涡轮盖壳车夹具及工艺编制设计说明书

畢業設計說明書 第 1 頁 共 16 頁 毕业 设计说明书 设计题目 涡轮端盖 加工 工艺编制及车床夹具设计 (生产纲领 :中批 ) 班 级 设 计 者 指导老师 所在院系 设计日期 2011 年 2 月 21 日至 3 月 16 日 畢業設計說明書 第 2 頁 共 16 頁 目 录 绪 论 3 一、零件的分析 5 件的作用 5 件的工艺分析 5 二、工艺规程设计 6 定毛坯的制造形 式 6 面的选择 6 基准的选择 6 基准的选择 6 定工艺路线 7 艺路线 7 三、夹具设计 9 题的提出 9 具设计 9 位基准的选择 9 削 力 、 夹紧力 及平衡块 计算 10 给量的计算 12 削 速度 的选择 13 轴转速的计算 14 四、 结论 15 参考 文献 15 畢業設計說明書 第 3 頁 共 16 頁 绪 论 机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通 五 年所学的知识，将理论和实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己工作岗位打下了良好的基础。 机械加工工艺师规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性档，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善 性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率，改善工人的劳动强度，降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保 持这种位置不变，它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在中 、 大批量生产中，常采用专用夹具。 毕业设计是在 生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力应在下述各方面得到锻炼： （ 1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知 识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 畢業設計說明書 第 4 頁 共 16 頁 （ 2）提高结构设计能力。学生通过设计 夹具 的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工的夹具的能力。 （ 3）学会使用手册及图表数据。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。 由我个人而言，通过这次的毕业设计，使我更了解 机电 专业的 需求和深刻的理解 ，对将来从事的工作打一定的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导 一、 零 件的分析 （一）零件的作用 由图纸得知，其材料为 材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，使用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上的主要加工面为 A 面 、 B 面 、 C 面 、 34、 42、 60的孔以及 孔 10 深 5 。 （二）零件的工艺分析 1 铸造 畢業設計說明書 第 5 頁 共 16 頁 2 时效 3粗精铣 A 平面 4精磨 A 平面 5粗精铣 B 平面 6 粗精铣 C 平面 7 钻 8 孔深 5 8 粗精车 34， 42孔 9 粗精车 60孔 10. 精磨 42孔 11. 精磨 60孔 12. 去毛刺、倒角 二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的生产纲领为 中批 量生产 。毛坯的铸造方法选用灰铸铁，中硬程度。 考虑零件在机床运行过程中承受交变载荷及冲击性载荷不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 （二）基面的选择 畢業設計說明書 第 6 頁 共 16 頁 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 对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基 准是 完全合理的。但对于本零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加工表面时，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。 （ 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 定为大批生产的条件下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具 ,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降低。 工序一 用 C 面 定位 ，共限制了 3个自由度，粗铣、 精铣 A 面 ， 畢業設計說明書 第 7 頁 共 16 頁 保证各尺寸 。 工序二 用 C 面 定位 ，共限制了 3 个自由度， 精磨 A 面 ，保证各尺寸 。 工序三 用 B 面的对面定位，共限制了 3 个自由度，粗、精铣 证了各尺寸。 工序四 用 A 面定位，共限制了 3 个制度，粗、精铣 证了各尺寸 。 工序五 用 B 面定位、侧边一个支撑钉，共限制了 4个制度，钻 10沉孔 5。 工序六 用 A、 制了 5 个自由度，车 42、 34的孔，保证了各尺寸。 工序 七 用 A、 制了 5 个自由度，车 60 孔，保证了各尺寸。 