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杠杆臂零件钻夹具及工艺规程设计毕业论文初稿模板.doc
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1、本科毕业论文 学 号: 成 绩:机床杠杆臂钻夹具及机械加工工艺规程设计院 部: 机电工程系 专 业:机械设计及其自动化 姓 名: 陈伟 指导老师: 罗伟 二一三年四月毕业论文诚信申明本人郑重申明:所呈交毕业论文 机床杠杆臂钻夹具及机械加工工艺规程设计 是本人在指导老师指导下,独立研究、写作结果。论文中所引用是她人不管以何种方法公布文字、研究结果,均在论文中以明确方法标明。本申明法律结果由本人独自负担。 毕业论文作者署名: 陈伟 年 4 月 8 日 摘要本文关键介绍杠杆臂、机械加工工艺规程设计、翻转式钻床夹具和金属切削机床等方面知识。杠杆臂加工工艺规程及其钻孔夹具设计是包含零件加工工艺设计、工序
2、设计和专用夹具设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件工艺再设计出毛坯结构,并选择好零件加工基准,设计出零件工艺机床设计关键是选定零件翻转式钻床夹具在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件工艺再设计出毛坯结构,并选择好零件加工基准,设计出零件工艺路线;然后对零件各个工步工序进行尺寸计算,确定各个工序工艺装备及切削用量,然后进行专用夹具设计,选择设计出夹具各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体和机床连接部件和其它部件;计算出夹具定位时产生定位误差,分析夹具结构合理性和不足之处,并在以后设计中注意改善。【关键字】杠杆臂,工艺,钻夹具 ,切削用量,夹紧,定位Abstra
3、ctThis paper mainly introduces the technical regulations of the lever arm, mechanical design, tilting drilling fixture and metal cutting machine tools and other aspects of knowledge.Focus on the design of machine tool is selected parts of tilting drilling fixture in the process design should first o
4、f all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; and then the parts of each step of process dimension calculation, is the key to decide process equipment and cutting of various p
5、rocess amount, then design special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; calculate fixture when generatingThe positioning error analysis, ratio
6、nality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.Keywords: lever arm, process,fixture, cutting dosage, clamping, positioning目 录第一章 序言 1第二章 零件分析 22.1 零件作用22.2零件工艺分析 2第三章 工艺规程设计 43.1确定毛坯制造形式43.2基面选择 43.3制订工艺路线 4 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定 .5 3.5确定切削用量 5 3.6确定基础
7、工时 12第四章 夹具设计 16 4.1 夹具工作原理和结构设计16 4.2 夹具使用方法17 4.3 夹具和翻转式钻床固定174.4 定位误差分析 174.5 铣削力和夹紧力计算 18第五章 翻转式钻床夹具零件具体设计 19 5.1钻床夹具概括195.2 夹具零件设计20 5.3 夹具体设计 20 5.4定位销设计 21 5.5 钻模板和钻套设计21第六章 总 结 27参考文件28 致谢 29第一章 序言 机械加工工艺是要求产品或零件机械加工工艺过程和操作方法,是指导生产关键技术性文件。它直接关系到产品质量、生产率及其加工产品经济效益,生产规模大小、工艺水平高低和处理多种工艺问题方法和手段全
8、部要经过机械加工工艺来表现,所以工艺规程编制好坏是生产该产品质量关键确保关键依据。在编制工艺时须确保其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了确保产品质量同时提升生产效率、改善工人劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件一个装置,其作用是使工件相对于机床或刀含有个正确位置,并在加工过程中保持这个位置不变。它们研究对机械工业有着很关键意义,所以在大批量生产中,常采取专用夹具。此次对于拨叉加工工艺及夹具设计关键任务是: 完成拨叉零件加工工艺规程制订; 完成钻孔专用夹具设计。期望能经过这次课程设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、处理问题能力,期望自己在设计中能锻炼自
