阀腔机械加工工艺及铣7.3槽夹具设计.rar
厂 名产 品 型 号 零 件 名 称 件 号共 页 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 阀腔工 序 号13第 页 工 序 内 容铣宽 7.3 的槽 车 间工 段机 床型 号编 号 铣床X51 每一坯料制造零件数材料牌 号热 处 理硬 度 1HT200时效处理 夹 具 名 称夹 具 编 号冷 却 液 专用夹具乳化液 同 时 加 工 零 件 数 准备终结时 间 基本时间 辅助时间其他按%单 件 工 时 1 工人技术等级 更 改 记 录 工 具计 算 数 据切 削 用 量时 间 定 额 工 步 号 工 步 内 容 切削工具辅助工具量具 加 工 尺 寸 切 削 深 度 走 刀 次 数 走 刀 长 度 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 基本辅助 1铣宽 7.3 的槽铣刀游标卡尺 制 定日 期审 定日 期批 准日 期 产 品 名 称阀腔材 料 编 号厂 名每 坯 件 数共 页第 页 零 件 号 码毛 坯 种 类 HT200 单间材料定额每 台 件 数件 下 料 尺 寸 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片 材料消耗定额每 批 件 数件 单 件 工 时 工序号工 种工 序 内 容设 备夹 具刀 具量 具辅助工具工作等级 计 划实 际 1铸造砂型铸造 2处理时效处理 3铣粗铣 198198 的底端面X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 4铣精铣 198198 的底端面X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 5钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔Z525 钻床专用夹具麻花钻千分尺 6铣铣顶端面X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 7车粗车 100 的一系列内孔CA6140 车床专用夹具车刀游标卡尺 8车粗车 76 的内孔CA6140 车床专用夹具车刀游标卡尺 9车精车 100 的一系列内孔CA6140 车床专用夹具车刀游标卡尺 10钻钻 2-20 的孔Z525 钻床专用夹具麻花钻千分尺 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝Z525 钻床专用夹具麻花钻,丝锥千分尺 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝Z525 钻床专用夹具麻花钻,丝锥千分尺 13铣铣宽 7.3 的槽X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 14钳去毛刺 15检验检验 16入库入库 编 制 审 核 审 核批 准抄 写校 对车 间 会 签 修 改 记 录 设计说明书 题目:阀腔的工艺规程及铣槽的夹具设计题目:阀腔的工艺规程及铣槽的夹具设计 学 生: 学 号: 专 业: 班 级: 指导老师: 摘摘 要要 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。 阀腔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。 关键词关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This 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 目目 录录 ABSTRCT .3 序 言 .1 一 零件的分析 .2 1.1 零件的作用 .2 1.2 零件的工艺分析 .2 二 毛坯的确定 .3 2.1 确定毛坯的制造形式 .3 2.2 毛坯形状及尺寸 .3 三 拟定加工工艺路线 .4 3.1 基准的选择 .4 3.1.1 粗基准选择 .4 3.1.2 精基准的选择 .5 3.2 制定工艺路线 .6 四 切削用量及工时计算 .9 4.1 工序 1 设计 .9 4.2 工序 2 设计 .9 4.3 工序 3 设计 .9 4.4 工序 4 设计 .10 4.5 工序 5 设计 .11 4.6 工序 6 设计 .12 4.7 工序 7 设计 .13 4.8 工序 8 设计 .14 4.9 工序 13 设计 .15 五 夹具设计 .17 5.1 问题的提出 .17 5.2 定位基准的选择 .17 5.3 切削力及夹紧力计算 .17 5.4 定位误差分析 .19 5.5 夹具设计及操作简要说明 .20 总 结 .22 致 谢 .24 参 考 文 献 .25 第 1 页 共 29 页 序序 言言 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。 阀腔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 2 页 共 29 页 一一 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 阀腔的作用:定位及支撑的作用。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 阀腔的工艺有 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,钻 4- 18 的孔。 2:以底面和 4-18 孔为基准 的加工面,这组加工面主要是其 他的孔和端面。 第 3 页 共 29 页 二二 毛坯的确定毛坯的确定 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 阀腔零件的材料 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。 第 4 页 共 29 页 三三 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线 3.1 基准的选择基准的选择 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 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。 第 5 页 共 29 页 (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。先选取顶端面和内孔为定位基准,利用心轴 为定位元件。