3022 課程設(shè)計-怪手加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
3022 課程設(shè)計-怪手加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計,課程設(shè)計,怪手,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計
寧XX 大學(xué)課 程 設(shè) 計 (論 文 )怪手加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日1目 錄前 言 .21 零件的分析 .31.1 零件的作用 .31.2 零件的工藝分析 .32 工藝規(guī)程設(shè)計 .32.1 毛坯的制造形式 .32.2 基準(zhǔn)面的選擇 .32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .32.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .32.3 制訂工藝路線 .42.3.1 工藝線路方案一 .42.3.2 工藝路線方案二 .42.3.3 工藝方案的比較與分析 .52.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .62.5 確定切削用量及基本工時 .62.5.1 工序:粗銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 6.3 本工序采用計算法確定切削用量 .62.5.2 工序:精銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 3.2 .72.5.3 工序 翻面,粗銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 12.5.92.5.4 工序 鉆孔中間槽底孔 8 .103 專用夾具設(shè)計 .123.1 問題的指出 .123.2 夾具設(shè)計 .123.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .123.2.2 切削力及夾緊力的計算 .123.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 .133.3 定位誤差的分析 .143.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .15參考資料 .172前 言課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個主要的實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和科學(xué)工作方法重要的實踐性的過程。設(shè)計的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和技能去分析和解決機(jī)械工程實際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點,生產(chǎn)觀點和經(jīng)濟(jì)觀點。樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊進(jìn)行工程運籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨立工作能力.設(shè)計,通過到工廠的實際調(diào)研,對設(shè)計內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在 xx 教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計任務(wù),并編寫了設(shè)計說明書。就我個人而言,我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力和經(jīng)驗的有限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指教。31 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是怪手,其主要作用是連接其他零件的作用。1.2 零件的工藝分析零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求: (查表 1.4-28機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊 )1 以 R4 為中心的加工部位。包括:尺寸為 R4 的 U 形槽,尺寸為 8 的與 14 相接的開檔槽, 長度為 21 的斜邊2.以 5(孔距為 24 的)為加工表面.3. 以 M3 為深度為 6 的螺紋孔以 M3 為深度為 6 的螺紋的螺紋孔4.其它未注表面的粗糙度要求為 6.3,粗加工可滿足要求.2 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 毛坯的制造形式零件材料為 HT200,考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)的水平,而且零件輪廓尺寸不大,故可以采用鑄造成型,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程中會問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇對于一般軸類零件而言,以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則(保證某重要表面的加工余量均勻時,選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工,為了保證各表面都有足夠的余量,應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。)2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則(基準(zhǔn)重合原則;基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;可靠方便原則) ,對于本零件,有中心孔,可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn),但是隨便著孔的加工,大端4的中心孔消失,必須重新建立外圓的加工基面,一般有如下三種方法:當(dāng)中心孔直徑較小時,可以直接在孔口倒出寬度不大于 2MM 的錐面來代替中心孔。若孔徑較大,就用小端孔口和大端外圓作為定位基面,來保證定位精度。2.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下,考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床,配以專用夾具,多用通用刀具,萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.3.1 工藝線路方案一工序號 工序內(nèi)容鑄造時效噴漆10 粗銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 6.320 精銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 3.230 翻面,粗銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 12.540 精銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 3.250 鉆孔中間槽底孔 860 銑開檔槽寬度 870 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 5 的孔(中心距為 24 的)100 鉆底面 M3 的底孔 2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗160 入庫2.3.2 工藝路線方案二工序號 工序內(nèi)容鑄造5時效噴漆10 鉆孔中間槽底孔 8(R4)20 粗銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 6.330 精銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 3.240 翻面,粗銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 12.550 精銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 3.260 銑開檔槽寬度 870 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 5 的孔(中心距為 24 的)100 鉆底面 M3 的底孔 2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗160 入庫2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于:方案一是采用先加工端面, ;方案二是使用鉆削方式加工端面孔。兩相比較起來可以看出,加工端面孔缺少定位基準(zhǔn),在大批生產(chǎn)中,綜合考慮,我們選擇工藝路線一。因此,最后的加工工藝路線確定如下:以上工藝過程詳見附表 1“機(jī)械加工工藝過程卡片” 。