十字頭活塞的銑35X35方孔專用夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)5張CAD圖
十字頭活塞的銑35X35方孔專用夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)5張CAD圖,十字頭,活塞,35,x35,專用,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,非標(biāo),cad
十字頭零件的加工工藝規(guī)程及銑3535的方孔夾具設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。十字頭活塞零件的加工工藝及銑3535方孔的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞:十字頭活塞;工藝;工序;專用夾具;切削用量AbstractThis design involves the knowledge of machine manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement.The processing technology of cross head piston parts, the process design of milling 35 35 square holes, the process design and the design of special fixture are three parts. In the process design, it is necessary to first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts; then calculate the size of each process step of the parts, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each process; then design the special fixture, and select and design the fixture Each component of the fixture, such as positioning element, clamping element, guiding element, connecting part between the fixture and the machine tool and other parts; calculate the positioning error generated during the fixture positioning, analyze the rationality and shortcomings of the fixture structure, and pay attention to improvement in the later design.Key words: crosshead piston; process; process; special fixture; cutting amount目錄摘要1Abstract2第一部分工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)41.零件圖工藝性分析41.1零件結(jié)構(gòu)功用分析:41.2零件圖紙分析:41.3主要技術(shù)條件:42.毛坯選擇42.1毛坯類型42.2毛坯余量確定42.3毛坯零件合圖草圖53機(jī)械工藝路線確定53.1定位基準(zhǔn)的選擇:53.2加工順序的安排:53.3加工階段的劃分說(shuō)明63.4加工工序簡(jiǎn)圖64.主要工序尺寸及其公差確定65.設(shè)備及其工藝裝備確定76切削用量及工時(shí)定額確定7第二部分夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13夾緊裝置設(shè)計(jì)(銑3535的方孔)132.1定位基準(zhǔn)的選擇132.2定位元件的設(shè)計(jì)142.3定位誤差分析142.4銑削力與夾緊力計(jì)算142.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)142.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)162.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明17第五部分設(shè)計(jì)體會(huì)18參考文獻(xiàn)19第一部分工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.零件圖工藝性分析1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析:十字頭零件是機(jī)械中常見(jiàn)的一種零件,它的應(yīng)用范圍很廣。由于它們功用的不同,該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異,但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn):零件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內(nèi)孔、外圓、端平等表面構(gòu)成。1.2零件圖紙分析:由零件圖可知,該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大,可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個(gè)20孔要求較高,它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài),通常對(duì)其尺寸要求較高。一般為IT5-IT7。加工時(shí)兩20孔的同軸度應(yīng)該控制在0.01mm。85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置,加工時(shí)可以將其加工精度降低,通過(guò)裝配來(lái)提高精度。1.3主要技術(shù)條件:1.孔徑精度:兩20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)造的配合不良,因此對(duì)孔的要求較高,其孔的尺寸公差為IT72.主要平面的精度:由于85外圓接影響聯(lián)接時(shí)的接觸剛度,并且加工過(guò)程中常作為定位基面,則會(huì)影響孔的加工精度,因此須規(guī)定其加工要求。2.毛坯選擇2.1毛坯類型 考慮到十字頭工作時(shí)的作用,要求材料要有很高的強(qiáng)度,并且該零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,故選用鑄造毛坯材料為HT200。2.2毛坯余量確定由書(shū)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料表1.2-10查得毛坯加工余量為2,毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.4.2.3毛坯零件合圖草圖 3機(jī)械工藝路線確定3.1定位基準(zhǔn)的選擇:3.1.1精基準(zhǔn)的選擇:選擇十字頭底面與兩85外圓作定位基準(zhǔn),因?yàn)?5外圓柱面 ,及底面是裝配結(jié)合面,且十字頭底面又是空間位置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),故選擇十字頭底面與外圓作定位基準(zhǔn),符合基準(zhǔn)重合原則且裝夾誤差小。3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇:以十字頭上端面和十字頭支撐外圓定位加工出精基準(zhǔn)。3.2加工順序的安排: 十字頭零件主要由孔和平面構(gòu)成與箱體類零件大體相同,加工順序?yàn)橄让婧罂祝@樣可以用加工好的平面定位再來(lái)加工孔,因?yàn)檩S承座孔的精度要求較高,加工難度大,先加工好平面,再以平面為精基準(zhǔn)加工孔,這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn),同時(shí)可以使孔的加工余量較為均勻3.3加工階段的劃分說(shuō)明加工階段分為:粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。3.4加工工序簡(jiǎn)圖1、鑄 鑄造、清理2、熱處理 時(shí)效3、粗車(chē)85外圓4、粗銑上頂面5、粗,精銑底平面6、鉆、攻4M6螺紋孔7、擴(kuò)20孔9、銑十字頭10、粗鏜65內(nèi)孔11、粗鏜、半精鏜、精鏜2-20內(nèi)孔12、挖2-24環(huán)槽13、精車(chē)85外圓14、去毛刺:15、終檢:4.