2113-- 支座-4的工艺规程及钻侧面2-M6的螺纹孔夹具设计
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2113-
支座-4的工艺规程及钻侧面2-M6的螺纹孔夹具设计
2113
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称支座零件名称支座共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号11钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻侧面2-M6的螺纹孔,攻丝麻花钻,游标卡尺600300.251220.23 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 期机械制造技术基础课程设计说明书 题目:支座4机械加工工艺过程及钻侧面2-M6的孔夹具设计 系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化学 号 6014201175 姓 名 吴贤区 指导教师 张玥 2017年 10 月 24 日设计任务书设计内容与要求:1制定支座4 零件机械加工工艺规程,编制机械加工工艺过程卡片,选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具;2对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算;3确定毛坯制造方法及主要表面的总余量;4确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求;5对两道工序进行工序设计,编制机械加工工序卡片,画出的工序简图,选择切削用量,计算时间定额;6设计_钻侧面2-M6孔_夹具,绘制夹具装配图,进行必要的计算(如夹具元件结构尺寸计算,切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等);7对艾彦浩 同学的设计进行校对;8编写设计说明书。车间设备(与设计有关的设备):立式铣床X51K,X52K;卧式铣床X61W,X62W;工具铣床X8120;摇臂钻床Z35;台式钻床Z4115;外圆磨床MG1416,MG1432;内圆磨床MG2110,MG2120;平面磨床M7120;卧式镗床T6150。 设计小组:组长:李佳乐成员: 吴贤区、艾彦浩、徐家星 指导教师签字年月 日成绩:工作态度(满分20)设计质量(满分60)答辩(满分10)校对质量(满分10)总评摘 要本设计主要任务是完成支座-4及钻侧面2-M6平面的工装夹具设计。首先完成了该零件的机械加工工艺规程设计,主要包括:零件三维CAD模型的建立、结构分析、毛坯的制备方法、加工表面精度要求和各表面的形状位置精度分析、精基准和粗基准的选择,为各表面选择了合理的加工方法和机床,以及各工序切削参数的确定,编制了完整的机械加工工艺过程卡,设计了钻2-M6平面的工序卡片。在制定合理工艺规程的基础上,针对钻M6平面工序,设计专用夹具,包括定位方案的确定、定位元件、导向元件、支撑元件的选择与关键零部件的设计、定位误差的计算、切削力的计算与校核等工作,最终完成了钻M6孔工序专用夹具的三维CAD模型,以及二维工程图的绘制工作。关键词:支座-4;钻2-M6孔;工艺规程设计;定位基准选择;钻孔夹具设计;切削力计算; 目 录第一章 支座-4的工艺分析11.1 零件三维模型的建立11.2 零件基础信息分析21.3 零件加工表面分析与加工方法选择2第二章 支座-4的工艺规程设计52.1 定位基准的选择52.2 机械加工工艺路线的拟定62.3 各加工表面刀具、量具的确定92.4 钻M6螺纹孔工序设计9第三章 钻2-M6孔工序专用夹具设计123.1 夹具整体方案的设计123.2 定位误差计算133.3 刀具引导方案的设计133.4 钻模板设计143.5切削力与夹紧力计算校核14第四章 课程设计总结16校核说明17参考文献18附录:19天津大学仁爱学院机械工程系2014级机械制造课程设计第一章 支座4的工艺分析1.1 零件三维模型的建立支座4的二维零件如图1-1所示。图1-1 支座4为了进一步明晰该零件的结构,利用UG NX软件建立了该零件的三维CAD模型,并对各表面进行了命名,如图1-2所示。图1-2 支座4三维模型1.2 零件基础信息分析支座的工艺有2组加工面的分别为1:以顶端面为基准的加工面,这组加工面包括,铣底端面和钻4-11的孔。2:以底端面和4-11孔为基准的加工面,这组加工面主要是其他的孔和端面。1.3 零件加工表面分析与加工方法选择如图1-1和图1-2所示,该零件的主要加工表面包括:120x60的底端面,高度15的台阶面,4-11的孔,左右端面,顶端面,侧面2M6的螺纹孔,其余表面采用不去除材料的方式获得表面粗糙度,所以直接使用其铸造获得的表面。根据典型表面的加工路线选择,端面采用铣削加工的方式,孔采用钻削的方式加工。