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题目名称拨叉轴机械加工夹具设计1—2式中L=l+y+Z\,对于外圆端面L=R=40外=20,根据《切削用量简明手册》表L26,车削时的入切量及超切量y+A=
2.1mm,则L=20+
2.1mm=
22.1mm,故tm=
0.14min工序三铳4槽工步1铳槽41选择刀具
1.选择铳刀选择立式铳刀,X61,粗钻时钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角=12,二重刃长度a=
2.5mm,横刀长=宽/=3切加,棱带长度h=
1.5mm,夕=30,2p=120°,中=50°
2.选择切削用量1决定进给量1铳槽查表H-266,v=24-347n/min,MX v=30m/min/=
0.32mm/r lOOOv1000x30d/.=--------=-------------=53lr/min研
3.14x20按机床选取nw=530r/min所以实际切削速度为u=3・14次,=307n/min1000切削工时t=—=一——=
1.7min fit
0.32x530工序四铳深3mm两槽及深
1.5mm槽工步1铳槽31选择刀具
1.选择铳刀选择立式铳刀,X61,粗钻时4=3mm,钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角4=12°,二重刃长度么=25mm,横刀长b=
1.5mm,宽I=3mm,棱带长度lx—
1.5mm9/=30,2(p=120°,I/J=50°
2.选择切削用量
(1)决定进给量1)铳槽查表11-266,v=24-34m/min,v=30m/min/=
0.32mm/r1000v1000x
30.〃《=--=--------=531/7rmn成o
3.14x20按机床选取nw=530r/min所以实际切削速度为—
3.14册卬=3()加min1000切削工时t=—=—2一=
1.7min fri
0.32x530工步2铳槽
1.51)选择刀具
1.选择铳刀选择立式铳刀,X61,粗钻时钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角=12,二重刃长度a=
2.5mm,横刀长b=
1.5mm,宽/=3%仍棱带长度k=l.5mm,0=30,2(p=120°,i//=50°
2.选择切削用量
(1)决定进给量1)铳槽查表11—266,v=24-34m/min,v=30m/min f=
0.32mm/r1000v1000x30c,.2二-----二-------二531/7min血o
3.14x20按机床选取nw=530r/min所以实际切削速度为x
3.14加go加mm1000切削工时t=—=一些一=L7min jn
0.32x530工序五铳深2mm槽工步1铳深2mm槽1)选择刀具
1.选择铳刀选择立式铳刀,X61,粗钻时钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
1.2,后角a=12,二重刃长度a=
2.5mm,横刀长b=L5mm,宽/=3%仍棱带长度k=
1.5mm,0=30,20=120°,y/=50°
2.选择切削用量
(1)决定进给量1)铳槽查表11-266,v=24-34m/min,MX v=30m/min f=
0.32mm/r1000v1000x30“I/.=-------=-------------=531/7min71do
3.14x20按机床选取nw=530r/min所以实际切削速度为U=314M卬=3()加min1000切削工时t=—=一2一=
1.7min fri
0.32x530工序
六、钻、较30661)选择刀具
1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头,Z5125A,粗钻时4=6mm,钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角=12,二重刃长度横刀长/=
1.5m私宽/=3m/%,棱带长度/i=L5mm,尸=30,2^=120°,〃=
502.选择切削用量
(1)决定进给量1)钻孔查表n-266,v=24-34/7/min,MX v=30m/min f=
0.32mm/r lOOOv1000x30c/.nv=--------=-------------=531r/rmn研
3.14x20按机床选取nw=530r/min所以实际切削速度为一14dM=30加min1000切削工时t=—=一——=L7min jh
0.32x530工序
七、钻、较45661选择刀具
1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头,Z5125A,粗钻时4=6mm,钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角a=12,二重刃长度/=
2.5mm,横刀长〃=
1.5加小,宽/=3m加,棱带长度,1=
