1028支架壳体镗孔40-35工艺及专用夹具设计:设计说明-三维夹具-装配图-零件图-工艺卡..pdf
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1、第 1 页 共 25 页毕业设计报告(论文)此处文档有重要部分删减(本文档附有 CAD 图等详细附件)报告(论文)题目:作者所在系部:作者所在专业:作者所在班级:作 者 姓 名:作 者 学 号:指导教师姓名:完 成 时 间:第 2 页 共 25 页目目 录录摘要摘要.第第 1 章章 前言前言.3第第 2 章章 工艺规程设计工艺规程设计.32.1 零件的分析.42.1.1 零件的作用.42.1.2 零件的工艺分析.52.2 毛胚的选择.62.3 工艺路线的拟定.62.3.1 孔和平面的加工分析.7 2.3.2 定位基准的选择.72.3.3 拟定工艺路线.82.4 加工余量的确定.82.4.1 侧
2、面的的加工余量.9 2.4.2 镗孔 65 加工余量.92.4.3 镗孔 20 加工余量.10第第 3 章章 切削用量及工时切削用量及工时.113.1 粗铣尺寸 12 侧面.123.1.1 加工刀具.12 3.1.2 计算切削用量.123.1.3 计算切削工时.123.2 粗铣 106 左右侧面.123.2.1 加工条件.13 3.2.2 计算切削用量.133.2.3 计算切削工时.133.3 精铣 12 侧面.133.1.1 加工条件.14第 3 页 共 25 页 3.1.2 计算切削用量.143.1.3 计算切削工时.143.4 精铣 106 侧面.143.4.1 加工条件.15 3.4.
3、2 计算切削用量.153.4.3 计算切削工时.153.6 镗内孔 40H7.153.6.1 粗镗.15 3.6.2 精镗.163.7 镗内孔 20.163.7.1 粗镗.17 3.7.2 精镗.17第第 4 章章 专用夹具设计专用夹具设计.184.1 钻床夹具.184.1.1 加工目标.184.1.2 夹具设计.194.1.2.1 定位基准的选择.194.1.2.2 夹紧力和切削里计算.194.1.2.3 定位误差分析.204.1.2.4 夹具结构.204.1.2.5 夹具主要操作方法.204.2 镗床夹具.214.2.1 加工目标.214.2.2 夹具设计.214.2.2.1 定位基准的选
4、择.224.2.2.2 夹紧力和切削里计算.224.2.2.3 定位误差分析.224.2.2.4 夹具的结构组成.224.1.2.5 夹具主要操作方法.23第第 5 章章 结论结论.24致谢致谢.25参考文献参考文献.26第 4 页 共 25 页摘 要机床夹具用来加固加工对象保证工件有正确的位置的工装装备,常简称为夹具。工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求在夹具设计前都需要详细进行分析研究制定好相应的工艺对策。夹具的组成组成主要是定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置(可以使工件在一次安装中能完成数个工位的加工,比如回转分度装置和直线移动分度装置两
5、类)、连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。支架壳体零件涉及到镗孔、铣削等工艺过程。本次夹具设计过程中主要运动了Solidworks 软件对夹具进行设计,通过三维造型完成主要镗孔工序的加工任务。三维软件在设计中的应用有效提高了设计的准确性和设计的精确度,并且形象的可以展示。夹具的应用主要是为了适应大批量生产,本次设计也是在这样的加工要求下进行设计的,镗床夹具又称镗模,通过镗套引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件之间的相对位置。关键词 Solidworks 镗床夹具 泵体第 5 页 共 25 页AbstractMachine tool fixture for strengthening the
6、 processing object to ensure that the workpiece is the correct position of tooling equipment,often referred to as the fixture.The size,shape and surface of the mutual position precision and other technical workpiece surface can reach the requirements on the drawing in the fixture design before they
