43745uWP-13发动机结合环工装设计.doc
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1、全套设计(图纸)加扣扣 194535455WP-13发动机结合环工装设计摘 要随着社会的发展,人们在生活中接触到的机械用品也变得越来越多,对产品的要求程度也越来越高。夹具与机械制造息息相关,是机械制造行业不可缺少的加工工具,其直接影响着产品的质量、生产率、经济性及工人的劳动强度等一系列因素。为了准确的确定机床、工件和刀具之间的距离,以此来保证工件的加工精度,减小人工操作时产生的误差,让工件达到要求的规格,就必须使用夹具。本文主要研究了WP-13发动机结合环的工装设计,涡喷13发动机主要用于歼7飞机上,其重要性不言而喻。其结合环是WP-13发动机中联接加力燃油泵调节器部件与操纵盒部件的快卸卡匝,
2、以便快速装配及分解。文中分析了结合环重要尺寸及表面精度要求,分析了重点工序,设计了该零件工序中所需的铁床专用夹具,钻床专用夹具这两套专用夹具。设计该两套专用夹具的方案,通过分析比较确定出最佳的方案,并画出夹具草图、部分零件图和夹具装配图,同时对定位基准及定位精度计算分析。本次设计力图在满足加工要求的前提下,提高工件的生产率、经济性、稳定性,降低工人的劳动强度,使夹具结构简单,操作方便,并有良好的结构工艺性和使用工艺性。关键词:结合环,夹具设计,精度分析WP - 13 engine ring tooling designAbstract:With the development of the s
3、ociety, people in life come into contact with mechanical products more and more, also more and more high to the requirement of the product. Jig is closely related to mechanical manufacturing, machinery manufacturing industry is indispensable machining tools, its direct impact on product quality, pro
4、ductivity, economy and the labor intensity of workers, and a series of factors. In order to accurately determine the machine tool, the distance between the workpiece and tool, to ensure that the workpiece machining accuracy, reduce the error of manual operation, to meet the requirements of the speci
5、fications of the workpiece and fixture must be used. This paper mainly studied the WP - 13 engine combined with ring tooling design, vortex spray 13 is mainly used for fighters 7 airplane engine, its importance is self-evident. Combining the ring be WP - 13 connection strength in the engine fuel pum
6、p regulator parts and control box parts quick-release card turn, for quick assembly and decomposition. This paper analyzes the important size and surface accuracy requirement, combined with the ring for key process analysis, process design of the parts needed for the two sets of special fixture, spe
7、cial fixture (special fixture iron bed, drilling). Special fixture for the two sets of scheme comparison, to determine the best solution, draw assembly drawings, sketches and design for the locating datum and location accuracy. The design tries to under the premise of meeting the processing requirem
