K292-接頭工藝及銑28mm槽夾具設計【含CAD高清圖紙和文檔】

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Finally, a typical set of machine tool clamps is further selected and designed, which mainly includes: the design of positioning scheme and clamping scheme, the working principle of clamps and the design and installation of clamps. After the design analysis and demonstration, the joint process design and fixture design is feasible.Key words：Fixture; Process; Cutting amount; Analysis;目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 零件的分析及生產(chǎn)類型確定51.1 零件的作用51.2零件的工藝分析51.3 確定零件的生產(chǎn)類型6第2章 毛坯的確定72.1毛坯的制造形式72.2毛坯的尺寸公差和機械加工余量72.3繪制毛坯圖7第3章 擬定零件加工工藝路線93.1定位基準的選擇93.2各表面加工方案的確定93.3工序順序的安排103.4機床設備及工藝裝備的選用103.5確定加工工藝路線10第4章 主要工序的加工余量和工序尺寸的確定12第5章 切削用量及切削時間的確定135.1 確定切削用量135.2 確定切削時間13第6章 專用夾具設計166.1 設計類型及機床的選型166.2 定位元件和定位方式的確定166.3 夾緊方案設計和確定176.4 定位元件的設計176.5 對刀元件設計186.6 定位誤差分析196.7 切削力和夾緊力的計算19結(jié) 論21致 謝22參考文獻23第1章 零件的分析及生產(chǎn)類型確定1.1 零件的作用接頭零件的作用是作為連接件使用，對接零件使用。圖1.1零件圖1.2零件的工藝分析工藝分析的目的，一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工和裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 該零件主要加工表面為：（1）車外圓及端面表面粗糙度值6.3；（2）鉆擴鉸20H7的孔（3）銑28H11的槽（4）銑寬度40的邊。（5）鉆10H7、6的孔。1.3 確定零件的生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領是指某種產(chǎn)品（或零件）包括備品或廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品特征，如產(chǎn)品的尺寸外形、質(zhì)量等，以及生產(chǎn)綱領中年產(chǎn)量的不同，其生產(chǎn)可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。單件生產(chǎn)：單個地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復。例如重型機器制造、專用設備制造及新產(chǎn)品試制等。成批生產(chǎn)：一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一定的重復性，每批制造的相同產(chǎn)品的數(shù)量稱為批量。根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。第2章 毛坯的確定2.1毛坯的制造形式軸類毛坯常用圓棒料和鍛件。大型軸或結(jié)構(gòu)復雜的軸采用鍛件，毛坯經(jīng)過熱處理后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的硬度及較好的綜合力學性能。本課題根據(jù)齒輪軸的應用特點和經(jīng)濟性，可以選擇容易得到的棒料作為本課題的毛坯類型。常用材料可選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼種的45鋼，合金鋼中的40Cr、20CrMnTi等；以該軸為例，可選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼種的45鋼。本次設計零件材料為45，查參考文獻7（以后工藝參數(shù)都以此參考文獻為準），通過各種材料的性能比較，45的硬度HB為143269，密度，根據(jù)零件總體尺寸計算零件毛坯的重量約為2kg。2.2毛坯的尺寸公差和機械加工余量在確定了毛坯加工余量以后, 毛坯的形狀和尺寸, 除了將毛坯加工余量附加 在零件相應的加工表面上外, 還要考慮毛坯制造、 機械加工和熱處理等多方面工 藝因素的影響。毛坯的形狀及尺寸毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鍛件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鍛件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關。 