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辽宁工程技术大学机械制造技术基础课程设计题目托架机械加工工艺规程及铣宽3槽夹具设计班 级 加工09-3姓 名 指导教师 完成日期 2012年9月2日
一、设计题目托架的机械加工工艺规程及铣宽3槽工艺装备设计
二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型:(中批或大批大量生产)
三、上交材料1.绘制零件图1张2.毛坯图1张3.编制机械加工工艺过程综合卡片1套4.编制机械加工工艺卡片(仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片)1套5.绘制夹具装配图(A0或A1)1张6.绘制夹具中1个零件图(A1或A2装配图出来后,由指导教师为学生指定需绘制的零件图,一般为夹具体)1张7.编写课程设计说明书(约5000-8000字)1份
四、进度安排本课程设计要求在3周内完成1.第l~2天查资料,熟悉题目阶段2.第3~7天,完成零件的工艺性分析确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片3.第8~10天,完成夹具总体方案设计(画出草图,与指导教师沟通,在其同意的前提下,进行课程设计的下一步)4.第11~13天,完成夹具总装图的绘制5.第14~15天,零件图的绘制6.第16~18天,整理并完成设计说明书的编写7.第19天,完成图纸和说明书的输出打印8.第20~21天,答辩
五、指导教师评语成绩指导教师 日 期 摘 要本论文通过对托架进行分析,在给定的生产条件下,总结实际生产经验和科学分析的基础上,由多个加工工艺方案优选制定出加工工艺过程工艺规程是指导生产的重要技术文件,实际生产必须按照工艺规程规定的加工方法和加工顺序进行制定工艺规程应在一定的生产条件下,以最少的劳动量和最低的生产成本,在规定的期间内,可靠地加工出符合图样及技术要求的零件在编制零件的工艺规程时,提出了相应的夹具量具和刀具设计任务书根据任务书进行夹具的结构设计确定夹具的结构方案中,在定位、夹紧、对定等各个部分的结构以及总体布局等方面的几个不同方案中,经过分析比较,确定合理的方案,最后绘制出夹具总图关键词工艺规程设计工序、切削用量、夹紧定位AbstractThegraduationthesisanalyzetothetrestleselttingatthegivenproductionconditiononthesumminguptheactualproductionexperienceandscienceanalysisbasebeprocessedbymanythecraftoptimizationestablishtoprocessplanning.Therulesofthecraftistheimportanttechniquewhichguidetheproducedocumenttheactualproductionmustruleaccordingtothecraftgagedistanceofprocessthemethodandprocesstheinproperorderprogress.Thepartsthatestablishmentcraftgagedistanceisattherequestofundercertainlyoftheproductionconditionwithatleastoflaborquantistyandminimumproductioncostintheprescriptivetheinsideoftermprocesstomatchdrawingandtechniquesdependablely.Atthecraftgagedistanceoftheestablishmentpartshourputforwardthehomologousfixturegaugeandtooldesignmissionbook.Proceedtheconstructiondesignofthefixtureaccordingtothemissionbook.Theconstructionprojectinsideofthecertainfixtureinpositioncliptightlytoafewanddifferentprojectthatsettleapartialconstructionandtotallayoutetc.comparethroughanalysismakesurethereasonableprojectdrawthefixturegeneraldrawingfinally.AsmentionedaboveIalsodesignedruleandknife.Keywords:processplanningtheworkingprocedurethecuttingspecificationsclampthelocalization目录TOC\o1-3\h\z\u1托架的分析
11.1基准加工面的选择
11.2技术要求
12、确定毛坯、绘制毛坯简图
22.1毛坯的选择
22.2确定毛坯的机械加工余量及公差等级..
22.
22.
22.
33.1表面加工方法的确定
33.2加工阶段的划分
33.3工序的集中与分散
43.4工序顺序的安排
43.5机械加工工序
43.
43.
53.
53.6轴承座的工艺路线
54、公差等级、加工余量和工差的确定
65、切削用量的计算
76.夹具设计
76.1提出问题
86.2设计思想
86.3夹具设计
86.
86.
96.
107.个人体会与总结12参考文献131托架的分析
11.1基准加工面的选择
11.2技术要求
12、确定毛坯、绘制毛坯简图
22.1毛坯的选择
22.2确定毛坯的机械加工余量及公差等级..
22.
22.
22.
33.1表面加工方法的确定
33.2加工阶段的划分
33.3工序的集中与分散
43.4工序顺序的安排
43.5机械加工工序
43.
43.
53.
53.6轴承座的工艺路线
54、公差等级、加工余量和工差的确定
65、切削用量的计算
76.夹具设计
76.1提出问题
86.2设计思想
86.3夹具设计
86.
86.
96.