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 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 4-18 孔(一面 2 销)为定位精基准,加工其它表面及 第 6 页 共 29 页 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铸造砂型铸造 2处理时效处理 3铣粗铣 198198 的底端面 4铣精铣 198198 的底端面 5钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔 6铣铣顶端面 7车粗车 100 的一系列内孔 8车粗车 76 的内孔 9车精车 100 的一系列内孔 10钻钻 2-20 的孔 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝 13铣铣宽 7.3 的槽 14钳去毛刺 15检验检验 第 7 页 共 29 页 16入库入库 方案二 1铸造砂型铸造 2处理时效处理 3钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔 4铣粗铣 198198 的底端面 5铣精铣 198198 的底端面 6铣铣顶端面 7车粗车 100 的一系列内孔 8车粗车 76 的内孔 9车精车 100 的一系列内孔 10钻钻 2-20 的孔 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝 13铣铣宽 7.3 的槽 14钳去毛刺 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,同时铣面后先钻 4-18 的孔,这样 可以利用 4-18 的孔作为定位基准,更好地保证了工件的加工 第 8 页 共 29 页 精度,综合考虑我们选择方案一。 具体的工艺路线如下 1铸造砂型铸造 2处理时效处理 3铣粗铣 198198 的底端面 4铣精铣 198198 的底端面 5钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔 6铣铣顶端面 7车粗车 100 的一系列内孔 8车粗车 76 的内孔 9车精车 100 的一系列内孔 10钻钻 2-20 的孔 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝 13铣铣宽 7.3 的槽 14钳去毛刺 15检验检验 16入库入库 第 9 页 共 29 页 四四 切削用量及工时计算切削用量及工时计算 4.1 工序工序 1 设计设计 铸造 4.2 工序工序 2 设计设计 时效处理 4.3 工序工序 3 设计设计 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, ,。mmap5 . 1mmd25 0 min/125mv 4z 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 mmap5 . 1 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 ,则齿/2 . 0 mmfz min/17.796 50 12510001000 r d v ns 第 10 页 共 29 页 按机床标准选取750 w nmin/r 50 750 117.15/ min 10001000 w dn vm 当750r/min 时 w n rmmznff wzm /60075042 . 0 按机床标准选取rmmfm/600 3)计算工时 切削工时:,则机动工时为mml15mml9 1 mml3 2 min18 . 0 2 . 0750 3915 21 xfn lll t w m 4.4 工序工序 4 设计设计 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, ,。mmap5 . 1mmd32 0 min/125mv 4z 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 mmap5 . 1 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 ,则齿/2 . 0 mmfz 第 11 页 共 29 页 min/48.663 32 12510001000 r d v ns 按机床标准选取750 w nmin/r min/3 .141 1000 75032 1000 m dn v w 当750r/min 时 w n rmmznff wzm /60075042 . 0 按机床标准选取rmmfm/600 6)计算工时 切削工时:,则机动工时为mml39mml9 1 mml3 2 .min34 . 0 2 . 0750 3939 21 xfn lll t w m 4.5 工序工序 5 设计设计 机床:Z525 立式钻床 刀具:根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花 钻 18 1)进给量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= 530r/min W d 1000 c v1000 30 18 与 530r/min 相近的机床转速为 530r/min。现选取 第 12 页 共 29 页 =530r/min。 w n 所以实际切削速度= c v 1000 s dn 18 530 29.9/ min 1000 m 5) 切削工时,按工艺手册表 6.2-1。 t =i ;其中 l=10mm; =4mm; =3mm; m fn l w 21 ll 1 l 2 l t =2x() =2x()=0.49(min) m fn l w 21 ll 1043 530 0.13 4.6 工序工序 6 设计设计 1.选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀,刀片采用 YG8, ,。mmap5 . 1mmd40 0 min/75mv 4z 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 mmap5 . 1 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 ,则齿/2 . 0 mmfz min/ 2 . 1194 40 7510001000 r d v ns 按机床标准选取1450 w nmin/r 第 13 页 共 29 页 min/12.182 1000 145040 1000 m dn v w 当1450r/min 时 w n rmmznff wzm /1160145042 . 0 按机床标准选取rmmfm/1160 9)计算工时 切削工时: ,则机动工时为mml24 1 mml3 2 12 243 2 ()2 ()0.12min 475 m w ll t n f 4.7 工序工序 7 设计设计 1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 v yx p m v c k faT C v vv 其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见 v C v x v y v k 切削手册表 1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mv k sv k kv k krv k =0.97。 Bv k 所以 第 14 页 共 29 页 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 8 . 02 . 