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悬梁
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夹具装配图.dwg
夹具零件图.dwg
工序卡片.doc
悬梁毛坯图.dwg
悬梁零件图.dwg
设计说明书.doc
过程卡片.doc
目 录
摘 要 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 1
Abstract …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 2
绪 论 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 3
第一章悬梁零件机械加工工艺规程的编制 …… …… …… …… …… 6
第一节 计算生产纲领确定生产类型…… …… …… …… …… …… 6
第二节 零件的分析 …… …… …… …… …… …… …… …… 7
一、零件的分析 …… …… …… …… …… …… …… …… 7
二、选择毛坯及毛坯制造方法 …… …… …… …… …… …… 7
第三节 工艺规程设计 …… …… …… …… …… …… …… …… 8
一、定位基面的选择 …… …… …… …… …… …… …… …… 8
二、悬梁零件表面加工方法的选择…… …… …… …… …… …… 9
三、制定工艺路线 …… …… …… …… …… …… …… …… 10
四、选择加工设备及工艺装备 …… …… …… …… …… …… 10
五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量的计算 …… …… …… 11
六、时间定额计算 …… …… …… …… …… …… …… …… 14
七、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 …… …… …… 16
第二章悬梁零件专用夹具的设计(铣床夹具的设计)…… …… …… 17
第一节 机床夹具设计的基本要求和一般步骤 …… …… …… 17
一、机床夹具设计的基本要求 …… …… …… …… …… …… 17
二、专用夹具的设计步骤 …… …… …… …… …… …… 17
第二节 悬梁零件的夹具设计 …… …… …… …… …… …… 18
一、零件本工序加工要求的分析 …… …… …… …… …… …… 19
二、拟订定位方案和选择定位元件 …… …… …… …… …… 19
三、确定夹紧方案 …… …… …… …… …… …… …… …… 19
四、夹具精度分析与计算 …… …… …… …… …… …… …… 20
总 结 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 22
致 谢…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 24
参考文献 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 25
摘 要
本设计是关于悬梁零件的加工工艺规程和专用夹具的设计,以介绍设计方法为宗旨,着重实力,力求做到内容详实、完整。
本说明书总共有两章,第一章是机械制造工艺规程设计的基本要求、内容、方法以及步骤;第二章较为详细的论述了对专用机床夹具的基本要求和设计步骤,以及简明扼要的说明了夹具体的设计要求和步骤。
关键词 : 专用夹具 工艺规程 切削用量 加工余量








- 内容简介:
-
1产品型号 零件图号机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 1 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号30 铣上平面 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5025 1夹具编号 夹具名称 切削液粗铣、半精铣大、小头孔左、右端面夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣上端面 通用铣床夹具 150 23.55 0.2 2 12 精铣上端面 通用铣床夹具 300 47.1 0.05 1 1错齿三面刃铣刀设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期2产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 2 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号40 铣底平面 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5025 1夹具编号 夹具名称 切削液通用钻床夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣底平面及燕尾槽 通用铣床夹具 630 23.74 0.3 0.24错齿三面刃铣刀精铣底平面及燕尾槽 通用夹具 300 18 0.3 0.47错齿三面刃铣刀设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期3产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 3 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号50 铣左端面 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5025 1夹具编号 夹具名称 切削液钻床、通用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣左端面 铣床、通用夹具 300 26.56 0.4 0.29错齿三面刃铣刀精铣左端面 铣床、通用夹具 400 13.28 0.4 