K528-油缸下蓋加工工藝及銑右側端面夾具設計參考素材

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目 錄 第1章 緒論 2 1.1 課題的目的和意義 2 1.2 本課題主要設計任務 2 第2章 機械加工工藝規(guī)程設計 3 2.1 零件的工藝分析 3 2.2 確定毛坯的制造形式 4 2.3 工藝過程設計 5 2.4 工序設計 10 第3章 專用夾具設計 11 3.1 夾具類型及使用機床選擇 11 3.2 定位方案設計 11 3.3 夾緊方案設計 12 3.4 對刀導引元件的設計 13 3.5 夾具體的設計 14 3.6 夾具設計及操作的簡要說明 14 結束語 15 致 謝 16 參考文獻 17 第1章 緒論 1.1 課題的目的和意義 課程設計是培養(yǎng)我們實際工作能力的最后一個實踐性學習環(huán)節(jié)，它不但是對我們學習中所學知識的一次綜合性復習與考查，同時，也是為以后從事的專業(yè)技術工作做準備。 通過機床工藝及程序設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》、《機械零件設計》、《金屬切削機床》、《機械制造工藝》、《機械制造基礎》、《數控加工工藝》、《機械制圖》等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎。 我希望能夠通過這次設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。在此次課程設計過程中,查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點。 1.2 本課題主要設計任務 (1) 課題背景 車削、銑削、鉆削，工藝規(guī)程設計是產品設計和制造過程的中間環(huán)節(jié)，是企業(yè)生產活動的中心，其設計好壞對保證加工質量、提高加工效率、降低加工成本具有決定性的作用，它們的工序安排、切削用量、刀具參數等等一系列影響到零件質量。 (2) 課題的主要內容 (1)完成零件盤的零件圖及毛坯圖 (2)完成零件盤的工藝規(guī)程及工序卡片 (3)完成設計說明書的撰寫 (3) 課題的構思 本次設計主要要求完成零件的工藝規(guī)程設計和機床夾具的設計，分析零件的結構工藝尺寸，確定零件的加工余量，毛坯形式等等，通過零件各加工表面的分析，確定零件的最終加工方案，反推零件的整條加工路線，確定零件的加工工藝流程，繪制零件加工工序卡片。對生產中的每個工步的切削參數進行詳細的計算，確定加工工藝參數，最終確定零件的的加工工時。最后對其中一道加工工序設計出專用的機床夾具。 第2章 機械加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的工藝分析 針對一個零件在進行工藝分析時，應當將以下幾個方面作為重要的考慮方向： （1）零件的表面加工要求和表面粗糙度的要求； （2）零件的技術要求和輔助要求，相關的配合要求等； （3）零件的尺寸公差，形位公差，尺寸配合等； 一個零件，從毛坯制作到機床的粗加工成型，再到精加工，最后進行檢驗和入庫包裝，這個零件的制造加工的過程步驟，中間利用了加工機床，最終完成零件的形狀、粗糙度、尺寸公差的過程，我們稱為機械加工的工藝流程。 生產類型是指的零件的年生產量，這其中還有包含加工的廢品和備件數量。零件自身的性質不同，比如尺寸、材料、品質等，還有生產類型要求產量不同，對零件的生產分析可以分為三種類型：單件生產、批量生產還有大量生產。 單件生產：一般只生產一個不同的產品，尺寸和結構特殊，只生產一次。像是專業(yè)設備的生產或者是研發(fā)新產品等情況。 成批生產：在一段時間中比如說一年，要重復不斷的生產相同的一個東西，基本上就是在復制過程，這種情況就是批量生產了。每次生產的量不一樣，所以進行分類又可以分三類，小批、中批和大批三種類型。 2.1.1 零件的作用 油缸下蓋是很常見的一種箱體類零件，屬于鑄造件。油缸下蓋容易受外界因素產生變形，例如受到外力或者溫度的影響都會變形。 變速箱內包含以下精密部件，比如齒輪和軸一類的，形體結構比較復雜。油缸下蓋的主要目的就是防止灰塵或者雜質進入到箱體內，破壞里面的零件，油缸下蓋起保護作用，質量的好壞會影響變速箱的總成。 圖2-1 油缸下蓋 2.1.2 零件的結構特點 油缸下蓋屬于圓盤形狀結構，外形構造簡單。 2.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT20-40，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸機械砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為CT10。