1.5加n,/=30,2=120°,〃=
52.选择切削用量1决定进给量1钻孔查表11-266,v=24-34/n/min,IX v=30/n/min/=
0.32mm/r1000v1000x30c/.n=---------=-------------=531r/min5矶
3.14x20按机床选取nw=530r/min所以实际切削速度为,=
3.14d@=30加min1000切削工时t=—=—2一=l.7min jh
0.32x530工序
八、R槽部淬火G48工序
九、顶磨外圆直径13第二部分夹具设计
1、设计任务设计在成批生产条件下,在卧式万能铳床铳两端面,钻两中心孔,每个端面可一次铳削完成,根据零件的结构特点和加工部位确定确定其定位方案为采用长V型块进行定位,上用螺钉V型块进行压紧,左右两侧,都有可旋转定位挡,定位挡上装有钻套,用于钻中心孔时导入钻头,一端加工完成后,将此端定位挡用定位销固定,将另一端的定位挡打开,铳端面,铳完后,将定位挡固定钻中心孔
2、定位基准的选择本工序采用V型块定位下母线为基准,限制4个自由端,一端加工时,将另一端作为定位面,限制了1个自由度,工件的5个自由度全部被限制住了,可保证工件的准确性
3、切削力及夹紧力的计算刀具端面铳刀,dw=6mm,则F=
9.81X
54.5ap O-9af O-74ae lo Zdo-LO§Fz《切削手册》查表得do=2Omm,ae=195,af=
0.2,ap=
9.5mm,6Fz=
1.06所以F=
9.81X
54.5X
2.509XO.2074X192X20X
1.06F20=7940IN查表可得,铳削水平分力,垂直分力,轴向力与圆周分力的比值:FL/FE=
0.8,FV/FE=
0.6,Fx/Fe=
0.53故FL=
0.8FE=
0.8X79401=63521N Fv=
0.6FE=
0.6X79401=47640N Fx=
0.53FE=
0.53X79401=42082N在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=KiK2K3K4式中Ki一基本安全系数,
2.5R—加工性质系数,
1.1除一刀具钝化系数,
1.1R—断续切削系数,
1.1贝!J P=K FH=
2.5XI.1X
1.1X
1.IX63521=211366N选用螺旋一板夹紧机构,故夹紧力fN=l/2F zf为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,f=
0.25贝IJ N=
0.5X2113664-
0.25=52841N
4.定位误差分析计算工序位置尺寸公差T=
0.2定位基准”15轴中心线和端面工序基准也为轴的中心线和端面
一、由于工序采用的基准与定位基准相同,所没有基准不重合误差
二、保证尺寸的定位误差分析见尺寸链图A=222+
0.15+
0.032,不能符合要求,所以应提高尺222的加工精度为IT8时,又基准不重合误差db=0所以定位误差dw小于1/3*T,才能符合要求
5、操作的简要说明夹具设计时为保证一次装夹后,加工完成本工序所有加工特征,所以采用V型块定位,上用V型块加螺栓夹紧,两侧采用可旋转定位挡板,定位挡板上装有钻套,用于导入中心钻,使用时,加工一个端面时,用定位销将另一端的定位挡板固定,端面加工完成再将此面的定位挡用定位销固定,用中心钻钻中心孔加工完成后将另一端定位挡板打开重复上面的工序,保证一次装夹后所有特征一次完成总结时光飞逝,为期1个月的课程设计已经接近尾声回首这1个月的设计过程,感慨万千使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西受益匪浅!在这次设计过程中,使我真正的认识到自己的不足之处,以前上课没有学到的知识,在这次设计当中也涉及到了使我真正感受到了知识的重要性这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来,起到了穿针引线的作用,巩固了所学知识的作用在课程设计中,首先是对工件机械加工工艺规程的制定,这样在加工工件就可以知道用什么机床加工,怎样加工,加工工艺装备及设备等,因此,工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的在课程设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件,因为学的时间长了,因此在开始画图的时候有很多问题,而且不熟练,需参阅课本但不久就能熟练的画了CAD制图不管是现在,对以后工作也是有很大的帮助的因此,这次课程设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了在这次课程设计中,还有一个重要的就是关于专用夹具的设计,因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的,并没有亲自设计过,因此,在开始的设计过程中,存在这样那样的问题,在老师的细心指导下,我根据步骤一步一步的设计,画图,查阅各种关于专用夹具的设计资料,终于将它设计了出来,我感到很高兴,因为在这之中我学到了以前没有学到的知识,也懂得了很多东西,真正做到了理论联系实际在这次课程设计中,我学到了很多知识,有一点更是重要,就是我能作为一个设计人员,设计一个零件,也因此,我了解了设计人员的思想,每一个零件,每件产品都是先设计出来,再加工的,因此,作为一个设计人员,在设计的过程中一点不能马虎,每个步骤都必须有理有据,不是凭空捏造的而且,各种标准都要严格按照国家标准和国际标准,查阅大量资料,而且设计一个零件,需要花好长时间亲自上阵后我才知道,做每件是都不是简简单单就能完成的,是要付出大量代价的因此,我们也要用心去体会每个设计者的心思,这样才能像他们一样设计出好的作品在这次课程设计中,对我来说有所收获也存在着不足之处收获