7、need detailed analysis study and formulate corresponding technical countermeasures.Fixture composition is mainly composed of locating element,clamping device,tool guide element,dividing device(machining,the workpiece can be completed in a number of positions in the installation of such as rotary ind
8、exing device and linear motion indexing device two),connected component and fixture(jig base).Bracket shell parts related to boring,milling process.The fixture design process of the main movement of fixture design Solidworks software,the processing task by 3D complete main boring process.Application
9、 of the software in the design of improve the design accuracy and the accuracy,and the image can be displayed.Fixture is mainly used to adapt to mass production,the design is to design the processing requirements under such boring machine jig boring mode,also known as the guide,boring tool for proce
10、ssing can accurately determine the relative position between the tool and workpiece.Keywords Solidworks boring machine jig pump body第 6 页 共 25 页第 1 章 前言本次题目为“支架零件工艺与夹具设计”,零件属于批量生产,因此,需要考虑使用专用夹具来提高生产率。本人查工艺手册同时结合零件的技术要求及外型特点进行机加工工艺设计并用三维软件对夹具进行了设计。毕业设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课一次综合性的大检测。机械加工工艺规程的制定
11、需要达到设计图纸规定的各项技术要求,同时兼顾生产率和经济性。这样的设计要求需要设计者具有丰富的生产实践经验和机械制造工艺基础理论知识。合理的机械加工工艺规程,可以提高产品优质、高产和低消耗。另一方面机械加工工艺规程也是生产准备和计划调度的主要依据:因为有了机加工工艺规程对后续原材料和毛坯的供应,机床的调整,专用工艺装备的设计与制造,生产作业计划的编排,劳动力的组织,以及生产成本的核算都基本可以进行确定和预先安排。机加工工艺制订时可以根据零件的产量和设备条件,考虑加工质量、生产率和经济性条件制定多种工艺方案,最后再方案中选择最优方案。机床夹具的设计初衷是为了保证产品的质量,提高生产的效率、减轻劳
12、动强度、降成本,夹具的主要作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。夹具在大批量生产中的使用可以有效的提高经济效益用夹具装夹工件有下列优点:(1)能稳定地保证工件的加工精度。不因为人员技术差异产生产品的较大差异。(2)能提高劳动生产率减少辅助工时,提高劳动生产率;工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性,因此可加大切削用量。多件、多工位装夹工件的夹具以及高效夹紧机构,也可以提高劳动生产率。(3)能扩大机床的使用范围(4)能降低成本夹具在批量生产过程中,劳动生产率的提高,降低了生产成本。夹具制造成本在大批生产的前提下基本可以被平均化,小于由于提高劳动生产率而降低的成本