0.47错齿三面刃铣刀设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期4产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 4 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号60 铣底齿面 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5025夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 铣底齿面 专用夹具 150 23.55 0.2 2 1选用错齿三面刃铣刀设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期5产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 5 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号70 镗孔 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数镗床 T618 1夹具编号 夹具名称 切削液通用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗镗孔留 1mm 余量 通用夹具 1000 2.98 0.2 2 0.227 2.61精镗孔到图示尺寸 1000 3.09 0.15 0.5 0.279 1.86设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期6产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 6 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号80 镗孔 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数镗床 T618 1夹具编号 夹具名称 切削液通用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗镗孔留 1mm 余量 通用夹具 1000 2.98 0.2 2 0.227 2.61精镗孔到图示尺寸 1000 3.09 0.15 0.5 0.279 1.86设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期7产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 7 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号90 钻孔 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z5140 1夹具编号 夹具名称 切削液通用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻螺纹底孔 专用夹具 400 17.58 0.3 0.35 4002 攻螺纹 专用夹具 900 0.24 0.25 0.118 1.77机用丝锥设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期8产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 8 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号100 钻孔攻丝 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z5140 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻螺纹底孔 专用夹具锥柄麻花钻专用夹具 900 0.33 0.25锥柄麻花钻 360 0.15 0.15攻 M6 的螺纹 专用夹具机用丝锥设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期9产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 9 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号110 钻孔攻丝 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z5140 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻各螺纹底孔 专用夹具 400 17.85 0.3 0.35锥柄麻花钻2 攻丝 专用夹具 480 0.15 0.15 0.05 1.77锥柄麻花钻专用夹具机用丝锥设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期10产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 10 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号120 钻孔攻丝 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z5140 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻直径为 42mm 的通孔 专用夹具 400 17.85 0.3 0.35钻螺纹底孔 锥柄麻花钻 0.05 1.77攻 M24 的螺纹 专用夹具 480 0.15 0.15机用丝锥设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期11产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 零件名称 悬梁零件 共 11 页 第 11 