(1)能把以前所学的各种知识,综合的运用的这次设计中,巩固了以前所学的知识
(2)学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册
(3)学会了,分析问题,解决问题的能力不足之处
(1)有些步骤,问题解决的方法不是很好,需在以后的学习、实践中进一步改进
(2)有些工艺路线制定的不是太好,而且余量、切削用量设计不是很精确,需在以后的实践中积累经验,进一步改进综上所述这次的课程设计对我以后的工作起了很大的帮助,我认识到,无论是工作还是学习都必须做到认真、谨慎,时时处处细心参考文献
1.顾崇衍等编著机械制造工艺学陕西科技技术出版社,19812,倪森寿主编机械制造工艺与装备化学工业出版社,
20013.张进生主编机械制造工艺与夹具设计指导机械工业出版社,
19944.姜敏凤主编工程材料及热成型工艺高等教育出版社,
20035.机械制造工艺及设备设计手册编写组编机械制造工艺及设备设计手册机械工业出版社,
19896.胡家秀主编简明机械零件设计实用手册机械工业出版社,
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9.刘越主编机械制造技术化学工业出版社,
200110.赵如福主编金属机械加工工艺人员手册(第三版)上海科技技术出版社,
198111.南京工程学院陈于萍主编沈阳大学周兆元副主编互换性与测量技术基础机械工业出版社,
200412.孙本绪熊万武编机械加工余量手册国防工业出版社,
199913.哈尔滨工业大学上海工业大学主编机床夹具设计(第二版)上海科技出版社,1989o
14.王启平主编机床夹具设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,
199815.浦林祥主编金属切削机床夹具设计手册北京机械工业出版社,
199516.张耀宸主编机械加工工艺设计实用手册北京航空工业出版社,
199317.艾兴,肖诗纲编切削用量手册
18.马贤智主编机械加工余量与公差手册北京中国标准出版社,
199419.张龙勋主编机械制造工艺学课程设计指导书及习题北京机械工业出版社,
199420.赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书北京机械工业出版社,1993序言机械制造工艺及设备课程设计是我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节,是使我们综合运用所学过的基本课程,基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练我们在完成设计课程的同时,也培养了我们正确使用技术资料,国家标准,有关手册,图册等工具书,进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面的工作能力,也为我们以后的工作打下坚实的基础,所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会!其主要目的是
1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力,拓宽和深化所学的知识
2.培养学生树立正确的设计思想,设计思维,掌握工程设计的一般程序,规范和方法
3.培养学生正确的使用技术知识,国家标准,有关手册,图册等工具书,进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面的工作能力和技巧
4.培养学生进行调整研究,面向实际,面向生产,向工人和工程技术人员学习的基本工作态度,工作作风和工作方法第一章课题简介第二章设计内容
2.1零件分析
2.
1.1零件的作用本零件的作用是用于减速器内部传动用的,且要求传动平稳
2.
1.2零件的工艺分析由零件图可知,主要加工表面有
1.尺寸13圆周面
2.槽
43.总长
2224.孔
6、R3圆弧槽
5.二端面为基准面由上述可知,各加工表面以尺寸13圆周面为主,有较高的尺寸精度要求,因此,拟订13圆周面为主的工艺方案为了保证各表面的相对位置精度要求,应以二端面为定位基准,便于实现基准重合和基准统一以保证其它重要尺寸
2.
1.3零件毛坯的选择考虑到零件的经济性和综合性能要求,零件材料为45钢
2.
