毕业设计(论文)-卡板加工工艺和钻孔夹具设计.doc
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1、 毕业设计论文卡板加工工艺和夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差26AbstractIn the process of
2、 design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equi
3、pment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calc
4、ulate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning全套设计请加 197216396或401339828目 录摘 要IIAbstractIII第1章 绪论1第2章 加工工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分
5、析32.2 卡板零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.2.1 孔和平面的加工顺序32.2.2 孔系加工方案选择32.3 卡板零件加工定位基准的选择32.3.1 粗基准的选择32.3.2 精基准的选择42.4 卡板零件加工主要工序安排42.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6确定切削用量及基本工时(机动时间)6第3章 钻孔专用夹具设计143.1问题的指出143.2 夹具设计143.2.1概述143.2.2方案设计143.2.3定位基准的选择143.2.4切削力和夹紧力的计算153.3切削力和夹紧力计算153.4夹紧力的计算163.5定位误差分析173.6零、部件的
6、设计与选用173.7确定夹具体结构尺寸和总体结构20总 结22参 考 文 献23致 谢24第1章 绪论学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下:培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉
7、并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是卡板零件。卡板零件的主要作用之间的中心距及平行度,并保证正确安装。因此卡板零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 图2-1 卡板工件图2.1.2 零件的工艺分析由卡板零件图可知。卡板零件是一个卡板零件,它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工
8、表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1)以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:底面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为,(2)以4-3.5mm的孔孔为主要加工表面的加工面。(3)以M4螺纹的孔为主要加工面。2.2 卡板零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该卡板零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于卡板零件来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序卡
9、板零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工卡板零件上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。卡板零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。卡板零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择卡板零件孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经
10、济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。2.3 卡板零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要孔的加工余量均匀;(2)保证装入卡板零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以卡板零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀
11、也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证卡板零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证卡板零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从卡板零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是卡板零件的装配基准,但因为它与卡板零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4 卡板零件加工主要
12、工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。卡板零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到卡板零件加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于卡板零件,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此
13、,实际采用的工艺方案是先精加工孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。根据以上分析过程,现将卡板零件加工工艺路线确定如下:工艺路线一:10开料型材开料20去毛刺去毛刺30铣铣上端面及台阶面40铣铣下端面50铣铣四周轮廓60铣铣4-R3.5槽70钻钻4-3.5mm的孔80钻钻另外一处4-3.5mm的孔90钻钻孔攻丝M4螺纹的孔100去毛刺四周轮廓倒角去除毛刺110验收验收120入库入库工艺路线二:10开料型材开料20去毛刺去毛刺30铣铣上端面及台阶面40铣铣下端面50铣铣四周轮
14、廓60钻钻4-3.5mm的孔70钻钻另外一处4-3.5mm的孔80铣铣4-R3.5槽90钻钻孔攻丝M4螺纹的孔100去毛刺四周轮廓倒角去除毛刺110验收验收120入库入库以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一:工艺路线一:10开料型材开料20去毛刺去毛刺30铣铣上端面及台阶面40铣铣下端面50铣铣四周轮廓60铣铣4-R3.5槽70钻钻4-3.5mm的孔80钻钻另外一处4-3.5mm的孔90钻钻孔攻丝M4螺纹的孔100去毛刺四周轮廓倒角去除毛刺110验收验收120入库入库2.5
15、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“卡板零件”零件材料采用HT200制造。材料为HT200,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。(1)底面的加工余量。根据工序要求,顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为,现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣:参照机械加工工艺手册表2.3.59,其余量值规定为。(3)孔毛坯为实心,不冲孔。(4)端面加工余量。根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23,其加工余量规定为,现取。半精铣:参
16、照机械加工工艺手册第1卷,其加工余量值取为。精铣:参照机械加工工艺手册,其加工余量取为。 2.6确定切削用量及基本工时(机动时间)工序30:铣上端面及台阶面机床:铣床X52K刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数10(1)粗铣卡板零件上端面 铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,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:根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:(2)精铣卡板铣上端面铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73
17、,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,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: 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机动时间: 本工序机动时间工序40:铣下端面机床:铣床X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=3mm所以铣削深度:=3mm精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献
18、3表3.174,取 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献3表2.481,取切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 机动时间:所以该工序总机动时间工序50:铣四周轮廓机床:铣床X52K刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数10(1)粗铣 铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,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:根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:(2
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