十字接头零件机械加工工艺规程及夹具设计.docx
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十字接头零件机械加工工艺规程及夹具设计
1前言---------------------------------------------------------------------------------------1
2毕业设计的目的--------------------------------------------2
3毕业设计的基本任务与要求----------------------------------3
4毕业设计说明书的编写--------------------------------------3
5毕业设计说明书的工艺设计与共装设计写----------------------3
6十字接头零件分析------------------------------------------4
7选材------------------------------------------------------5
8材料特性--------------------------------------------------5
9毛坯------------------------------------------------------7
10消除应力退火----------------------------------------------8
11加工方法--------------------------------------------------8
12加工方案-------------------------------------------------9
13刀具夹具-------------------------------------------------9
14毛坯余量与零件公差---------------------------------------10
15机械加工工艺卡片-----------------------------------------11
16加工程序-------------------------------------------------12
17参考文献-------------------------------------------------16
前言
十字接头已经广泛被用到各个技术领域,随着技术的不断进步,生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。
这就要求企业提高生产率,提高利用率。
减少浪费降低成本。
在十字接头越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。
特别是近年来与微电子、计算机技术相结合后,使十字接头进入了一个新的发展阶段。
。
为适应机械设备的要求,十字接头的设计要求和技术领域的拓展还需要不断的更新。
关键词:
十字接头.自动化.技术领域
Crossconnectorhasbeenwidelyusedinvariousfieldsoftechnology,astechnologyadvancestowardtheproductionofautomation,Specializationandalargenumberofquantizationdirection.Thiswillrequiretheenterprisestoincreaseproductivity,improveutilization.Reducewastagetoreducecosts.Crusadersinjointincreasinglyreflectsitsbroadapplicationareasandmarketprospects.Especiallyinrecentyearsandmicroelectronics,computertechnologyintegration,thecrossconnectorenteredanewstageofdevelopment..Mechanicalequipmenttomeettherequirementsofcrossconnectordesignrequirementsandtechnicalfieldsisalsoexpandingtheneedtoconstantlyupdate.
Keywords:
Crossjoints.Automation.Technology
1、设计的目的
机械制造技术设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节,它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识,进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。
其基本目的是:
1培养工程意识。
2训练基本技能。
3培养质量意识。
4培养规范意识。
2、设计的基本任务与要求
1、1、设计任务
2设计一个中等复杂的零件的加工工艺规程;
3设计一个专用夹具;
4编写设计说明书。
2、1、设计基本要求
2内容完整,步骤齐全。
3设计内容与说明书的数据和结论应一致,内容表达清楚,图纸准确规范,简图应简洁明了,正确易懂。
4正确处理继承与创新的关系。
5正确使用标准和规范。
6尽量采用先进设计手段。
3、设计说明书的编写
说明书要求系统性好、条理清楚、语言简练、文字通顺、字迹工整、图例清晰、图文并茂,充分表达自己的见解,力求避免抄书
4、工艺设计与工装设计
1.基本任务:
(1)绘制零件工件图一张;
(2)绘制毛坯—零件合图一张;
(3)编制机械加工工艺规程卡片一套;
(4)编写设计说明书一份;
(5)收集和研究原始资料,为夹具结构设计做好技术准备。
(6)初步拟定夹具结构方案,绘制夹具结构草图,进行必要的理论计算和分析。
选择最佳的夹具结构方案,确定夹具精度和夹具总图尺寸、公差配合与技
术要求。
(7)绘制夹具总图和主要非标准件零件图,编写设计说明书。
(8)编制夹具特殊使用维护、操作、制造方面的说明或技术要求。
2.设计要求:
(1)应保证零件的加工质量,达到设计图纸的技术要求;
(2)在保证加工质量的前提下,尽可能提高生产效率;
(3)要尽量减轻工人劳动强度,必须考虑生产安全、工业卫生等措施;
(4)在立足本企业的生产条件基础上,尽可能采用国内外新技术、新工艺、新
装备;
(5)工艺规程应正确、完整、简洁、清晰;
(6)工艺规程应满足规范化、标准化要求;
(7)夹具设计保证工件的加工精度;
(8)提高生产效率;
(9)工艺性好;
(10)使用性好;
(11)经济性好
5、十字接头零件分析
1.首先在对加工零件进行充分的工艺分析,确定零件的编程坐标系,计算零件的几何元素坐标参数。
确定钻孔或扩孔、镗孔和锪孔的中心坐标,铣面时的起点坐标和终点坐标,两端点坐标。
2.其次零件加工工艺路线或加工顺序。
根据零件图、零件的制造材料、零件的质量要求确定主运动的启动、停止、方向、变速;进给运动的速度大小;选择刀具的参数及冷却液开、关等辅助装置的动作。
3.根据零件的形状和加工位置设计制造其专用夹具,适合于工件的大批量生产。
4.零件的图形、尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、材料、热处理及其他技术要求要表示的清晰明了。
5.要做到加工效率高、加工质量符合要求、加工费用低等要求。
基本尺寸
考虑材料力学性能:
强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度;
内外表面质量
十字接头此零件用于两轴,杆之间连接传递,扭力或运动的中
间联接器所以对韧性和强度耐磨度有一定的要求.如零件图所示该零件主要加工表面及技术要求分析如下.