13、。批量愈大,夹具经济效益就越显著。本次对于支架零件加工工艺及夹具设计的主要任务是:1.了解支架类零件的结构特点2.设计该支架的加工工艺路线第 7 页 共 25 页3.设计并绘制夹具的装配图4.掌握较复杂零件的机械加工工艺规程的制定第 2 章 工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用本次设计零件是支架壳体。支架壳体是一种起支撑、连接、固定其他零件和承受负载的零件。也起到了保护运动零件和其他零件的作用。通过下面的通孔和上端面的孔,通过零件上下侧的通孔的管道和其他壳体零件连接在一起,这些零件在空间中保证正确的位置关系,在机械结构中壳体零件有着重要作用,故支架壳体零件的加工需要我们不断优化
14、工艺以适应生产要求。2.1.2 零件的工艺分析1、零件形状:此支架壳体的的外形较为复杂,需要我们采用铸造工艺来进行下料完成初步造型。在工艺过程中主要加工面是上下的两个通孔,轴孔之间有相当高的位置和形状的要求。同时在不同轴孔之间有相互的位置关系。外形特点如下所述:(1)外形基本上是上下两个圆柱机体连接后上下侧有孔贯通,中间由薄型的连接特征进行相互连接;(2)结构形状比较简单,支架壳体的上层孔同心;(3)支架零件的加工面主要是上层 40 孔,其余右侧的 35 孔同心并有同心度要求(4)支架壳体的下层是一个 20 通孔,支架壳体的两侧的 20 孔也有同心度要求同时,上下两层孔有平行度的位置关系要求。
15、(5)支架零件结构较为复杂,同时同轴孔与孔之间距离较大,非同轴孔之间也有位置关系这是本次夹具设计的重难点2、技术要求如下:尺寸精度 零件精度要求为总高 147,左右总长为 230,侧面搭子宽度为 106.内孔的尺寸精度直径 40H7 表面粗糙度 1.6 要求,定位误差0.02,上层孔右侧是内径为 35H7(基准 A)表面粗糙杜 1.6,两孔同轴度要求为 0.01,两孔靠中间侧分别有空 50 与 45。第 8 页 共 25 页下层孔孔径为 20H7,表面粗糙度为 1.6,左右(基准 B)侧孔同轴度要求 0.01,下层孔与上层孔的平行度为 0.02,中心距离为 82(+0.20,0),图图 2.1
16、 零件图零件图2.2 毛坏的选择根据零件图可知,零件材料为灰口铸铁,零件形状为非圆柱体,外形较为复杂,为了保证准确造型并且尽量减少加工余量的,减轻劳动强度,提高劳动效率,同时兼顾本次大批生产的生产要求本次零件我们选用铸造毛坯工艺,这样的下料方式可以让毛坯形状与成品相似,加工方便,省工省料。这里我们可以选择金属型来进行铸造加工,毛胚余量放 3-5mm。由于本次加工过程中零件需要进行装夹定位来镗孔保证精度,但是零件的外形不适合普通装夹工具等装夹,所以我们考虑在铸造是增加工艺搭子添加辅助工艺定位基准面。2.3 工艺路线的拟定2.3.1 孔和平面加工分析支架壳体的工艺分析可知该零件的内侧两孔 40H7
17、 以及 35H7 是加工重点并且需要保证其与下层孔的平行。根据机加工工艺原则先保证先面后孔的原则。故本次加工主要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,并采用合理的加工工序与加工机床进行工艺保证。1、孔和平面的加工顺序本次加工我们采用先面后孔,先加工支架壳体上的基准底面 A,以基准底 A 面定位加工其他平面,然后再进行钻孔和镗孔等孔的加工工艺。这样的加工原则可以减少刀具调整与工件装夹,同时保证工艺精度的顺利要求。第 9 页 共 25 页粗精加工基准面在粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。这样可以有效保证精度的传递有效性,同时在粗加工产生应力后有效的时效处理减少后期应力引起
18、的变形。2、镗孔加工方案选择为了适应大批量生产的要求,避免因为人员技术因素影响夹具在批量加工过程中的质量差异,选择采用镗削工艺来完成内径为 40H7 与 35H7 的镗孔保证精度要求。(1)用镗模法镗孔镗削加工过程中镗模可提高镗杆的刚度和抗振性。可以多刀同时加工也可以单刀加工。生产效率高。镗模结构复杂、制造难度大、成本较高,且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。(2)用卧式镗孔为适应大批量、多品种的生产批量要求。我们采用我是镗床进行加工。这样可以有效的提高生产效率并且简化工艺过程保证两孔的加工精度要求。2.3.2 定位基准的选择粗基准采用支架零件工艺搭子尺
