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【GJ288】CA6140型普通车床刀架中部转盘加工工艺及靠模铣Φ188mm圆弧面和128mm两侧面夹具设计【含CAD图纸+PDF图纸+文档】

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GJ288 含CAD图纸+PDF图纸+文档 CA6140 普通 车床 刀架 中部 转盘 加工 工艺 靠模铣 188 mm 圆弧 128 侧面 夹具 设计 CAD 图纸 PDF 文档
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内容简介:
本科毕业设计开题报告 题 目:CA6140型普通车床刀架中部转盘机械加工工艺规程及夹具设计 院 (系): 机械工程学院 班 级: 机制08-4 班 姓 名: 高 达 学 号: 2008025617 指导教师: 于凤云 教师职称: 教 授 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目CA6140型普通车床刀架中部转盘机械加工工艺规程及夹具设计来源工程实际1、研究目的和意义工艺研究目的和意义:在当前的制造环境中,过高的加工精度要求已经成为一个困扰零件加工的大问题。为此人们也做了大量的工作,由于种种原因至今效果并不明显。随着市场经济逐步建立,我国加入WTO和市场竞争的日益加剧,社会的发展必须注入新的的科技含量,产品结构必须要向精优方向发展,在我国的加工工业行业当中,特别是数控高速发展的今天,车床刀架的设计以及工艺参数的选择对零件的加工精度有着十分重要的意义,因此研制一个结构优质的刀架及工艺参数对工业的发展有着重要的作用。夹具设计的研究目的和意义:在机械加工过程中,为了可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动的强度,夹具的设计是意义重大的。2、国内外发展情况(文献综述) 任何一个国家在发展过程中不可能将所有的旧机器全面砸碎,而全部用新机器代替。一般总是一边在原有机器的水平上不断加以改进和提高,一边采用新技术。因此在未来发展的过程中,常规工艺仍有很大市场,尤其像我们这样的国家更是这样,改革优化原有的传统工艺和工艺创新占有同等重要的地位。因此我们不能忽视传统工艺,更不能弃之不管。这就要求我们一边创新工艺,一边革新传统工艺,为我们企业和国家做更大的贡献。实际上革新、优化老的传统工艺,也就是创新工艺的开始。这个任务也是艰巨的,例如铸造、热处理、切削加工等传统的工艺还是很有效的,但是速度慢、能耗大、水平低,如果我们向国外那样,用微机控制器过程和温度、切削速度,用新材料做刀具等等,完全就可以改变传统工艺的面貌,新的工艺也就诞生了,当然设备也要加以改造1。现代国内外工艺技术朝着四大方向发展:(1)柔性化使工艺装备与工艺路线能适应于生产各种产品的需要。(2)灵捷化使生产力推向市场准备时间为最短,使工厂机械灵活转向。(3)智能化柔性自动化的重要组成部分,它是柔性自动化的新发展和延伸。(4)信息化采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织合理方式的全新的机械制造业2。关于夹具的国内外发展趋势:夹具的发展历程,大约可以分为三个阶段:第一阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高效率和区域完善。第二阶段:夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备3。夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展4。(1)高 精 随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择5。(2)高 效 为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用6。(3)模块、组合 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化7。(4)通用、经济 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径8。3、研究/设计的目标:刀架中部转盘工艺研究目标:通过对普通车床的研究对刀架中部转盘及工艺参数采取一个优化策略,研制一个好的转盘。从而缩短生产周期,降低制造成本,提高加工精度,延长刀具寿命,而且依据优化了的工艺及刀具参数,可以建立或完善高速切削工艺数据库,将切削工艺实践中积累的合理选择切削参数与刀具的经验和数据收集起来,为现场加工提供准确及优化的高速切削数据,从而更大程度上提高切削加工水平,获得更大的经济利益。夹具设计的目标:有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间、提高劳动生产率、有效减低工人劳动强度。4、设计方案(研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等):4.1工艺规程设计:(1).分析零件图1)零件图的作用2)零件的工艺分析(2)选择毛坯制造形式(3).拟定工艺路线(4).