1.零件整体在未注尺寸公差为IT14级.这对一般的铣削加工都不难打到.
2.零件的形位公差要求也不高.它是GBIT1184-1996K级也较容易达到.
3.T1.T2.T3.T4.T5.T6表面
6、选材
接头的许用应力和安全系数的关系:
[σ]=σ°/n(极限应力σ°,n=3)脆性材料的σ°=σb。
安全系数n反映了构件的强度储备。
脆性材料的n=2~3.5或是3~9。
拉伸的强度计算:
σ=N/A≤[σ]
N=σ*Aaz
N≤[σ]*A 材料为QT500。
7、材料特性
牌号
抗拉强度Бβ
屈服硬度Б
延伸率δ%
布氏硬度HB
N/uu2(cФ/uu2)
N/mm(kgf/mm2)
QT400-18
400
250
18
130-18
QT400-15
400
250
12
130-18
QT400-10
450
310
10
160-210
QT500-7
500
320
7
170-230
QT600-3
600
370
3
190-270
QT700-2
700
420
2
225-305
QT800-2
800
480
2
245-335
QT900-2
900
600
2
280-360
8、毛坯
根据零件材料确定毛坯为铸件,根据其结构形状、尺寸大小和材料性能毛坯的铸
造方法选用----低压铸造
毛坯公差等级---IT8级
球墨铸铁:
在铁水(球墨生铁)浇注前加一定量的球化剂(硅,镁)使铸铁中石墨球化,由于碳以球状存在于铸件基体中,改善其对基体的割裂作用,球墨铸铁的抗拉强度,屈服强度,塑性,冲击韧性大大提高,并且有耐磨,减震。
工艺性能好,成本低等优点因为零件要求无砂眼,所以在毛坯铸造时要注意气孔的产生气孔原因:
1.空气夾杂在熔汤中
2.气体的来源:
熔解时、在料管中、在模具中、离型剂
改善方法:
1.适当的慢速
2.检查流道转弯是否圆滑,截面积是否渐減
3.检查逃气道面积是否够大,是否有被阻塞,位置是否位於最后充填的地方
4.检查离型剂是否噴太多,模温是否太低
5.使用真空.
9、退火热处理
由于铸件壁厚不均匀,在加热,冷却及相变过程中,会产生效应力和组织应力。
另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力,所有这些内应力都必须消除。
去应力退火通常的加热温度为500~550℃保温时间为2~8h,然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。
采用这种工艺可消除?
铸件内应力的90~95%,但铸铁组织不发生变化
11、加工方法
1.大部分外表面可达到要求.其经济精度IT12-14.表面粗糙度Ra12.5-6.3.都可以达到零件设计要求.
2.孔Ф4钻→铰其经济精度IT8-10表面粗糙度Ra3.2-1.6
3.孔Ф22+0.033Φ40+0.039其他公差为IT8级其经济精度IT11-13表面
粗糙Ra12.5-6.3有Ra≤12.5的粗糙度要求
4.在孔Φ4的内壁粗糙度要求为Ra≤1.6其它孔壁都在Ra≤6.3.Ф40的上偏差为0.039Ф22的上偏差为0.033公差等级都为IT8.所以对现代机加工不难.
5.在Ф22空内有一个高为2mm粗糙度为Ra≤12.5的圆弧凹槽.