工序號 工序內(nèi)容鑄造時效噴漆10 粗銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 6.320 精銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 3.230 翻面,粗銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 12.540 精銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 3.250 鉆孔中間槽底孔 860 銑開檔槽寬度 8670 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 5 的孔(中心距為 24 的)100 鉆底面 M3 的底孔 2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗160 入庫2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“怪手”零件材料為 HT200 鋼,硬度為 HBS190241,毛坯質(zhì)量約為 5kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用鑄造毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊 (以下簡稱工藝手冊 表 2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向100160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表 2.2-4,其余量值規(guī)定為 3.03.5 mm.現(xiàn)取5.23.0 mm。2.5 確定切削用量及基本工時2.5.1 工序:粗銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 6.3 本工序采用計算法確定切削用量加工條件工件材料:HT200,鑄造。加工要求:粗銑上下表面,使粗糙度達(dá)到 6.3機(jī)床:X62W 臥式車床。刀具:刀片材料為 YG6,刀桿尺寸為 16mmX25mm,k =90,r =15r0=12 r =0.5mm。0R計算切削用量確定端面最大加工余量:已知毛坯長度方向單邊余量為 3 mm,則毛坯長度25.1方向的最大加工余量為 4.25mm,分兩次加工,a =2mm 計。長度加工方向取 IT12 級,p取 mm。確定進(jìn)給量 f:根據(jù)切削用量簡明手冊 (第三版) (以下簡稱切削手04.冊表 1.4,當(dāng)?shù)稐U 16mmX25mm, a 表 1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。切削工時: t= nfl21式中: L=105mm, L =4mm, L =012所以t= (min)27.350.642.5.3 工序 翻面,粗銑另外側(cè)邊面,使粗糙度達(dá)到 12.5f=0.41mm/r(見切削手冊表 2.7)r=12.25m/min(見切削手冊表 2.13 及表 2.14,按 5 類加工性考慮) min)/(1302.10rdvnws 按機(jī)床選?。?136r/min(按工藝手冊表 4.2-2)wn所以實際切削速度 min/68.1032510ndvw切削工時計算:, =10mm, =4mmml651l2l=fntw21min41.036102.5.4 工序 鉆孔中間槽底孔 8(1) 鉆 8f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n= =401(r/min)810V按機(jī)床選?。?min/4rnw所以實際切削速度為: i/95.16081dv切削工時, , 則:ml41l32ml5=fnltw21 min157.03.4t=6t=6 0.157=0.942min(2) 鉆孔 5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n= =487r/min510v按機(jī)床選取 min/rnw實際切削速度 i/35.1051dv切削工時, , 則:ml15l41ml32=fnltw1 min126.035.411min25.016.22t(3) 4 深 20,孔深 24,底孔 8.5HM610f=0.35mm/rv=13m/min所以 n= =487r/min5.810v按機(jī)床選取 min/rnw實際切削速度 i/35.105.81dv切削工時, , 則:ml24l41ml2=fnltw1 min16.035.24i4.3t(3) 攻螺紋 2-M3r=0.2m/s=12m/min所以 min/382rns按機(jī)床選取則i/15w實際切削速度 in/9.103mndv計算工時, , 則:ml20l31ml2=fnltw1 in083.1352mi.4.5t123 專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計工序鉆孔 5 的鉆床專用夾具。本夾具將用于 Z3025 搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆 5 的孔,由于工藝要求不高,因此,在本道工序加工時,主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度。3.2 夾具設(shè)計3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工,決定鉆頭材料使用高速鋼,用于對 5 孔進(jìn)行加工。同時,為了縮短輔助時間,準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具:高速鋼麻花鉆頭,尺寸為 5。則軸向力:見工藝師手冊表 28.4F=C d f k 3.1F0zFy式中: C =420, Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =( 07.1)92()13.FnHBF=420 )(.5.08. N轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.17.35.18.2 M功率 P =mKWdV52.09.6.0在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K 基本安全系數(shù),1.5;K 加工性質(zhì)系數(shù),1.1;2K 刀具鈍化系數(shù), 1.1;313K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N鉆削時 T=17.34 N M切向方向所受力: F =1LT2670534.取 1.0fF =4416f )(.41.NF Ff所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時間。圖 可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表:表 鉆套14Dd H公稱尺寸 允差12Dh1mCr6 12 12+0.018+0.00722 18 10 4 9 0.5 18 0.5襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示:圖 固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 :表 固定襯套d D公稱尺寸 允差H公稱尺寸 允差C 112+0.034+0.01612 18+0.023+0.0120.5 2鉆模板選用固定式鉆模板,用 4 個沉頭螺釘和 2 個錐銷定位于夾具體上。3.3 定位誤差的分析分析定位誤差:基準(zhǔn)不重合誤差: 因鉆孔時,定位基準(zhǔn)為心軸的中心線,工序基準(zhǔn)也為心軸的中心線。故:jb=0基準(zhǔn)位移誤差:db=D1+d1+1=0.022+0.022+0.08=0.056定位誤差: dw=jb+db=0+0.056=0.056 故:dw1/3T=0.18對平行方向的尺寸:jb=0db 應(yīng)該是上下平移db1 轉(zhuǎn)動角度后最大:db1=0.056,15tg2=(2max-1max)/2x89=0.00015db=db1+2x96x0.00015=0.0853.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述,在設(shè)計夾具時,為提高勞動生產(chǎn)率,應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾具,本道工序的鉆床夾具選用手動螺旋夾緊方式。本工序由于是鉆小孔加工,切削力不大。因此,應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個:一是提高毛坯精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是在可能的情況下,適當(dāng)加大螺絲擰緊力以增加力。結(jié)果,本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。1617參考資料1.機(jī)床夾具設(shè)計 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社2.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.機(jī)械制造工藝學(xué)周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社4. 機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社5. 工藝師手冊 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社6. 機(jī)床夾具設(shè)計手冊王光斗、王春福主編 上海科技出版社7. 機(jī)床專用夾具設(shè)計圖冊南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社8. 機(jī)械原理課程設(shè)計手冊 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社9.金屬切削手冊第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上??茖W(xué)技術(shù)出版社10.幾何量公差與檢測第五版 甘永立 主編 上??茖W(xué)技術(shù)出版社11 機(jī)械制造工藝水學(xué) 、 機(jī)床夾具設(shè)計 (教材)12 機(jī)械零件設(shè)計手冊13 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 , 機(jī)械工業(yè)出版社14 機(jī)床夾具設(shè)計 王啟平主編 哈工大出版社15 汽車制造工藝學(xué) 侯家駒主編 機(jī)械工業(yè)出版社16 汽車構(gòu)造與修理圖解 唐藝 主編 機(jī)械工業(yè)出版社17 汽車傳動與行使部分檢修問答 劉文舉 主編 人民郵電出版社
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