K676-风电液压缸的工艺规程及铣端面的夹具设计
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K676
液压缸
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K676-风电液压缸的工艺规程及铣端面的夹具设计,K676,液压缸,工艺,规程,端面,夹具,设计
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设计说明书题目：液压缸的工艺规程及铣端面的夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 目 录序 言1第一章 零件的工艺分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2第二章 工艺路线的拟定32.1毛坯的选择32.2 定位基准的选择32.1.1粗基准选择32.1.2 精基准的选择42.3 表面加工方法的选择62.4 工艺路线的拟定6第三章 主要工序设计103.1工序1设计103.2工序2设计103.3工序3设计103.4工序4设计113.5工序6设计123.6工序7设计13第四章 夹具设计154.1 任务与要求154.2 定位方案设计154.2.1定位基准的选择154.2.2 定位元件的布置164.2.3 定位误差分析与计算164.3 切削力及夹紧力计算174.3.1 夹紧力计算174.3.2夹紧元件204.4夹具设计及操作简要说明20总 结21致 谢23参 考 文 献24序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。液压缸的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第一章 零件的工艺分析 1.1 零件的作用液压缸的作用：定位和支撑的作用。1.2零件的工艺分析液压缸的工艺有2组加工面的分别为1：以240108的左端面和侧面为基准的加工面，这组加工面包括，铣240222的右端面，钻8-29的孔。2：以240222的右端面和8-29的孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他的孔和端面。第二章 工艺路线的拟定2.1毛坯的选择液压缸零件的材料45，45的可锻性好，因此可用锻造的方法因为是成批生产，采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。2.1.1粗基准选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取上端面和侧端面为定位基准，利用支撑板为定位元件。2.1.2 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：1)为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为精基准。2)为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为精基准。3)为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。4)为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无锻造飞边和锻造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。5) 精基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一精基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。以240222的右端面和8-29的孔为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 表面加工方法的选择序号工序工序内容加工方式1锻造锻造锻造2处理正火处理正火3铣铣240108的左端面铣4铣铣240222的右端面铣5钻钻8-29的孔钻6铣铣240114的左端面铣7镗粗精镗内孔（两个孔系）粗-精镗8铣铣22285的端面（两端）铣9钻钻4-M16的螺纹孔，攻丝钻-攻10钻钻M22的螺纹孔，攻丝，深15，锪孔30，深0.5钻-攻-锪11钻钻M14螺纹孔，攻丝，锪孔20，深0.5钻-攻-锪12钻钻12的通孔钻13钻钻2-M12的螺纹孔，攻丝钻-攻14钻钻6-13的孔钻15检验检验检验16入库入库入库2.4 工艺路线的拟定制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一1锻造锻造2处理正火处理3铣铣240108的左端面4铣铣240222的右端面5钻钻8-29的孔6铣铣240114的左端面7镗粗精镗内孔（两个孔系）8铣铣22285的端面（两端）9钻钻4-M16的螺纹孔，攻丝10钻钻M22的螺纹孔，攻丝，深15，锪孔30，深0.511钻钻M14螺纹孔，攻丝，锪孔20，深0.512钻钻12的通孔13钻钻2-M12的螺纹孔，攻丝14钻钻6-13的孔15检验检验16入库入库方案二1锻造锻造2处理正火处理3钻钻8-29的孔4铣铣240108的左端面5铣铣240222的右端面6铣铣240114的左端面7镗粗精镗内孔（两个孔系）8铣铣22285的端面（两端）9钻钻4-M16的螺纹孔，攻丝10钻钻M22的螺纹孔，攻丝，深15，锪孔30，深0.511钻钻M14螺纹孔，攻丝，锪孔20，深0.512钻钻12的通孔13钻钻2-M12的螺纹孔，攻丝14钻钻6-13的孔15检验检验16入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻孔，再铣端面，违背了先面后孔的原则，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工艺的基本原则，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一。具体的工艺路线如下1锻造锻造2处理正火处理3铣铣240108的左端面4铣铣240222的右端面5钻钻8-29的孔6铣铣240114的左端面7镗粗精镗内孔（两个孔系）8铣铣22285的端面（两端）9钻钻4-M16的螺纹孔，攻丝10钻钻M22的螺纹孔，攻丝，深15，锪孔30，深0.511钻钻M14螺纹孔，攻丝，锪孔20，深0.512钻钻12的通孔13钻钻2-M12的螺纹孔，攻丝14钻钻6-13的孔15检验检验16入库入库第三章 主要工序设计3.1工序1设计锻造3.2工序2设计正火处理3.3工序3设计1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为3.4工序4设计1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为.3.5工序6设计1.选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时： ，则机动工时为3.6工序7设计机床：卧式镗床刀具：高速钢刀具切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册1表2.4-66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册1表2.4-66，取机床主轴转速，代入（式3.1）得：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度，代入（式3.7）得：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：则：本工序用的时间：第四章 夹具设计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。由指导老师的分配，决定设计工序铣端面的铣床夹具。4.1 任务与要求 本夹具主要用于铣端面，本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。4.2 定位方案设计4.2.1定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。我们采用外圆和底面为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。4.2.2 定位元件的布置此夹具采用支撑板，A型定位销和B型定位销为定位元件，支撑板限制3个自由度，分别为Y方向，X，Z旋转的自由度，A型定位销限制2个自由度，分别为X，Z方向的自由度，B型定位销限制一个自由度，即为Y旋转的自由度，精基准定位合理。4.2.3 定位误差分析与计算(1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：则： 经检验合格。4.3 切削力及夹紧力计算 4.3.1 夹紧力计算（1）刀具： 采用端铣刀 31mm z=24机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力4.3.2夹紧元件使用压板和螺母，压紧工件。夹紧机构属于单个螺旋夹紧机构。4.4夹具设计及操作简要说明使用支撑板，A型定位销和B型定位销定位，压板和螺母的压紧力即可指定可靠的卡紧力。本工序为铣床加工，切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑，夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！致 谢
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