0079-工艺夹具-铣床升降台机械加工工艺及刨燕尾夹具设计
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工艺
夹具
铣床
升降台
机械
加工
燕尾
设计
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摘要
零件的加工工艺编制,在机械加工中占有非常重要的地位,零件工艺编制得合不合理,这直接关系到零件最终能否达到质量要求;夹具的设计也是不可缺少的一部分,它关系到能否保证加工质量和提高加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。
铣床在如今机械加工中占的比重越来越大,升降台作为铣床的一个重要组成部分,其加工质量的好坏,将直接影响铣床的加工性能。
加工精度的不断提高,产品质量要求上升,在铣床加工精度相对更高的前提下,铣床的需求量将大幅度上升!
此次毕业设计的题目是铣床升降台加工工艺与刨燕尾夹具设计,铣床升降台做为一个箱体零件,加工面较多,在制造和设计时考虑到各方面的因素,编制工艺比较繁杂,在制造时因注意各处倒角的大小,特别是在加工内表面时存在一定难度,此零件在加工时分成几个加工面组,依次进行加工,从而减少加工中的错误,减少加工时间。在钻各孔时尽量在一次装夹中采用摇臂钻床来完成。尽量使工序集中来提高生产率。
在设计刨燕尾槽专用夹具时,为了能降低劳动强度,提高生产率,主要采用两螺栓和两压板对工件进行夹紧,在设计时主要应注意零件的定位。夹具的夹紧力与加工的切削力方向相同,因此加工时所需夹紧力降低,装夹稳定性增加,加工效率提高。
关键词:机械加工工艺、升降台、夹具













- 内容简介:
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毕 业 设 计(论 文)说 明 书 题 目 铣床升降台机械加工工 艺及刨燕尾夹具设计 四 川 理 工 学 院 毕业设计(论文)任务书 设计题目: 铣床升降台机械加工工艺及刨燕尾夹具设计 1 毕业设计(论文)的主要内容及基本要求 1,绘制铣床升降台零件图和毛坯图各 1 张 2制定铣床升降台机械加工工艺规程 1 份 3设计铣床升降台刨燕尾夹具并绘制装配图 1张 4绘制刨燕尾夹具零件图 2张 5编写设计说明书 1份 2 指定查阅的主要参考文献 1机械制造工艺设计手册 2机械设计手册 3机床夹具设计手册 3 设计的原始参数 1铣床升降台图纸 1张; 2生产纲领: 500件 /年 4进度安排 设计(论文)各阶段名称 起止日期 1 搜集设计资料 ,撰写开题报告 ,绘制铣床升降台零件图 进行铣床升降台的工艺设计并绘制毛坯 图、填写机械加工工艺过程卡片和工序卡片 设计铣床升降台刨燕尾夹具并绘制装配图、零件图 编写设计说明书 检查、修改 :本表一式三份,系、指导教师、学生各一份 摘要 零件的 加工 工艺编制,在机械加工中占有非常重要的地位,零件工艺编制得合不合理,这直接关系到零件最终能否达到质量要求;夹具的设计也是不可缺少的一部分,它关系到能否 保证加工质量和 提高加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。 床在如今机械加工中占的比重越来越 大 ,升降台作为铣床的一个重要组成部分,其加工质量的好坏,将直接影响铣床的加工性能。 加工精度的不断提高,产品质量要求上升,在铣床加工精度相对更高的前提下,铣床的需求量将大幅度上升! 此次 毕业 设计 的题目是 铣床升降台加工工艺与刨燕尾夹具 设计 , 铣床升降台做为一个箱体零件,加工面较多,在制造和设计时考虑到各方面的因素,编制工艺比较繁杂,在制造时因注意各处倒角的 大小 ,特别是在加工内表面时 存 在一定难度 ,此零件在加工时分成几个加工面组,依次进行加工,从而减少加工中的错误,减少加工 时间。在钻各孔时尽量在一次装夹中采用摇臂钻床来完成。尽量使工序集中来提高生产率。 在设计刨燕尾槽专用夹具时,为 了 能降低劳动强度,提高生产率,主要采用两螺栓和两压板对工件进行夹紧 ,在设计时主要应注意零件的定位。夹具的夹紧力与加工的切削力方向相同,因此加工时所需夹紧力降低,装夹 稳定性 增加,加工效率提高。 