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号130 HT200毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z5140 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻 M8 底孔 专用夹具 麻花钻 400 17.85 0.3 0.35攻 M8 的螺纹 专用夹具 480 0.15 0.15 0.05 1.77机用丝锥设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号 签 字 日 期标记处数更改文件号 签 字日 期XX 大学毕业设计(论文)课题:悬梁零件工艺及专用铣床夹具的设计 目 录摘 要 1Abstract 2绪 论 3第一章 悬梁零件机械加工工艺规程的编制 6第一节计算生产纲领确定生产类型 6第二节 零件的分析 7一、零件的分析 7二、选择毛坯及毛坯制造方法 7第三节工艺规程设计 8一、定位基面的选择 8二、悬梁零件表面加工方法的选择 9三、制定工艺路线 10四、选择加工设备及工艺装备 10五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量的计算 11六、时间定额计算 14七、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 16第二章 悬梁零件专用夹具的设计(铣床夹具的设计) 17第一节 机床夹具设计的基本要求和一般步骤 17一、机床夹具设计的基本要求 17二、专用夹具的设计步骤 17第二节 悬梁零件的夹具设计 18一、零件本工序加工要求的分析 19二、拟订定位方案和选择定位元件 19三、确定夹紧方案 19四、夹具精度分析与计算 20总 结 22致 谢 24参考文献 251摘 要本设计是关于悬梁零件的加工工艺规程和专用夹具的设计,以介绍设计方法为宗旨,着重实力,力求做到内容详实、完整。本说明书总共有两章,第一章是机械制造工艺规程设计的基本要求、内容、方法以及步骤;第二章较为详细的论述了对专用机床夹具的基本要求和设计步骤,以及简明扼要的说明了夹具体的设计要求和步骤。关键词 : 专用夹具 工艺规程 切削用量 加工余量 2AbstractThis design is a cantilever parts machining process planning and fixture design, in order to introduce the design method for the purpose. Focus on strength, and strive to achieve accurate and complete.The specification, a total of two chapters. Chapter one is the machinery manufacturing process planning design of the basic requirements, contents, methods and steps; the second chapter is detailed discusses the basic requirements and design procedure of the special fixture, and briefly illustrates the specific design requirements and procedures of the clip. Key words : special fixture technical regulation cutting dosage machining allowance 绪 论3毕业实践工作对于每一位即将毕业的学生来说都是极其重要的,它对我们以后的生活有这或多或少的影响与帮助。对于我们这个专业来说,在以后的工作中有可能会做关于夹具的设计,在这时候,我想以悬梁零件为例,对它的工艺过程以及夹具进行设计。做毕业设计的时候我们可以把以前所学的知识加以综合运用,不能让我们学习到的知识无处施展。机械制造工艺规程的制定在设计中扮演者十分重要的角色,其中的机械加工余量尤为重要,所以,怎样正确的确定机械加工余量,对于节约金属材料,降低刀具损耗,减少工时,从而达到降低产品的制造成本,保证加工质量来说都是极为重要的。在此次的设计过程中,需要广泛的收集各种资料及标准,专用夹具的设计也是设计中的一个重要的部分。夹具可分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具以及检验夹具等等,它是机械制造厂使用的一种工艺装备。一、机床夹具在机械加工中的作用为了保证加工要求,在对工件进行加工的时候,首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置,并且能够保证此位置在加工过程中不会受到外力的影响。因此,将工件装夹好是我们在进行机械加工之前的首要任务。工件的装夹方法共有两种:一种是工件直接装夹在机床的花盘或者工作台上;另一种则是将工件装夹在夹具上。采用第一种方法装夹工件的时候,一般要先按照图样的要求在工件表面划线,划出加工表面的尺寸和位置,装夹时用划针或百分表找正后再进行夹紧。这种方法不需要专用装备,但是效率相对较低,一般用于小批量生产。批量较大的时候,大都使用夹具装夹工件。用夹具装夹工件的好处:1.能保证工件有稳定的加工精度 用夹具装夹工件时,工件相对于刀具及机床的位置精度都由夹具来保证,不会受工人技术水平的影响,能够使一批工件的加工精度相对一致。2.能提高劳动生产率 快速、方便是使用夹具装夹工件的优点,工件找正时不需要划线,明显的减少了辅助工时;工件在夹具中装夹后,工件的刚性有所提高,可以加大切削用量;还可以用多工位装夹工件的夹具,也可以采用高效夹紧机构,进一步提高劳动生产率。3.能扩大机床的使用范围 4.能降低成本 在批量生产中使用夹具后,由于劳动生产率的提高、加工精度的稳定等原因,明显地降低了生产成本。夹具制造成本的分摊对每个工件增加的成本是极少的,远达不到由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量越大,使用夹具所得的经济效益就越明显。