9、己分析问题、处理问题、查资料能力,为以后工作打下良好基础。第二章 零件分析2.1零件作用课题给出零件是机床杠杆臂。它关键作用是实现机床工作部件启起、停止、变速、变向、操纵机构中传动装置。要求该零件有足够强度和刚度,尺寸精度,形状精度,是机床操纵机构中关键零件,影响机床操纵动作及控制机构装置运动正确性。2.2 零件工艺分析对零件进行工艺分析就是研究、审查零件结构工艺性。零件设计是否满足加工工艺性和经济性要求。 图2.1杠杆臂零件产品图 该零件材料为QT500,球墨铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,强度刚度好、 以下是杠杆臂零件需要加工表面和加工表面位置要求。 该零件是机床操纵结构中一个关键零件,依
10、据产品零件图1.1分析,有四个面需加工(即A,B,C,D面),2个垂直平面铣削,3个通孔需钻铰加工(即10+0.1 22+0.28 13+0.12) 。依据产品图尺寸及公差和形状公差要求,用一般铣床和钻床即能确保该零件加工。 第三章 工艺规程设计3.1 确定毛坯制造形式零件材料QT500。因为年产量为4000件,达成大批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,故采取铸造加工工艺,适合大批生产金属型模铸造。铸造后,立即时效处理,以消除内应力。3.2 基准选择(1)粗基准选择 以杠杆臂铸造件上表面A面为粗基准定位加工铸件下表面D面。(2)精基准选择 以加工铸件下表面D面为精基准定位加工杠杆臂零件上表面A面
11、和C面,确保零件尺寸25mm ,以加工铸件下表面D面为精基准定位加工杠杆臂零件小端上表面。以杠杆臂小端为精基准定位加工小端下表面,确保尺寸12mm。翻转杠杆臂以杠杆臂大端上表面为精基准加工大端下表面,确保尺寸39.50.5。3.3 确定工艺路线表2.1 工艺路线方案工序号工序名称工序内容10制造金属模做木模,加工外表面每边放加工余量1.5mm,20铸造铸造杠杆臂,铸件表面应清除毛刺、披缝及粘砂等。30铸造检验铸件是否合格和相关尺寸是否正确,不加工处涂上放透漆,放置时效处理30天。40铣端面D以小端上底面A面做粗基准定位,加工大端面底面D面50铣端面A,C以大端底面D面做精基准定位,加工大、小上
12、表面A,C面60金工以小端上端A面做精基准,加工下端面D面确保尺寸39.50.570钻20孔打样冲,钻孔20(大端22孔)80金工扩镗孔为21.8mm90金工 铰孔为22+0.28,粗造度为1.6100金工以22+0.28mm和大端面D定位钻10孔110金工将钻夹具翻转90,钻13孔120金工总检杠杆臂全部尺寸。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定杠杆材料是QT500球墨铸铁,毛坯重量0.85kg,生产类型为大批生产。因为毛坯用采取金属模铸造, 毛坯尺寸确实定以下:因为毛坯及以后各道工序或工步加工全部有加工公差,所以所要求加工余量其实只是名义上加工余量,实际上加工余量有最大加工余量及
13、最小加工余量之分。 因为本设计要求零件为大批量生产,应该采取调整法加工,所以计算最大和最小余量时应按调整法加工方法给予确定。 毛坯和零件不一样尺寸有:(见零件图2.1)故台阶已被铸出,依据参考文件12粗加工:加工余量1mm,精铣加工余量为0.5mm。3.5 确定切削用量工序40:粗、精铣22孔下平面D面工步1:粗铣22孔下平面D面加工条件:工件材料: QT500,铸造。机床:X52K立式铣床。刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数。因其单边余量:Z=1mm所以铣削深度ap=1mm每齿进给量:取铣削速度。机床主轴转速: (式1)式中 V铣削速度; d刀具直径。由式2.1机床主轴
14、转速: 取实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量: : 工步2:精铣22+0.28孔下平面D面加工条件:工件材料: HT200,铸造。机床: X52K立式铣床。刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):, ,齿数12。精铣该平面单边余量:Z=0.2mm铣削深度:=0.2mm每齿进给量:取铣削速度:取机床主轴转速: 取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 工序3:粗精铣宽度为42mm下平面(1)粗铣宽度为42mm下平面加工条件:工件材料: QT500,铸造。机床:X52K立式铣床。刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数。因其单边余量:Z=1mm所以铣削深度:ap=1mm每齿进