关键词: 机械加工 工艺、 升降台 、 夹具 of a in is is to is an of it is to we is a 第二章 工艺规程的设计 in an of as an of he a to be to of as a in at of in is a of of in In of to of a to be To to In of as it of to of of 前言 在机械制造批量生产中 , 根据加工工件的工艺要求,合理编制工艺和使用夹具是充分发挥机床的作用,保证产品质量,缩短辅助时间,提高劳动生产率,降低生产成本以及减轻劳动强度的重要手段,因此机床夹具在机械制造行业中占有十分重要的地位。 铣床升降台的设计制造完成 后 ,是通过铸造 成 形 ,机械加工各面,使各面满足要求而完成的。 铣床升降台在 铣 床 中主要用于安装 床鞍,以实现 工作台 的横身长纵向 运动。因此,它 有较高的精度和 表面 粗糙度要求。 对零件进行工艺编制,使得工人和 管理人员 对此零件 的加工过程 有更清晰的认识,从而 保证零件的加工质量 。 针 对其中一道工序进行专用夹具设计,更能清楚的了解到在制造行业中,对零件分析的重要性,如果没有对零件进行深入的分析 , 将无法设计出一个合理的夹具。 本次主要是对铣床升降台加工工艺编制及刨燕尾槽的专用夹具设计, 通过这次设计的 完成,其目的在于回顾自己大学四年所学的专业知识,提高自身的专业知识的理论水平,在工作之前就有一次自己独自搞一个题目的锻炼,从中提高自己分析问题、解决问题的能力,为以后工作打下一定的基础。 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 前言 第 一 章 零件的分析 . 1 零件的作用 . 1 零件的工艺分析 . 1 第 2 章 工艺规程的设计 . 2 确定毛坯的制造形式 . 2 基准的选择 . 2 基准的选择 . 2 基准的选择 . 2 制定工艺路线 . 3 定工艺路线方案 . 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确 定 . 4 定切削用量及基本工时 . 4 第 3 章 专用夹具的设计 . 31 问题的指出 . 31 夹具的设计 . 31 位基准的选择 . 31 削力及夹紧力的计算 . 31 位误差的分析 . 32 具安装及操作的简要说明 . 33 第 4 章 结论 . 34 参考文献 . 35 致谢 . 36 毕业设计 1 第一章 零件的分析 件的作用 题目所给的零件是铣床的升降台,该零件作为铣床上的重要组成部分,它的加工精度的高低将直接影响 铣床 加工出的零件的好坏。升降 台在铣床上主要用于安装 床鞍, 工作台 装在床鞍上 , 使 工作台可做纵向,横向和垂直 的 进给 运动 ,升降台铣床用于 加工中小型零件的平面、沟槽、螺旋面或成形面等,主要有万能式、卧式和立式三种。 件的工艺分析 升降台加工表面较多,现对其大至做以下分析: 以上导轨平面为主的,导轨平面、中间盖板面,对于导轨两立面对中槽中心线有个平行度的要求。加工 26 45空刀槽。 21 空刀槽加工。对 115 平面加工其表面对于后导轨面因保证其垂直度要求。右窗口加工。 后面加工为主,后表面的平面度,以及相对 中槽中心线垂直度,都有一定要求。后导轨面 55,空刀槽 6 6 27 30。 对各孔分析 关于孔的加工主要有:镗 80 7J 前孔,后孔;镗 72 7H 以及 80 7H 、 120 端面;钻,扩,镗 80 ;钻,功丝 449214 12G ;钻 ,空口铰 8,攻底面 44孔 4- 9上面;钻,攻 1012G 倒角,锪 4- 9钻 3- ,及孔口扩 孔 3,攻 8234,锪 2- 40后面;钻,铰 5 2- - 0相通。 这些孔与孔之间,与面之间都有一定的位置要求: 80 7J 和 72 7H 在位置上都有着相同的位置度要求,对上导轨面保证平行 面对孔中心线的同轴度要求为 80 7H 相对于 3中心线的平行度为 以上分析可知,对于这 3组加工表面而言,可以先加工其中一组表面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。 第二章 工艺规程的设计 2 第二章 工艺规程的设计 定毛坯的制造形式 零件的材料为 虑铣床升降台作为一个支承运动部件在机械加工中不需承载太大载荷与运 动,主要做直线运动,所受的交变载荷与冲击载荷都相对较小,所以力学性能要求相对较低,零件外形尺寸较大, 形状 比较复杂,生产量要求已达到大批量生产,所以毛坯可选砂型铸造,这对提高生产率,保证加工质量也是有利的。 