6.m10-7B螺孔
普通螺(粗压螺纹)
螺距1.5中径9.026小径8.376
m6-6B
螺距1中径5.350小径4.917
12、加工方案
工序号
工序内容
定位基准
毛坯,铸坯
010
平面铣A面
直径34面
020
铣直径53的一头端面
030
铣直径53的另一头端面
040
铣直径22孔并倒A面那头角
050
平面铣端面直径34、倒角、直径14和
M10-7B的端面
A面
060
拉直径22高为2的弧糟
070
钻螺纹M6-6B深12/钻孔深13和
两个M10-7B的贯穿螺孔
080
铣直径40孔倒角
090
倒直径40孔另一头角
100
钻→铰直径4孔
13、刀具夹具
直柄立铣刀:
用于一般用于外圆侧面铣
锥柄键槽铣刀:
一般用于基面铣
加长锥柄键槽铣刀:
用于深槽加工
倒角铣刀:
倒角
锥柄麻花钻:
打孔
拉刀
1、夹紧力的计算
在确定夹紧力的大小时,为简化计算,通常将夹具和工件看成一个刚性系统。
根据工件所受切削力.夹紧力(大型工件还应考虑重力.惯性力等)的作用情况,找出加工过程中对夹紧最不利的状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力,最后再乘以安全系数。
用压板夹紧工件端面
Fwk=KM/LF(Fwk实际夹紧力,K安全系数)
工件的夹紧方式,计算夹紧力并设计夹紧装置加紧力的计算
(1)铣削力矩M切的计算:
M0=F0L1=9.866/0.011(0.015+0.011/2-0.040/2)=300(N·m)
(2)加紧力的计算
F3=2KM0/D=2×1.5×0.48/0.028=51.42(N)
14、毛坯余量与零件公差
毛坯
加工余量
零件公差等级
公差
Ф46
1.5
IT14
0.62mm
孔Ф22
1.5
IT8
0.039mm
Ф34
1.5
IT14
0.62mm
孔Ф40
1.5
IT8
0.039mm
Ф53
1.5
IT14
0.74mm
其它端面
2.0
IT14
0.52mm
0.62mm
0.74mm
0.87mm
一、研究加工工件图样
了解该工件的结构形状.尺寸.材料.热处理要求,主要是表面的加工精度.表面粗糙度及其他技术要求
二、熟悉工艺文件,明确以下内容
1毛坯的种类.形状.加工余量及其精度。
2工件的加工工艺过程,工序图,本工序所处的地位,本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度,基准面的状况。
3本工序所使用的机床.刀具及其他辅助工具的规格。
4本工序所采用的切削用量。
三、拟定夹具的结构方案
1.确定夹具的类型
2.确定工件的定位方式及定位元件的结构
工件的定位方式主要取决于工件的加工要求和定位基准的形状.尺寸。
分析加工工序的技术条件和定位基准选择的合理性,遵循六点定位原则,按定位可靠.结构简单的原则,确定定位方式。
常见的定位方式有平面定位.内孔定位.外圆定位和组合表面(一面两销)定位等。
在确定了工件的定位方式后,即可根据定位基面的形状,选取相应的定位元件及结构。
(1)平面定位
在夹具设计中常用的平面定位元件有固定支承.可调支承.自位支承及辅助支承,其中固定支承又可分为支承钉和支承板。
3.工件的夹紧方式,计算夹紧力并设计夹紧装置
夹紧机构应保证工件夹紧可靠.安全.不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。
在设计夹紧装置时必须合理选择夹紧力的方向和作用点,必要时还应进行夹紧力的估算。
15、机械加工工艺卡片
机械加工工艺卡片
零件
名称
十字
接头
材料
牌号
QT500
毛坯
种类
灰铸铁
工序
装夹
工步
工序
内容
背吃
刀量
切削速度m/s
每分钟
转数
进给量mm/r
设备
名称
工艺
装备
010
1
平面铣A1面
1.6
0.8
800
1.8
加工中心
铣刀
百分表
020
2
铣直径53的一头端面
1.6
0.8
800
3
钻床
Ф4
铰刀
030
3
铣直径53的另一头端面
1.6
0.8
800
1.8
加工中心
铣刀
040
3
铣直径22孔并倒A面那头角
1.6
0.8
800
1.8
加工中心
铣刀
050
3
平面铣端面直径34、倒角、直径14和
M10-7B的端面
1.6
0.8
800
3
加工中心
铣刀
060
4
拉直径22高为2的弧糟
1.6
0.8
800
1.8
加工中心
铣刀
070
4
钻螺纹M6-6B深12/钻孔深13和
两个M10-7B的贯穿螺孔
1.6
0.8
800
1.8
加工中心
M6和M10机有丝锥
080
5
铣直径40孔倒角
1.6
0.8
800
2
加工中心
铣刀
090
5
倒直径40孔另一头角
1.6
0.8
800
2
加工中心
铣刀
100
5
钻→铰直径4孔
1.6
0.8
800
2
钻床
拉刀
16、加工程序
O0001
G40G90G80G49G17
T1M6
G00G90G54X0.Y0.S3000M3.T2
G43H01Z60.M08
G90G00X-50.Y0.Z-2.