這對提高生產率，保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。 圖2-2為毛坯零件圖。 圖2-2 毛坯圖 2.3 工藝過程設計 2.3.1 定位基準面的選擇 零件的加工工藝規(guī)程設計過程中有一項重要的內容就是選擇定位的基準，這個過程也是確保零件精度的關鍵所在。零件的基準定位分為粗基準和精基準還有輔助形式三種類型，剛開始加工零件時，沒有定位面，只能以沒有加工的面作為定位基準，這就是粗基準；在后面加工時就可以使用前面加工的面作為基準，這就是精基準。? 考慮和設計加工過程時，要反向思考，先確立怎樣在達到精度的前提下選擇精確基準進行表面加工，然后再確認怎樣把精基準加工出來，選擇一個合理合適的粗基準進行加工。還有，為了方便裝夾和加工零件，使其達到加工精度，需要適當的選擇輔助基準進行定位和夾持。在考慮定位基準時，要從零件的整體加工過程出發(fā)，考慮加工工藝和設計基礎要求，再根據基準選擇的原則，進行合理的安排和選擇。 2.3.1.1 粗基準的選擇 (1) 一般情況下，零件的某一個面需要保證表面均勻的加工余量，這個面一般選為粗基準。 (2) 如果都沒有要求表面均勻的加工余量，而且零件的所有表面都需要加工，那么這個時候就選擇加工量最小的那個面。這樣的話可以保證這個表面不會在加工過程出問題，不至于造成報廢而浪費。 (3) 如果都沒有要求表面均勻的加工余量，并且零件有一些表面不需要加工，那么就應該選擇這個不加工的面作為粗基準，并且要保證這個基準精度本身比較高。如果表面即需要加工表面，加工余量要求均勻性較高，還有保證零件加工表面與非加工面之間的位置精度，這個時候還按本方法選擇。 (4) 粗基準原則要求選用平整光滑的表面，不能用太毛糙的表面，不然會造成定位不準確，影響后續(xù)加工。 (5) 選擇粗基準加工同一個尺寸時通常只能用一次，如果繼續(xù)使用的話，會造成誤差偏大的。但是也有特殊的情況，比如精密鑄造的毛坯件，毛坯本身的精度就已經很高標準了，加工的精度要求也一般，這個時候就可以重復使用了。 粗基準的選擇：在零件的加工過程中，選擇一個準確合適的粗基準直接影響了后面精加工的準確性。前面我們隊零件圖已經進行了分析，可以知道滑塊零件比較簡單的零件，選擇粗基準按上述原則選取即可，相對選擇比較容易。 2.3.1.2 精基準的選擇 精基準的選擇：精確基準的選擇有以下幾個方面的要求 (1) 基準重合”原則 一般選擇需要加工的面所用的設計基準作為精基準，這叫做基準重合。這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差。 (2) 基準統(tǒng)一”原則 選擇精基準時盡量選擇一個精基準可以進行多個表面的加工工作，這個方式叫做基準統(tǒng)一。 基準統(tǒng)一的話可以很好的確定每個加工面之間的位置度，對后面設計夾具也提供方便，表面過度更換產生誤差。 (3) 互為基準”原則??? 遇到兩個表面互相之間存在位置度精度關系，并且自身表面的尺寸要求比較高，精度比較高時，這個時候把兩個表面互相作為精基準，進行反復加工。 (4) 自為基準”原則??? 如果是加工的表面加工余量很小，而且加工的均勻度比較高，這個時候就選擇零件表面自身為精基準。 除了上面所說的幾點，在選擇精基準時還要考慮零件加工時候的裝夾方式和朝向，要減小零件變形的可能并且夾具相對要簡單。在這里還有更正一下，上面所說的四條選擇原則，在有些情況下回出現沖突和矛盾，比如如果選擇基準統(tǒng)一的原則，那么這個時候不一定符合基準重合的原則。所以，設計選擇精基準時要根據具體的加工情況進行分析，以零件滿足圖紙要求和技術要求為目標，合理的進行選擇。 本次設計中選擇的精基準，應該重要考慮基準的重合問題，設計基準和工序基準不對應不重合時，還要對尺寸進行計算，后面還有專門的設計，這一節(jié)就先不說了。 2.3.2 加工階段的劃分 零件加工可以分為端面、外圓、內孔、鉆孔等幾個區(qū)分。 2.3.3 加工順序的安排 設計零件的加工工藝過程，是為了確保零件的外形尺寸、粗糙度、精度、位置度等要求滿足需求。已經確定了生產的類型為批量生產，所以可以考慮用萬能機床來加工，使用專用的夾具，保證加工質量的前提下，提高生產率。此外，還應考慮到經濟影響，以盡量減少生產成本。根據生產的類型、機床和設備，確定集中或分散的過程。為工藝路線的確定做好準備。 在制定和確定加工工藝路線時，需要遵循以下幾點原則: (1)必須要能確保零件加工后的尺寸精度和表面的粗糙度。 (2)要根據情況，盡量的降低加工的時間，優(yōu)化加工路線。 (3)盡量減少和降低編程的工作量，將效率提高。 2.3.4 工序組合 零件加工工藝規(guī)程的設計和編制，最終目的是要是零件的外形、尺寸、公差、以及粗糙度等滿足技術要求，進行合理的加工順序安排。前面以及確定了零件的生產綱領為批量生產，這個情況下最好是考慮使用萬能機床和專用夾具想結合的方式進行加工，工序盡量集中安排，為提高生產率而努力。