19、寸 12 下底面,原因是该面加工后为后续加工端面以及镗孔和端面孔钻削提供了保证,定位方式可以采用一面两销钉进行。精基准采用支架零件尺寸 12 下底面以及尺寸 106 侧面作为精基准,同时以尺寸 35右侧作为辅助基准,夹具定位中工艺搭子下底面进行定位,这样的定位方式遵循了“基准统一”的原则,可以有效保证加工基准的统一防止位置公差偏差。2.3.3 拟定工艺路线初步拟定的工艺路线:工序 1铸造毛坯。工序 2 人工时效温度(500550)消除应力。工序 3 非加工表面喷漆。工序 4 铣尺寸 12 底面、顶面。选用立式铣床和台虎钳。工序 5 铣 106 左右侧面。选用立式铣床 X52 和专用夹具。此处文
20、档有重要部分删减(本文档附有 CAD 图等详细附件)工序 11 钻铰扩孔20H7 至尺寸要求,注意平行要求工序 12 铣削周边四面工艺搭子面工序 13 检验。上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则但某些工序有些问题还值得进一步讨论。改后的工艺路线:第 10 页 共 25 页工序 1铸造毛坯。工序 2 人工时效温度(500550)消除应力。工序 3 非加工表面喷漆。工序 4 粗铣尺寸 12 底面、顶面。选用立式铣床和台虎钳。工序 5 粗铣 106 左右侧面。选用立式铣床 X52 和专用夹具。工序 6 热处理 人工时效工序 7 精铣尺寸 12 底面、顶面。选用立式铣床和台虎钳。工序 8 精铣 106
21、 左右侧面。选用立式铣床 X52 和专用夹具。工 此处文档有重要部分删减(本文档附有 CAD 图等详细附件)工序 13 检验。工序 14 入库。2.4 加工余量的确定灰铸铁材 HT200,查金属机械加工工艺手册工艺表 17-5 机械加工车间的生产性质为轻型,确定为大批生产。查机械制造技术基础第 3 版表 6-4,确定毛坯铸件的制造方法为金属模机器造型。大批生产模式下,选择铸造类型的主要特点要生产率高,适用于大批生产,查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-5 根据铸造的类别、特点、应用范围和铸造方法的经济合理性,按表确定机器造型金属模的加工余量等级为 F 级,尺寸公差等级为 7-9 级,选择 C
22、T8 级精度。2.4.1 加工余量的设定支架壳体的工艺搭子尺寸 12 与尺寸 106 侧面粗糙度要求均为,参照机械mRa3.6制造工艺设计简明手册表 1.4-8,查得采用粗铣、半精铣两道加工工序完成,经济精度选为 IT11。其加工余量规定为,现取。35 与 40 通孔的余量设定为 4,mm35.2mm3铸造为 27 通孔,下层的 20 通孔铸造余量为 2.5,铸造该通孔尺寸为 152.4.2 镗 40H7 孔的加工余量40H7 孔:内孔表面粗糙度要求,参照机械制造工艺设计简明手册mRa6.1表 1.4-7,采用粗镗、半精镗两个工序完成,经济精度选为 IT8。粗镗:40 孔,参照机械制造工艺设计
23、简明手册表 2.3-10,其余量值为;mm4半精镗:40H7 孔,参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为。mm5.1第 11 页 共 25 页2.4.3 镗 20 孔的加工余量20 孔:内孔表面粗糙度要求,参照机械制造工艺设计简明手册表mRa2.31.4-7,采用粗镗、精镗两个工序完成,经济精度选为 IT10。粗镗:20 孔,参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为;mm4半精镗:20 孔,参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为。mm2第 3 章 切削用量及工时的确定3.1 粗铣工艺搭子上下侧面3.1.1 加工刀具工件材料:HT200,硬度
24、190HBS,金属型铸造。加工要求:铣的端面,粗糙度要求。65106mRa2.3机床:X62W 卧式万能铣床选择刀具:根据切削用量简明手册表 1.2,选择 YG6 的硬质合金端铣刀。根据切削用量简明手册表 3.1,mmmmap46.2mmmmae9068铣刀直径选择,。mmd125012z3.1.2 计算切削用量1)决定每齿进给量zf采用不对称铣削以提高进给量。根据切削用量简明手册表 3.5,当使用 YG6 时,铣床功率为(机械制Kw5.7造工艺设计简明手册表 4.2-38),但因采用不对称铣削,故可rmmfz/24.014.0以取。rmmfz/18.02)决定切削速度和每分钟进给量cvfv切
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