2.3繪制毛坯圖圖2.1毛坯圖第3章 擬定零件加工工藝路線3.1定位基準的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。所以我們應當對零件的制造工藝進行分析，從而合理的選擇基準進行加工。工序設計包括工序基準的選擇、工序尺寸的確定、加工余量的確定、機床的選擇、工藝裝備的選擇、切削用量的選擇和時間定額的確定。工序是在工序圖上以標定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準。所標定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術(shù)要求，工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)容在加工后應進行測量，測量時所用的基準稱為測量基準。通常工序基準和測量基準重合。工序基準的選擇應注意以下幾點： 基準的設計應考慮檢驗的方便性，如應該考慮到現(xiàn)有的量具能否測量到標注的尺寸，選擇合適的基準有利于減少檢驗的工作強度。 當工序能夠通過保證定位基準和圖紙基準重合的時候，可不試切直接加工，通過夾具的精度來保證工件的精度。 對一次安裝下所加工出來的各個表面，各加工面之間的工序尺寸應與設計尺寸一致。3.2各表面加工方案的確定加工方法的選擇應以滿足加工精度和表面粗糙度的要求為原則。由于獲得同一級加工精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸和熱處理要求等全面考慮。此外，還要考慮機床選擇的合理性。例如，單純銑輪廓表面或銑槽的簡單中小型零件，選擇銑床進行加工較好；而大型非圓曲線、曲面的加工或者是不僅需要銑削而且有孔系加工的零件，在鏜銑加工中心上加工較好3.3工序順序的安排1、基面先行作為其它表面加工的精基準一般安排在工藝過程一開始就進行加工2、先主后次零件的主要工作面、裝配基面應先加工，從而及早發(fā)現(xiàn)毛坯中可能出現(xiàn)的缺陷3、先粗后精一個零件的切削加工過程，總是先進行粗加工，在進行半精加工，最后是精加工和光整加工。4、先面后孔箱體、支架等類零件上具有輪廓尺寸遠比其他表面尺寸為大的平面，用它作定位基準面穩(wěn)定可靠，故一般先加工這些平面以作精基準，供加工孔和其他表面時使用。3.4機床設備及工藝裝備的選用（1）工序車端面及車外圓。成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。（2）工序銑是銑鍵槽，選用銑床X51。（3）工序鉆孔，選用立式鉆床Z525。3.5確定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。制定以下工藝方案：表3-11鍛造鍛造2熱處理熱處理3車車50的端面及外圓4車車30的端面及外圓5鉆鉆擴鉸20H7的孔6銑銑28H11的槽7銑銑寬度40的邊8鉆鉆10H7、6的孔9檢驗檢驗10入庫入庫第4章 主要工序的加工余量和工序尺寸的確定序號加工表面加工內(nèi)容加工余量表面粗糙度備注1車外圓及端面502mm6.3302mm6.32孔20H710mm3.23槽28H1126.34鉆孔10H75mm6.363mm6.3第5章 切削用量及切削時間的確定5.1 確定切削用量（1）切削速度c。切削速度c是刀具的切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。而當主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度的計算公式為：c =dn/1000公式中c為切削速度（m/min）、d為工件加工表面或者刀具的最大直徑（mm）、n為主運動的轉(zhuǎn)速（r/min）。（2）進給量。進給量是工件或者刀具的主運動每轉(zhuǎn)或者每一行程時，刀具與工件在進給方向上的相對位移量。它的大小反映了進給速度的大小，其計算方法為：=/n公式中為進給速度（mm/min）、為進給量（mm/min）、n為主運動的轉(zhuǎn)速（r/min）。（3）背吃刀量p。背吃刀量p是已加工表面與待加工表面之間的垂直距離。計算方法為：p=（dw-dm）/2公式中p為背吃刀量（mm）、dw為待加工表面直徑（mm）、dm為已加工表面直徑（mm）。銑削背吃刀量為刀具一次切削切進工件的寬度。5.2 確定切削時間5.2.1車50的端面及外圓確定切削量：單邊余量，一次走刀完成。確定進給量：查閱切削用量簡明手冊表1.4得，參考C6140機床的橫向進給量，確定根據(jù)切削用量簡明手冊表，粗車時硬質(zhì)合金刀具后刀面最大磨損限度為1.0-1.4mm，取1.2mm，耐用時間T為60min。確定切削速度：查閱切削用量簡明手冊表1.27，確定，。各修正系數(shù)為：，,。切削速度計算公式為：確定主軸轉(zhuǎn)速：，參考C6140機床的說明表，取計算基本時間：5.2.2銑28H11的槽背吃刀量：=2 mm每齒進給量：查機械加工工藝師手冊表30-15，取=0.15mm/z銑削速度：查機械加工工藝師手冊表30-23，取=30m/min機床主軸速度：，查表4-16，取=80r/min實際銑削速度：每分進給量：銑削寬度：=35mm刀具切入長度：查機械加工工藝師手冊表30-38公式如下：具切出長度：查機械加工工藝師手冊取=2mm機動時間：查查機械加工工藝師手冊公式如下： 5.2.3鉆10H7、6的孔進給量f：查機械加工工藝師手冊 表28-13，取f=0.08mm/r鉆削速度v：查機械加工工藝師手冊表28-13，取v=15m/min機床主軸速度：（2）（3）參考Z525機床的說明表，取=630r/min實際鉆削速度：每分進給量：鉆孔深度：l=3mm刀具切入長度：由機械加工工藝師手冊表28-42得： 刀具切出長度：取2mm機動時間：由機械加工工藝師手冊表28-42得：第6章 專用夾具設計6.1 設計類型及機床的選型根據(jù)課題，選擇了最重要的工序之一的銑進行夾具設計。