轴套零件夹具说明书.docx
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轴套零件夹具说明书
毕业设计说明书
课题:
轴套零件的加工工艺规程及夹具设计
专 业:
机械设计与制造
班 级:
机设131
姓 名:
李晓勇
学 号:
20130303172075
指导老师:
宋超老师
成都纺织高等专科学校
设计说明书
专业:
机械设计与制造班级:
机设131姓名:
李晓勇学号:
20130303172075
一、设计题目(附图)
轴套零件:
机械加工工艺规程制订
二、设计条件:
l、零件图;2、生产批量:
中批量生产。
三、设计内容:
1、零件图分析:
l)、零件图工艺性分析(结构工艺性及技术条件分析);2)、绘制零件图;
2、毛坯选择:
1)、毛坯类型;2)、余量确定;3)、毛坯图。
3、机械加工工艺路线确定:
1)、加工方案分析及确定;2)、基准的选择;3)、绘制加工工艺流程图(确定定位夹紧方案)。
4、工艺尺寸及其公差确定:
1)、基准重合时(工序尺寸关系图绘制);2)、利用尺寸关系图计算工序尺寸;3)、基准不重合时(绘制尺寸链图)并计算工序尺寸。
5、设备及其工艺装备确定:
6、切削用量及工时定额确定:
确定每道工序切削用量及工时定额。
7、工艺文件制订:
1)、编写工艺设计说明书;2)、填写工艺规程;(工艺过程卡片和工序卡片)
8、指定工序机床夹具设计:
1)、工序图分析;2)、定位方案确定;3)、定位误差计算;4)、夹具总装图绘制。
9、刀具、量具没计。
(绘制刀具量具工作图)
10、某工序数控编程程序设计。
四、资料
1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份;
2、机床夹具设计说明书一份;
3、夹具总装图一张(打印图纸);零件图两张以上(A4图纸);
目录
前言
第一章工艺设计说明书
1.零件图工艺性分析
1.1零件图的完整性和正确性
1.2零件技术要求分析
1.3零件结构工艺性分析
2.毛坯的选择
2.1毛坯类型
2.2毛坯余量确定
2.3毛坯-零件合图
3.机械加工工艺路线确定
3.1加工方法的确定
3.2加工顺序的安排
4.设备的确定
5.1机床及夹具的选用
6.切削用量的确定
6.1切削用量的选用原则
6.2切削用量的选取方法
6.3选择切削用量时应注意的几个问题
第二章工序夹具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
2.定位误差分析
3.夹紧方案及元件确定
4.夹具总装草图
第六章毕业设计体会
参考文献
第一章工艺设计说明书
1.零件图工艺性分析(图2.3)
如图2.3所示零件图,其生产规模为中批量生产,试根据零件图分析其加工工艺。
1.1零件图的完整性和正确性
经审查,该零件视图准确、完整,表达直观清晰,符合国家标准,尺寸、公差以及技术要求的标注齐全、合理。
1.2零件技术要求分析
零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等,这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。
进行零件技术要求分析,主要是分析这些技术要求的合理性,以及实现的可能性,重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求,为制定合理的加工方案做好准备。
同时通过分析以确定技术要求是否过于严格,因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂,加工难度大,增加不必要的成本。
该零件的尺寸精度要求有:
¢33
精度等级为IT6、¢30H7
精度等级为IT6、¢50f8
精度等级为IT6、其余精度等级为IT10;位置精度:
键槽对¢中心线的对称度差0.05mm、¢50f8
的轴线对¢30H7
轴线的同轴度0.02mm;表面粗糙度:
¢30H7
表面粗糙度Ra3.2um、¢50f8
表面粗糙度Ra6.3um、¢17.5内圆右端面表面粗糙度6.3、其余表面粗糙度为Ra3.2um。
1.3零件结构工艺性分析
该零件属于轴类零件,其结构特征主要由内外圆柱面、内槽、垂直孔、端面孔等组成。
其中内外圆柱面、内键槽可在数控车床上加工;端面孔可在数控铣床上加工;
2.毛坯的选择
2.1毛坯类型
(1)铸件
铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。
其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。
(2)锻件
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。
其锻造方法有自由锻和模锻两种。
(3)型材
型材有热轧和冷拉两种。
热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯;冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
(4)焊接件
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件
(5)冷冲压件
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求,在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。
2.2毛坯余量确定
毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上,加减总加工余量得到毛坯尺寸,毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。
笔者认为这种设计方法并不合理,这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致,对它提出的要求是:
(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量:
(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。
根据该零件的图纸要求,确定该零件毛坯材料为铸件,径向余量为单边3mm,长度余量为3mm(即总长为88mm)。
毛坯尺寸如图1所示。
2.3毛坯-零件合图
有毛坯余量确定该零件的毛坯图如图1.2所示。
3.机械加工工艺路线确定
1下料制造毛坯
2热处理正火
3车1.夹外圆,车¢85外圆控制长度尺寸25、右端面、车¢17.5外圆,长度5,钻孔¢17.5通孔。
2.镗内孔¢35,长度15。
4铣1.钻4-M6通扣。
2.钻¢10通孔。
3.铰4-M6孔。
4.铣¢10通孔。
5掉头车¢55外圆,长度60.