107.个人体会与总结12参考文献131托架的分析
1.1托架的工艺分析支架有2组加工面他们没有位置度要求这2组加工面的分别为
(1)以底面为基准的加工面,这组加工面包括,左底面,φ16的孔,和2-φ15孔锪孔φ28深3
(2)以φ26孔为基准的加工面,这组加工面主要包括φ18的端面,M10的螺纹孔,φ11孔和3mm宽的槽
1.2托架的技术要求该托架的各项技术要求如下表所示加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度um形位公差mm面40*8240*
820.3mmIT
93.2面8*828*
820.3mmIT
93.2φ18上端面
0.2mmIT
116.3φ11内孔壁
0.27mmIT
106.3M10螺纹孔
12.53mm宽槽
0.2mmIT
116.3φ26两端面
0.4mmIT
116.3φ16内壁φ16H
80.027mmIT
83.22*φ15沉孔φ28深32*φ15沉孔φ28深
30.043mmIT
912.
52、确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛胚对于常见的托架类零件而言,其结构比较复杂要求有良好的刚度和减震性,所以一般选用铸件毛坯较为合适(由教材219页表7-5)因选用零件的材料为HT200零件承受的冲击载荷不是很大,且零件的轮廓尺寸较大,又是中,大批量生产,所以选用砂型机铸造
2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量
2.
2.1公差等级由托架的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为CT=
92.
2.2托架铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm备注面40*
8242.220±
1.1Φ26两侧端面4254±2两侧Φ18上端面
21.823±
0.9面8*
8242.214±
1.1无特殊要求的地方,设其加工余量为1mm
2.
2.3绘制托架毛坯简图3拟定托架工艺路线
3.1基面的选择定位基准的选择是制订工艺规程的重要工作而基面选择的正确可使加工质量得到保证,因此要选择好粗基准和精基准
(1)粗基准的选择粗基准是以未加工的毛坯面作为定位的所以以选择零件的50*82不加工面
(2)精基准的选择根据已加工面及保证加工精度和装夹的准确方便,选取孔及一端面作为精基准
3.
2、表面加工方法的确定根据托架零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下表所示加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案面40*82IT
93.2粗铣—半精铣面8*82IT
93.2粗铣—半精铣φ18上端面IT
116.3粗铣φ11孔IT
106.3钻
8.5mm,扩孔至11mmM10螺纹孔
12.5钻孔
8.5mm,攻丝M103mm宽槽IT
116.3粗铣φ26两端面IT
116.3粗铣φ16孔IT
103.2钻,扩,绞φ16mm2*φ15沉孔φ28深
312.5钻2-孔,锪孔2-φ28深3mm
3.
3、加工阶段的划分当零件的加工质量要求很高时,要经过粗加工、半精加工和精加工三个阶段,而该托架加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段
(1)粗加工阶段首先将粗基准(零件的50*82不加工面为粗基准)准备好(保证后续工序其他表面的精度要求),然后粗铣托架的φ26两端面,钻,扩,绞φ16mm孔,面40*82及面8*82φ18上端面
(2)半精加工阶段完成托架的面40*82及面8*82半精铣加工和2*φ15沉孔φ28深3等其他孔的加工
3.
4、工序的集中与分散由于工序的集中和分散各有特点,要根据生产纲领和零件本身的结构等做全面的考虑本方案中因为大批量生产,所以选用工序集中原则安排轴承座的加工工序,采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则可使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面的相对位置精度要求
3.
5、工序顺序的安排
3.
5.1机械加工工序
(1)根据“基面先行”原则首先加工精基准孔及一端面作为精基准
(2)根据“先主后次”原则先加工零件的主要工作表面,可穿插进行螺孔及键槽的加工
(3)根据“先粗后精”原则先安排粗加工工序,后安排精加工工序
(4)根据“先面后孔”原则先加工面40*82及面8*82,再加工2*φ15沉孔φ28深3;先铣φ26两侧端面,再加工φ16的孔
3.
5.2.热处理工序铸造成型后,对铸件进行退火处理该轴承座在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,故采用退火处理即可满足零件的加工要求
3.
5.3.辅助工序检查、检验工序,去毛刺、平衡、清洗等也是工艺规程的重要组成部分所以在半精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序综上所述,该托架工序的安排顺序为热处理——基准加工——粗加工——精加工
3.