根據(jù)工藝規(guī)程可知，側(cè)面為銑削加工采用立式銑床。如圖立式銑床是一種常見的機械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺水平移動。在夾具設計時，要考慮到機床工作臺的進給方向和進給行程。圖6.1立式鉆床6.2 定位元件和定位方式的確定1、定位方案的確定選擇定位面時應該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應的裝夾位置應該結(jié)構(gòu)牢固，在裝夾時保證不得有變形現(xiàn)象。工件的定位表面有各種形式，如平面、外 圓、內(nèi)孔等，對于這些表面，總是采用一定結(jié)構(gòu)的定位元件。常見的定位方法有：平面定位、圓孔定位、外圓柱面定位、組合表面定位。本次選擇外圓及平面定位的方式對零件進行定位，利用V型塊進行定位。2、定位元件的選取根據(jù)夾具設計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、V型塊等。本次設計選擇定位元件為：V型塊、支撐釘。3、定位元件限制不定度分析任何物體在空間上確定位置需要限制6個自由度，分別是3個移動自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度。在本次的設計夾具體上可以看出，V型塊限制兩個旋轉(zhuǎn)自由度和兩個移動自由度，支撐釘限制一個移動自由度。V塊采用一面兩銷定位，內(nèi)六角螺栓將其固定于基座之上，以保證其相對位置。6.3 夾緊方案設計和確定使用V型塊進行定位，在零件對面使用活動V型塊進行夾緊。圖6.2夾緊機構(gòu)6.4 定位元件的設計定向鍵裝配在夾具底面的縱向槽當中，正常使用兩個。它距離盡量布置的要遠一些。經(jīng)過定向鍵以及銑床的工作臺U形槽的配合，使本次設計的夾具上的定位元件的工作表面相對于工作臺的送進的方向具有合理的位置關系。定向鍵可以承受銑削加工時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的力矩，可以降低夾緊夾具的螺栓的負荷度，提高夾具在加工當中的穩(wěn)定性。定向鍵如下圖所示。圖6.3定向鍵6.5 對刀元件設計當把夾具安裝到銑床上后，銑刀位置和工件位置還不確定，這時就需要對刀塊來確定這一位置。對刀塊可分為直角對刀塊、圓形對刀塊、側(cè)邊對刀塊。對于撥叉的加工，使用對刀塊進行對刀，能夠確定銑刀加工方向上的位置。使用對刀塊時，用手動方式把操作工作臺，把對刀塊逐漸逼近銑刀，在銑刀和對刀塊之間塞入塞尺，當塞尺剛好能在銑刀和對刀塊縫隙間移動時，此時刀具和夾具的位置便被確定下來，通過減去塞尺的厚度可得到二者之間精確的位置。對刀元件如下圖所示。圖6.4對刀塊6.6 定位誤差分析因基準誤差為零，基準不重合誤差為零，所以最終定位位置為零。6.7 切削力和夾緊力的計算切削力計算根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-19中公式，查加工灰鑄鐵時圓柱銑刀的切削力計算公式為:公式中各參數(shù)含義如下：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于端面銑刀加工灰鑄鐵?。焊咚黉撱姷肚邢髁Φ男拚禂?shù)，對于灰鑄鐵取1.0：銑削時各分力與圓周力的比值，對于對稱端銑取:其余參數(shù)根據(jù)機械加工工藝數(shù)值帶入計算得:夾緊力計算根據(jù)機械加工工藝手冊表6.3-8中公式W：作用在工件上的夾緊力WL：螺旋夾緊力M：螺旋上的原始作用力M=QLd2：螺紋中徑Q：手柄上的的作用力L：手柄長度l1:支撐到螺栓中心線距離l2:螺栓中心線到夾緊中心距離q:彈簧彈力（此處忽略不計）：機構(gòu)效率，取0.9帶入數(shù)計算V型塊的夾緊力為2724N，大于工件最大切削力。結(jié) 論通過畢業(yè)設計的綜合實習，不但培養(yǎng)了我們綜合運用所學知識分析、解決本專業(yè)一般技術(shù)問題的能力和考慮企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀以及企業(yè)的設備能力、工藝能力，而且也進一步鞏固擴大和深化了我們所學的基本理論、基本知識和基本操作技能讓我們具備金屬零件的加工工藝設計、計算、工藝分析等方面的初步能力，學習查閱有關標準、規(guī)范、手冊的能力，學會作用經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行經(jīng)驗估算等方面的初步能力，同時也培養(yǎng)了我們樹立正確的設計思想和生產(chǎn)觀念，經(jīng)濟觀念，全局觀念和獨立分析、解決問題和綜合運用各學科知識的能力，養(yǎng)成了理論聯(lián)系實際和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，培養(yǎng)我們掌握設計的一般程序規(guī)程和方法，獨立正確的使用技術(shù)文獻資料和正確的表達自己設計思想的能力以及編寫說明書的能力。