工序八 用 A、 制了 5 个自由度，磨 42 孔，保证了各尺寸。 工序九 用 A、 制了 5 个自由度，磨 60 孔，保证了各尺寸。 畢業設計說明書 第 8 頁 共 16 頁 工序号 工 序 内 容 1 铸造 2 时效 3 粗精铣 4 精磨 A 平面 5 粗精铣 6 粗精铣 7 钻 10 孔深 5 8 粗精车 34， 42孔 9 粗精车 60孔 10 精磨 42孔 11 精磨 60孔 12 去毛刺、倒角 13 入库 畢業設計說明書 第 9 頁 共 16 頁 三、夹具设计 （一）问题的提出 为了提高劳动生产率 ,保证加工质量 ,降低劳动强度 ,需要设计专用夹具。 本次设计加工 60孔的车床夹具，本夹具将用与 具材料为高速钢。 利用本夹具主要加工 60 孔。 孔内粗糙 度 加工 60孔的整个过程包括车，因此本工序的加工精度容易保证，主要考虑如何定位夹紧以节省操作时间提高生产率。 （二）、夹具设计 定位基 准的选择 由零件图可知， 60 孔与 B 面 有一定的位置度要求，为了减少定位误差，以 B 面为基准面，限制 3个自由度，以 B 面 两销定位，各限制 一 个自由度， 再在侧面加一个支撑钉，限制一个自由度， 再用 以固定，以防工件移动，起着定位稳定性的作用。 2 切 削力及夹紧力计算 钻 60时切削量最大，切削力和夹紧力也最大，这里只考虑钻 60 刀具 :内圆车刀 钻孔时的轴向力 : 畢業設計說明書 第 10 頁 共 16 頁 查表 机械工艺手册 1，由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，使工件离开基面所需的夹紧力为： u P 。( ，摩擦系数1f 查 4表 3u = 安全系数 54321 ， 式中 基本安全系数 加工状态系数 刀具钝化系数 文献 4表 3 切削特点系数 考虑加紧动力稳定性系数 u P 。( = K(8017)/衡块的计算 对角铁式结构不对称的车床夹具，设计时应采取平衡措施，以减少由离心力产生的振动和主轴轴承的磨损。 离心力 n n) 式中 m）； r/。 由离心力引起的力矩 畢業設計說明書 第 11 頁 共 16 頁 平衡块引起的离心力 )为 n n) 式中 m） 由 综合考虑径向位置和轴向位置平衡的情况下，满足平衡关系式 j 即 n n)L=n n)l 化简后得 Mp=了弥补估算法的误差，平衡块上应开有环形槽或径向槽，以便夹具装配时调整其位置。 长宽高 =体积 体积密度 =质量 7 1000+(7 1000) =mp=72 55/102 60 的钻， 车削 余量参考机械制造工艺与机床夹具课程设计指导手册表 2用 车削 之后的加工余量是 粗 车 之后到 59。5 车 至 60证加工要求。 工件材料 :铸铁 b=150 金属型。 加工要求 :车 内孔 ， 表面粗糙度 畢業設計說明書 第 12 頁 共 16 頁 机床 :式车床。 刀具 : 内圆车刀 计算切削用量 1、粗车 内圆 (1)、确定端面是最大加工余量 :根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书表 2 2 级精度得铸件的加工余量是 2.5 两次加工工序，粗加工以及半精加工，背吃刀量分别为 2 0.5 (2)、确定粗加工进给量 f:根据 表 f= mm/r 按 床说明书取 f=mm/r(参见机械制造工艺书表3确定半精加工进给量 f： 根据机械加工工艺手册表 f=r 按 床说明说取 f=r (3)计算切削速度：按机械加工工艺手册表 粗加工时 s，半精加工时 s (4)确定机床主轴转速： n=1000 000 60/96 560r/、 60孔，表面粗糙度 1)确定孔公差 工序间尺寸 :根据机械制造工艺与机床夹具 畢業設計說明書 第 13 頁 共 16 頁 课程设计指导书表 2孔加工分四次加工工序钻孔、扩孔、粗铰孔、精铰孔。工序间尺寸见表如下 : 孔加工直径 粗车 精车 60 0 (2)确定钻孔进给量 f:根据 表 f=mm/r 按 床说明书取 f=mm/r 扩孔进给量 f:根据 表 f= mm/r 取 f=r 铰孔进给量 f: 根据 表 f= mm/r 粗铰取 f=3 mm/r 精铰取 f=2 mm/r (3)计算切削速度 :按 表 钻孔时m/s 按 表 得扩孔时 s 按 表 得 粗 铰孔 时s 精铰孔时 s (4)确定机床主轴转速 钻孔 时 : n=1000 d=1000 60/22=364r/ 扩孔时 : n=1000 d=1000 60/72r/铰孔时 : 畢業設計說明書 第 14 頁 共 16 頁 n=1000 d=1000 60/24=120r/铰孔时 : n=1000 d=1000 60/24=48r/ 夹具设计及定位操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。 30了减少定位误差，以 A 面为基准面，限制 3 个自由度，以左右两销定位，限制两个自由度，再用钩头压板加以固定，以防工件左右移动，起着定位稳定性的作用。 夹具体也是由定位夹紧需要设计而成，工件的拆装也比较方便，总体上这套夹具方案能够满足生产要求。 分析 一批工件逐个在夹具上定位时 ,由 于工件及定位组件存在公差 ,使各个工件所占据的位置不完全一致 ,加工后形成加工尺寸的不一致 ,为加工误差 ,这种只与工件定位有关的加工的误差 ,称为定位误差 . 根据加工要求和基准重合原则，应以底面和两个 9位元件采用一面两销定位。 两个 定位 孔中心距 L 及两个销中心距 l。因 L=444畢業設計說明書 第 15 頁 共 16 頁 所以 L=64 =64 具的零件图、零件毛坯图和零件图见随附图。 结论 通过这次毕业设计，使我对零件制造过程、 加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学三年中所学基础知识的学习和理解，毕业设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际往往存在着各种问