260 342 /min 4) 确定机床主轴转速 ns= 753r/min W d 1000 c v x34.5 891000 x 与 753r/min 相近的机床转速为 750r/min。现选取 =750r/min。 w n 所以实际切削速度= c v 1000 s dn min/94 1000 75050 m x 5) 切削工时, t =i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm; m fn l w 21 ll 1 l 2 l t =i=x2=0.966(min) m fn l w 21 ll 0.8750 29 4.8 工序工序 8 设计设计 1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 v yx p m v c k faT C v vv 其中:=104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见 v C v x v y v k 切削手册表 1.28,即 第 15 页 共 29 页 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 Mv k sv k kv k krv k Bv k 所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=30m/ 0.350.150.2 104 602.20.8 v c v min 4) 确定机床主轴转速 ns= 382r/min W d 1000 c v1000 30 x14 x 与 382r/min 相近的机床转速为 400r/min。现选取 =400r/min。 w n 所以实际切削速度= c v 1000 s dn 14 400 17.58/ min 1000 x m 5) 切削工时, t =i ;其中 l=19mm; =4mm; =0mm; m fn l w 21 ll 1 l 2 l t =i=0.059(min) m fn l w 21 ll 19 400 0.8 4.9 工序工序 13 设计设计 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式锥柄立铣刀,刀片采用 YG8, ,。2.5 p amm 0 14dmm70/ minvm2z 2. 决定铣削用量 10)决定铣削深度 第 16 页 共 29 页 因为加工余量不大,一次加工完成 2.5 p amm 11)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 ,则齿/2 . 0 mmfz 10001000 70 1592 / min 14 s v nr d 按机床标准选取1500 w nmin/r 14 1500 66/ min 10001000 w dn vm 当1500r/min 时 w n 0.2 4 15001200/ mzw ff znmm r 按机床标准选取1200/ m fmm r 12)计算工时 切削工时:,则机动工时为40lmmmml9 1 mml3 2 12 4093 0.17min 1500 0.2 m w lll t n fx 第 17 页 共 29 页 五五 夹具设计夹具设计 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,决定设计工序铣槽的铣床夹具。 5.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于铣槽,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。 5.2 定位基准的选择定位基准的选择 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。 5.3 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 (1)刀具: 采用端铣刀 14mm z=24 机床: x51 立式铣床 由3 所列公式 得 第 18 页 共 29 页 F V FzF w q u e y z X pF nd zafaC F 0 查表 9.48 得其中: 修正系数0 . 1 v k 30 F C83 . 0 F q0 . 1 F X z=24 65 . 0 F y83 . 0 F u8 P a0 F w 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= 4321 KKKK 其中:为基本安全系数 1.5 1 K 为加工性质系数 1.1 2 K 为刀具钝化系数 1.1 3 K 为断续切削系数 1.1 4 K 所以 NKFF 7 . 1775 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数,取 25 . 0 21 ff F=+G G 为工件自重 z P 第 19 页 共 29 页 N ff F N 4 . 3551 21 夹紧螺钉: 公称直径 d=12mm,材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPa B 1006MPa B s 480 10 8 螺钉疲劳极限: MPa B 19260032 . 0 32 . 0 1 极限应力幅:MPa k kkm a 76.51 1lim 许用应力幅: MPa Sa a a 3 . 17 lim 螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s s s=3.54 取s=4 得 MPa120 满足要求 8 . 2 2 4 2 c H d F MPa d N c 15 43 . 1 2 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。 第 20 页 共 29 页 5.4 定位误差分析定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 yj yj min111 XDd 式中: 圆柱销孔的最大偏差 1 d 圆柱销孔的最小偏差 1 D 圆柱销定位孔与定位销最小配合 1min 间隙 代入得: = yj min111 XDd0.00900.0160.025mm (2) 转角误差 L XDdXDd tg 2 min222min111 式中: 圆柱销孔的最大偏差 1 d 圆柱销孔的最小偏差 1 D 圆柱销定位孔与定位销最小配合 1min 间隙 削边销孔的最大偏差 2 d 削边销孔的最小偏差 2 D 削边销定位孔与定位销最小配合 2min X 间隙 其中:) 2 (2 min1 min2 X X LgLx 则代入得: 0.00900.0160.00900.004 0.0000622 2 305.29 tg 则: 0.00006219 经检验合格。 第 21 页 共 29 页 5.5 夹具设计及操作简要说明夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干 涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。 本道工序为铣床夹具选择了开口垫圈夹紧方式。本工序为铣切削 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。 