二、机床夹具的分类4机床夹具的种类繁多,可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有:1.按夹具的使用特点分类(1)通用夹具 是已经标准化的,可加工一定范围内不同工件的夹具,如三爪定心卡盘、万能分度头、机床用平口虎钳等。这些夹具已经作为机床附件的专门工厂制造供应。(2)专用夹具 是专门为某一工件的某道工序而设计制造的夹具。专用夹具一般在批量生产当中使用。(3)可调夹具 使夹具的某些元件可以调整或可以更换,以适应多种工件加工的夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。(4)组合夹具 是用标准的组合夹具元件、部件,专为某一工件的某道工序组装的夹具。(5)拼装夹具 是用专门的标准化、系列化的拼装而成的夹具。它比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。此类夹具更适合在数控机床上使用。2.按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、数控机床夹具、齿轮机床夹具、自动机床夹具以及其它机床夹具等。3.按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具等。三、机床夹具的组成机床夹具的种类和结构虽然繁多,但它们的组成可概括为下面几个部分。1.定位装置 使工件在夹具中占据正确的位置。2.夹紧装置 将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中不会受到外力的作用而移动。3.对刀或导向装置 用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。4.连接元件 确定夹具在机床上正确位置的元件。5. 夹具体 机床夹具的基础件6.其它装置或元件 指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。如果需加有规律分布的多个表面时,常设置分度装置;预定位装置能方便、准确地定位;而对于大型夹具来说,可以设置吊装元件等。四、本设计的任务本设计的任务是:设计零件的工艺规程以及对典型夹具进行结构分析与精度分析;通过此次的设计使学生学到一些设计的基础知识,并且提高自己分析解决问题的能力。第一章 悬梁零件机械加工工艺规程的编制5第一节 计算生产纲领,确定生产类型一、计算生产纲领,确定生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程有着决定性的作用,它决能定各工序所需的自动化和专业化的程度,还能决定选用哪种的工艺方法和工艺装备。零件的生产纲领可由下式计算而得出。N=Qn(1+a%) (1+b%) 由教材中的生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系,能够选择它的生产类型。如图所示为某产品上的一个悬梁零件(见 CAD 零件图) 。此产品年产量为 5000 台。假设它的备品率为 25%,机械加工废品率为 0.2%,每台产品中此零件有 1 件,现在制定该悬梁零件的机械加工工艺规程。N=Qn(1+a%) (1+b%)=5000*1*(1+25%) (1+0.2%)=6262.5 件/年所以此悬梁零件的年产量约为 6263 件,现已知该产品属于轻型机械,根据生产类型与生产纲领的关系 ,可以确定它的生产类型为中批量生产。中批量生产的工艺特征如下:1.互换性:少数装配精度较高的地方,采用分组装配法和调整法。2.毛坯的制造方法和加工余量:广泛采用金属模机器造型,铸造或其他方法。毛坯的精度越高,加工余量就越小。3.机床设备及其布置形式:大都使用商效专用机床及自动机床,按照流水线和自动排列设备。4.工艺装备:主要都用的是高效夹具,复合刀具,专用量具或自动检验装置,精度要求依靠调整法来达到要求。5.对工人的技术要求:调整工的技术水平要求相对于操作工来说比较高。6.工艺文件:主要有工艺过程卡和工序卡。7.成本:较低。8.生产率:高。9.工人劳动条件:比较优越。6第二节 零件的分析一、零件的分析1.加工表面的形状精度和尺寸精度。2.主要加工表面之间的相互位置精度。3.加工表面的粗糙度和其他表面质量要求。4.热处理及其他要求。悬梁零件的图样的视图要求能保证正确、完整,而且尺寸和公差及技术都要有。但是基准孔 70H8mm 要求比较高,需要绞孔。此零件的两个孔的加工相对比较简单。根据零件的技术要求,其大小孔的两中心的平行度要求比较高,所以在加工的时候需要考虑到这一点来设计夹具。二、选择毛坯及毛坯制造方法1. 根据零件用途确定毛坯类型。2.根据批量生产确定毛坯的制造方法。3.根据手册确定表面加工余量及余量公差。根据技术要求,零件材料为 HT200,即铸铁。热处理正火或退火温度 回火温度870890 620680机械性能 bN/mm sN/mm s% % kJ/cm570 310 15 21 30HT200 表示的是 s310MPa,B570MPa 的铸钢。铸造碳钢的铸造性能相对于铸造铁来说有一定的差距,但力学性能比铸造铁要好。主要用于制造形状不是特别简单,力学性能要求比较高等等的一些的比较重要的机械零件,例如汽车的变速箱壳,机车的联轴器等。 主要化学成分 W% 主要特性 用途举例C Si Mn P S不大于0.40 0.50 0.90 0.04 0.04有较好强度、塑性、焊接、性能尚好。轨刚机架模具、箱体、缸体悬梁、曲轴等。7毛坯的制造方法:根据毛坯的材料,生产类型,生产纲领及零件的复杂程度,确定毛坯可采用铸成型。零件并不复杂,所以毛坯可以与零件的形状尽量相接近。两孔可不必锻出,直接加工。通过查加工余量表,了解到两端面的总加工余量为 3mm,毛坯尺寸可以通过加工余量来确定。选择毛坯铸的主要依据:铸可锻造形状复杂的毛坯,尺寸精度要求较高,尺寸偏差在0.1mm0.2mm,表面粗糙度 Ra 为 12.5m,毛坯的钎维组织好,强度高,生产率较高,但是要用到专用锻模及锻锤设备。批量生产,适于锻造碳素钢,合金钢。 锻件加工表面直线度,平面度公差。铸件长度为 160mm,热处理为调质时,直线度和平面度公差的普通级为 1.1mm,精密度为 0.7mm。