重錘零件機械加工工藝及銑45°面夾具設計

重錘零件機械加工工藝及銑45°面夾具設計,重錘,零件,機械,加工,工藝,45,夾具,設計 XX大學 課程設計論文 重錘加工工藝及夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 重錘零件加工工藝及銑床夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目 錄 摘 要 1 第1章 緒論 3 第2章 加工工藝規(guī)程設計 4 2.1 零件的分析 4 2.1.1 零件的作用 4 2.1.2 零件的工藝分析 4 2.2 重錘加工主要工序安排 5 2.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 2.4確定切削用量及基本工時（機動時間） 6 第3章 銑45度面夾具設計 9 3.1設計要求 9 3.2夾具設計 9 3.2.1 定位基準的選擇 9 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 9 3.3定位誤差的分析 10 3.4夾具設計及操作的簡要說明 11 第1章 緒論 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 重錘零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是重錘。重錘的主要作用是保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此重錘零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 2.1.2 零件的工藝分析 由重錘零件圖可知。重錘是一個重錘零件，它的外表面上有4個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下： （1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的底削加工；其中底面有表面粗糙度要求為， （2）以的孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個前后端面；的孔。 （3）以45度面為主要加工平面的加工面，包括45度所在的平面 （4）周邊側面 2.2 重錘加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內應力） 30 銑削 銑削寬度25的一側大端面，留加工余量 40 粗銑 翻面，銑削寬度25的另外一側大端面，留加工余量 50 粗銑 粗銑距離為9.5的側面，留加工余量 60 精削 精銑削寬度25的一側大端面 70 精銑 翻面，精削寬度25的另外一側大端面 80 精銑 精銑距離為9.5的側面 90 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 100 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 110 銑削 銑削45度端面 120 銑削 銑削16度端面 130 鉗工 去毛刺及R1.5及R1 140 檢驗 檢驗 2.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “重錘”零件材料采用為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： （1）斜面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （2）前后端面加工余量。 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。 半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》，其加工余量取為。 鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表2.3.71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為： 2.4確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序110:銑削45度端面。 已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機床選用X6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，X6132臥式臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)X6132臥式銑床主軸轉速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 3.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)X6132型臥式銑床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求。 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==3.6min 工序120：銑削16度端面 已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機床選用X6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，X6132臥式臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)X6132臥式銑床主軸轉速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 3.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)X6132型臥式銑床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求。 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==3.6min 第3章 銑45度面夾具設計 3.1設計要求 為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑45度面的專用夾具，本夾具將用于X6132銑床。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 3.2夾具設計 3.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：在對銑45度面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，2銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓板來夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：面銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 3.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.4夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由。 11 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 重錘 零件名稱 重錘 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 銑削 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X6132 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 銑夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑削45度面 銑夾具，量具，銑刀 300 50 0.105 2 1 2.1 設 計（日 期） 校 對（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 （廠 名） 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 重錘 零件名稱 重錘 共 1 頁 第1頁 材料牌號 45 毛坯種類 鍛造 毛坯外型尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車 間 工 段 設 備 工藝裝備 工 時 準終 單件 10 鍛 鍛造毛坯 鍛造車間 一 20 退火 退火（消除內應力） 鍛造車間 一 30 銑削 銑削寬度25的一側大端面，留加工余量 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 40 粗銑 翻面，銑削寬度25的另外一側大端面，留加工余量 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 50 粗銑 粗銑距離為9.5的側面，留加工余量 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 60 精削 精銑削寬度25的一側大端面 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 70 精銑 翻面，精削寬度25的另外一側大端面 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 80 精銑 精銑距離為9.5的側面 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 90 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 機加工 二 Z525鉆床 鉆夾具，鉆頭，鉸刀 100 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ10及倒角 機加工 二 Z525鉆床 鉆夾具，鉆頭，鉸刀 110 銑削 銑削45度端面 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 120 銑削 銑削16度端面 機加工 二 X6132銑床 銑夾具，量具，銑刀 130 鉗工 去毛刺及R1.5及R1 機加工 銼刀 銼刀 140 檢驗 檢驗 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 描圖 描校 底圖號 裝訂號