1.4零件的定位基准面的选择基准面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一,基准面选择的正确与否,可以使加工质量得到保证,使生产力得到提高,否则,不但加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批量报废,使生产无法正常进行
1.基准面的选择粗基准的选择要保证粗基准定位所加工出的精基准有较高的精度,通过精基准定位使后续各被加工表面具有较高的均匀的加工余量,并与非加工表面保持应有的相对位置精度在确定粗基准时,要保证相对位置精度要求和加工表面余量合理分配原则,在本零件中,先以左端面基准面为粗基准,加工13圆,然后加工保证各零件名称段的长度尺寸调头以后以右端面为基准面来加工13左端面,然后加工
66、R3圆弧槽和4宽槽加工且保证各零件名称段的长度尺寸;第三章制定加工工艺路线拟订零件的加工路线是制定工艺规程的总体布局,主要任务是选择各表面的加工方法,及定位基准,确定加工顺序,各工序采用的机床设备和工艺装备等
23.2加工顺序的安排工序的安排
1、加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段
①粗加工阶段其任务是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品,因此,主要目标是提高生产率,去除内孔,端面以及外圆表面的大部分余量,并为后续工序提供精基准,如加工613外圆柱表面
②半精加工阶段其任务是使主要表面达到一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,如013外圆柱面,@
6、槽4和R3圆弧槽等
③精加工阶段其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度,留一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,并可完成一些次要表面的加工如精度和表面粗糙度要求,主要目标是全面保证加工质量
2、基面先行原则该零件进行加工时,要将端面先加工,再以左端面、外圆柱面为基准来加工,因为左端面和413外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的,才能使定位基准更准确,从而保证各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出来
3、先粗后精即要先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金属切削效率,另一方面满足精车的余量均匀性要求,若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时,则要安排半精车,以此为精车做准备
4、先面后孔对该零件应该先加工平面,后加工孔,这样安排加工顺序,一方面是利用加工过的平面定位,稳定可靠,另一方面是在加工过的平面上加工孔,比较容易,并能提高孔的加工精度,所以对于拨叉轴来讲先加工413外圆柱面,做为定位基准再来加工其余各孔
(2)工序划分的确定工序集中与工序分散工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多,工序集中使总工序数减少,这样就减少了安装次数,可以使装夹时间减少,减少夹具数目,并且利用采用高生产率的机床工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行,每道工序的内容很少,最少时每道工序只包括一简单工步,工序分散可使每个工序使用的设备,刀具等比较简单,机床调整工作简化,对操作工人的技术水平也要求低些综上所述可虑到工件是中批量生产的情况,采用工序分散辅助工序的安排辅助工序一般包括去毛刺,倒棱角,清洗,除锈,退磁,检验等
(3)、热处理工序的安排热处理的目的是提高材料力学性能,消除残余应力和改善金属的加工性能,热处理主要分预备热处理,最终热处理和内应力处理等,本零件材料为45钢,在加工过程中预备热是消除零件的内应力,在毛坯锻造之后最终热处理在半精车之后精车之前,按规范在840c温度中保持30分钟释放应力该零件是批量生产,可以采用机床配以专用夹具,工序以分散为主,某些工序可以适当集中应划分加工阶段,将粗加工和精加工分开;刀具和量具的选择可以专用的与适用的相结合,根据以上分析,初步拟订的工艺路线方案
(一)如下工序1锯2锻3正火4粗车5精车6精车7铳槽48铳深3mni两槽及深
1.5mm槽9铳深2nlm槽10钻、较30°直径6孔11钻、较45直径6孔12R槽部淬火G4813顶磨外圆直径1314检验填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡
①工艺过程综合卡片简要写明各道工序,作为生产管理使用
②工艺卡片详细说明整个工艺过程,作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件,除写明工序内容外,还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等
③工序卡片用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件,在大批量生产的关键零件的关键工序才使用1简图可按比例缩小,用尽量少的投影视图表达简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图,除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面,其余线条可省略,以必需、明了为度2被加工表面用粗实线或红线表示,其余均用细实线应标明本工序的工序尺寸,公差及粗糙度要求详见工序卡片在此处插入工序卡片工序一控制总长222车两端面及两中性孔