根据典型表面加工方法,如图1-3和图1-4所示,支座-4各机械加工表面所需要达到的精度要求如表1-1所示,根据任务书中所提供的加工设备,为各表面选择合理的加工方法、设备和工艺路线,如表1-2所示。图1-3 平面典型加工工艺路线图1-4 孔的典型加工工艺路线表1-1 支座-4各表面精度要求序号机械加工表面公差等级尺寸公差位置公差表面粗糙度1底端面IT70.01Ra1.62台阶面IT80.05Ra3.234-11孔IT100.4Ra6.34左右端面IT80.1Ra3.25顶端面IT80.050.05ARa3.26宽40槽IT7+0.0390.02BRa1.672-8IT80.02Ra3.28M6螺纹孔IT90.1Ra6.3表1-2 支座-4各表面加工工艺路线 序号机械加工表面加工方法机床选择工艺路线1底端面铣削立式铣床X52K粗铣-精铣2台阶面铣削立式铣床X52K粗铣-精铣34-11孔钻削台式钻床Z4115钻孔4左右端面铣削立式铣床X52K粗铣-精铣5顶端面铣削铣床X51粗铣精铣6宽40槽铣削立式铣床X52K粗铣-精铣72-8钻削立式铣床X52K钻孔铰孔8M6螺纹孔钻削台式钻床Z4115钻孔-攻丝 第二章 支座-4的工艺规程设计2.1 定位基准的选择2.1.1精基准的选择精基准是指利用已加工过的表面作为定位基准与定位元件相互作用,保证在加工其它表面时能够将所需要约束的自由度进行限制。精基准的选择原则有:基准重合、基准统一、自为基准、互为基准。通过分析图1-1支座-4二维零件图的结构特点,4-11的孔。这底端面较为规整,容易选择或设计定位元件,而且通过这两个表面定位,工件可以很方便地保证其他表面在加工过程中具有确定的位置,所以选底端面.4-11的孔作为精基准。本方案精基准的选择符合基准重合(定位基准与设计基准重合)和基准统一(在尽可能多的工序中选择同一表面作为精基准)的原则,能够有效地保证零件各表面的加工质量。如图2-1所示各表面。图2-1 支座-4三维模型2.1.2粗基准的选择精基准一旦被指定,首先要考虑的就是用某个未加工过的毛坯面定位,将精基准先加工出来,即粗基准的选择原则。粗基准的选择主要遵循保证零件有均匀的加工余量、保证不加工表面相对于加工表面有一定的位置精度和便于装夹的原则。2.2 机械加工工艺路线的拟定2.2.1.毛坯的选择支座-4零件的材料选用铸钢,所以毛坯的制备方法为铸造。根据零件的生产纲领,该零件为成批制造的零件。此外,该零件上有多个表面不采取机械加工的方式,而直接使用,所以尽量使这些表面的铸造精度高一些。通过以上分析,选择“熔模铸造”作为毛坯制备的方法,铸造精度为CT6。毛坯确定方面,尽量与零件轮廓形状一致,各表面加工余量和尺寸公差的选择,如表2-1,表2-2,表2-3,表2-4所示。表2-1 铸件机械加工余量最大尺寸要求的机械加工余量等级大于至ABCDEFGHJK-406310016025040063010001600250040006300406310016025040063010001600250040006300100000.10.10.20.30.30.40.50.60.70.80.91.01.10.10.20.30.40.50.70.80.91.01.11.31.41.50.20.30.40.50.70.91.11.21.41.61.82.02.20.30.30.50.81.01.31.51.82.02.22.52.83.00.40.40.71.11.41.42.22.52.83.23.54.04.50.50.51.01.522.533.544.555.560.50.71.42.22.83.5455.567890.712345678910111211.42.845.5791011141416171.424681012141618202224表2-2 铸件机械加工余量等级选择铸造方法要求的机械加工余量等级铸件材料铸刚灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型铸造手工铸造GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型铸造机器造型FHEGEGEGEGEGEGFHFH金属型铸造-DFDFDFDFDFDF-压力铸造-BDBDBD-熔模铸造EEE-FH-EEE表2-3 铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸铸件尺寸公差等级CT大于至1234567891011121314151610161016250.090.10.110.130.140.150.180.20.220.260.280.300.360.380.420.520.540.580.740.780.821.01.21.21.51.61.72.02.22.42.83.03.24.24.44.668101225406340631000.120.130.140.170.180.20.240.260.280.320.360.400.460.500.560.640.700.780.901.01.11.31.41.61.82.02.22.62.83.23.64.04.45.05.66789910111112141416181001600.150.220.300.440.620.881.21.82.53.65.07101216201602502504000.240.340.500.560.700.781.01.11.41.62.02.22.83.24.04.45.66.28911121416182022254006301000630100016000.40.640.901.01.21.41.61.82.02.22.62.83.23.64.04.65677891011131416181820232225292832371600250040006300250040006300100002.63.84.45.46.27.0891011101214161517202321242832263035403338445042495664表2-4 