星轮零件的工艺规程及工装设计.docx
- 文档编号:25694088
- 上传时间:2023-06-11
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:76.32KB
星轮零件的工艺规程及工装设计.docx
《星轮零件的工艺规程及工装设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《星轮零件的工艺规程及工装设计.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
星轮零件的工艺规程及工装设计
机械制造基础课程设计
设计题目:
星轮零件的工艺规程及工装设计
设计钻直径28孔的立式钻床夹具
班级:
加工09-3
学生:
范思民
指导教师:
张丽蓉
目录
设计任务书
一、零件的分析(生产类型)……………………(3)
二、工艺规程设计……………………………………(3)
(一)、确定毛坯的制造形式及尺寸的确定………(3)
(二)、基面的选择………………………………(3)
(三)、制订工艺路线……………………………(3)
(四)、机械加工余量、工序尺寸…………………(4)
(五)、确定切削用量及基本工时………………(5)
三、夹具设计…………………………………………(11)
(一)、定位基准分析……………………(3)
(二)、切削力与夹紧力计算…………………(3)
(三)、定位误差分析……………………………(3)
四、参考文献…………………………………………(13)
指导教师评语
该生设计的过程中表现,设计内容反映的基本概念及计算,设计方案,图纸表达,说明书撰写。
综合评定成绩:
指导教师
日 期
辽宁工程技术大学
机械制造工艺及夹具课程设计任务书
设计题目:
星轮零件的工艺规程及工装设计
设计钻直径28孔的立式钻床夹具
设计要求:
1.大批生产;
2.尽量选用通用设备。
设计内容:
1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.工艺规程1套(工艺过程工序卡片)
4.夹具装配图1张
5.夹具零件图2-3张
6.设计说明书1份
班级:
加工09-3
学生:
范思民
指导教师:
张丽蓉
年月日
摘要
本次课程设计的任务为设计专用机床夹具。
根据生产对象的属性(大批量生产、工件材料为灰铸铁)合理安排每道工序的加工余量,并根据最终工件的各个尺寸和加工精度及表面粗糙度每道工序的工步安排。
星轮加工工艺规程的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。
在设计夹具体的过程中定位元件、夹紧元件在夹具体上的相对位置要满足工件的尺寸要求,并且填写工艺规程卡片与工序卡片并最终绘出夹具体装配图与零件图。
关键词:
工艺;工序;夹具;夹紧
Abstract
Thecurriculumdesignforthedesignofthemandateformachinetoolsfixture.Accordingtotheproductiontargetsoftheattributes(massproduction,theworkpiecematerialforgraypigiron)everyreasonablearrangementsfortheJiagongyuliangproceduresandinaccordancewiththefinalpartofvarioussizeandprecisionmachiningandsurfaceroughnessoftheprocedureeverysteparrangements.
Theshiftforkscomponentstechnologicalprocessandmillslotdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Folderinthedesignofspecificcomponentsintheprocessofpositioning,clampingcomponentsinspecificfolderontherelativepositionoftheworkpiecetomeetthesizerequirementsandfilloutcardswiththeorderofprocessesandeventuallydrawacardfolderspecificassemblyandpartsplans.