除了前面說的這些，還要考慮經濟性，考慮成本最低的方式。 2.3.5 工藝方案的分析與比較 2.3.6.1 工藝路線方案一 序號 工序名稱 工序內容 1 鑄造 鑄造 2 熱處理 調質處理 3 銑 粗銑上端兩面 4 銑 粗銑、半精銑、精銑下端面 5 銑 半精銑、精銑上端兩面 6 鉆 鉆、擴、鉸φ25、26孔 7 鉆 鉆φ5孔，M27螺紋底孔，攻螺紋 8 鉆 鉆4-φ9孔，锪4-φ13.5沉孔 8 車 粗車、半精車、精車φ50外圓，φ44槽 9 車 車內孔φ29車，螺紋孔M27*1.5 10 磨 磨外圓φ50 11 磨 磨孔φ25、26 12 鉗 去毛刺 3 檢驗 檢驗 14 入庫 入庫 2.3.6.2 工藝路線方案二 序號 工序名稱 工序內容 1 鑄造 鑄造 2 熱處理 調質處理 3 銑 粗銑、半精銑、精銑上端兩面 4 銑 粗銑、半精銑、精銑下端面 5 鉆 鉆、擴、鉸φ25、26孔 6 鉆 鉆φ5孔，M27螺紋底孔，攻螺紋 7 鉆 鉆4-φ9孔，锪4-φ13.5沉孔 8 車 粗車、半精車、精車φ50外圓，φ44槽 8 車 車內孔φ29車，螺紋孔M27*1.5 9 磨 磨外圓φ50 10 磨 磨孔φ25、26 11 鉗 去毛刺 12 檢驗 檢驗 3 入庫 入庫 2.3.6.3 工藝方案的比較與分析 兩個路線的主要區(qū)別在于先加工面時是一起加工還是分開加工，分開加工可以確保上下端面尺寸精度。因此應選擇方案一。 2.3.6 工藝路線的確定 序號 工序名稱 工序內容 1 鑄造 鑄造 2 熱處理 調質處理 3 銑 粗銑上端兩面 4 銑 粗銑、半精銑、精銑下端面 5 銑 半精銑、精銑上端兩面 6 鉆 鉆、擴、鉸φ25、26孔 7 鉆 鉆φ5孔，M27螺紋底孔，攻螺紋 8 鉆 鉆4-φ9孔，锪4-φ13.5沉孔 8 車 粗車、半精車、精車φ50外圓，φ44槽 9 車 車內孔φ29車，螺紋孔M27*1.5 10 磨 磨外圓φ50 11 磨 磨孔φ25、26 12 鉗 去毛刺 3 檢驗 檢驗 14 入庫 入庫 2.4 工序設計 2.4.1 切削用量及工時定額的確定 2.4.3.1 加工條件 粗銑上端兩面 刀具：高速鋼面銑刀，D=60mm，齒數z=6 2.4.3.2 確定切削用量 毛坯余量ap =1.5mm，粗銑一次 2.4.3.3 計算工時定額 每齒進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.15mm/z 銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=25m/min 機床主軸速度： ，查[3]表4-16，取=150r/min 實際銑削速度： 每分進給量： 銑削長度：=146mm 機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下： 第3章 專用夾具設計 3.1 夾具類型及使用機床選擇 根據課題要求，設計一套銑右側端面的銑床專用夾具。銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花鍵及各種成型面，是最常用的夾具之一。主要由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對刀元件組成。銑削加工時，切削力較大，又是斷續(xù)切削，振動較大，因此銑床夾具的夾緊力要求較大，夾具剛度、強度要求都比較高。 本道工序是銑上端端面，使用盤形銑刀在立式銑床上加工，選擇X51立式銑床加工。 圖3-1 立式銑床 3.2 定位方案設計 3.2.1 定位基準的選擇 工件的定位面是工件上直接和接觸的部分，選擇定位面時應該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內圓外圓進行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應的裝夾位置應該結構牢固，在裝夾時保證不得有變形現象。 3.2.2 定位元件的選擇與設計 根據夾具設計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、V型塊等，在銑端面夾具中，主要的定位元件是支承釘和V型塊。 3.2.3 定位元件限制不定度分析 任何物體在空間上確定位置需要限制6個自由度，分別是3個移動自由度和3個旋轉自由度。對于銑端面夾具，底面的支撐釘組成了一個平面，限制了3個自由度，分別是2個旋轉自由度和1個移動自由度；固定V型塊限制了2個移動自由度?；顒覸型塊限制最后一個移動自由度。 3.3 夾緊方案設計 3.3.1 夾緊力的確定 查《機械加工工藝師手冊》表30-19，材料選擇鋼，刀具選擇盤形銑刀，公式為： 查表30-20得銑刀加工鋼取2940； 查表30-21得修正系數取1.0 背吃刀量取粗加工時0.5mm 進給量取0.8 銑刀直徑為100mm 銑刀齒數z取10 帶入數據計算得 FZ=CFkFαp0.83αf0.65d0-0.83zαp =294×1×0.50.83×0.80.65×100-0.83×10×0.8=249.6N 3.3.2 夾緊機構設計 圖3-2 夾具機構 3.4 對刀導引元件的設計 銑床夾具和銑床之間相互位置的確定依靠夾具底面定位鍵與機床工作臺T型槽之間的配合。