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级 CT铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型手工造型11141114111411141013101391111141114砂型机器造型及壳型81281281281281081079812812金属型铸造低压铸造8108108108107979压力铸造684647熔模铸造46464646464646根据所规划的各表面加工余量与公差得支座-4的毛坯图,如图2-2所示。图2-2 支座-4毛坯图2.2.2加工工序顺序的确定如表1-1和表1-2所示,根据各表面的加工精度要求,为各表面选择了较为合理的加工工艺路线。但所有加工表面需要合理地安排加工顺序才能保证高质高效的将零件加工出来。所以需要各表面之间是否有过程干涉情况发生,合理安排支座-4的总体加工工艺路线。加工工序顺序安排遵循的原则是“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”。综合上述考虑,拟定如下整体加工工艺路线:1铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣60120的底端面4铣粗精铣15的台阶面5钻钻4-11的孔6铣铣左右端面7铣铣顶端面8铣粗精铣40的槽,退刀槽11459钻钻铰2-8的孔10钻钻顶端面2-M6的螺纹孔,攻丝11钻钻侧面2-M6的螺纹孔,攻丝12检验检验13入库入库2.3 各加工表面刀具、量具的确定参考“课程设计”参考资料表9-1和表11-1,为支座-4的各表面选择合适的刀具和量具,如表2-6的所示表2-6 支座-4各表面刀具、量具的确定序号机械加工表面刀具刀具材料量具备注1底端面D50盘铣刀高速钢0-150卡尺2台阶面D50盘铣刀高速钢0-150卡尺34-11孔扩孔钻、铰刀、倒角刀高速钢0-25内径千分尺4左右端面D50盘铣刀高速钢0-150卡尺5顶端面D50盘铣刀高速钢0-150卡尺6宽40槽D50盘铣刀高速钢0-150卡尺72-8扩孔钻、铰刀、倒角刀高速钢0-25内径千分尺8M6螺纹孔钻头、M8丝锥高速钢0-150卡尺2.4 钻2-M6螺纹孔工序设计如表2-7所示,M6螺纹孔的钻削在Z525钻床上加工完成,采用钻孔直径5.3,攻丝M6的工序安排,刀具选择麻花钻,丝锥,采用游标卡尺进行测量。2.4.1工序尺寸公差的确定根据“课程设计参考资料”表12-2,确定精加工工步的加工余量为0.16mm,所以钻孔的工序尺寸为5.3mm,根据表7-3孔加工的精度和表面质量,能达到的精度等级为IT7,查尺寸公差表,攻丝所要达到的尺寸公差为:M6表面粗糙度为Ra6.3;2.4.2切削参数的选择切削参数是指切削速度V,切削深度aP和进给量f,根据切削参数的选择原则,首先确定切削深度aP,因为钻孔和攻丝都采用一次加工完成,所以,其切削深度即为加工余量;粗加工时将要从尺寸0钻削到5.3mm,总的切削厚度为3.59mm,如果刀具和机床刚性允许,为了提高切削效率尽量采用一次走刀。为此需要查阅相关资料确定粗加工的切削深度允许值。查阅“课程设计参考资料”中表13-2粗铣的aP2,可以采用一次走刀,进给量选择0.4mm/r,切削速度15m/min。钻孔加工,aP=0.25,可以采用一次走刀,进给量选择0.2mm/r,切削速度20m/min。攻丝加工,aP=0.15,可以采用一次走刀,进给量选择0.1mm/r,切削速度25m/min。2.4.3工时定额的计算工序:钻2-M6螺纹孔确定进给量:根据参考文献表2-7,当钢的,时,。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则:根据Z525机床说明书,现取切削速度:根据参考文献表2-13及表2-14,查得切削速度所以:根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:,则机动工时为攻丝M6:, 按机床选取,则;机动时,2.4.4冷却液的选择根据“课程设计参考资料”表10-2冷却润滑液的选用,钻孔,选用5%乳化液,攻丝选用15%极压乳化液。2.4.5钻M6的螺纹孔工序设计根据上述工序尺寸的确定和工序参数的选择,设计钻M6的螺纹孔工序的定位夹紧策略。1.