6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,下表列出了轴承座的工艺路线工序号工序内容设备工艺装备工时1铣φ26两侧端面,粗铣至长为50mm,表面粗糙度为
6.3微米立式铣床X51硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG
8、游标卡尺、专用夹具2钻,扩,绞φ16mm孔工步一钻φ15mm孔,工步二利用钻头扩孔至φ
15.85mm,工步三铰孔四面组合钻床麻花钻,铰刀、游标卡尺、专用夹具3铣40x82的面,加工余量不大,故可在一次走刀内铣完立式铣床X51硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG
8、游标卡尺、专用夹具4铣50x80的面,加工余量不大,故可在一次走刀内铣完立式铣床X51硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG
8、游标卡尺、专用夹具5钻2-孔,锪孔2-φ28深3mm,表面粗糙度要求不高,一次钻孔完成即可Z550立式钻床麻花钻、游标卡尺、专用夹具6以铣好的表面为基准,铣上端面,粗铣至21mm,表面粗糙度
6.3微米立式铣床X51硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG
8、游标卡尺、专用夹具7钻M10底孔φ
8.5mmZ550立式钻床麻花钻、专用夹具8铣宽3mm的槽立式铣床X62直齿三面刃铣刀游标卡尺、专用夹具9扩孔至φ11Z550立式钻床麻花钻、专用夹具10攻螺纹M10mm立式钻床丝锥,专用夹具11去毛刺钳工台平锉12清洗清洗机13终检,入库塞规、百分表、卡尺等
4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这里只确定铣宽3mm槽的加工余量、工序尺寸和公差由表2-27可查得铣宽3mm槽加工余量为1mm查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为IT11,公差为
0.2mm
5、切削用量、时间定额的计算直齿三面刃铣刀63*3GB/T
6119.1--1996铣刀参数L=3D=63mmd=22mmd1=34ro=15°v=75mm/minao=12°an=6°Z=16因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则由于槽的深度为10mm故一次走完,ae=10mmap=3mm根据X62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=375当=375r/min时按机床标准选取
6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段
6.1提出问题
(1)怎样限制零件的自由度;“一面两销”限制6个自由度
(2)怎样夹紧;设计夹具由螺旋夹紧工件
(3)怎样使夹具使用合理,便于装卸
6.2设计思想夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,是保证产品质量的重要技术措施设计必须保证零件的加工精度,保证夹具的操作方便,夹紧可靠,使用安全,有合理的装卸空间本夹具主要用来对宽3mm槽进行铣削,槽尺寸精度要求为IT11,表面粗糙度Ra
6.3,粗铣就可以满足其精度要求所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度
6.3夹具设计
6.
3.1定位分析
(1)定位基准的选择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铣宽3mm槽时,采用孔及8*82面作为定位基准
(2)定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定夹具的主要定位元件为一个面与两个销定位,两个销A型固定式定位销和B型固定式定位销(既菱形销)因为该定位元件的定位基准为孔的轴线,所以基准重合,基准不重合误差△b=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差L=40mm
6.
3.2切削力及夹紧力的计算
①铣槽铣削力查《切削用量简明手册++第3版》P111表
3.28,得铣削力计算公式()
②求铣槽夹紧力理论夹紧力考虑安全系数,粗加工,取K=3,则实际夹紧力Q为
6.
3.3夹具操作说明如前所叙述,在设计夹具时,应注意提高劳动生产率为此,应首先着眼于快速夹紧而不用慢速夹紧但所加工零件尺寸小壁厚小,夹紧力应较小,而且本工序加工,切削力较小,采用手动即可以满足夹紧需要,这样又可以简化机构减低成本,经过综合考虑,选取构形压板的手动螺旋夹紧机构由于夹具体结构简单多为板状部分,故采用焊接制造以减小加工量,又可以达到一定位置精度使用对刀块,便于对刀定位元件定位元件是用以确定正确位置的元件用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位两个销定位,两个销A型固定式定位销和B型固定式定位销(既菱形销)夹具装配图附图如下夹具体附图如下
7.总结这次夹具设计与以往的机械设计有很大不同之处,我感觉这次课程设计即是对以往所学知识的实践,又是对大学三年来知识的整合以前课程设计只是设计一些简单零件或者两级减速器,并没有提及这些设计加工方法及问题,这次夹具设计是“理论联系实际”的典例,让我们认识到了理论用于实际并不是那么容易的通过这次课程设计,我了解了一些机床的相关知识,及各种刀具,夹紧装置的材料性能,用法在设计中遇到过很多问题,我深深的认识到知识掌握不牢固造成的后果但是有时即使在掌握以后也无法在实际运用中左右逢源,在这次课程设计中我获得了很多经验,对现有的知识也有进一步加深和巩固在这一过程中感受最深的就是实际的东西和理论的东西有一定的差距,而且在设计中要实践和理论相结合,及时灵活的解决问题在此次设计中,我们参阅了不少有关书籍和资料,通过自己的思考和在老师的精心指导下完成了此次设计任务在设计过程中,应用到了大学三年来所学的所有知识,发现自己还有许多欠缺的地方,通过看书和老师指导弥补了不少,其它不足之处我会在今后的学习中尽快弥补上在设计中遇到的不少困难和难题,在指导老师的指导帮助下解决了,我从中受益非浅,巩固了所学的知识和缺乏的地方本次设计是我们大学四年来所担任完成的规模最大的一次设计,由于知识结构和经验不足,其中可能有不少疏漏和不合理的地方,希望各位老师给予指正参考文献
[1]黄健求主编.机械制造技术基础.机械工业出版社,
2005.11(
2010.7重印)
[2]彭林中,张宏主编.机械切削刀具及应用速查手册.化学工业出版社,2008
[3](译者)吴家驹合理化夹具设计方法及附件徐氏基金会出版世界图书出版公司1990
[4]王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社,1987
[5]黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社,2004
[6]赵丽娟冷岳峰主编.机械几何量精度设计与检测.辽宁工程技术大学,
2010.06
[7]司乃钧,许德珠主编.热加工工艺基础.高等教育出版社,1991
[8]教研室机械制造技术基础及课程设计指导书.辽宁工程技术大学,2011
[9]艾兴,肖诗纲主编.切削用量简明手册第三版械工业出版社,2002
[10]张平.铣床夹具优化设计的研究[D].阜新辽宁工程技术大学硕士学位论文,2006。