第 22 页 共 29 页 总总 结结 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,铸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 得到更进一步的铸炼与提高;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 第 23 页 共 29 页 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! 第 24 页 共 29 页 致致 谢谢 这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实 和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时, 数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在 一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的 意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了 毕业设计。 这次设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。 在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时 间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度, 严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。 从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和 不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指导, 同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老 师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学 习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老 师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 第 25 页 共 29 页 参参 考考 文文 献献 1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版, 1994 年 2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出 版,1994 年 3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科 学技术出版社出版,1983 年 4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制 造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990 年 5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981 年 10 月 6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社 出版,1997 年
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厂 名产 品 型 号 零 件 名 称 件 号共 页 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 阀腔工 序 号13第 页 工 序 内 容铣宽 7.3 的槽 车 间工 段机 床型 号编 号 铣床X51 每一坯料制造零件数材料牌 号热 处 理硬 度 1HT200时效处理 夹 具 名 称夹 具 编 号冷 却 液 专用夹具乳化液 同 时 加 工 零 件 数 准备终结时 间 基本时间 辅助时间其他按%单 件 工 时 1 工人技术等级 更 改 记 录 工 具计 算 数 据切 削 用 量时 间 定 额 工 步 号 工 步 内 容 切削工具辅助工具量具 加 工 尺 寸 切 削 深 度 走 刀 次 数 走 刀 长 度 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 基本辅助 1铣宽 7.3 的槽铣刀游标卡尺 制 定日 期审 定日 期批 准日 期 产 品 名 称阀腔材 料 编 号厂 名每 坯 件 数共 页第 页 零 件 号 码毛 坯 种 类 HT200 单间材料定额每 台 件 数件 下 料 尺 寸 工工 艺艺 过过 程程 卡卡 片片 材料消耗定额每 批 件 数件 单 件 工 时 工序号工 种工 序 内 容设 备夹 具刀 具量 具辅助工具工作等级 计 划实 际 1铸造砂型铸造 2处理时效处理 3铣粗铣 198198 的底端面X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 4铣精铣 198198 的底端面X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 5钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔Z525 钻床专用夹具麻花钻千分尺 6铣铣顶端面X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 7车粗车 100 的一系列内孔CA6140 车床专用夹具车刀游标卡尺 8车粗车 76 的内孔CA6140 车床专用夹具车刀游标卡尺 9车精车 100 的一系列内孔CA6140 车床专用夹具车刀游标卡尺 10钻钻 2-20 的孔Z525 钻床专用夹具麻花钻千分尺 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝Z525 钻床专用夹具麻花钻,丝锥千分尺 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝Z525 钻床专用夹具麻花钻,丝锥千分尺 13铣铣宽 7.3 的槽X51 铣床专用夹具铣刀游标卡尺 14钳去毛刺 15检验检验 16入库入库 编 制 审 核 审 核批 准抄 写校 对车 间 会 签 修 改 记 录 设计说明书 题目:阀腔的工艺规程及铣槽的夹具设计题目:阀腔的工艺规程及铣槽的夹具设计 学 生: 学 号: 专 业: 班 级: 指导老师: 摘摘 要要 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。 阀腔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。 