钻M6螺纹孔需限制的自由度选择4-11和底面作为定位基准,为保证M6尺寸,需要限制;工序采用一面两孔定位,11孔由A型定位销定位限制,端面限制,B型定位销限制,共限制6个自由度。钻套作为刀具定位装置,保证刀具在钻M6时具有确定的位置。2.定位元件的选择4-11可以用一个A型定位销限制2个自由度。底面可以用一个平面限制3个自由度:,因此B型定位销限制。 3.工序图的绘制将钻M6的螺纹孔所确定的相关数据填写到工序卡中,得到钻M6螺纹孔的机械加工工序卡。第三章 钻M6孔工序专用夹具设计 前两章完成了支座-4的零件分析、机械加工工艺规程设计,并完成了钻M6孔工序设计,完成了定位方案的选择以及定位元件的确定。在此基础上,本章将完成该工序专用夹具整体方案的设计以及定位误差的计算和相关元件的详细设计。 3.1 夹具整体方案的设计如图3-1所示,为钻M6孔工序专用夹具的整体设计方案。图3-1 钻M6螺纹孔工序专用夹具整体方案此工序采用一面两孔定位,选择4-11孔和底面作为定位基准,为保证M6尺寸,需要限制;工序采用一面两孔定位,11孔由A型定位销定位限制,底端面限制,B型定位销限制,共限制6个自由度。可换钻套作为刀具定位装置,保证刀具在钻M6螺纹孔时具有确定的位置。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4-11和端面为定位基准,采用A型定位销和B型定位销定位,为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用移动压板作为夹紧机构。3.2 定位误差计算 (1)移动时基准位移误差 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;代入得: = (2) 转角误差 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: 则代入得:则: 经检验合格3.3刀具引导方案的设计由于是钻床夹具,所以导向装置选用钻套。(1)钻套的作用钻套的作用是保证被加工孔的位置精度,引导刀具,防止其在加工过程中发生偏斜,提高刀具的刚性,防止加工时震动。(2)钻套类型分为标准钻套和固定钻套,标准钻套又分为固定钻套、可换钻套和快换钻套。(3)钻套的设计(a)钻套高度。钻套高度H对刀具的导向性能和刀具的寿命影响很大,H 较大时,导向性能好,但刀具与钻套的摩擦较大,H过小,则导向性能不良,一般取H和钻套孔径d之比H/d=12.5。(b)排屑间隙。钻套的底面与工件表面之间应留有排屑间隙h,间隙必须适中,不然会影响钻套的导向作用和正常排屑,钻削铸铁是h取(0.30.7)d;钻削钢件是h取(0.71.5)d;工件要求精度高时h可取0。(c)钻套的内径尺寸及公差。钻套的内径尺寸及公差主要取决于刀具的种类和加工孔的尺寸精度,一般钻孔或扩孔时公差选F7或F8,粗铰孔时选G7,精铰时选G63.4 钻模板设计钻模分为固定钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、悬挂式钻模板。由于这次加工的M6螺纹孔在零件上,为了加工方便,我们设计钻模板结构长方体形状。由于加工孔是螺纹孔,又应是批量生产,故宜选用固定钻套,在工件装卸方便的情况下尽可能选用固定钻模板。根据以上所述其钻套高度H为:由于加工的孔小所以H 应取大值H为22。排屑间隙h为:由于工件材料为Q235A所以h为16。钻套的内径尺寸及公差为:内径尺寸为11。公差为F7。 3.5切削力与夹紧力计算校核3.5.1钻削力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工,钻削力。由切削手册得:钻削力 钻削力矩 式中: 代入公式得 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.5.2夹紧力的计算在分析夹紧力时,可把螺旋看做是一个缠绕在圆柱体上的斜面,展开后就相当于斜楔了。螺旋夹紧产生的夹紧力计算公式如下:式中 单个螺旋夹紧产生的夹紧力(N);作用力臂(mm);螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm);其值视螺杆端部的结构 形式而定(mm);螺杆端部与工件间的摩擦角();螺旋副的当量摩擦角();螺纹中径之半(mm);螺纹深角();查表得:求得:螺旋压板夹紧机构是利用杠杆原理来实现夹紧作用。其好处是:增大夹紧力,改变夹紧力作用方向,增大夹紧行程。它可以绕水平轴翻转,增力显著,夹紧时既省力又迅速可靠。第四章 课程设计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。校核说明本次课程设计我对本组的艾彦浩同学课程设计进行校核,校核中出现的问题如下:1. 初步校核说明书段落校核字体不符合要求。说明书没有目录,页码和页眉没有添加,图片排版不合理。2. 二维图尺寸标注不正确。抛面线不正确。参考文献1陈宏钧.简明机械加工手册M.机械工业出版社,2002.2袁黎.机械加工实用技术手册M.凤凰出版传媒集团,2000.3夏祖印,张能武.机械加工实用手册M.安徽科学技术出版社,2003.4张策.