21致 謝本論文在老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著老師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)上也搜集了不少相關資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成.在此我要向?qū)W院的全體老師表示由衷的謝意。我還要感謝我的其他任課老師們，他們教育我們知識，傳授我們本領，使我們的能力壯大。是老師們的辛苦教育和講解，才讓我們獲得了更多的專業(yè)知識，確保了我本身專業(yè)基礎的能力，讓我能用這些專業(yè)的知識去面對可能出現(xiàn)的一些問題，并作出相應的解決方式。與此同時，還要感謝在整個學生時代給過我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W，因為我身邊有了你們，才使我的生活不單調(diào)，我的人生更加精彩，學到知識的同時也收獲了更多的人情，是你們給了我很多的鼓勵和支持，讓我遇到困難時不再害怕，敢于勇敢的前行，完成自己的需求目標。此外，對我本次的設計進行批閱和檢查的各位專家，我也向你們表示衷心的謝意意！參考文獻1 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2 機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3 機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年4 機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1990年5 金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月6 機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年23 機械加工工序卡片沈陽城市建設學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁車 間工序號工序名材料牌號3車毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA6140夾 具 編 號夾 具 名 稱切 削 液工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數(shù)工步工時機動輔助1車50的端面及外圓三爪卡盤、YG6、游標卡尺95080.530.36210.07設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期沈陽城市建設學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁車 間工序號工序名材料牌號6銑毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立式銑床X51夾 具 編 號夾 具 名 稱切 削 液工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數(shù)工步工時機動輔助1銑28H11的槽專用夾具、立銑刀、游標卡尺8029.80.15-10.56設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期沈陽城市建設學院機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁車 間工序號工序名材料牌號8鉆毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)立式鉆床Z525夾 具 編 號夾 具 名 稱切 削 液工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數(shù)工步工時機動輔助1鉆10H7、6的孔專用夾具、麻花鉆、游標卡尺63015.80.0820.14設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期 機械加工工藝過程卡片沈陽城市建設學院機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁第 頁材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制 件 數(shù)每臺件數(shù)備注工序號工 名 序 稱工 序 內(nèi) 容車間工段設備工 藝 裝 備工 時準 終單 件1鍛造鍛造2熱處理熱處理3車車50的端面及外圓CA6140三爪卡盤、YG6、游標卡尺4車車30的端面及外圓CA6140三爪卡盤、YG6、游標卡尺5鉆鉆擴鉸20H7的孔Z525專用夾具、麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、游標卡尺6銑銑28H11的槽X51專用夾具、立銑刀、游標卡尺7銑銑寬度40的邊X51專用夾具、立銑刀、游標卡尺8鉆鉆10H7、6的孔Z525專用夾具、麻花鉆、游標卡尺9檢驗檢驗10入庫入庫設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期