关键词关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This 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 目目 录录 ABSTRCT .3 序 言 .1 一 零件的分析 .2 1.1 零件的作用 .2 1.2 零件的工艺分析 .2 二 毛坯的确定 .3 2.1 确定毛坯的制造形式 .3 2.2 毛坯形状及尺寸 .3 三 拟定加工工艺路线 .4 3.1 基准的选择 .4 3.1.1 粗基准选择 .4 3.1.2 精基准的选择 .5 3.2 制定工艺路线 .6 四 切削用量及工时计算 .9 4.1 工序 1 设计 .9 4.2 工序 2 设计 .9 4.3 工序 3 设计 .9 4.4 工序 4 设计 .10 4.5 工序 5 设计 .11 4.6 工序 6 设计 .12 4.7 工序 7 设计 .13 4.8 工序 8 设计 .14 4.9 工序 13 设计 .15 五 夹具设计 .17 5.1 问题的提出 .17 5.2 定位基准的选择 .17 5.3 切削力及夹紧力计算 .17 5.4 定位误差分析 .19 5.5 夹具设计及操作简要说明 .20 总 结 .22 致 谢 .24 参 考 文 献 .25 第 1 页 共 29 页 序序 言言 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。 阀腔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 2 页 共 29 页 一一 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 阀腔的作用:定位及支撑的作用。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 阀腔的工艺有 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,钻 4- 18 的孔。 2:以底面和 4-18 孔为基准 的加工面,这组加工面主要是其 他的孔和端面。 第 3 页 共 29 页 二二 毛坯的确定毛坯的确定 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 阀腔零件的材料 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。 第 4 页 共 29 页 三三 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线 3.1 基准的选择基准的选择 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 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。 第 5 页 共 29 页 (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。先选取顶端面和内孔为定位基准,利用心轴 为定位元件。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 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 4-18 孔(一面 2 销)为定位精基准,加工其它表面及 第 6 页 共 29 页 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铸造砂型铸造 2处理时效处理 3铣粗铣 198198 的底端面 4铣精铣 198198 的底端面 5钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔 6铣铣顶端面 7车粗车 100 的一系列内孔 8车粗车 76 的内孔 9车精车 100 的一系列内孔 10钻钻 2-20 的孔 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝 13铣铣宽 7.3 的槽 14钳去毛刺 15检验检验 第 7 页 共 29 页 16入库入库 方案二 1铸造砂型铸造 2处理时效处理 3钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔 4铣粗铣 198198 的底端面 5铣精铣 198198 的底端面 6铣铣顶端面 7车粗车 100 的一系列内孔 8车粗车 76 的内孔 9车精车 100 的一系列内孔 10钻钻 2-20 的孔 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝 13铣铣宽 7.3 的槽 14钳去毛刺 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,同时铣面后先钻 4-18 的孔,这样 可以利用 4-18 的孔作为定位基准,更好地保证了工件的加工 第 8 页 共 29 页 精度,综合考虑我们选择方案一。 具体的工艺路线如下 1铸造砂型铸造 2处理时效处理 3铣粗铣 198198 的底端面 4铣精铣 198198 的底端面 5钻锪平 4-28 钻 4-18 的孔 6铣铣顶端面 7车粗车 100 的一系列内孔 8车粗车 76 的内孔 9车精车 100 的一系列内孔 10钻钻 2-20 的孔 11钻钻 6-M12 的螺纹孔,攻丝 12钻钻 4-M12 的螺纹孔,攻丝 13铣铣宽 7.3 的槽 14钳去毛刺 15检验检验 16入库入库 第 9 页 共 29 页 四四 切削用量及工时计算切削用量及工时计算 4.1 工序工序 1 设计设计 铸造 4.2 工序工序 2 设计设计 时效处理 4.3 工序工序 3 设计设计 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, ,。mmap5 . 1mmd25 0 min/125mv 4z 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 mmap5 . 1 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 ,则齿/2 . 0 mmfz min/17.796 50 12510001000 r d v ns 第 10 页 共 29 页 按机床标准选取750 w nmin/r 50 750 117.15/ min 10001000 w dn vm 当750r/min 时 w n rmmznff wzm /60075042 . 0 按机床标准选取rmmfm/600 3)计算工时 切削工时:,则机动工时为mml15mml9 1 mml3 2 min18 . 0 2 . 0750 3915 21 xfn lll t w m 4.4 工序工序 4 设计设计 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, ,。mmap5 . 1mmd32 0 min/125mv 4z 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 mmap5 . 1 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 ,则齿/2 . 