机械原理与机械设计M.北京:机械工业出版社,2010.55王先奎,艾兴.机械加工工艺手册.磨削加工单行本M.北京:机械工业出版社,2008.66陆玉,冯立艳.机械设计课程设计M.北京:机械工业出版社,2006.127唐增宝等.机械设计课程设计(第二版),华中科技大学出版社,1995.38钟志华,周彦伟,现代设计方法.武汉理工大学出版社,2001.89张世昌,李旦,张冠伟.机械制造技术基础M.北京:高等教育出版社,2014.1210薛源顺,机床夹具设计(第二版),机械工业出版社,2003.111李庆寿.机床夹具设计M.第一版.机械工业出版社,1984.12孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M北京:冶金工业出版社,2010.附录:1.工艺过程卡2.工序卡(2个工序)19机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称支座零件名称支座共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣60120的底端面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺4铣粗精铣15的台阶面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺5钻钻4-11的孔Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺6铣铣左右端面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺7铣铣顶端面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺8铣粗精铣40的槽,退刀槽1145X51专用夹具,铣刀,游标卡尺9钻钻铰2-8的孔Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺10钻钻顶端面2-M6的螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺11钻钻侧面2-M6的螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺12检验检验13入库入库设 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 期设计说明书题目:支座的工艺规程及夹具设计 学 生: 学 号: 专 业: 班 级: 指导老师:摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。支座加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录ABSTRCT3一、序 言1二、一 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2三、二 毛坯的确定32.1确定毛坯的制造形式32.2毛坯形状及尺寸3四、三 拟定加工工艺路线43.1 基准的选择43.1.1粗基准选择43.1.2 精基准的选择53.2 制定工艺路线6五、四 切削用量及工时计算94.1 工序1设计94.2工序2设计94.3工序11设计9五 夹具设计115.1问题的提出115.2定位基准的选择115.3切削力和夹紧力的计算125.4定位误差分析135.5夹具设计及操作的简要说明14总 结15致 谢17参 考 文 献18一、 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。支座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。一 零件的分析 1.1 零件的作用支座的作用:支撑定位某些机械零件的作用。1.2 零件的工艺分析支座的工艺有2组加工面的分别为1:以顶端面为基准的加工面,这组加工面包括,铣底端面和钻4-11的孔。2:以底端面和4-11孔为基准的加工面,这组加工面主要是其他的孔和端面。二、 二 毛坯的确定2.1确定毛坯的制造形式支座零件的材料HT200,HT200的可铸性好,因此可用铸造的方法因为是成批生产,采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯,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毛坯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。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。 三、 三 拟定加工工艺路线3.1 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。3.1.1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。