G98G90G01X50.F500
G00Z20.M9
G91G28Z0.M5
T2M6
G00G90G54X0.Y0.S1500M3T3
G43H02Z60.M08
G98G81X0.Y0.Z-1.R1.F500
G90G80G00Z20.M9
G91G28Z0.M5
T3M6
G00G90G54X0.Y0.S2500M3T4
G43H03Z60.M08
G98G76.X0.Y0.Z-115.R2.Q0.2.F800
G80G90G00.Z20.M9
G91G28Z0.M5
T4M6
G00G90G54X0.Y0.S3000.M3.T5
G43H04.Z60.M08
G98G76X0.Y0.Z-115.R2.Q0.2.F600
G90G80G00Z20.M9
G91G28Z0.M5
T5M6
G00G90G54X0.Y0.S1000.M3.T1
G43H05Z60.M08
G90G00X-22.
G90G98G01X-13.Y0.F50
G90G00X0.Y0
G00Z20.M9
G91G28Z0.M5
T1M6.
G90G00X-50.Y0.M30
O0002
G90G80G40G49G17
T1M6
G00G90G55X0.Y0.S3000M3.T2
G43H01Z60.M08
G90G00X50.Y0
G00.Z-2
G98G90G01X-50.Y0.F500
G00Z20.M09
G91G28Z0.M5
T2M6
G00G90G55X0.Y0.S1500M3T3
G43H02Z60.M08
G98G81X0.Y0.Z-1.R1.F500
G80M09
G90G00Z20
G91G28Z0.M5
T3M6
G00G90G55X-38.Y0.S3000.M3.T4
G43H03Z60.M08
G90G00X-58.Y0.
G98G91G01X-18.Y0.Z-2.F500
G90G00Z20.
G91G28Z0.M5
T4M6
G00G90G55X-38.Y0.S2500.M3T5
G43H04Z60.M08
G98G91G76X-38.Y0Z-17.R1.Q0.3.F600
G80M09
G90G00Z20.
G91G28Z0.M5
T5M6
G90G00G55X-58.Y0.S500M3.T6
G43H05Z60.M08
G91G98G84X-38.Y0.Z-17.R1.F500
G80.M09
G90G00Z20.
G91G28Z0.M5
T6M6
G90G00G55X-80.Y0.S3000.M3.T7
G43H06Z60.M08
G90G00X-110.Y0.
G98G91G01X-65.Y0.Z-2.F500
G90G00Z20M09
G91G28Z0.M5
T7M6
G00G90G55X-110.Y0S2500M3T8
G43H07Z60M08
G98G91G76X-80.Y0.Z-13.R1.Q0.3.F600
G80M09
G90G00Z20.
G91G28Z0.M5
T8M6
G00G90G55X-80.Y0.S500M3.T1
G43H08.Z60.M08
G90G98G84X-80.Y0.Z-13.R1.F500
G80M09
G90G00Z20.
G91G28Z0.M5.
T1M6
G90G00Z60.
G00X0.Y0.
M30
参考文献
[1]主编:
吴兆祥,《机械制造技术课程设计》,浙江大学出版社,2005.1
[2]主编:
蒋建强,《数控加工技术与实训》,北京:
电子工业出版社,2003.8
[3]主编:
李启炎,《计算机绘图(初级)AUTOCAD2004版》,同济大学出版社,2004.7
[4]主编:
夏凤芳,《数控机床》,高等教育出版社,2002.7
[5]主编:
廖兆荣,《数控几双电气控制》,高等教育出版社,2005.1
[6]《机械工程手册》工程材料,1996年第二版
[7]主编:
成大先,《机械设计手册》北京:
机械工业出版社
[8]甘永立,《几何量公差与检测》上海:
上海科学技术出版社,1993
致谢
转眼四年的大学生活结束了,导师XX老师与XX老师在悉心指导下完成的。
他们严肃的科学态度,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,XX老师都始终给予我细心的指导和支持。
在此谨向XX老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在这里首先要感谢我的导师XX老师与XX老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从外出实习到查阅资料,设计草案的确定和修改,中期检查,后期详细设计,轴承等整个过程中都给予了我悉心的指导。
我的设计较为简单,XX老师仍然细心地纠正图纸中的错误。
除了敬佩XX老师的专业水平外,他们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。
作为一个学生的毕业设计,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师们的督促指导,以及一起工作的同学们的支持,想要完成这个设计是难以想象的。
在这里同时也感谢四年来教育我们的老师和那些默默耕耘着的老师们,正因为有你们昨天的付出才换来了我们今天的成就!
在这里真心的说一声:
谢谢!
敬礼!
!
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- 十字 接头 零件 机械 加工 工艺 规程 夹具 设计