8、ent, improve the productivity, economy, stability, reduce the labor intensity of workers, the fixture structure is simple, easy to operate, and has good molding process and the use of technology.Keywords:Combined with the ring,jig,Precision analysis目录第1章 前 言51.1零件的性能51.1.1零件的用途51.1.2零件的使用性质51.2机床夹具概
9、述61.2.1 夹具的类型61.2.2 夹具的组成81.2.3夹具的设计原则81.2.4 工件的装夹方法81.3 拟采用方案9第2章 零件图的工艺分析102.1零件结构上的工艺分析102.2 零件技术上的工艺分析102.2.1零件尺寸精度及粗糙度的要求102.2.2 各表面加工方案的比较与选择10第3章 零件的工艺路线123.1工艺路线的确定123.1.1 加工阶段的划分123.1.2 确定工序路线123.2 零件的重点工序分析12第4章 切开零件用铣床说明书124.1 铣削的特点144.2 工序及专用夹具的必要性分析1442.1 工序分析144.2.2专用夹具的必要性分析144.3 拟定夹具
10、的结构方案154.3.1 定位方案及定位元件的设计164.3.2 夹紧方案的选取174.3.3 定向键和对刀装置设计174.4 方案的精度分析184.4.1对尺寸10.15的精度分析184.4.2对尺寸2的精度分析18第5章 加工凸耳上的螺纹孔用钻具说明书205.1 工序及专用夹具的必要性分析205.1.1 工序分析205.1.2 专用夹具的必要性分析205.2 拟定夹具的结构方案215.2.1 定位方案和定位元件的设计215.2.2 夹紧方案及夹紧机构的设计215.2.3 钻套、钻模、夹具体及总体设计225.3 钻具的精度分析225.3.1对尺寸50.2的精度分析225.3.2 对凸耳平台与
11、螺纹孔的0.06跳动要求进行分析235.3.3对尺寸32.50.1的精度要求进行分析23结 论25致谢26参考文献27第1章 前 言1.1零件的性能1.1.1零件的用途结合环是涡喷-13型发动机中连接加力燃油泵-调节器RZB-3部件与操纵盒CZH-7部件的快卸卡箍,以便于快速分解与装配。图1-1 结合环剖视图1.1.2零件的使用性质一、工作条件无相对运动的一般受力连接件,工作时温度大概为200摄氏度左右。二、零件的材料该零件的生产任务为中批生产为满足零件的要求,该环采用材料为1Cr11Ni2W2MoV钢,为马氏体不锈耐热钢,具有良好的韧性和抗氧化性能,在淡水和湿空气中有良好的耐腐蚀性。其化学成
12、分平均百分比如表1-1:表1-1 零件化学成分CCrNiWMoV0.13111.61,.70.450.25三、零件的机械性能 1Cr11Ni2W2MoV是在Cr13型的不锈钢基础上,适当调整碳和铬的含量,通过增加一些化学元素,再强化后形成的。与Cr13相比,该型号提升了回火抗力,从而使钢在非常高的温度下拥有比较好的机械性能,并能在600以下正常进行工作,它在1000油淬后,得到的组织主要是马氏体,再于550570回火,可得到较高的综合机械性能,但该种材料有两个回火脆性区,而在350530或650670回火,具有明显的回火脆性,故在设计时提高强度要求,确定热处理工艺及确定零件的工作温度等均应避开
13、回火脆性区。该种材料淬火后再回火,保持硬度d=3.43.7(相当于调质状态)。.机械性能如表1-2。表1-2 零件机械性能钢号淬火回火抗拉程度kg/m屈服程度kg/m延伸率冲击值2kkg/c布氏硬度压痕直径dmm1Cr11Ni2W2MoV1010510空冷110901273.4 3.71.2机床夹具概述1.2.1 夹具的类型因为工件的加工精度要求、结构、生产方式以及尺寸参数的不同,机床夹具的结构、种类、通用程度也不同。现在生产中主要有以下几种夹具。一、通用夹具在加工过程中,常用虎钳、四爪卡盘、三爪卡盘等工艺装备来装夹工件,这类夹具通常已经标准化。通用夹具主要用于单件小批量生产,利用这种夹具会增
14、加工人劳动强度,效率低。二、专用夹具专用夹具是针对工件生产中每道工序而专门设计的工艺制造装备,因此,不用考虑通用性,其不但可以设计得操作方便,机构稳定,而且还可以添加一些动力装置或省力机构。专用夹具可以使工件达到很高的精度和生产效率,但其本身设计比较复杂。三、可调夹具为了解决通用夹具与专用夹具的缺陷,如通用性差,效率低,设计出了可调夹具。我们只要更换夹具上的一些零件就可以使夹具用于另外的工件,而且能够稳定的加工。可调夹具又分为成组夹具和通用可调夹具两种。四、组合夹具组合夹具是一种系列化、标准化和通用化程度都非常高的机床夹具,根据工件的不同要求,把制造好的不同形状、不同规格、尺寸都不同,还具有互
15、换性、高耐磨、高精度的标准件及其合件通过正确的拼合,产生了组合夹具。使用完毕后,还可把这种夹具进行拆卸,然后洗涤,使其能在以后加工中能重复使用。五、相变式夹具通过高温与低温等一些列处理,利用零件的物理性质,使夹具零件能够在液相与固相之间相互变化,相变式夹具的机制通常是热效应和电磁感应,零件材料为一些高分子聚合物。但是这种夹具还有很多不足,如今只能用于曲面定位,零件所需加工力较小的精加工等,如果能够解决那些不足,相变式夹具还是有很大的发展前景的。六、拼装夹具拼装夹具是一种模块化夹具,由基础元件和其他模块元件组成,通常用于数控机床加工,但有的时候也会用于普通机床。七、适应性夹具适用性夹具就是夹紧的