先选取顶端面和左右端面为定位基准,利用挡块和挡销为定位元件。3.1.2 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铸造飞边和铸造浇冒口、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4-11孔(一面2销)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。3.2 制定工艺路线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铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣60120的底端面4铣粗精铣15的台阶面5钻钻4-11的孔6铣铣左右端面7铣铣顶端面8铣粗精铣40的槽,退刀槽11459钻钻铰2-8的孔10钻钻顶端面2-M6的螺纹孔,攻丝11钻钻侧面2-M6的螺纹孔,攻丝12检验检验13入库入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3钻钻4-11的孔4铣粗精铣60120的底端面5铣粗精铣15的台阶面6铣铣左右端面7铣铣顶端面8铣粗精铣40的槽,退刀槽11459钻钻铰2-8的孔10钻钻顶端面2-M6的螺纹孔,攻丝11钻钻侧面2-M6的螺纹孔,攻丝12检验检验13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,同时铣面后先钻4-11的孔,这样可以利用4-11的孔作为定位基准,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铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣60120的底端面4铣粗精铣15的台阶面5钻钻4-11的孔6铣铣左右端面7铣铣顶端面8铣粗精铣40的槽,退刀槽11459钻钻铰2-8的孔10钻钻顶端面2-M6的螺纹孔,攻丝11钻钻侧面2-M6的螺纹孔,攻丝12检验检验13入库入库四、 四 切削用量及工时计算4.1 工序1设计铸造4.2工序2设计时效处理4.3工序11设计确定进给量:根据参考文献表2-7,当钢的,时,。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则:根据Z525机床说明书,现取切削速度:根据参考文献表2-13及表2-14,查得切削速度所以根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:,则机动工时为攻丝M6攻螺纹M6mm。 按机床选取,则机动时,五 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。由指导老师的分配工序的钻M6孔的钻床夹具。5.1问题的提出 本夹具主要用于钻M6孔,精度要求不高,和其他面没有任何为主度要求,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。5.2定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能,基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准,称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准,称为工艺基准。工艺基准按用途不同,又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。(1)装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准,称为装配基准。(2)测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准,称为测量基准。(3)工序基准在加工工序中,用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准,称为工序基准。(4)定位基准工件定位时所采用的基准,称为定位基准。本道工序加工M6孔,精度不高,因此我们采用已加工好的内孔定位,因为孔径自身较小,切削力较小,因此不在采用其他的辅助定位,开口垫圈的压紧力即可以满足要求。5.3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工,钻削力。由切削手册得:钻削力 式(5-2)钻削力矩 式(5-3)式中: 代入公式(5-2)和(5-3)得 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。5.4定位误差分析(1)移动时基准位移误差 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得: = = (2
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