T611B3N101A平旋盘加工工艺编制及其工装设计.docx
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1、T611B-3N101A平旋盘加工工艺编制及其工装设计 (陕理工机械工程学院 机自专业1001班, 陕西 汉中723003) 摘要本次课题是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为研究领域,具有很强的实践性,要求学过程中应紧密联系生产实践,同时它又具有很强的综合性, 本次毕业设计的课题是平旋盘体(T611B-3N101A)加工工艺编制及工装设计,主要内容如下:首先,对零件进行分析,主要是零件作用的分析和工艺分析,通过零件分析可以了解零件的基本情况,而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求,确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步,进行基面的选择,确定加工过程中的粗基准和精基
2、准。根据选好的基准,制订工艺路线,通常制订两种以上的工艺路线,通过工艺方案的比较与分析,再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。第三步,根据已经选定的工序路线,确定每一步的切削用量及基本工时,并选择合适的机床和刀具。对于粗加工,还要校核机床功率。最后,设计加工侧导轨面及平导轨面的夹具。先提出设计问题,再选择定位基准,然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述,整个设计基本完成。关键词工艺,夹具,车削,平旋盘(T611B-3N101A)Flat rotating disk process of prepara
3、tion and tongs Design AnTing Hou( Class 01 ,Major mechanical engineering and automation mechanical engineering Dept.,Shaanxi University of Technology, Hanzhoung 723003,Shaanxi )Tutor : JuRong LiuAbstract: The Flat rotating disk is drilling on a major parts, drilling through the back wheel spindle dr
4、illing and customs connected with the back wheel spindle connection with four screws, and drilling the correct connection. so back to dial the design and processing of crucial importance to ensure that the processing meet the requirement., developed a set of programmers, see the specific. brochures,
5、and the fixture has the following requirements: Design Baring 550,360 the ladder hole for the fixture, see specific brochures fixture design.A specialized main specialized course that mechanical manufacturing engineering is studied is machinery , rely mainly on studying machining technology and jig
6、to design technological discipline , have very strong practicality , require that should contact production practices closely in the learning process, at the same time it has comprehensive the very strong one, The subject of this graduation project is that CA6140 lathe ring flange processing technol
7、ogy rules and special-purpose jig of a certain process are designed, the main content is as follows: First of all, analyses , it is mainly analysis of the function of the part and craft analysis to the part , through part analyze can find out about basic situation of part, and craft analyse may know
8、 the processing surface of the part and is it require to process. The processing demand put forward according to the part picture, confirm the manufacture form of the blank and sureness of the size. The second step, carry on the choice the base , confirm thick datum and precise datum in the processi
9、ng course. According to the datum chosen , make the craft route , usually make the craft route of more than two kinds, with analyzing through the comparison of the craft scheme, and then choosing be able to make such specification requirements as the precision of geometry form , size of the part and
10、 precision of position ,etc. get a kind of process of the rational assurance s. The third step, according to the already selected process route, confirm for every steps of cutting consumption and basic man-hour , choose suitable lathe and cutter. To rough machining , will check the power of the lath