第三节 工艺规程设计一 、 定 位 基 面 的 选 择定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线,确定加工方案中首先要做的重要工作。基面的选择是否正确、合理,将直接影响到工件的加工质量和生产率。在选择定位基面时,需要同时考虑以下三个问题:1.以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准,才能保证加工精度,使整个机械加工工艺过程顺利地进行?2.为加工上述精基面或统一基准,应采用哪一个表面作为粗基面?3.是否有个别工序为了特殊的加工要求,需要采用统一基准以外的精基面?精基面的选择:根据精基面的选择原则,选择精基面时,首先应该考虑到基准重合的问题,即在可能的情况下,应尽可能选择加工表面的设计基准为定位基准。 在悬梁机械加工工艺过程中,大部分工序选用悬梁的一个指定的端面和孔作为主要基面,并用大头孔处指定一侧的外圆面作为另一基面。这是因为端面的面积大,定位比较稳定;用孔定位可直接控制大小头孔的中心距。这样就可以使各工序的定位基准统一起来,减少定位误差。再深入研究一下:1.根据零件图,悬梁零件的大小头孔有一端面(即右端面)在一个平面上,因此可以同时加工出来,但另一端面(即左端面)不在一个平面上,这对作为定位基准面来说是不利的。8因此,在加工时我们应当注意其定位方案的合理性。2.孔外圆作为基面,所以小孔外圆表面的加工安排得比较早。 在小孔与大孔作为定位基面前的加工工序且钻孔、扩孔、铰孔,这些工序对于加工后的孔与孔的平行度不易保证,有时会影响到后续工序的加工精度,因此,在加工时应注意,选用合理的定位方案。3.在第一道工序中,工件的各个表面都是毛坯表面,定位和夹紧的条件都较差,而加工余量和切削力都较大,如果再遇上工件本身的刚性差,那么对加工精度会有很大影响,因此第一道工序的定位和夹紧方法的选择,对于整个工艺过程的加工精度通常有较大的影响。悬梁加工就是这样。那么在粗铣中工件如何定位呢?一个方法是以毛坯端面定位,在侧面和端部夹紧,粗铣一个端面后,翻身,以铣好的面定位,铣另一个毛坯面。但是由于毛坯表面不平整,悬梁的刚性差,定位夹紧时工件可能会变形,粗铣后端面似乎平整了,一放松,工件又恢复变形,影响后续工序的定位精度。二、悬梁零件表面加工方法的选择零件各表面加工方法和方案的选择,首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,还须考虑生产率和经济性方面的要求,在选择时,应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度,结合零件的特点和技术要求,做出谨慎的决定。本零件的加工面有:大小孔两端面,端面,侧面,键槽及螺纹孔。大小孔两端面:未注公差,表面粗糙度为 Ra3.2m。需进行粗铣及半精铣。70H11 的大孔:公差等级为 H11,表面粗糙度为 Ra6.3m,采用钻孔及镗孔即可加工出。 40 的孔:未注公差及表面粗造度,采用镗加工即可。17H8 的小孔:公差等级为 H8,表面粗糙度为 Ra3.2m,在已钻出的基础上扩孔及铰孔即可达到要求。铣燕尾槽:未注公差等级,表面粗糙度为 Ra1.6m,即采用粗铣就可以加工出来。8 孔及 M8 螺纹孔:8mm 的孔公差等级未注,表面粗糙度 Ra12.5m,先用 8 的钻头钻通,再用 8 的钻头,再攻 M8 的螺纹。铣 5mm 的键槽:未注公差等级,表面粗糙度 Ra3.2m,采用粗铣即可。零件各表面加工顺序的确定1.械加工顺序安排根 据 机 械 加 工 顺 序 安 排 时 应 遵 循 的 原 则 , 要 考 虑 到 该 工 件 的 具 体 特 点 来 安 排2.热 处 理 工 序 的 安 排由 于 毛 坯 为 铸 件 , 在 机 械 加 工 之 前 , 首 先 安 排 正 火 处 理 , 以 消 除 锻 造 应 力 , 改 善 金 属组 织 , 细 化 晶 粒 , 改 善 切 削 性 能 。93.辅 助 工 序 的 安 排 。 检 验 工 序 : 在 热 处 理 工 序 后 安 排 中 间 检 验 工 序 , 最 后 安 排 终 结 检 验 。三、制定工艺路线制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。1.选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据,主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度,并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法,再确定一系列准备工序的加工方法,最终确定其他次要表面的加工方法。2.在各表面加工方法选定以后,就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中大概的顺序,以定位基准面的加工为主线,妥善安排热处理工序及其他辅助工序。3.排加工路线图表。当生产批量不同时零件的工艺路线也会有比较大的差别,先在列出悬梁零件中批量生产时的工艺路线。四、选择加工设备及工艺装备1.根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素,合理确定机床种类及规格。2.根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。3.根据工件材料和切削用量以及生产率的要求,选择刀具,并且尽量选择标准刀具。4.根据批量及加工精度选择量具。由于生产类型为中批量生产,所以加工设备最好以通用机床为主,辅助的以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。选择机床A,工序铣底平面:是粗铣和半精铣。本零件外轮廓尺寸不大。精度要求不是很高,选用 X5025 立式铣床。B,工序钻孔可以在立式钻床上加工。可选用 Z5140 立式钻床。C,工序铣端面:可以在立式铣床上加工,可选用 X5025 立式铣床。D,工序槽:可用卧式铣床加工出。可选用 X6026 卧式铣床。选择夹具本悬梁零件加工表面,攻 M8mm 螺纹孔等需设计专用夹具外,其他各工序只需要使用通用夹具。选择刀具A,铣十字型槽选错齿三面刃铣刀,零件要求铣刀深度为 12mm。