K130-小批量尾座体加工工艺及铣下底面夹具设计(支架)(含CAD图纸+PDF图)
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设计说明书设计课题:尾座体零件零件机械加工工艺规程设计专业: 班级: 姓名: 学号: 评分: 指导老师:(签字) 年 月 日摘 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。尾座体零件加工工艺规程设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计二部分。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 140 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序 言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二. 工艺规程设计32.1确定零件的生产类型32.2确定毛坯的制造形式32.3基面的选择的选择42.4制定工艺路线42.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6确定切削用量及基本工时8三 铣夹具设计123.1问题的提出123.2定位基准的选择123.3定位方案的设计123.4夹紧装置的设计143.5切削力及夹紧力的计算143.6定位误差分析153.7夹具设计及操作的简要说明16总 结17致 谢18参 考 文 献19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。尾座体的加工工艺规程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1.1零件的作用尾座体是题目所给定的零件是机床上的“尾座体”(见附图),起作用就是带动顶尖在工作台上移动,实现工件的夹紧和松开1.2零件的工艺分析尾座体的有3组加工面1:以顶面为基准的加工面,这组加工面主要是下底面2:以下底面为基准的加工面,这组加工面主要是左右端侧面3:以底面和左端侧面为基准的加工面,这组加工面主要是80孔。其中80H7的孔,相对于基准A和B的平行度误差是0.0580H7孔自身的圆柱度误差为0.00580H7的中心线的直线度误差为0.01二. 工艺规程设计2.1确定零件的生产类型生产纲领的确定:N零=Q* n(1+)式中:N零:零件的生产纲领;Q:产品的生产纲领,Q=500台/年;n:每一产品中包含该零件的数量 n=1;:零件的备品率,一般情况下为=3%5%取4%:零件的平均废品率,取=1;N零=500*1(1+4%+1%) =525件/年根据任务书可知零件为小批量生产。2.2确定毛坯的制造形式影响毛坯选择的因素通常包括:1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。2、零件的结构形状和外形尺寸。3、零件对毛坯精度,表面粗糙度和表面层性能的要求。4、零件生产纲领的大小。5、现有生产能力和发展前途。由于轴承座套要求有较高的强度和刚度,以及良好的耐磨性和疲劳强度,材料选择铸钢。因为零件在工作中承受静载荷以及小量的动载荷,为了使金属纤维尽量不被切断,非加工表面对称均匀,使零件工作可靠,并且铸件的铸造性能较好,。由于该零件的轮廓尺寸不大,生产类型为大量生产,又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度,确定采用铸造成型2.3基面的选择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。粗基准的选择:对尾座这样的箱体零件来说,选择好粗基准是至关重要。对箱体类这样的零件我们通常以不加工的面作为粗基准。精基准的选择:精基准 的选择要考虑基准重合的原则,设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用底面和侧面做为精基准2.4制定工艺路线1 工艺过程的安排:在尾座体零件加工中,影响加工精度的主要因素有:1.1零件本身的刚度比较底,在外力(切削力、夹紧力)的作用下,容易变形。1.2零件本身是铸件,孔壁较薄,切削时将产生的残余内应力,并引起应力重新分布。因此,在安排工艺过程中,就需要把各主要表面的粗精加工工序分开,既把粗加工安排在前,半精加工安排在中间,精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大,因此,切削力、夹紧力必然大,加工后容易变形。粗精加工分开后,粗加工产生的变形,可以在半精加工修正,半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量,切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。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:方案一工序:铸造工序:时效处理工序:铣顶面工序:铣240X240面工序:铣左右端底侧面工序:铣120X120的前端面工序:铣120X120的端后面工序:镗80孔工序IX:质检工序X: 入库方案二工序:铸造工序:时效处理工序:铣顶面工序:镗80孔工序:铣240X240面工序:铣左右端底侧面工序:铣120X120的前端面工序:铣120X120的端后面工序IX:质检工序X: 入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先铣面,然后在镗80孔,而方案二是先镗80孔,再铣面,这样就使得在镗80孔时的定位难以得到很好的保证。因此我们选择方案一具体的工艺路线如下方案一工序:铸造工序:时效处理工序:铣顶面工序:铣240X240面工序:铣左右端底侧面工序:铣120X120的前端面工序:铣120X120的端后面工序:镗80孔工序IX:质检工序X: 入库2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响,余量不够,不能保证零件的加工质量。余量过大,不但增加机械加工的劳动量,而且增加了成本。所以,必须合理地安排加工余量。本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。(1) 单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定由()表2.24 =1 =2铸件机械加工余量基本尺寸加工余量数值大于至-1005.56.06.57.58.59.01011123.54.04.55.56.05.56.56.57.51001606.57.08.09.010111213144.04.55.56.07.07.08.08.09.01602507.58.59.51113131515175.06.07.08.59.08.5109.5112504008.59.5111315151718205.56.58.01011101212144006301011131618172020236.57.59.512131214131663010001213151820202323267.5911141514171518 表2.2-4注:1、表中每拦有两个加工余量数值,上面的数值是以一侧为基准,进行单侧加工的加工余量,进行单侧加工的加工余量值。