1.加工条件工件材料45,ab=l^MPa,硬度197〜229HB,铸造本工序选用X60,卧式万能铳床,专用夹具,分三个工步工步1为铳左端面至
223.5尺寸,倒角及钻中心孔,工步2为右端面及倒角钻中心孔,加工后表面粗糙度为Ra W
12.54m1工步1车长度
223.51选择刀具
①选择端面铳刀,A2/5中心钻
②根据《切削用量简明手册》表L2,可选择YG6牌号硬质合金
③选择立式铳刀,X61,粗钻时钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角4=12°,二重刃长度2=
2.5加%,横刀长Z=
1.5加%,宽/=3/打力,棱带长度lx—
1.5mm9/=30,2p=120°,I/J=50°2选择切削用量
①确定切削深度a p由于粗加工余量仅为
1.5mm,可在一次走刀内切完,故a p=l.5mm
②确定进给量f根据《切削用量简明手册》表
1.6,在粗铳
45、表面粗糙度Ra=
12.5U m日寸f=
0.25〜
0.40mm/r按X60说明书选择f=
0.36mm/r
③选择车刀磨钝标准及寿命根据《切削用量简明手册》表
1.9,铳刀后刀面最大磨损量取为
1.Omni,铳刀寿命T=60mino
④确定切削速度Vc切削速度Vc可根据公式计算,也可直接由表中查出根据《切削用量简明手册》表L27式中左丫一%八,卜kTv kKv故Vc=
69.6m/min n=492r/min按X60铳床说明书,选择n=500r/min,这时Vc=110m/mino最后决定的铳削用量为a p=l.6mm,f=
0.36mm/r,n=500r/min,Vc=l10m/mino3计算基本工时1—2式中L=l+y+Z\,对于外圆端面L=R=42/2=390,根据《切削用量简明手册》表
1.26,式削时的入切量及超切量y+A=
2.1mm,则L=390+
2.lmm=
392.1mm,故tm=
2.18min辅助工时工人将工件装夹tl,拆卸t2和以及找正对刀时间t3tn=tl+t2+t3=2+l+2+l=6min工作地点服务时间,设备的调试,设备刀具的安装更换等ts=5min2工步2右端面及倒角1选择刀具
①选择端面铳刀,A2/5中心钻
②根据《切削用量简明手册》表L2,可选择YG6牌号硬质合金
③选择立式铳刀,乂61,粗钻时4=4加%,钻头采用双头刃磨法,查《切削》表
2.1,
2.2,后角=12,二重刃长度a=
2.5mm,横刀长b=L5mm,宽/=3加帆,棱带长度I]=
1.5/71/77,〃=30,2^=120°,“=502)选择切削用量
①确定切削深度a p由于粗加工余量仅为
1.6mm,可在一次走刀内切完,故a p=l.6mm
②确定进给量f根据《切削用量简明手册》表
1.6,在粗铳
45、表面粗糙度Ra=
12.5u m时f=
0.25~
0.40mm/r按X60铳床说明书选择f=
0.36mm/r
③选择铳刀磨钝标准及寿命根据《切削用量简明手册》表
1.9,铳刀后刀面最大磨损量取为
1.0mm,铳刀寿命T=60mino
④确定切削速度Vc切削速度Vc可根据公式计算,也可直接由表中查出根据《切削用量简明手册》表L271—1Tyf式中左丫-k拉k际ksv kTvkKv故Vc=
69.6m/min n=492r/min按X60铳床说明书,选择n=500r/min,这时Vc=110m/床n最后决定的铳削用量为Q p=l.6mm,f=
0.36nlm/r,n=500r/min,Vc=110m/mino3计算基本工时_L_in-r1—2式中[尸1+y+△,对于外圆端面[尸R=42/2=390,根据《切削用量简明手册》表L26,铳削时的入切量及超切量y+A=
2.1mm,则L=390+
2.lmm=
392.1mm,故tm=
2.18min辅助工时工人将工件装夹tl,拆卸t2和以及找正对刀时间t3tn=tl+t2+t3=2+l+2+l=6min工作地点服务时间,设备的调试,设备刀具的安装更换等ts=5min工序二顶车外圆至直径
13.3h8
(1)工步1车左端面1)选择刀具
①选择外圆车刀
②根据《切削用量简明手册》表
1.1,由于车床的中心高为200mm(表
1.30),故选刀杆尺寸BXH=16mmX25nini,刀片厚度为
4.5mmo
③根据《切削用量简明手册》表L2,可选择YG6牌号硬质合金
④车刀几何形状(见表
1.3),选择平面带倒棱前刀面,Kr=60°,Kr z=10°,a o=6°,y o=12°,入s=一10°,y e=
0.8mm,/0I=一10°,by]-
0.4mmo2)选择切削用量
①确定切削深度ap由于粗加工余量仅为
1.6mm,可在一次走刀内切完,故Q p=
1.6mm
②确定进给量f根据《切削用量简明手册》表L6,在粗车
45、表面粗糙度Ra=
12.5□m时f=
0.25〜
0.40mm/r按CA6140数控车床说明书选择f=
0.36mm/r
③选择车刀磨钝标准及寿命根据《切削用量简明手册》表
1.9,车刀后刀面最大磨损量取为
1.0mm,车刀寿命T=60mino
④确定切削速度Vc切削速度Vc可根据公式计算,也可直接由表中查出根据《切削用量简明手册》表L27二.T ma xvf(1一1)n pJ式中-院k K/ksv kTvkKv故Vc=
69.6m/niin n=492r/min按CA6140数控车床说明书,选择n=500r/min,这时Vc=110m/min最后决定的车削用量为a p=l.6mm,f=
0.36mm/r,n=500r/min,Vc=110m/mino3)计算基本工时。