铣刀直径应为110150mm。因此,所选铣刀:十字型通槽宽 4mm 时,铣刀规格为d=16mm,D=50mm,L=4mm,齿数 Z=12。宽 8mm 时,铣刀规格为 d=16mm,D=50mm,L=8mm,齿数Z=12。B,铣两端面时,铣刀选 A 类可转位面铣刀直径为 50mm。10C,钻、扩 30H11mm 的大头端孔:选用锥柄麻花钻,锥柄扩孔复合钻,扩孔时倒角。D,钻 17 mm 孔,再用 17 mm,选用锥柄麻花钻。E,攻 M8mm 等的螺纹:选用机用丝锥。F,钻 2mm 油孔:用 2mm 直柄麻花钻。选择量具本零件属于中批量生产,一般均采用量具,选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量具的测量方法极限误差选择。A,选择加工孔用量具,可选内径百分尺,选分度植为 0.01mm。B,选择加工槽所用量具,选用分度植为 0.02mm,测量范围为 0150mm 的游标卡尺进行测量。五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量的计算1.用查表法确定工序余量。2.当无基准转换时,工序尺寸及其公差的确定应首先明确工序的加工精度。3.当有基准转换时的工序尺寸及其公差应由计算算工艺尺寸链获得。4.确定工序尺寸一般的方法是,由加工表面的最后一道工序往前推算,最后一道工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时,同一表面多次加工的工序尺寸只与工序(或工步)的加工余量有关。有基准转换时,工序尺寸应用工艺尺寸链计算。切削用量的选择单件小批量生产时,一般可由操作工人自定,中批量生产条件下,工艺规程需要给定切削用量的详细数值,选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性,具有选用可参考各类工艺人员手册。工序粗铣及半精铣两端面查有关手册平面加工余量表,得半精加工余量 Z 为 1 mm,已知端面总余量 Z 总为 3 mm,故粗加工余量 Z 粗=(3-1)mm=2 mm。半精铣上端面以底端面定位,工序尺寸为:X 小精=61-0.5 mm,X 大精=23mm则粗铣右端面工序尺寸X 小精为 62mm,X 大精为 24mm。查教材表 316 平面加工方法,得粗铣加工公差等级为 IT1113,取 IT11,其公差 T 小精=0.13mm,T 大精=0.19mm,所以 X 小精=(620.065)mm, X 大精=(240.095)mm。11加工端面的工步余量和工序尺寸及公差/mm加工表面 工序边余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度/um粗 半精 粗 半精 粗 半精上端面 2 1 620.065 610.037 6.3 3.2下端面 2 1 240.095 230.026 6.3 3.2左端面 2 1 590.065 58-0.5 6.3 3.2左端侧面 2 1 210.095 200.026 6.3 3.2校核精铣余量 Z 精Z 小精=X 小精 min X 小精 max=(62 0.13)(61+0)mm=0.87mmZ 大精=X 大精 min X 大精 max=(240.19)23mm=0.81mm故余量足够。查阅相关资料手册,取粗铣的每齿进给量 fz=0.2mm/z;半精铣的每转进给量 f=0.05mm/z,粗铣走刀 1 次,ap =2mm;半精铣走刀 1 次,ap=1mm。取粗铣的主轴转速为 150r/min,取半精铣的主轴转速为 300r/min,又前面已选定铣刀直径 D 为 50 mm,故相应的切削速度分别为:粗加工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min半精加工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min工序:钻、扩、铰 8 的孔,17H817H8 的孔钻、扩、铰余量参考有关资料手册 Z 扩=0.9mm,Z 铰=0.1 mm,由此可推算出 Z 钻=(14/2-0.9-0.1)=6 mm。参考 Z25140 机床技术参数表,取钻孔 17H8 的进给量 f=0.3 mm/ r,参考有关资料得钻孔 17 的 v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出转速为:n=1000v/d=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min按机床实际转速取 n=630 r /min,则实际切削速度为:Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min查阅相关资料可知:Ff=9.81*42.7dof0.8KF(N)M=9.81*0.021 dof0.8KM(Nm)钻 12 mm 的孔 Ff 和 M 如下:12Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 NM=9.81*0.021*12*0.30.8*1 Nm=11.32 Nm锪孔 52 mm,参考相关资料,并且参考机床实际进给量,取 f=0.3 mm/ r。 (因扩的是盲孔,所以进给量取得较小)参考相关资料,扩孔切削速度为钻孔是的 1/2-1/3,故取扩孔时=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。由此算出转速为:n=1000v/d=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min按机床实际转速取 n=300 r /min。参考相关资料,取铰孔的切削速度为 Vc=0.3 m/s=18 m/min。由此算出转速为:n=1000v/d=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min按机床实际转速取为 n=400 r /min。则实际切削速度为:Vc=d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min工序:镗 70H11 mm 的孔70H11 mm 的孔,扩余量参考有关手册取 Z 扩=0.9 mm。