2001--拨杆(摆架)零件的工艺规程及拉键槽夹具设计
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2001
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设计
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2001--拨杆(摆架)零件的工艺规程及拉键槽夹具设计,2001,零件,工艺,规程,键槽,夹具,设计
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设计说明书题目：拨杆零件的工艺规程及拉键槽夹具设计目 录序 言1一 零件的分析2二. 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式22.2粗基准的选择32.3 精基准的选择32.4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7三、 夹具设计153.1定位基准的选择153.2定位方式及定位元件的确定153.3定位误差的分析与计算163.4夹紧机构设计与夹紧力分析计算163.5夹具设计及操作的简要说明19总 结20致 谢22参 考 文 献23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。拨杆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 零件的分析拨杆有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以端面为基准的加工面，这组加工面主要是左右端面和36的孔，2：以36孔为基准的加工面，这组加工面主要是宽10mm键槽和15孔二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到拨杆运行时经常需要摆动，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2粗基准的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。我们选取不加工的外圆表面作为粗基准。2.3 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的36孔和一端面为定位精基准，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2.4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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 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60，15左端面工序：铣整个右端面工序：钻，扩35孔工序：镗孔至36工序：拉宽10mm键槽工序：钻，扩，铰 15孔工序：检验工序X：入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣60，15左端面工序：铣整个右端面工序：钻，扩35孔工序VI：拉宽10mm键槽工序VII：钻，扩，铰 15孔工序VIII：检验工序IX：入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一把在钻，扩36孔后又增加一道镗36孔的工序，因为我们所加工的孔的精度要求比较高，粗糙度为1.6，尺寸公差为0.27mm，显然我们钻扩孔很难达到精度要求，扩孔后的粗糙度才达到3.2，因此我们有必要在后面加一个镗孔，以确保加工的精度和粗糙度要求，综合考虑我们选择方案一具体的加工路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣60，15左端面工序：铣整个右端面工序：钻，扩35孔工序：镗孔至36工序：拉宽10mm键槽工序：钻，扩，铰 15孔工序：检验工序X：入库2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨杆零件材料为HT200 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 拨杆的底面由于拨杆底面要与其他接触面接触，同时又是36孔的中心线的基准。粗糙度要求为3.23，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导一书中P38页表2-11知余量留2.5比较合适。3、拨杆的孔36孔，因为尺寸相对来说较大可以铸造出，因此36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，确定工艺尺寸单边余量为2.5mm。15mm孔相对较小，差资料知不需要铸造出孔。2.6确定切削用量及基本工时工序：铣60左右端面工步一：铣60左端面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：，则机动工时为工步二：铣25左端面与之相同，工序II：铣整个右端面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4） 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：l=160 ，则机动工时为工序III：钻，扩36孔工步一钻孔至34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31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：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序IV：镗36mm孔，选用机床：T716金刚镗床。（1） 镗孔至36mm，单边余量Z=0.5mm,一次镗去全部余量，。进给量 根据有关手册，确定金刚镗床的切削速度为，则由于T716金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。切削工时： 工序V：拉宽10mm键槽拉宽10mm 的键槽 卧式内拉床L2110工序切削用量及基本工时的确定：拉宽6的键槽单面升齿，根据有关手册，确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为0.06mm，拉削速度为0.06m/m切削工时 式中：单面余量为3.5 L-拉削长度43 -考虑校准部分 的长度系数取1.2 K-考虑机床反行程系数 ，取1.4 V-拉削速度 -拉刀单面升齿 Z-拉刀同时工作齿数 P-拉刀齿距所以拉刀同时工作齿数z=l/p=70/10.5=6.66拉削工时工序VI：钻扩，铰15mm孔的切削用量及基本工时切削用量及基本工时的确定：钻mm底孔，扩mm，绞选用机床：Z525立式钻床钻孔14mm： 选择14mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.16） （切削表2.7和工艺表4.216） （切削表2.15）硬度200217 按机床选取（工艺表4.25） 实际切削速度： 基本工时：（工艺表6.25）扩孔mm： 选择14.8mm高速钢锥柄扩孔钻（工艺表3.18）由切削表2.10得扩孔钻扩9.8mm孔时的进给量，并由工艺表4.216取扩孔钻扩孔时的切削速度由切削表2.15得，故：按机床选取基本工时： 铰15孔： 选择10mm高速钢锥柄机用铰刀（工艺表3.117） 由切削表2.24得， 由工艺表4.216得 按机床选取 基本工时： 三、 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。由指导老师的分配第60道工序的拉键槽的拉床夹具。3.1定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工拉键槽时，采用外圆和端面作为定位基准。3.2定位方式及定位元件的确定定位方案的确定：1 判断应该限制的自由度根据工序简图所示坐标系及加工要求，应限制工件的四个自由度，分别为y轴的旋转、位移和z轴的旋转、位移。X轴方向上的转动及移动及自由度不予限制。2 选择定位基准 因为我们要拉的是10mm键槽，10mm键槽是工件的定位中心，在加工10mm键槽前，我们已经加工加工了外圆孔。因此我们采用外圆和端面作为定位基准加工表面为10mm键槽，在给定的零件中，对本步加工的位置公差并未提出具体的要求，但也要保证一定的同轴度误差使壁厚均匀。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。3 选择或设计定位元件采用固定V型块和活动v型块定位基准，限制旋转方向的自由度。通过手柄带动压头压紧工件。即采用心轴定位定位，活动v型块压紧压紧。活动v型块靠导向板来保证移动时候的位置精度，我们定位好后就开始加工键槽，在加工键槽的时候我们采用立式插床，立式插床图片如下我们设计的装配图如下通过插床工作台和我们设计的夹具对比我们可以知道，我们通过夹具体上的2个耳槽和插床工作台上面的T型槽连接起来，这样我们夹具上要加工的键槽的位置刚好和我们机床上的插刀的位置，在一个水平线上，这样我们就可以利用插床的上下移动来加工工件键槽。键槽的尺寸公差和粗糙度靠我们的插刀和插床的精度来保证。3.3定位误差的分析与计算工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一活动V型块，一挡快定位，工件始终靠近挡块的一面。但是，由于此道工序后还有精加工，因此本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。3.4夹紧机构设计与夹紧力分析计算1 切削力和夹紧力计算(1)刀具： 键槽拉刀机床： L2100A 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3.5夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.此夹具手动压板夹紧，操作简单快速。本夹具总体的感觉是操作比较简单，结构比较紧凑，效率大大提高。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
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