Keyword:
theworkingprocedure;fixture;clamp;positioning
一、零件的分析
(一)零件的工艺分析
我所设计的零件是星轮,它位于各种机床的转位机构中,像车床的可转位刀架。
主要起转位时,使刀架转到所需刀位后既可卡住锁紧,不再转动的作用。
零件上的φ28孔与旋转机构相连,中间的三个φ4、φ2孔则是用于定位卡紧的。
,它大致一共可分为4个加工表面,而这四组加工表面之间有一定的位置要求,现将这四组加工表面分述如下:
1.以φ45mm外圆为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
φ45K6mm、φ45f7的外圆,以及φ40K6mm的外圆面,三个外圆面粗糙度均为1.6。
2.以φ28mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
φ28H7的孔,以及φ28H7的两个端面。
主要是的φ28H7孔,粗糙度为0.8。
3.铣8×16的键槽
这一组加工表面包括:
此键槽的底面,粗糙度3.2的键槽内壁。
4.以φ4、φ2孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
六个平面,其中三个大平面粗糙度为0.8,以及三个φ4和φ2的孔,φ4孔长11mm。
这四组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:
(1)Φ4和Φ2孔与粗糙度为0.8的平台夹角为15°。
(2)Φ45K6与Φ40K6的同心度要求为0.06。
由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
(二)确定生产类型
已知此零件年产量为5000件,每台(辆)产品中该零件的数量为1,备品率a%=3%,废品率b%=0.5%。
所以零件的生产纲领N=Qm(1+a%)(1+b%)=5176件/年,通过查表,得出该零件的生产类型为大批量生产。
二、工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式及尺寸
1确定毛坯种类
零件材料为40cr,考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性,零件为大批生产,而且零件的尺寸不大,因此,毛坯可采用锤上钢质自由锻铸造。
2确定锻件尺寸
星轮锻造毛坯尺寸公差及及加工余量单位(mm)
项目
及加工余量(单边)
尺寸公差
备注
厚度61
表2-11
1.5
2.0取(1.5)
表2-13
宽度
45
表2-10
1.5
2.0取(1.8)
表2-13
宽度
40
表2-10
1.5
2.0取(1.8)
表2-13
宽度
64
表2-10
1.5
2.0取(1.8)
表2-13
孔径
28
表2-10
2.0
表2-14
厚度14
表2-11
1.5
2.0取(1.5)
表2-13
注:
备注中所选表格皆来自机械制造技术基础课程设计指导教程》
3绘制锻件零件图:
(附零件图)。
(二)基面的选择
基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择。
对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则,现选取φ70的棒料外圆轮廓表面作为粗基准。
采用φ70外圆面定位加工内孔、外表面和端面可保证孔的壁厚均匀并与外表面同轴度较高,并能保证端面的垂直度。
(2)精基准的选择。
根据星轮的技术要求和装配要求,选择星轮右端面和右侧φ45f7外圆作为精基准,零件上的许多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循了“基准统一”原则。
(三)制订工艺路线
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得到合理的保证。
在生产纲领为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。
除此以外,还应当考虑经济效率,以便使生产成本尽量下降。
工
序
号
工名
序称
机床
设备
刀具
量具
1
粗车,半精车两端面
卧式车床C618k
车刀
游标卡尺
2
钻、扩,铰中心孔
立式钻床字Z535
立式钻床字Z535
游标卡尺
3
粗车,半精车,精车外圆和凸台
卧式车床C618k
车刀
游标卡尺
4
开槽
卧式车床C618k
切槽刀
游标卡尺
5
铣φ64三个端面
X60卧式铣床
专用铣刀
游标卡尺
6
磨φ64三个端面
M315磨床
专用磨刀
游标卡尺
7
钻孔,扩孔
立式钻床字Z535
麻花钻
游标卡尺
8
铣键槽
X60卧式铣床
铣刀
游标卡尺
9
中检
10
热处理
11
校正
12
清洗
13
终检
(四)机械加工余量、工序尺寸
零件材料为40Cr,硬度190~210HB,毛坯重量1.3kg,生产类型为大批量,棒料毛坯。
据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下
1.左右端面:
由表1-6,通过粗车,半精车达到要求,加工余量由锻件得为1.5mm所以粗车余量为1.26mm,半精车为0.24mm,粗糙度为Ra3.2.