11、e . Finally , design the third process - the jig getting into the hole of the ring flange. Put forward the question of designing first , and then choose to orient the datum , then the calculation that begins to cut strength , clamp strength and analysis of the localization error. Then put the design
12、 course in order as the drawing. Through the summary of the above, design and finish basically entirely. Keywords:machine; Process the craft; The tongs design目录目录3绪论11 零件的作用32 零件分析52.1 工艺分析52.2 思路与方法53 工艺规程设计63.1零件毛坯尺寸计算63.3制定工艺路线83.4确定切削用量及基本工时103.4.1加工条件103.4.2计算切削用量及基本工时104 夹具设计274.1 问题的提出274.2夹具
13、设计284.2.1 定位基准的选择284.2.2切削力及夹紧力计算284.2.3 定位误差分析294.2.4 夹具设计及操作的简要说明305建模及仿真315.1 pro/E建模315.2 基于pro/E 的NC加工操作31参考文献35致谢36绪论在通用机床上加工大型的管类零件以及大型的机械零件的端面、止口和孔的过程中由于平旋盘的体积大,形状复杂,其工艺性较难,如何保证平旋盘的公益性就成为一个难题。本次课题研究的对象既是平旋盘体(T611B-3N101A)的工艺编制问题和工装设计问题。具体而言,本课题需要对该平旋盘的从选材、详细的工艺编制问题到工装夹具等各个方面进行研究、分析,得出一个平旋盘体(
14、T611B-3N101A)的经济、可行、可操作的加工方案,从而解决平旋盘体(T611B-3N101A)的制造工艺问题。除此之外,应注意平旋盘与其它零件装配过程中可能出现的干涉,应通过研究平旋盘的总装图,明确与盘体零件相关的所有零件的装配形式、允许的活动空间,装配过程中可能出现的干涉。最后通过对图纸的分析可知在平旋盘的加工中,其对导轨的形位公差需求比较高,因此需要精细加工。而在加工前期铸件的时效处理中,应使其硬度符合要求。1 零件的作用 平旋盘体(T611B-3N101A)是卧式镗床和数控铣床上的一个重要零件,它位于主轴外端,通过蜗轮和蜗杆控制溜板的平移,齿圈与主轴连接。它主要参与镗大直径孔、端
15、面、阶梯孔、切内孔或者外圆上的环形槽,还可以参与铣削大面等。目前,采用平旋盘技术的主要有两种,一种是机械式平旋盘,在加工时只能单轴径向移动; 而另一种是进口的采用数控切削平旋盘的数控卧式镗铣( 亦称卧式加工中心) ,但这种机床结构复杂,成本高,然而一些专用机床针对特定加工零件,零件加工精度要求并不是太高,只需要普通的平旋盘即可满足加工要求,卧式加工中心产品的总体布局有立柱固定式和移动式结构,主轴箱有正挂箱和侧挂箱;主轴形式有固定式和移动式,移动式主轴有膛杆式、滑枕式、平旋盘式等多种结构。侧挂箱、平旋盘主轴结构机床如图1所示。图2 平旋盘主轴结构机床但由于可选附件所限,不得不安装这些结构复杂而且
16、价格昂贵的数控平旋盘,导致机床的制造成本高,且结构复杂,维护成本也高。之前有平旋盘有电机、涡轮、蜗杆、行星轮系组成的差动机构、锥齿轮连动机构、滚动丝杠副等机构实现滑块的径向进给运动,此结构的数控平旋盘结构复杂,传动链长且累计时间较大,所以切削精度较低,所以对传统管螺纹车床平旋盘系统进行改进。 尽管如此繁杂,人们仍然致力于平旋盘的不断改进,可见这对在通用机床上加工大型的管类零件以及大型的机械零件的端面、止口和孔的过程中实现高速化,精密化,高效能,环保安全,具有重要的研究意义。 在卧式镗床和数控铣床加工大工件时,必须配备使刀具既有旋转运动,同时又有径向进给的数控平旋盘。由于滑枕移动式数控落地铣床滑
17、枕前端不能安装太重的附件,因此,数控平旋盘在设计时首先应保证轴向尺寸尽量小,这就要求内部结构必须突破传统设计,布局要有创造性。 随着用户对产品质量要求的提高,越来越多的零件加工不仅需要机床X、Y、Z轴的联动,还需要B轴、U轴等轴的联动来实现复合加工。数控平旋盘是一种具有U轴功能的机床附件,可以加工许多复杂型面。现有的数控平旋盘内部机构复杂、传递动力不足,不易维护。针对这些问题,本文提出了一种新的数控平旋盘传动机构,它具有结构简单、传动链短、传递动力大、成本低的特点。由于数控平旋盘的机械结构和特殊的运动规律,导致在实际运行中会出现动不平衡现象。本文将通过运用仿真分析,在一定程度上解决了旋转时的不
18、平衡现象。 在使用数控镗铣床加工大直径孔时, 由于受到刀具的局限, 大直径孔的加工一般采用立铣刀圆弧插补的办法进行加工, 采用此种加工工艺方法虽然能够获得满意的加工质量,但存在加工轨迹长、 效率低、 机床插补精度对加工形位精度影响大等问题。 制约了数控镗铣床的效率和效能, 而采用数控平旋盘通过将铣削变为车削的方法则可以较好的解决上述问题, 充分发挥数控镗铣床的潜能,且刀杆制作简单, 车刀通用性强,采购方便,可实现大直径孔、平面及外圆的加工, 从而扩大数控锉铣床的加工应用范围。 在满足加工质量的前提下, 充分降低刀具采购成本, 提高加工效率, 适合工件的批量化生产需要。 在项目的研发过程中,发现
19、数控平旋盘内部结构紧凑 运动关系复杂, 因此在进行实物样机试制前有必要进行分析,以进行结构优化设计。平旋盘既然如此重要,那么了解平旋盘组成、分析其传动原理, 针对给定的零件能够以现有的人力、物力,在尊重客观事实的基础上,根据零件要求,客观的编制切实可行的工艺流程,设计便于操作的工装设备等问题便成为本次课题的首要研究意义。2 零件分析2.1 工艺分析 该零件的材料为HT200,该材料具有较高的耐磨性,强度,耐热性及减振性.由加工要求知,零件硬度要达到HB180,则需对零件进行正火,这样既能改善切削加工性,有提高了铸件的强度、硬度和耐磨性。该零件的主要加工面为320js6的曲面,360f7的圆柱曲
20、面并应保证其同轴度,以及面40H7,圆柱曲面50H7等。导轨在全长的扭曲度和直线度公差在1000长度上为0.015,侧导轨H面直线度公差在1000长度上为0.015,这些直接影响到平旋盘的工作精度,因此对导轨的加工需要在同一次装夹中完成。40孔与50孔按要求应保持其同心度误差为0.02,这一工艺要求可保证平旋盘在安装过程中会直接影响孔与轴的配合,所以在加工中最好可以在一次夹装中完成。两条导轨平行度误差为0.02,这也必须在同一次装夹中完成,它们的要求直接会影响工件的加工精度。由参考文献机械制造工艺设计简明手册中的有关和孔加工的径向精度及机床达到的位置精度可知,上述要求可以达到,零件的结构工艺性
21、是可行的。2.2 思路与方法(1) 研究零件图对其技术要求进行全面分析,了解平旋盘传动原理,确定工艺方案,根据工艺方案编制具体的工艺路线。(2) 绘制零件以及毛坯的二维图,并对零件进行三维建模; (3)根据具体条件设计相应的工艺设备,经过计算设计出侧导轨面及平导轨面加工的夹具装配图,并对夹具进行三维建模; (4)对平旋盘旋转系统结构方案的优化并对平旋盘体的优化采用方案试算法进行优化,通过对比分析结果完成平旋盘体结构优化。(5)使用三维仿真软件对零件的侧导轨面及平导轨面加工过程进行仿真。3 工艺规程设计3.1零件毛坯尺寸计算 根据零件的材料确定毛坯为铸件,其生产类型为中批生产,由机械制造工艺设计
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