由此可算出 Z 钻=(30/2-0.9)=14.1 mm镗 70H11 mm 的孔的加工余量表加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸70H11 粗孔 14.1 68.270H11 精孔 0.9(单边) H11 70+0.13参考 Z25140 机床技术参数表,取钻孔 30H11 mm 的进给量取 f=0.4 mm/ r。参考相关资料,得钻孔 68.2 mm 的切削速度 Vc=0.445m/s=126.7m/min。由此可算出转速为:n=1000v/d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min按机床实际转速取 n=300 r /min,则实际切削速度为:Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min查阅相关资料可知:Ff=9.81*42.7dof0.8KF(N)M=9.81*0.021 dof0.8KM(NM)所以 70 的 Ff 和 M 如下:Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 NM=9.81*0.021*28.2*0.40.8*1 NM=78.71NM13镗 68H11 mm 的孔,参考机床实际进给量取 f=0.4 mm/ r。参考相关资料,扩孔切削速度为镗孔时的 1/21/3,故取扩孔时=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。由此可算出转速为:n=1000v/d=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r /min按机床实际转速取 n=400 r /min。确定铣键槽时的工序尺寸。粗铣就可达到零件图样的要求,则该工序尺寸:槽宽 5mm、8mm、深 12mm。其工序余量既等于总余量 12 mm。钻 17 mm 攻 M8 的螺纹。本工序用钻孔就可以达到零件的图样要求。本工序的切削用量及其余次要工序设计略。六、时间定额计算1.计算工序钻孔的时间定额(1)机动时间。参考相关资料,得钻孔的计算公式为:Tj=(l+l1+l2)/fnL1=D/2cotkr+(12)L2=14,钻孔时 l2=0。对钻 17 mm 的孔有:L1=D/2cotkr+(12)=12/2cot(118/2)+1.5 mm5.1mmL=40mm,取 l2=0 mm。将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式得:Tj=(40+5.1+0)/0.3*630 min0.24min参考相关资料,可知扩孔的计算公式为:Tj=(l+l1+l2)/fnL1=(D-d1)/2cotkr+(12)对扩孔 17 mm 有:L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(13.8-12)/2cot60+1.5 mm2 mmL=40mm,取 l2=0 mm。将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式得:Tj=(40+2+0)/0.3*300 min0.47min对铰孔 17 mm 有:14L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(14-13.8)/2cot45+1.5 mm1.6 mm将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式得:Tj=(40+1.6+0)/0.3*400 min0.35min(2)总机动时间 Tj(既基本时间 tb)为:Tb=(0.24+0.47+0.35)=1.06 min。2.计算工序镗 70 孔的时间定额(1)机动时间。参考相关资料得钻孔的计算公式为:Tj=(l+l1+l2)/fnL1=D/2cotkr+(12)L2=14,钻盲孔时 l2=0。对钻 68.2 mm 的孔有:L1=D/2cotkr+(12)=28.2/2cot(118/2)+1.5 mm9.96mmL=21.5mm,取 l2=3 mm。将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式得:Tj=(21.5+9.96+3)/0.4*300 min0.29min参考相关资料,得扩孔的计算公式为:Tj=(l+l1+l2)/fnL1=(D-d1)/2cotkr+(12)对镗孔 70 mm 有:L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(30-28.2)/2cot60+1.5 mm2 mmL=21.5mm,取 l2=3 mm。将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式得:Tj=(21.5+2+3)/0.4*140 min0.47min(2)总机动时间 Tj(既基本时间 tb)为:Tb=(0.29+0.47)=0.76 min。七、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡1.工艺过程综合卡片简要写明各道工序,作为生产管理使用。2.工艺卡片详细说明整个工艺过程,作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件,除了写明工序内容以外,还需要填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等主要内容。3.序卡片15用于指导工人进行生产的比较详细的工艺文件,在批量生产的关键零件的关键工序才使用。(1)简图可按比例缩小,用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图,除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面,其余线条可省略,尽量做到简洁明了。(2)被加工表面用粗实线表示,其余均用细实线。应标明本工序的工序尺寸,公差及粗糙度要求。