主要工序尺寸及其公差確定85工藝路線基本尺寸工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸鑄90.55.590.51.4粗車(chē)873.512.5(IT11)87半精車(chē)85.51.56.3(IT9)85.5精車(chē)850.51.6(IT7)8520工藝路線基本尺寸工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸鑄146141.4粗鏜1736.3(IT11)17半精鏜19.52.53.2(IT9)19.5精鏜床200.51.6(IT7)200.015.設(shè)備及其工藝裝備確定所用的設(shè)備有: CA6140、X62W、T618、Z4012、檢驗(yàn)臺(tái)、鉗工臺(tái)。夾具有:鏜2-20孔專用夾具、車(chē)床專用夾具、鉆2-M6底孔專用夾具、擴(kuò)20孔專用夾具、刀具有:90度車(chē)刀、硬質(zhì)合金銑刀、平板銼、開(kāi)式自鎖夾緊鏜刀、5鉆頭、M6絲錐、20鉆頭、圓銼刀量具有:游標(biāo)卡尺、專用塞規(guī)。6切削用量及工時(shí)定額確定粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)時(shí):(T1=T輔 T2=T機(jī) T3=T工 T4=T休)挖24環(huán)形槽: ap=2由表5.3-1得:f=0.4m/r由表5.3-20得:v=90m/r則n=220x90/40=495 r/mm工時(shí)定額: 由表3.3-3得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.2 min則T總=T1+T2+T基=2.26 min粗車(chē)85外圓時(shí): ap=2由表3-1得:f=0.5 m/r由表5.3-20得:v=82 m/r則n=318x82/85=307 m/r工時(shí)定額: 由表3.3-3得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.167 min則T總=T1+T2+T基=0.347 min半精車(chē)85外圓時(shí):(車(chē)刀刀桿尺寸BXH取16X25)ap=1由表3-1得:f=0.4 m/r由表5.3-20得:v=100 m/r則n=318x100/85=374 m/r工時(shí)定額: 由表3.3-3得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.34 min則T總=T1+T2+T基=0.52 min精車(chē)85外圓時(shí):(車(chē)刀刀桿尺寸BXH取16X25)ap=0.5 由表3-1得:f=0.3 m/r由表5.3-20得:v=107 m/r則n=318x107/85=400 m/r工時(shí)定額: 由表3.3-3得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.857 min則T總=T1+T2+T基=1.75 min銑85上頂面時(shí):切削用量:ap=3.5由表6.3-2得:f=0.2 m/r由表6.3-21得:v=120 m/r則n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r工時(shí)定額:由表6.4-1得:T2= lw+lf/fxn=1.45 min由表3.3-7得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.83 min由表3.3-8得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.14 minT1=2.27min T3=51min T4= 15minT基=lz/nfap=0.5 min則T總=T1+T2+T基=68.7min:鉆2-M6底孔2-5孔時(shí);切削用量:ap=3.5由表7.3-1得:f=0.36 m/r由表7.3-11得:v=13 m/r則n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r工時(shí)定額:T2= lw+lf/fxn=0.1 min由表3.3-9得:裝夾工件時(shí)間為0.17min由表3.3-10得:松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.15min由表3.3-12得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.04minT1=0.76 min T3=47 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=62.9min粗銑、半精銑85底平面時(shí); 粗銑時(shí):切削用量:ap=2.5由表6.3-2得:f=0.2 m/r由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí)v=120 m/r則n=318V/D=763.2m/r工時(shí)定額:由表6.4-1得:T2= lw+lf/vf=2.63 min精銑時(shí):切削用量:ap=1由表6.3-2得:f=0.12 m/r由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí)v=150 m/r則n=318V/D=561m/r工時(shí)定額:由表6.4-1得:T2= lw+lf/vf=3.5 min由表3.3-7得:操作時(shí)間為0.83min由表3.3-8得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.14minT1=2.27 min T3=51 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=80.53min:粗鏜17內(nèi)孔、半精鏜、精鏜20內(nèi)孔時(shí); 粗鏜時(shí):切削用量:ap=3由表8.2-1得:f=0.5 m/r v=80 m/r則n=318V/D=1496.5m/r工時(shí)定額:T2= lw+lf/vf=0.03 min半精鏜時(shí):切削用量:ap=2.5由表6.3-2得:f=0.2m/r v=100m/r 則n=318V/D=1630.7m/r 工時(shí)定額:T2= lw+lf/vf=0.04min精鏜時(shí):切削用量:ap=0.5由表6.3-2得:f=0.15m/r v=80m/r 則n=318V/D=1590m/r 工時(shí)定額:T2= lw+lf/vf=0.07min由表3.3-1得:裝夾工件時(shí)間為0.42min由表3.3-2得:松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.12min由表3.3-3得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測(cè)量工件時(shí)間為:0.16minT1=1.34 min T3=56min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=72.62min:攻M6螺紋孔時(shí);切削用量:ap=2.5由表7.3-1得:f=0.27 m/r由表7.3-11得:v=15 m/r則n=318V/5= 318 x15/5=954m/r工時(shí)定額:T2= lw+lf/fxn=1.5 min由表3.3-9得:裝夾工件時(shí)間為0.04min由表3.3-10得:松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.05min由表3.3-11得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=62.73min:擴(kuò)20孔時(shí);切削用量:ap=2.5由表7.3-1得:f=0.27 m/r由表7.3-11得:v=15 m/r則n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r工時(shí)定額:T2= lw+lf/fxn=1min由表3.3-9得:裝夾工件時(shí)間為0.04min由表3.3-10得:松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.05min由表3.3-11得:操作機(jī)床時(shí)間為:0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=62.63min第二部分夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)夾緊裝置設(shè)計(jì)(銑3535的方孔)本夾具主要用來(lái)銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。