16、时候通过自身形状的改变以适应不同的工件,是种被动式转正,夹紧元件可以适应多种工件。 41.2.2 夹具的组成在我们设计及分析夹具的时候,就要把夹具拆分开来,分成几个独立又彼此联系的组成部分,然后再逐个研究。虽然机床夹具千变万化,但一般夹具都有以下几个共同的结构成分,就是定位元件、夹紧元件、夹具体、引导装置等。1.2.3夹具的设计原则一、定位方案的设计原则定位方案一般又一个或者几个定位元件组成,设计定位方案的过程一般分为下面几个方面,即定位元件的数量、定位元件的位置及其公差、元件的尺寸大小和公差分析。定位元件的结构与材料。根据夹具设计原则,工件定位有正确定位和准确定位这两个方面。二、夹紧方案的设
17、计原则 设计夹紧方案包括计算夹紧力和选择夹紧机构这两方面。夹紧机构的主要部件就是夹紧元件、动力装置、传力装置。需要动力装置提供加工动力,一般为电力。因为每个工件承受力的不同,需要传力装置改变力的大小,通过夹紧元件改变力方向,产生适合工件加工的夹紧力。在分析和设计使主要从以下几个方面入手:夹紧力的大小、方向、作用点、作用顺序和夹紧机构。三、其他设计原则 对于加工中心或者数控机床,设计时应尽量使夹具方便和安全。因为这些机床都有比较高的自动化程度,最主要的就是能便于拆卸和便于排屑。1.2.4 工件的装夹方法 工件的装夹的定义就是在加工机床上把工件进行正确的定位和夹紧,在加工的时候,由于工件的精度要求
18、和生产批量不一样,我们一般在找正装夹和夹具装夹这两种方法中考虑。一、找正装夹法找正装夹法就是根据加工元件的相关表面或者划线为依据,采用百分表或千分表等指示表确定工件准确的位置,利用划针也可以,然后再把工件夹紧,加工工件。找正最大的优点就是对工件的适用能力强,夹具结构相对简单,但随着机械领域的快速发展,更加适用的装夹方法被创造出来,无需找正就可以直接来装夹工件。二、夹具装夹法 为了得到正确的位置,通过定位基准面和夹具的定位元件互相接触来分析。同时夹紧元件将加工工件牢固的固定在机床上,这样就可以直接把公件直接安装在夹具里面,然后进行加工。利用夹具装夹法加工的时候不需要对每个加工零件找正,大大的增加
19、了效率,而且精度也很高,保证了工件的加工要求。但设计次夹具需要大量的时间和劳动力,所以一般用于零件的大批量生产。1.3 拟采用方案本次设计要求在保证零件图纸要求的前提下,结合本厂实际,设计出合理的工艺装备,设计任务包括根据零件设计图纸的要求及现有基本条件,对该零件的重要尺寸及表面精度要求加以分析,根据已制定的工艺规程,设计加工该零件工序中所需的二套专用夹具(铁床专用夹具,钻床专用夹具)。完成至少2张装配图及部分零件图,具体的设计就是用图纸将设计方案表达出来,并应用到实际生产中。力求使设计的夹具能够确保改零件的加工精度要求,并且结构更加简单,操作更加方便、迅速,提高工件的生产率,减小工人的劳动强
20、度,还能够适用于该零件的中批生产。第2章 零件图的工艺分析2.1零件结构上的工艺分析零件在在保证使用性能的前提下,符合工艺要求的程度高低,设计的零件的大小、结构、尺寸精度是不是能满足对质量和生产率要求,就是零件的结构工艺性。评价零件结构设计优劣的重要指标就是零件的结构工艺性。结构工艺性越好在保证零件使用性能的前提下,制造出零件的可靠性更好和经济性更高。该结合环的结构功能性较差,环内结构比较复杂,加工及检验都不怎么方便。虽然该结合环为两部分组成后使用,但却是整体加工完毕后再实行切开的。该环的外径为60,沿60最小壁厚为2.5mm,属于薄壁件,因此加工过程中要防止变形。零件沿凸耳方向的最大长度为7
21、5mm,外型不是回转型面,装夹不方便,断面切削加工为间断切削。2.2 零件技术上的工艺分析2.2.1零件尺寸精度及粗糙度的要求该结合环的主要表面为环内槽,锥面以及两凸耳上的平台及M6螺孔,其中M6螺孔的精度比较高为5H,而环内槽 、锥面、两凸耳上的平台对尺寸精度要求都不算太高,但其粗糙度要求较高,为Ra3.2和Ra1.6,而且凸耳平台对M6螺孔还有跳动要求,为0.06.环内槽两边的锥面对孔有0.05的圆跳动要求,环的外圆表面不要求加工。2.2.2 各表面加工方案的比较与选择环内尺寸精度不是很高,粗糙度要求较低,为Ra 1.6,可选择精车、精镗及磨削三种加工方法,用镗床镗削不经济,因此不用镗削加
22、工,又因为是内锥面,加工、排屑、观察及检测都不太方便,故采用车削。但是零件较小,又有回转中心,可在车床上进行半精车精加工,这样装夹、加工及换刀都较方便,相对前诉其生产成本也较为容易控制,且表面精度和位置精度比较容易保证。选用半精车来保证锥面的加工要求,应将锥面与孔表面在一次安装中车加工,保证相互位置的要求。两螺纹孔2-M6-5H的要求高,精度为5H,粗糙度:一般,用钻孔、攻螺纹能够达到要求。由于螺纹孔2-M6-5H与凸耳平面具有位置精度要求,故需整体加工保证相对位置精度要求再铣加工,达到图纸要求。加工时最好以凸耳平台为互为基准加工螺纹孔,以保证平台对螺纹孔的跳动要求。两凸耳两侧端面的尺寸精度及
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