(3)定位、夹紧表面应以规定的符号标明。 16第二章 悬梁零件的夹具设计( 铣夹具的设计)第一节 机床夹具设计的基本要求和一般步骤一、对专用夹具的基本要求如下1.保证工件的加工精度专用夹具应该有较为合理的定位方案,标注匹配零件的尺寸、公差和技术要求,必要时进行精度分析,确保工件的加工精度要求夹具能够满足。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小,来设计适合此工件的夹具,以达到缩短辅助时间,提高生产效率的目的。3.工艺性能较好专用夹具的结构应简单一些,便于零件的加工和装配。专用夹具适合于单件生产。如果最终精度是由调整或修配保证的时候,夹具上一般需要设置调整或修配结构。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠,排屑应方便,必要时可设置排屑结构。5.经济性能较好制作专用夹具除了要考虑本身结构简单、标准化程度高外。还需要根据生产纲领对夹具的制作进行必要的经济分析,以此来提高夹具的经济效益。二、专用夹具的设计步骤如下1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步需要在已知生产纲领的前提下,仔细研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程以及设计任务书,进行工艺分析。主要目的是为了了解工件的结构特点等方面;从而确定这一道工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集相关资料,如机床的技术参数,夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准,各类夹具图册、夹具设计手册等,还可收集一些同类夹具的设计图样,并了解该厂的工装制造水平,以供参考。2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图17(1)确定工件的定位方案,设计定位装置。(2)确定工件的夹紧方案,设计夹紧装置。(3)确定对刀或导向方案,设计对刀或导向装置。(4)确定夹具与机床的连接方式,设计连接元件及安装基面。(5)确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。(6)确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。(7)绘制夹具草图,并标注尺寸、公差及技术要求。3.进行必要的分析计算工件的加工精度较高时,应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具,需计算夹紧力。当有几种夹具方案时,可进行经济分析,选用经济效益较高的方案。4.审查方案与改进设计夹具草图画出后,应咨询相关专业人员的意见,并送有关部门审查,然后根据他们的意见对夹具方案进行更进一步的修改。5.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准进行绘制。绘图比例尽量采用 1:1。主视图按夹具面对操作者的方向进行绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达到位。夹具总图绘制的顺序如下:(1)用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中,工件可看作透明体,不遮挡后面夹具上的线条。(2)依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。(3)标注必要的尺寸、公差和技术要求。(4)编制夹具的明细表还有标题栏。完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。6.绘制夹具零件图夹具中的非标准零件要画零件图,并按夹具总图的要求,确定零件的尺寸、公差及技术要求。第二节 悬梁零件的铣床夹具设计18如图所示为悬梁类零件悬梁零件图一、零件本工序的加工要求分析本工序使用机床为普通铣床加工;刀具为通用标准铣刀具。二、订定位方案和选择定位元件1.定位方案 根据工件结构特点,其定位方案如下。以左端的 V 型块作为定位基准。再选右端面为定位基准,限制工件的 6 个自由度,2.选择定位元件根据定位方式的选择,选用 V 型块3.定位误差的计算由于加工上平面采用底平面定位,加工要求不高,其他精度可以不必计算。三、定夹具方案查阅参考夹具资料,采用螺钉右端面夹紧工件。如图所示:19四、具精度分析与计算由图可知,在此次设计的夹具需要保证的加工要求有:尺寸 230mm 的孔与其配合的型块之间的最大转动允差为 0.183,其精度验算如下: D= B+ Y= d1+ D1+X1min=X1max=30.13-29.947=0.1832/3 K因而此夹具能够保证上平面的加工要求和平行度要求定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般情况下需要使用的有两个。两个定向槽的距离稍微离得远一些。铣床工作台 U 形槽和定向槽相互的配合,使能够保证夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向的位置是正确的。承受铣削时产生的扭转力矩定向槽可以承受,而且它也可以减轻夹紧夹具的螺栓所受的负荷,使夹具在加工中的稳固性得到有效地加强。查阅资料可知定向键的结构如图所示。20图 A 定向键查阅资料可知夹具 U 型槽的结构如图所示。图 B U 型槽主要结构尺寸参数如下表所示。U 型槽的结构尺寸螺栓直径 d D1DL12 14 30 20对刀装置是依靠对刀块来实现的,用来准确定位刀具与夹具的相对位置。21由于本道工序是完成粗精铣加工,所以选用直角对刀块。根据 GB224380 直角对到刀块的结构和尺寸如图 C 所示。 1014737825图 C 直角对刀块塞尺所选用的平塞尺,其结构如图所示。 标 记四 周 倒 圆图 D 平塞尺塞尺尺寸如下表所示。平塞尺结构尺寸公称尺寸 H 允差 d C3 -0.006 0.
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