0 mmfz 第 11 页 共 29 页 min/48.663 32 12510001000 r d v ns 按机床标准选取750 w nmin/r min/3 .141 1000 75032 1000 m dn v w 当750r/min 时 w n rmmznff wzm /60075042 . 0 按机床标准选取rmmfm/600 6)计算工时 切削工时:,则机动工时为mml39mml9 1 mml3 2 .min34 . 0 2 . 0750 3939 21 xfn lll t w m 4.5 工序工序 5 设计设计 机床:Z525 立式钻床 刀具:根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花 钻 18 1)进给量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= 530r/min W d 1000 c v1000 30 18 与 530r/min 相近的机床转速为 530r/min。现选取 第 12 页 共 29 页 =530r/min。 w n 所以实际切削速度= c v 1000 s dn 18 530 29.9/ min 1000 m 5) 切削工时,按工艺手册表 6.2-1。 t =i ;其中 l=10mm; =4mm; =3mm; m fn l w 21 ll 1 l 2 l t =2x() =2x()=0.49(min) m fn l w 21 ll 1043 530 0.13 4.6 工序工序 6 设计设计 1.选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀,刀片采用 YG8, ,。mmap5 . 1mmd40 0 min/75mv 4z 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 mmap5 . 1 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 ,则齿/2 . 0 mmfz min/ 2 . 1194 40 7510001000 r d v ns 按机床标准选取1450 w nmin/r 第 13 页 共 29 页 min/12.182 1000 145040 1000 m dn v w 当1450r/min 时 w n rmmznff wzm /1160145042 . 0 按机床标准选取rmmfm/1160 9)计算工时 切削工时: ,则机动工时为mml24 1 mml3 2 12 243 2 ()2 ()0.12min 475 m w ll t n f 4.7 工序工序 7 设计设计 1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 v yx p m v c k faT C v vv 其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见 v C v x v y v k 切削手册表 1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mv k sv k kv k krv k =0.97。 Bv k 所以 第 14 页 共 29 页 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 8 . 02 . 260 342 /min 4) 确定机床主轴转速 ns= 753r/min W d 1000 c v x34.5 891000 x 与 753r/min 相近的机床转速为 750r/min。现选取 =750r/min。 w n 所以实际切削速度= c v 1000 s dn min/94 1000 75050 m x 5) 切削工时, t =i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm; m fn l w 21 ll 1 l 2 l t =i=x2=0.966(min) m fn l w 21 ll 0.8750 29 4.8 工序工序 8 设计设计 1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 v yx p m v c k faT C v vv 其中:=104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见 v C v x v y v k 切削手册表 1.28,即 第 15 页 共 29 页 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 Mv k sv k kv k krv k Bv k 所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=30m/ 0.350.150.2 104 602.20.8 v c v min 4) 确定机床主轴转速 ns= 382r/min W d 1000 c v1000 30 x14 x 与 382r/min 相近的机床转速为 400r/min。现选取 =400r/min。 w n 所以实际切削速度= c v 1000 s dn 14 400 17.58/ min 1000 x m 5) 切削工时, t =i ;其中 l=19mm; =4mm; =0mm; m fn l w 21 ll 1 l 2 l t =i=0.059(min) m fn l w 21 ll 19 400 0.8 4.9 工序工序 13 设计设计 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式锥柄立铣刀,刀片采用 YG8, ,。2.5 p amm 0 14dmm70/ minvm2z 2. 决定铣削用量 10)决定铣削深度 第 16 页 共 29 页 因为加工余量不大,一次加工完成 2.5 p amm 11)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 ,则齿/2 . 0 mmfz 10001000 70 1592 / min 14 s v nr d 按机床标准选取1500 w nmin/r 14 1500 66/ min 10001000 w dn vm 当1500r/min 时 w n 0.2 4 15001200/ mzw ff znmm r 按机床标准选取1200/ m fmm r 12)计算工时 切削工时:,则机动工时为40lmmmml9 1 mml3 2 12 4093 0.17min 1500 0.2 m w lll t n fx 第 17 页 共 29 页 五五 夹具设计夹具设计 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,决定设计工序铣槽的铣床夹具。 5.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于铣槽,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。 5.2 定位基准的选择定位基准的选择 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。 