1钻孔¢30,长度65.
2铣内圆¢33长度10.铣键槽9*65
3钻通孔¢10,定位尺寸25.
4车端面,总长为88
6修正,倒角
7热处理局部淬火。
8磨削磨内孔及槽。
9钳去毛刺
10检验检验各尺寸。
11入库
3.1加工方法的确定
(1)¢85外圆粗车(精度等级IT12,表面粗糙度Ra6.3um)→精车(精度等级IT10,表面粗糙度Ra3.2um)。
(2)¢50外圆粗车(精度等级IT10,表面粗糙度Ra6.3um)→半精车(精度等级IT8,表面粗糙度Ra3.2um)
(3)车右端面粗车(精度等级IT10,表面粗糙度Ra6.3um)→半精车(精度等级IT8,表面粗糙度Ra3.2um)
(4)¢17.5内孔粗车(精度等级IT10,表面粗糙度Ra6.3um)→半精车(精度等级IT8,表面粗糙度Ra3.2um)→磨削(精度等级IT6,表面粗糙度Ra1.6um)。
(5)镗孔¢35,长度25粗车(精度等级IT10,表面粗糙度Ra6.3um)→半精车(精度等级IT8,表面粗糙度Ra3.2um)→磨削(精度等级IT6,表面粗糙度Ra1.6um)。
(6)调头车¢55外圆粗车(精度等级IT10,表面粗糙度Ra6.3um)→精车(精度等级IT8,表面粗糙度Ra3.2um)
(7)¢30孔钻中心孔→钻底孔(精度等级IT12,表面粗糙度Ra6.3um)→铰孔(精度等级IT10,表面粗糙度Ra3.2um)。
(8)镗孔¢33,定位尺寸55,长度10(精度等级IT8,表面粗糙度Ra3.2um)
(9)铣键槽8*65(精度等级IT12,表面粗糙度Ra6.3um)
(10)¢10孔钻中心孔→钻底孔(精度等级IT12,表面粗糙度Ra6.3um)→铰孔(精度等级IT10,表面粗糙度Ra3.2um)。
(11)车端面,总长85
3.2加工顺序的安排
工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。
因此,当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。
切削加工工序的安排原则
1)基准先行选为精基准的表面,应先进行价格,以便为后续工序提供可靠的精基准。
如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等,都应安排在初始工序加工完成。
2)先粗后精各表面均应按照粗加工→半精加工→精加工的顺序依次进行,以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。
3)先主后次先加工主要表面(如定位基面、装配面、工作面),后加工次要表面(如自由表面、键槽、螺纹孔等),次要表面常穿插进行加工,一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。
该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。
3.3定位基准的选择
(1)粗基准的选择粗车时以¢88外圆和¢88上端面为粗基准,并加工出精基准。
(2)精基准的选择精加工时以¢85外圆及¢85下端面为精基准。
3.4加工阶段的划分
零件加工时,往往不是依次加工完各个表面,而是将各表面的粗、精加工分开进行,为此,一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段,这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。
按加工性质和作用的不同,工艺过程可划分如下几个阶段:
(1)粗加工阶段——这阶段的主要作用是切去大部分加工余量,为半精加工提供定位基准,因此主要是提高生产率问题。
(2)半精加工阶段——这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备,并完成一些次要表面的加工。
(3)精加工阶段——对于零件上精度和表面粗糙度要求(精度在IT7级或以上,表面粗糙度在Ra0.8以下)的表面,还要安排精加工阶段。
这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。
4.工序尺寸及公差的确定
每道工序完成后应包子的尺寸成为该工序的工序尺寸。
工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。
每道工序的工序尺寸都不相同,他们组不向设计尺寸接近。
为了最终保证工件的设计要求,各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。
工序余量确定后,就可计算工序尺寸。
工序尺寸及其公差的确定要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合,采取不同的计算方法。
5.1机床及夹具的选用
1该工序主要加工外圆、内孔及槽,在普通机床上很难完成且加工效率低,所以选择在数控车床上加工,夹具选用三爪卡盘装夹,第二次装夹时需要选用软爪进行装夹,这样可以保证各表面的跳动量。
2该工序主要加工孔,选择在数控铣床上加工,夹具选用三爪卡盘装夹,卡爪用软爪。
3该工序加工斜孔及直孔¢10,选择在钻床上加工,夹具选用钻床专用夹具。
5.3量具的选择
该零件属于中批量生产,因此选用通用量具进行测量,外圆尺寸可直接采用游标卡尺测量;内孔¢33和¢30H7选用内径表进行测量;梯形槽底径选用内径卡爪进行测量;各孔选用专用量具进行测量。
具体请参见第三章量具设计说明书。
6.切削用量的确定
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc(用于恒线速度切削)、进给速度vf或进给量f。
这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。
6.1切削用量的选用原则
粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap,其次根据机床动力和刚性的限制条件,选取尽可能大的进给量f,最后根据刀具耐用度要求,确定合适的切削速度vc。
增大背吃刀量ap可使走刀次数减少,增大进给量f有利于断屑精车时,对加工精度和表面粗糙度要求较高,加工余量不大且较均匀。
选择精车的切削用量时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础土尽量提高生产率。
因此,精车时应选用较小(但不能太小)的背吃刀量和进给量,并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数,以尽可能提高切削速度。
6.2切削用量的选取方法
①背吃刀量的选择 粗加工时,除留下精加工余量外,一次走刀尽可能切除全部余量。
也可分多次走刀。
精加工的加工余量一般较小,可一次切除。
在中等功率机床上,粗加工的背吃刀量可达8~10mm;半精加工的背吃刀量取0.5~5mm;精加工的背吃刀量取0.2~1.5mm。
②进给速度(进给量)的确定 粗加工时,由于对工件的表面质量没有太高的要求,这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。
精加工时,则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。
进给速度νf可以按公式νf=f×n计算,式中f表示每转进给量,粗车时一般取0.3~0.8mm/r;精车时常取0.1~0.3mm/r;切断时常取0.05~0.2mm/r。
③切削速度的确定 切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选取。
实际加工过程中,也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。
粗加工或工件材料的加工性能较差时,宜选用较低的切削速度。
精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时,宜选用较高的切削速度。
切削速度vc确定后,可根据刀具或工件直径(D)按公式n=l000vc/πD来确定主轴转速n(r/min)。
在工厂的实际生产过程中,切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取。
常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表1为常用切削用量推荐表,供参考。
表1 硬质合金刀具切削用量推荐表
刀具材料
工件材料
粗 加 工
精 加 工
切削速度(m/min
进给量(mm/r)
背吃刀量mm
切削速度(m/min
进给量(mm/r)
背吃刀量mm
硬质合金或涂层硬质合金
碳钢
220
0.2
3
260
0.l
0.4
低合金刚
180
0.2
3
220
0.l
0.4
高合金钢
120
0.2
3
160
0.l
0.4
铸铁
80
0.2
3
120
0.l
0.4
不锈钢
80
0.2
2
60
0.l
0.4
钛合金
40
0.2
1.5
150
0.l
0.4
灰铸铁
120
0.2
2
120
0.15
0.5
第二章工序夹具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
该工序的主要内容为钻¢10直孔、4-M6通扣,其精度等级为IT12,表面粗糙度为6.3,设计钻两孔的夹具,设计夹具的目的是为了能够有正确的位置加工孔,并保证加工效率。
2.定位方案确定
根据工件的加工要求,该工件必须限制工件的五个自由度,即:
X移动、X转动、Z转动、Y移动、Y转动,为了方便控制刀具的走刀位置,还应控制Z移动,因而六个自由度均被控制了。
(1)加工4-M6通扣孔时以¢30H7外圆、右端面为定位基准。
(2)加工¢10孔时以25为定位基准,左端面为定位基准,以¢55外圆面限制Z移动。
3.定位元件确定
(1)加工¢10孔时的定位元件有定位板,在定位板上安装的有¢8的定位芯轴和¢8的定位销钉。
4.定位误差分析
基准不重合误差ΔB=0,基准位移误差ΔY=0.025mm。
ΔD=ΔY=0.025mm。
所以,ΔD<1/3T,满足要求。
5.夹紧方案及元件确定
(1)加工¢10孔时,选用压板进行压紧,因此选用的压紧元件有压板、双头螺栓、带肩六角螺母、连接螺母、球头螺栓等。
(2)加工4-M6孔时,选择用盖板压紧的方式进行压紧,所选用的压紧元件有、盖板、双头螺栓、带肩六角螺母、连接螺母、垫片等。
6.夹具总装草图(图4)
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
轴套
零件名称
轴套
第1页
共1页
材料牌号
45钢
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
每毛坯件数
每台件数
1
备注
工
序
工名
序称
工序内容
车间
工
段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
01
铸
铸造毛坯
铸造车间
05
热处理
正火热处理
热处理车间
10
车
1.夹¢88外圆,车¢85外圆控制长度尺寸25、车¢50f8外圆,车右端面、镗内孔¢35控制长度尺寸15、钻通孔¢17.5
机加车间
车
数控车床
三爪卡盘
2.调头夹¢85外圆,车左端面、镗内孔¢17.5。
车¢30外圆,长60
机加车间
车
数控车床
软爪
20
铣
1.钻¢30孔,长65。
机加车间
铣
数控铣床
软爪
2.钻4-M6通扣。
3.铰¢30孔。
4.钻¢10通孔。
30
热处理
局部淬火
热处理车间
40
钳
去毛刺
钳工车间
45
检验
检验图上各尺寸
检验室
三坐标检测仪、光滑塞规、游标卡尺
50
入库
设计(日期)
校对(日期)
审核(日期)
标准化(日期)
(日期)
处数
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