准的选择 基 面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的合理与正确,直接影响到加工效率和加工质量,不合理的基准选择会造成加工过程中问题的不断出现,更有甚者,还会造成零件大批报废, 使 生产无法进行,利益受到损失。 基准的选择 本零件是一 较大 箱体零件 ,要求加工面较多,对于左 右面, 铸造 时已铸出窗口,当不方便用来作为粗基准加工,上导轨面虽然形状平整,但加工面太多,且不好装夹,故也不亦选用,工件长度为 825较长,而且重量较大,如果以前后面装夹,在定位方面存在一定难度,所以 最理想的可以底平面做粗基准,底平面 825 340,作为一个大平面在装夹时也好装夹,同时一大平面定位也较容易, 从而来对零件进行加工。 基准的选择 精基准的选择主要应考虑基准重合的问题,当 定位 基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,从而保证加工的精度与位置要求。 升降台的加工面比较多,各加工面的精基准将在 后面分别加以说明。 件表面加工方法选择 本零件的加工面有零件各端面、孔、槽、小孔等,材料为 照机械制造工艺设计简明手册,其加工方法选择如下: ( 1) 底面:为未注公差尺寸, 根据 ( 2) 导轨平面:为未注公差尺寸,公差等级 精铣(表 ( 3) 中间盖板 面:公差等级为 进行粗铣,半精铣( ( 4) 压板面:公差等级为 精刨(表 ( 5) 右面窗口:为未注公差尺寸,公差等级 粗铣,半精铣毕业设计 3 (表 ( 6) 80差等级为 粗镗,半精镗,精镗( ( 7) 80差等级为 需粗镗,半精镗,精镗( ( 8) 120端面:公差等级为 粗镗,半精镗,精镗( ( 9) 前面,后面:公差等级为 粗刨,半精刨(表 ( 10) 150 2空刀面:公差等级为 需粗刨即可(表 ( 11) 165槽:公差等级为 粗刨 ,精刨 。 ( 12) 后导轨平面 : 公差等级为 粗刨,半精刨。 ( 13) 左、右面:公差等级为 面粗糙度 粗刨。 ( 14) 上面:公差等级为 粗铣,半精铣。 ( 15) 左面限位开关:公差等级为 粗铣,半精铣。( ( 16) 导轨外侧立面:公差等级为 粗刨,半精刨。 ( 17) 导轨立面:公差等级为 粗刨,半精刨。(表 ( 18) 右面 80孔:公差等级为 镗(表 ( 19) 螺纹孔:采用摇臂钻床钻,攻各螺纹孔。 定工艺路线 定工 艺路线方案 制定工艺路线的出发点,应使零件的几何形状,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。除此以外还应考虑经济,利润,以便降低生产成本降低,按照 先面后孔和 先粗后精 的 原则, 制定 加工工艺路线如下: 工序 一 : 铣底面,选 工序 二 : 以底面为基准,粗铣导轨平面,中间盖板面;粗铣左面限位开关。 工序 三 : 以底面为基准,粗,精铣右面窗口面。 工序 四 :以 底面 为基准,粗刨,半精刨两外侧立面,导轨 立面;半精刨导轨两平面,中间盖板面;粗刨 , 半精刨两压板面 ;粗刨,半精刨导轨空刀槽;粗刨压板面 21 空刀槽;刨导轨倒角 6用 工序 五 : 以水平导轨面及立面定位,粗刨,半精刨后面,前面;粗刨,半精刨后导轨平第二章 工艺规程的设计 4 面, 55 后斜面;刨后导轨 150 2 空刀面, 5 2 空 刀 槽;粗刨,精刨 165 槽成;粗刨左右面;粗刨,半精报刨后面 90斜面和 45斜面;后导轨各处倒角,刨 6 627 30空刀槽。选用 ,并加以专用夹具。 工序 六 :以下面为基准。粗铣,精铣上端面;精铣左面限位开关;精铣左面窗口上内面,下内边面,后内边面,前内边面,选用 床加工。 工序 七 :以水平导轨平面及里面为基准定位,粗镗,半精镗,精镗 80 7J 孔,粗镗,半精镗,精镗 孔及 120端面,镗底面窗口孔。选用 工序 八 : 以下面为基准,粗镗右面 80孔,选用 工序 九 :钻,扩,攻 440, 95, 25,钻,攻 2G ,钻 用摇臂钻床。 工序 十 :去色,去刺,倒角,整形, 清 屑,交验。 工序 十一 :涂漆,入库。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。 