5.3 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 (1)刀具: 采用端铣刀 14mm z=24 机床: x51 立式铣床 由3 所列公式 得 第 18 页 共 29 页 F V FzF w q u e y z X pF nd zafaC F 0 查表 9.48 得其中: 修正系数0 . 1 v k 30 F C83 . 0 F q0 . 1 F X z=24 65 . 0 F y83 . 0 F u8 P a0 F w 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= 4321 KKKK 其中:为基本安全系数 1.5 1 K 为加工性质系数 1.1 2 K 为刀具钝化系数 1.1 3 K 为断续切削系数 1.1 4 K 所以 NKFF 7 . 1775 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数,取 25 . 0 21 ff F=+G G 为工件自重 z P 第 19 页 共 29 页 N ff F N 4 . 3551 21 夹紧螺钉: 公称直径 d=12mm,材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPa B 1006MPa B s 480 10 8 螺钉疲劳极限: MPa B 19260032 . 0 32 . 0 1 极限应力幅:MPa k kkm a 76.51 1lim 许用应力幅: MPa Sa a a 3 . 17 lim 螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s s s=3.54 取s=4 得 MPa120 满足要求 8 . 2 2 4 2 c H d F MPa d N c 15 43 . 1 2 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。 第 20 页 共 29 页 5.4 定位误差分析定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 yj yj min111 XDd 式中: 圆柱销孔的最大偏差 1 d 圆柱销孔的最小偏差 1 D 圆柱销定位孔与定位销最小配合 1min 间隙 代入得: = yj min111 XDd0.00900.0160.025mm (2) 转角误差 L XDdXDd tg 2 min222min111 式中: 圆柱销孔的最大偏差 1 d 圆柱销孔的最小偏差 1 D 圆柱销定位孔与定位销最小配合 1min 间隙 削边销孔的最大偏差 2 d 削边销孔的最小偏差 2 D 削边销定位孔与定位销最小配合 2min X 间隙 其中:) 2 (2 min1 min2 X X LgLx 则代入得: 0.00900.0160.00900.004 0.0000622 2 305.29 tg 则: 0.00006219 经检验合格。 第 21 页 共 29 页 5.5 夹具设计及操作简要说明夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干 涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。 本道工序为铣床夹具选择了开口垫圈夹紧方式。本工序为铣切削 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。 第 22 页 共 29 页 总总 结结 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,铸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 得到更进一步的铸炼与提高;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 第 23 页 共 29 页 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! 第 24 页 共 29 页 致致 谢谢 这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实 和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时, 数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在 一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的 意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了 毕业设计。 这次设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。 在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时 间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度, 严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。 从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和 不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指导, 同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老 师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学 习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老 师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 第 25 页 共 29 页 参参 考考 文文 献献 1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版, 1994 年 2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出 版,1994 年 3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科 学技术出版社出版,1983 年 4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制 造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990 年 5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981 年 10 月 6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社 出版,1997 年
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