銑十字頭方孔時(shí),粗糙度要求,十字頭上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求,本道工序是對(duì)十字頭方孔進(jìn)行加工。因此在本道工序加工時(shí),主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求,從定位和夾緊的角度來(lái)看,本工序中,定位基準(zhǔn)是下平面與外圓,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也是要求保證方孔應(yīng)與上,下兩平面的垂直度要求,定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,不需要重新計(jì)算上下平面的垂直度,便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行,保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。為了提高加工效率,現(xiàn)決定用兩把銑刀垂直的方孔面同時(shí)進(jìn)行粗精銑加工。同時(shí)進(jìn)行采用手動(dòng)夾緊。2.2定位元件的設(shè)計(jì)本工序選用的定位基準(zhǔn)為外圓與平面定位,所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面與V型。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)V型和壓頭進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.3定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面與V型塊定位,不存在定位誤差.可見(jiàn)這種定位方案是可行的。2.4銑削力與夾緊力計(jì)算本夾具是在銑床上使用的,用于定位壓頭螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?,還用于夾緊,為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng),必須對(duì)壓頭施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式(3.2)Fj沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺紋中徑(mm)螺紋升角()1螺紋副的當(dāng)量摩擦()2螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角()r螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑()根據(jù)參考文獻(xiàn)6其回歸方程為 FjktTs其中Fj螺栓夾緊力(N); kt力矩系數(shù)(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm); Fj =52000=10000N2.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷,加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)參考文獻(xiàn)11定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。圖3.7 定向鍵根據(jù)參考文獻(xiàn)11夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。圖3.8 U型槽主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑12143020對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn),用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成傳動(dòng)箱體上平面尺寸為210315mm的粗、精銑加工,所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB224380直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。圖3.9 直角對(duì)刀塊塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。圖3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸公稱尺寸H允差dC3-0.0060.252.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)夾緊裝置采用移動(dòng)的壓頭來(lái)夾緊工件,采用的移動(dòng)壓板的好處就是加工完成后,可以將壓板松開(kāi),然后退后一定距離把工件取出。圖3.11 夾具圖夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖如上所示。2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明本夾具用于在立式銑床上加工十字頭,工件以與此相垂直的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn),在V型塊與底板實(shí)現(xiàn)定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭夾緊工件。當(dāng)加工完一邊,可松開(kāi)手柄來(lái)加工另一邊。如夾具裝配圖所示。第五部分設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)課程知識(shí)的總結(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出我們?cè)谛F陂g的學(xué)習(xí)程度。從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)做出有力判斷。從我們拿到零件圖紙的第一天開(kāi)始,我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計(jì)的步驟,還安排了輔導(dǎo)時(shí)間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識(shí),對(duì)機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過(guò)這次設(shè)計(jì),我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì),從而更加了解了我們的專業(yè)。剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候,總覺(jué)的難度很大,不知道從什么地方下手,對(duì)一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排,怎么設(shè)計(jì)。老師給我們?cè)敿?xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的條件,讓我們先從分析零件圖開(kāi)始,然后在得出零件技術(shù)要求,在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫(huà)出毛坯和零件合圖。在設(shè)計(jì)期間,我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì),對(duì)我有了很大提高。遇到不懂的問(wèn)題時(shí),指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個(gè)人的設(shè)計(jì)課題不一樣,但我們之間還是會(huì)經(jīng)常討論,互相幫助,不緊學(xué)會(huì)了知識(shí),而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中,要感謝我們的指導(dǎo)老師,他們?cè)谠O(shè)計(jì)期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過(guò)這次設(shè)計(jì),一定會(huì)在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。參考文獻(xiàn)1張龍勛主編. 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