械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 “铣床升降台”零件材料为 度为 110小抗拉强度 :170最小壁厚为 20坯重量约为 275产类型为大批生产,采用砂型铸造成型毛坯,查机械制造工艺设计简明手册表 工余量等级 寸公差等级 根据砂型铸造的铸件,顶面的加工余量等级,比底面,侧面的加工余量等级需降一级选用。砂型铸造孔的加工余量等级可选用与顶面相同的等级。于是可确定其加工余量:(按机械制造工艺设计简明手册表 余量选择如下表: 高度方向 加工余量等级 加工余量值 下表面 表面 H 轨平面 H 间盖板面 H 板面 H 80H 120端面 G 宽度方向 加工余量等级 加工余量值 后导轨面 轨两外侧面 业设计 5 导轨立面 面限位开关 G 面窗口 G 5 右面窗口 G 6 长度方向 加工余量等级 加工余量值 前面 G 导轨面 G 80H 80孔 H 余 加工余量等级 加工余量值 55 斜面 H 确定切削用量及 基本工时 相关术语 : t 3 刀具主偏角 4l f i h 每分钟的往复行程数 v 刨削平均速度与回程平均速度之比 1l 2l 工序一:铣底面 ( 20) 切削用量 底平面为一大面,面较为规则,公差等级为 d=( )刀直径 d=400数 z=14。(根据 已知铣削宽度 340,铣削深度 。机床选用 (1) 决定每齿进给量 f 根据机械制造工艺设计简明手册表 0机械制造工艺设计简明手册表 齿进给量 0 . 1 4 0 . 2 4zf m m z,现取0 zf m m z 。 (2) 决定切削速度 v 和工作台每分钟进 给量,械加工工艺手册表 第二章 工艺规程的设计 6 公式计算: 0 . 200 . 3 2 0 . 1 5 0 . 3 5 0 . 2 0 . 6 8245 60vp f a a a 式中: 30 4 0 0 , 2 5 . 2 1 0 , 6 . 5 , 4 3 4 , 0 . 2p e a a a , 。 0 . 23 0 . 3 2 0 . 1 7 0 . 3 5 0 . 2 0 . 6 82 4 5 4 0 0 1 . 0 4 9 m i n( 2 5 . 2 1 0 ) 6 5 0 . 2 3 4 0 6 0 1 0 0 0 1 0 0 0 4 9 3 9 m i 根据 选择 35 所以实际切削速度 4 0 0 3 5 4 4 m i 0 0 1 0 0 0 工作台每分钟进给量为: 0 . 2 1 4 3 5 9 8 m i nm z zf f z n m m 根据 表 选择 1 1 0 m i m m则实际的每齿进给量为: 110 0 . 2 21 4 3 5ff m m (3) 检验机床功率,根据 铣削时功率为 1000由: 0 . 9 0 . 7 4 1 . 0 1 . 009 . 8 1 5 4 . 5c p f e F ZF a a a z d k 式中 06 . 5 , 3 4 0 , 0 . 2 2 , 1 4 , 4 0 0 , 0 . 7 9p e f F Za a a z d k 0 . 9 1 . 0 0 . 7 4 1 . 09 . 8 1 5 4 . 5 6 . 5 3 4 0 0 . 2 2 1 4 4 0 0 0 . 7 9 8 8 3 6 4 4 m i n 0 . 7 3v m m s 8 8 3 6 0 . 7 3 6 . 4 51000cp k w 0采用所选切削用量。 确定的切削用量为: 0 m m z 9 8 m m m 35 44 m (4) 切削 工时计算 根据表 铣刀铣平面的基本时间为: 12 7 8 8 1 2 3 2 8 . 3 m i l 毕业设计 7 式中 1 0 07880 . 5 ( ) 2 1 2 0ll d c d c 020 64所以 : 7 8 8 1 2 0 4 8 . 3 m i 工序二 铣导轨平面,中间盖板面,左面限位开关结合面 (一 ) 粗铣导轨平面 (1) 切削用量 公差等级 选刀具为硬质合金 镶齿式面铣刀 ,=160,L=45,d=50,Z=16. 根据 实用手册表 一次加工余量可达 4以现取 Z=7两次走刀。 