确定加工余量工序尺寸确定切削用量和工序定额4.2夹具设计方案本夹具主要用于铣188圆弧面与128两侧面连接成的特型曲面,采用铣削、刨削,不易保证加工质量,且生产率低。对此,决定设计靠模铣床夹具。由于加工表面的尺寸公差较大,故对夹具的粗糙度要求不太高,但要求表面质量。所以对夹具工作平稳性要求较高。(1)切削力及夹紧力的计算Fz=9.81CFzae0.83f0.65d0-0.83ap1.0Z参考文献3中105页表3-25查得公式d0=18mm,ap=18mm,ae=1.7mm,Z=6Fz=1470.751.1=167.83NFr=(0.20.3)fz=(0.20.3)1617.83=333.6485.3N选择逆铣:查文献3中103页表3-2Fr=333.6 485.3N Fx=(0.350.40)Fz=(0.350.40)1617.83=566.2647.1N 取Fr=400N 取Fx=600N F夹=R/f =8332. 8N但因Fr向下,故夹紧力F夹可略小,且此为理论值,定位板采用斜楔结构,定位板楔紧后,定位板可传递切削力至夹具体,此时70h6短圆柱与定位孔一侧接触,但要保证定位可靠。本夹具采用螺旋夹紧机构,查表可知夹紧力足够。(2)、定位误差分析1)定位元件尺寸及公差确定为增加夹具的通用性,本夹具采用定位环复合结构,即定位环可拆,定位环配合取90H7/h6,内孔为F8,以增加夹具寿命。2)分析定位误差3)夹具定位环为过盈配合,没有间隙存在。工件没有形位公差要求,所以误差计算可略去,但对夹具仍需对此作较严要求,以提高夹具精度及耐用性和工作平稳性,保证定位面良好地接触。工件本工序加工表面为装饰面,所以夹具对工件形位要求可以满足。(3)、夹具曲线槽设计由于此表面精度不高,故采用图解法。1)以18为直径画圆作包络线,将圆心联接。2)以包中加圆圆心曲线为圆心,以d=25为直径,作包络线,为曲线槽尺寸。3)精确测量曲线槽坐标。(4)、夹紧元件强度校核由于切削力较小,夹紧力较小,故夹紧强度足够分析知,夹紧杆受力最大最危险处5、方案的可行性分析:刀架中部转盘工艺的可行性分析:、铣燕尾面A、B,空刀面F。 、铣尺寸237.5两端面Q。 、车70h外圆面N,端面P,空刀面和倒角。 、铣1801.0圆弧面积尺寸128两侧面K。 、钻、扩、铰35H7孔。 、钻213孔。 、铣斜面E。 、磨燕尾面A、B面,空刀面F。 、倒角、去毛刺。 、划刻线。 、抛光。 、终检。方案采用铣削加工燕尾面,并把孔35H7与孔213孔的加工分别安排在两道工序中把孔35H7与213孔分开加工有利于提高生产率,提高机床功率利用率夹具设计的可行性分析:夹具设计最关键是要求对工件定位正确,且满足定位精度要求。为了解决此问题,首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度,那么可以提高夹具的制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外,选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应,夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度,从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。所设计夹具满足此类要求。6、该设计的创新之处刀架中部转盘工艺创新之处:通过对转盘和工艺参数的优化,可以有效缩短生产周期,降低制造成本,提高加工精度,延长刀具寿命。夹具设计创新之处:缩短了生产循环周期、降低成本。7、设计产品的主要用途和应用领域:所设计刀架中部转盘主要应用于CA6140型普通车床的切削加工,提高加工精度。该夹具主要用于CA6140车床相关装夹夹紧,缩短生产周期。8、时间进程2012年3 月12日2012年3 月30日 校图书馆、长春一汽毕业实习,收集工艺加工及相关夹具设计的相关资料2012年4月1日2012年4月6日 整理实习日记、撰写实习总结和开题报告2012年4月7日2012年5月4日 设计计算、总体结构草图设计2012年5月5日2012年5月25日 总体图和部件图设计2012年5月26日2012年6月3日 零件图设计2012 年 6月4日 2012年6月8日 编写毕业设计说明书、审图、修改2012 年 6月11日 2012年6月15日 答辩 9、参考文献:1陈家元. 机械制造工艺发展现状与未来发展趋势J.机械研究与应用.2011,01:3-4.2 张淑敏.基于绿色制造的机械加工工艺技术 J.新技术新工艺.2007,(10):3-43 董玉明,杨洪玉. 夹具设计中常见的问题J. 机械加人(冷加工).2005,(01):97-98.4 李延平,张喜群,梁齐. 新一代夹具的发展与应用J. 机械加工(冷加工).2006,(06):6-7.5 刘杰,王志成. 提高机床加工精度的可行性研究J.重庆工学院学报.1995,(03):38-39.6 孙瑛. 先进的机床夹具J. 现代制造.2005,(05):22-25.7 王凤鲜. 浅谈组合夹具的重要作用J.科技情报开发与经济.2008,(13):56-578 张亚明. 机床夹具的分类与构成J. 科技资讯.2008,(04):91-92.9 王亚萍, 葛江华, 隋秀凛等.制造技术的发展. 现代制造工程J,2008,(6):24-2810 刘杰,王志成. 提高机床
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