：l=3mm刀具切入长度：由机械加工工艺师手册表28-42得： 刀具切出长度：取2mm机动时间：由机械加工工艺师手册表28-42得：第6章 专用夹具设计6.1 设计类型及机床的选型根据课题，选择了最重要的工序之一的铣进行夹具设计。根据工艺规程可知，侧面为铣削加工采用立式铣床。如图立式铣床是一种常见的机械加工装备，立式铣床的主轴是垂直布置的，决定了他的加工方向是工作台水平移动。在夹具设计时，要考虑到机床工作台的进给方向和进给行程。图6.1立式钻床6.2 定位元件和定位方式的确定1、定位方案的确定选择定位面时应该遵循以下原则：选择大而平整的平面或内圆外圆进行定位、选择定位面后要方便后续的装夹、定位面所对应的装夹位置应该结构牢固，在装夹时保证不得有变形现象。工件的定位表面有各种形式，如平面、外 圆、内孔等，对于这些表面，总是采用一定结构的定位元件。常见的定位方法有：平面定位、圆孔定位、外圆柱面定位、组合表面定位。本次选择外圆及平面定位的方式对零件进行定位，利用V型块进行定位。2、定位元件的选取根据夹具设计手册可知机床的定位元件有很多种，如定位板、定位销、支承钉、定位轴、V型块等。本次设计选择定位元件为：V型块、支撑钉。3、定位元件限制不定度分析任何物体在空间上确定位置需要限制6个自由度，分别是3个移动自由度和3个旋转自由度。在本次的设计夹具体上可以看出，V型块限制两个旋转自由度和两个移动自由度，支撑钉限制一个移动自由度。V块采用一面两销定位，内六角螺栓将其固定于基座之上，以保证其相对位置。6.3 夹紧方案设计和确定使用V型块进行定位，在零件对面使用活动V型块进行夹紧。图6.2夹紧机构6.4 定位元件的设计定向键装配在夹具底面的纵向槽当中，正常使用两个。它距离尽量布置的要远一些。经过定向键以及铣床的工作台U形槽的配合，使本次设计的夹具上的定位元件的工作表面相对于工作台的送进的方向具有合理的位置关系。定向键可以承受铣削加工时所产生的扭转的力矩，可以降低夹紧夹具的螺栓的负荷度，提高夹具在加工当中的稳定性。定向键如下图所示。图6.3定向键6.5 对刀元件设计当把夹具安装到铣床上后，铣刀位置和工件位置还不确定，这时就需要对刀块来确定这一位置。对刀块可分为直角对刀块、圆形对刀块、侧边对刀块。对于拨叉的加工，使用对刀块进行对刀，能够确定铣刀加工方向上的位置。使用对刀块时，用手动方式把操作工作台，把对刀块逐渐逼近铣刀，在铣刀和对刀块之间塞入塞尺，当塞尺刚好能在铣刀和对刀块缝隙间移动时，此时刀具和夹具的位置便被确定下来，通过减去塞尺的厚度可得到二者之间精确的位置。对刀元件如下图所示。图6.4对刀块6.6 定位误差分析因基准误差为零，基准不重合误差为零，所以最终定位位置为零。6.7 切削力和夹紧力的计算切削力计算根据机械加工工艺师手册表30-19中公式，查加工灰铸铁时圆柱铣刀的切削力计算公式为:公式中各参数含义如下：各种铣刀加工不同材料的切削参数，对于端面铣刀加工灰铸铁取：高速钢铣刀切削力的修正系数，对于灰铸铁取1.0：铣削时各分力与圆周力的比值，对于对称端铣取:其余参数根据机械加工工艺数值带入计算得:夹紧力计算根据机械加工工艺手册表6.3-8中公式W：作用在工件上的夹紧力WL：螺旋夹紧力M：螺旋上的原始作用力M=QLd2：螺纹中径Q：手柄上的的作用力L：手柄长度l1:支撑到螺栓中心线距离l2:螺栓中心线到夹紧中心距离q:弹簧弹力（此处忽略不计）：机构效率，取0.9带入数计算V型块的夹紧力为2724N，大于工件最大切削力。结 论通过毕业设计的综合实习，不但培养了我们综合运用所学知识分析、解决本专业一般技术问题的能力和考虑企业生产现状以及企业的设备能力、工艺能力，而且也进一步巩固扩大和深化了我们所学的基本理论、基本知识和基本操作技能让我们具备金属零件的加工工艺设计、计算、工艺分析等方面的初步能力，学习查阅有关标准、规范、手册的能力，学会作用经验数据进行经验估算等方面的初步能力，同时也培养了我们树立正确的设计思想和生产观念，经济观念，全局观念和独立分析、解决问题和综合运用各学科知识的能力，养成了理论联系实际和严谨的工作作风，培养我们掌握设计的一般程序规程和方法，独立正
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