但是當把夾具安裝到銑床上后，銑刀位置和工件位置還不確定，這時就需要對刀塊來確定這一位置。對刀塊可分為直角對刀塊和圓形對刀塊，直角對刀塊能夠確定銑刀兩個方向上的位置，圓形對刀塊只能限制銑刀一個方向上的位置。對于挖掘機箱體的加工，用直角對刀塊進行對刀。使用對刀塊時，用手動方式把操作工作臺，把對刀塊逐漸逼近銑刀，在銑刀和對刀塊之間塞入塞尺，當塞尺剛好能在銑刀和對刀塊縫隙間移動時，此時刀具和夾具的位置便被確定下來，通過減去塞尺的厚度可得到二者之間精確的位置。 3.5 夾具體的設計 圖3-3 夾具體 3.6 夾具設計及操作的簡要說明 用夾具時需要按照如下步驟操作。 清理機床工作臺，把夾具放置在工作臺上，使定位鍵插入機床工作臺的槽中，用合適規(guī)格的T型螺母和螺栓把夾具固定在工作臺上； 把工件放入夾具中，確保工件的定位面和各個定位元件之間貼合，且配合面上無雜物； 確定工件定位可靠后用活動V型塊固定工件，擰壓緊螺釘固定工件； 使用對刀塊進行對刀，確定刀具和工件相互位置后開始加工工件，待孔鉆削完成后松開壓緊螺釘，取出工件； 用氣槍噴吹工件并規(guī)整碼放； 用氣槍噴吹夾具體上的鐵屑，清理夾具體，檢查銑刀狀態(tài)，準備下一次加工。 圖3-4 夾具總裝配圖 結束語 機械制造技術課程設計是在我們學完了機械制造技術（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了工藝實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我門能綜合地運用機械制造技術中的基本理論，并結合實際生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（連桿體）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊和圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次時間機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作下良好的基礎。做本次課程設計使我獲益匪淺，通過本次課程設計，我進一步掌握了機械方面的知識。在做本次課程設計的過程中我遇到了很多難處，是老師給了我很大的幫助，感謝老師的指導。 由于能力有限，經驗不足，設計中還有許多不足之出，希望老師多加指教。 致 謝 課程設計剛開始有許多疑點，經過老師的分析與指導，才能順利地完成這項任務。在此要感謝我們的指導老師XX老師對我悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。 在這次課程設計中也使我們的同學更進一步的交流與探討，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識、解決問題有很好的推動效果，所以在這里要感謝同學的幫助。 當遇到棘手的問題時，通過查閱資料，瀏覽各種各樣的書籍，對順利地完成課程設計起到了很大的作用。在此感謝各資料、書籍的作者為我們創(chuàng)作出如此優(yōu)秀的刊物。 無論是老師還是同學或者是書刊作者，不管是當面的還是間接的，對順利完成課程設計都有不可忽視的作用。真誠地感謝他們! 最后，很感謝閱讀這篇課程設計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設計。  參考文獻 [1]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.北京,冶金工業(yè)出版社.1996. [2]東北重型機械學院等.機床夾具設計手冊.上海,上?？茖W技術出版社.1998. [3]劉守勇等.機械制造工藝與機床夾具.北京,機械工業(yè)出版社.2004. [4]王啟平.機床夾具設計[M].哈爾濱,哈爾濱工業(yè)大學出版社.2003. [5]林文煥.陳本通.機床夾具設計[M].北京,國防工業(yè)出版社.2002. [6]徐發(fā)仁.機床夾具設計[M].重慶,重慶大學出版社.2003. [7]王昆等.機械設計課程設計[M].武漢,高等教育出版社.2006. [8]邱宣懷.機械設計[M].第四版.北京,高等教育出版社.1996. [9]柯明揚.機械制造工藝學[M].北京,北京航天航空大學出版社.1996. [10]陳立德.機械制造裝備設計課程設計.北京,高等教育出版社.2004. [11]陳立德.機械制造裝備設計.北京,高等教育出版社.2004. 第 18 頁