2.内孔(φ28):
由表2-28,孔φ28H7的钻孔工序尺寸为26mm,钻、扩φ28h7孔至φ27,粗铰,精铰到φ28~φ28.021,Ra0.8um。
(五)确立切削用量及基本工时
工序一车左右端面。
1.加工条件
工件材料:
40Cr,σb=980MPa,HB235,棒料
加工要求:
粗车,半精车星轮左右端面
机床:
卧式车床C618k。
刀具:
硬质合金钢车刀,牌号YT5。
选择刀具前角γo=0°后角αo=15°,副后角αo’=10°。
2.选择切削用量
机床功率为10kw。
查表4-2得f=0.15~2.65mm/r。
由于切削量不大,选较小量f=0.8mm/r。
2.计算工时
总工时t=12*2=24S
工序二钻、扩,铰φ28H7孔。
1.加工条件
工件材料:
40Cr,σb=980MPa,HB235,棒料。
加工要求:
钻、扩,铰φ28H7孔。
机床:
立式钻床字Z535。
刀具:
高速钢莫氏麻花钻,扩孔钻。
由表3-4,钻头直径为26mm,切削速度16m/min。
2.切削用量
1)切削速度
因为切削量较小,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。
2)每转进给量
机床功率为4.5kw。
查《切削手册》表5f=0.25~0.36mm/r。
选较小量f=0.25mm/r。
3)计算切削速度按表5-21,查得Vf=16m/min,
4)计算基本工时
tm=(2L1+L)/(fn)=(2
3+61)/187≈22s。
由表5-16,
,ap=0.1mm,v=30m/min
三、专用夹具设计
--直径28孔的立式钻床夹具
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。
确定夹紧力要确定夹紧力的作用点,方向及大小三个要素。
(一),定位基准的选择
由于夹具对零件的夹紧和定位有重大影响,否则加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
由于星轮该零件外形比较均匀,所以加工直径28的中心孔可以以下端(底)面为精基准,然后用V型块这样可以限制5个自由度,这样加工可以保障加工孔的尺寸和精度要求。
(二),切削力及夹紧力计算
(1)刀具:
高速钢麻花钻,扩孔钻,铰刀
机床:
立式钻床Z535
由[3]所列公式得
查表9.4—8得其中:
修正系数
z=26
代入上式,可得F=927N
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
选用螺旋快速夹紧机构由
其中f为夹紧面上的摩擦系数,取
F=
+GG为工件自重
调节夹紧螺钉:
公称直径d=24mm,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]=3.5~4取[s]=3.5
得
满足要求
经校核:
满足强度要求,夹具安全可靠,加工效率高。
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
(三),定位误差分析
(1)定位元件尺寸及公差确定。
夹具的主要定位元件为
孔的定位销,孔与销间隙配合。
(2)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。
本夹具是用来在卧式镗床上加工,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
基准位移误差△y由于孔和销都有制造误差,为工件装卸方便还有最小间隙(次间隙可以在调刀尺寸和对刀时消除)
由制造误差引起的△y=(Dmax-dmin)/2-(Dmin-dmax)/2=(0.023+0,020)/2=0.0215<0.08
在垂直度要求范围内
本工序采用一定位销,一挡销定位,工件始终靠近定位销的一面,而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力,因此,工件不在在定位销正上方,进而使加工位置有一定转角误差。
但是,由于加工是自由公差,故应当能满足定位要求。
(四),钻床夹具的装配图见附图
四、参考文献
1、朱淑萍主编.机械加工工艺及装备.北京:
机械工业出版社,1999
2、李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:
机械工业出版社,1994
3、孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京:
国防工业出版社,1999
4、机床夹具设计手册.北京:
中国科学技术出版社
5、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,2000
6、田春霞主编.数控加工工艺.北京:
机械工业出版社,2006
7、吴拓、方琼珊主编.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书.北京:
机械工业出版社,2005
8、黄云清主编.公差配合与测量技术.北京:
机械工业出版社,2001
9、梁炳文主编,机械加工工艺与窍门精选,北京:
机械工业出版社,2001
10、杨峻峰主编,机床及夹具,清华大学出版社,2005
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 零件 工艺 规程 工装 设计