15、给量:取铣削速度。由式2.1得机床主轴转速:取实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量: :被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: (式2)刀具切出长度:取走刀次数为1(2)精铣宽度为42mm下平台加工条件:工件材料: QT500,铸造。机床: X52K立式铣床。刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):, ,齿数12。精铣该平面单边余量:Z=0.5mm铣削深度:ap=0.5mm每齿进给量:取铣削速度: 取机床主轴转速,由式(2.1)有:取 实际铣削速度:进给量,由式(2.3)有:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1工序70,钻
16、22+0.28孔工件材料为QT500。孔直径为22+0.28,公差为H7,表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔22mm标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔21.8mm标准高速钢扩孔钻;铰孔25mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。(1)确定钻削用量1)确定进给量:,因为孔深度比,故。查Z535立式钻床说明书,取。钻头强度所许可是进给量。因为机床进给机构许可轴向力(由机床说明书查出),许可进给量。因为所选进给量远小于及,故所选可用。2)确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 由插入法得:,因为实际加工条件和上表所给条件不完全相同,故应对所结论
17、进行修正。,故 查Z535机床说明书,取。实际切削速度为:,故 3)校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择钻削用量可用。即d0 =20,,对应地,(2)确定扩孔切削用量1)确定进给量 取=0.57mm/r。2)确定切削速度及 取。修正系数:,故 查机床说明书,取。实际切削速度为 (3)确定铰孔切削用量1)确定进给量 ,按该表注4,进给量取小植。查Z535说明书,取。2)确定切削速度及 取,得修正系数,故 查Z535说明书,取,实际铰孔速度 (4)各工序实际切削用量 依据以上计算,各工序切削用量以下:钻孔:d0 =20mm,扩孔:d0 =21.8mm,铰孔:d0 =22+0.28mm,工序1
18、10: 钻13+0.12孔孔直径为12.7mm,表面粗糙度Ra=12.5um。加工机床为Z535立式钻床,钻孔12.7mm标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔13+0.12mm标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。(1)确定钻削用量1)确定进给量 ,因为孔深度比,故。查Z535立式钻床说明书,取。钻头强度所许可是进给量。因为机床进给机构许可轴向力(由机床说明书查出),许可进给量。因为所选进给量远小于及,故所选可用。2)确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 由插入法得:,因为实际加工条件和上表所给条件不完全相同,故应对所结论进行修正。,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为:,故3
19、)校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择钻削用量可用。即do=12.7,对应地,(2)确定扩孔切削用量1)确定进给量 依据Z535机床说明书,取=0.57mm/r。2)确定切削速度及 取。修正系数:,故 故取。实际切削速度为 3.6 确定基础工时(1)粗铣、精铣22+0.28孔下平面(D面)加工条件:工件材料:QT500铸铁,200MPa机床:X525K机床刀具:高速钢镶齿套式面铣刀粗铣切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知=44mm, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:=0.184min可查得铣削辅助时间精铣切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知 =40mm刀具切入长度:
20、精铣时=7mm刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:=0.184min可查得铣削辅助时间总铣削工时t=tj1+tf1+tj2+tf2时=0.184+0.41+0.184+0.41=0.188min(2)钻孔加工条件:工件材料:QT500铸铁,200MPa机床:Z535立式钻床 刀具:钻孔标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔标准高速钢扩孔钻;铰孔标准高速铰刀钻孔工时:切入3mm、切出1mm,进给量,机床主轴转速, 铰孔:,=(30+3+1)/0.43195=0.41min可查得钻削辅助时间扩孔工时:切入3mm、切出1mm,进给量,机床主轴转速=(30+3+1)/0.57275=0.22mi
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