于是铣削宽度 削深度 选用 铣两平面,根据表 630据表 得 f ,取 ;表 T=310 s=240决定 v 和根据实用手册表 15 0 式中: ,0,45 ve m i 60245 m 910001000 rd 根据表 取 可得实际 m 401601000 工作台每分钟进给量为 : m 第二章 工艺规程的设计 8 根据表 所以实际 30 机床功率 0 0 1 6 (2) 切削工时 查表 : if 21 655l 2)(01 502)1 l 42l 422 i 所以 m 50655 t(二 ) 粗铣中间 盖板面 (1) 切削用量 公差等级为 择刀具 :镶齿套式面铣刀 ,查表 D=250 L=45 d=50 z=20 根据实用手册表 铣削宽度 e 13 ,深度 查表 T=240 切削速度: m 50245 m 可得实际 m 5250 m 3 2 (3) 切削工时 if 21 毕业设计 9 655l 2)(01 742)10250(l 42l 212 i 所以 m 74655 t(三 ) 粗铣左面限位开关 (1) 切削用量选择 公差等级为 镶齿式端面铣刀 ,查表 D=100 L=40 d=32 z=10 宽 60表 T= m s m 00245 m 01000 查表选择 m 查表选择 (2) 切 削工时 m 166021 if 粗铣右面窗口面 查表 择镶齿套式面铣刀 D=45 L=45 d=50 z=26 90 查表 3202 2.0 削速度修正系数 : m m 71000 查表选择 实际 m 03201000 第二章 工艺规程的设计 10 m 查表选 工时计算 : m 7726521 精铣右面窗口面 查表 铣达到 ,取 所以 选硬质合金端铣刀 D=320 z=12 T= m S 90有 m 20245 m 选择 所以有 m 12320 m 查表 择 工时计算 341l 22l m 3426521 工序四 粗刨 ,半精刨 ,导轨立面 ,半精刨导轨两平面 ,中间盖板面 ,两外侧立面 ,粗刨 ,半精刨两压板面 ,刨导轨空刀槽 45662 ,刨压板面 142 空刀槽 ,刨导轨倒角 1R 至 (一 ) 粗刨导轨两外侧立面 该工序均选择龙门刨床 削最大长度 4000最大宽度 1250最大高度1000主电机功率 55作台 8 210。 确定切削用量 : 取 切削速度 查表 , F=7210N, 毕业设计 11 切削工时 : 查表 r 43式中 :)1(1000 , L= m 71000 d 8 , 3 则 : m 638 t(二 ) 半精刨导轨两外侧立面 查表 ) m .1 , , 01008535 mz 行程次数 :1 切削工时 : r m 338 t(三 ) 粗刨导轨两立面 切削用量选择 : 5 210 削工时 : r 28B m 628 t(四 ) 半精刨中间盖板及导轨两端 切削用量选择 : 查表 以采用一个垂直刀架及两个水平刀架同时加工平面侧面 查表 ) 取 5 16v 01008535 mZ 工时计算 : 中间盖板面 : r 12i m 2170 r m 228 t(五 ) 半精刨导轨两平面 切削用量选择 : 5 , 工时计算 : m 1 1 5 以 t (六 ) 粗刨两压板面 选择切削用量 : 查表得 74.1f 0 5 0 0m 30 r m 25 t (七 ) 半精刨两压板面 切削用量选择 : m 5,5.1 第二章 工艺规程的设计 12 工时计算 : r m 30 t (八 ) 刨导轨空刀槽 切削用量选择 : H=6 s 60,m i 工时计算 : r m t (九 ) 刨压板面 21空 刀 槽 切削用量选择 : 查表 1 60,19, r H=4 m t 工序五 粗刨 ,半精刨后面 ,前面 ,粗刨 ,半精刨后导轨平面 ,55后斜面 ,刨后导轨中间空刀 面,空到槽 ,粗刨左面,右面,粗刨、精刨后面 90 45斜面。 所选机床为 门刨床 (一 ) 粗刨后面 查表 杆 30 45 粗刨时余量 z=5,留余量 z= 查表 ) 进给量 f 取 查表 切削速度 计算工时 : 43 B=60 1c o 4 m 51000)1(1000 d s L= 所以 m 660 t(二 ) 粗刨后面 切削用量选择,查表 ) p 5 查表 取 计算工时: 毕业设计 13 m 61000 d r 得 m 360 t(三 ) 粗刨前面 切削用量选择,查 机械加工工艺手册 计算工时: 63l 15021 L= m 51000 d r m 63 4
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