下面为双侧加工时,每侧的加工余量值。2、表中略去基本尺寸大于160010000mm的加工余量数值。铸件公差等级的确定小批量生产的铸件机械加工余量等级F型铸造的铸件,顶面(相对浇注位置)的加工余量等级,比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例:尺寸公差为CT12级,加工余量底、侧面为MAH级。型铸造铸件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例:底、侧面加工与量为CT12级,MAH级。砂型铸造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。铸造孔的最小尺寸 在铸造工艺上为制造方面,一般当铸造孔径小于规定尺寸时可不铸出,零件上的孔如难以机械加工,最小孔径也可放宽到特殊情况数值。铸造壁的最小厚度各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表。铸造斜度对于砂型及硬型铸件常选用3,压铸件常选用1302。待加工表面的斜度数值可以大一些,非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型,各面斜度数值应尽量一致。零件材料为铸钢,生产类型为大批量生产,采用砂型机铸造毛坯。1、 零件的内圆和端面因零件的内圆和端面的精度要求较高,其长度加工余量的确定。查表2.2-4可得总余量A=10mm内圆是粗糙度为1.6加工精度较高,分2次加工完成,其余量单边取2.53、零件的轴孔毛坯为空心,铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间,参照参数文献,查表2.2-4可得总余量A=2mm表面粗糙毒均为6.3,1、 孔端面的加工余量的确定采用1次走刀完表面加工,表面粗糙度为6.3根据参考文献查表2.2-4可得总余量A=2mm2.6确定切削用量及基本工时工序I:铣底面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:,则机动工时为其余铣床工序的切削用量及基本工时的计算如上,在此不在累述工序八:镗80孔的切削用量及基本工时粗镗80H7的孔机床:卧式镗床刀具:高速钢刀具切削深度:进给量:根据机械加工工艺手册1表2.4-66,刀杆伸出长度取,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: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: (式3.7)式中: 切削深度 镗刀的主偏角则代入(式3.7)得: 刀具切出长度: , 取行程次数:机动时间:精镗80H7的孔机床:组合镗床刀具: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:三 铣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,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑,决定设计的工序为铣底面。3.1问题的提出本夹具主要用来铣底面,因为孔所在的面是垂直的,因此采用圆形对刀块导向,装卸工件将会比较困难,我们将着力解决工件的装卸上。3.2定位基准的选择因为工件不能和夹具体直接接触,所以我们采用了2个支撑板定位底面,然后我们以已经加工好的底侧面定位,一个采用B型支撑钉,一个定位挡销定位,这样我们的底面限制工件的3个自由度,B型支撑钉限制工件的2个自由度,定位挡销限制工件的1个自由度,这样空间的6个自由度都已经限制完了,我们就可以开始加工工件3.3定位方案的设计定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等,他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素”。1. 工件及平面定位 (1) “主要支承” 主要支撑也就是在零件加工中起定位的作用,也能限制自由度 1) “固定支承 2) “可调支承” 3) “自位支承”(2)辅助支承 主要用来提高零件安装的稳定性 1)“螺旋式辅助支承”2)“自位式辅助支承”3)“推引式辅助支承”4)“液压锁紧的辅助支承”2. 工件以圆柱孔定位(1)圆柱销(2)圆锥销(3)圆柱心轴3、 工件以外圆柱面定位(1)在V形块中定位(2)在圆孔中定位(3)在半圆孔和圆锥孔中定位根据上述表述,我们是在侧面定位,采用A型支撑钉和定位挡销作为定位元件。3.4夹紧装置的设计在机械加工中,工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上,使工件在加工过程中,不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动,以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置,即称为夹紧装置。典型夹紧结构如下:1. 斜楔夹紧结构2. 螺旋夹紧结构(1)单个螺旋夹紧结构(2)螺旋压板夹紧结构(3)偏心夹紧机构根据上述,本次夹具采用B型支撑钉和定位挡销定位,为了快速装卸工件,因此采用A型固定手柄压紧螺钉夹紧工件即可满足要求。3.5切削力及夹紧力的计算由夹具装配图可以看出,由于水平方向上有两个定位销,所以水平方向上不需要考虑夹紧力是否合适,只用考虑Z轴上的夹紧力就可以了. 查机床夹具设计手册表1-2-3得:式中:=1.01.01.01.0=1.10所以,=587.5N在计算切削力时,必须把安全系数也考虑在内.查机床夹具设计手册,表1-2-1可知:所以,切削力=1.51.21.01.01.31.01.5587.5=2062.13N因本夹具主要夹紧力是螺母夹紧,查机械加工工艺师手册表17-30得:夹紧力N=7950N此时,实际夹紧力已大于所需2062.13N的加紧力了,所以本夹具可安全工作.3.6定位误差分析一批工件在卡具中定位时,各个工件所占据的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成误差,即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个,一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,。已知孔的形状公差为0.28,根据经验公式,易知此结果符合。3.7夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在夹具设计中,为了提高劳动生产率,应首先关注夹紧过程,夹紧机构选用A型固定手柄压紧螺钉压紧,当我们把工件,使用支撑板和定位挡销把工件的六个自由度的空间限制后,我们使用A型固定手柄夹紧完成后,试着接触工件旋转手柄和夹紧工件。总 结课程设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆
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