輸出軸工藝及夾具設計
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1、 畢業(yè)設計說明書 ?! I(yè):機械制造與自動化 班 級: 班 姓 名: 學 號: 指導老師: 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院 目 錄 第一部分 工藝設計說明書……………………………………………………………………………1 ………… 第二部分 第90號工序夾具設計說明書……………………………………………………………10 ………… 第三部分 第22號工序刀具設計說明書……………………………………………………………11 ………… 第四部分 第80號工序量具設計說明書……………
2、………………………………………………13 ………… 第五部分 畢業(yè)設計體會………………………………………………………………………………15 ………… 第六部分 參考資料……………………………………………………………………………………16 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院 二零零七屆畢業(yè)設計(論文)任務書 專業(yè):機械制造與自動化 班級:機制3053班 姓名:梁新輝 學號:42# 一、設計題目(附圖): 輸出軸 零件機械加工工藝規(guī)程制訂及第_____工序工藝裝備設計 二、設計條件:
3、1、輸出軸 2、生產批量:大批量生產 三、設計內容: ㈠ 零件圖分析: 1、零件圖工藝性分析(結構工藝性及條件分析); 2、繪制零件圖。 ㈡ 毛坯選擇 ㈢ 機械加工工藝路線確定: 1、加工方案分析及確定 2、基準的選擇 3、繪制加工工藝流程圖 ㈣ 工序尺寸及其公差確定 1、基準重合時(工序尺寸關系圖繪制);2、利用工序尺寸關系圖計算工序尺寸;3、基準重合時(繪制尺寸鏈圖)并計算工序尺寸。 ㈤ 設備及其工藝裝備的確定 ㈥ 切削用量及工時定額確定: 確定全部工序
4、切削用量及工時定額。 ㈦ 工藝文件制訂: 1、編寫工藝文件設計說明書: 2、編寫工藝規(guī)程: ㈧ 指定工序機床夾具設計 1、 工序圖分析; 2、定位方案確定; 3、定位誤差計算; 4、夾具總裝圖繪制; ㈨ 刀具、量具設計 四 設計任務(工作量): 1、 零件機械加工工藝規(guī)程制訂設計說明書一份; 2、 工藝文件一套(含工藝流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附圖); 3、 機床夾具設計說明書一份; 4、 夾具總裝圖一張(A2圖紙);零件圖兩張(A4圖紙); 5、 刀量具設計說明書一份; 6、 刀具工作圖一張(A3圖紙);量具
5、圖一張(A4圖紙)。 五起止日期: (共8周) 六指導教師: 張征祥 七審核批準 教研室主任: 系主任: 八設計評語: 年 月 日 九設計成績: 年 月 日 第一部分 工藝設計說明書 1.零件圖工藝性分析 1.1零件結構功用分析 ……零件在機床中起傳遞扭矩,輸出傳動力的作用。 1.2零件技術條件分析 ……1)外圓 φ55+0.023
6、 +0.003,精度IT6,粗糙度1.6微米,相對于基準A—B有0.04的圓跳動要求。 φ60+0.045 +0.065,精度IT9,粗糙度0.8微米,相對于基準A—B有0.04的圓跳動要求。 φ65+0.023 +0.003,精度IT6。 φ75+0.023 +0.003,精度IT6,粗糙度0.8微米。 2)內圓 φ80+0.042 -0.012,精度IT7,粗糙度3.2微米,相對于基準A—B有0.04的圓跳動要求。 3)孔 10*φ20+0.019 +0.042,精度IT7,粗糙度3.2微米,相對于基準D有0.05的位置度要求。 4)鍵槽 槽寬是16-0.043 0,精度IT
7、7,粗糙度3.2微米,相對于基準C有0.05的平行度要求。 5)直徑為φ8的斜孔中心線與軸線有45度夾角。 6)材料:45鋼;調制處理200HBS。 1.3零件結構工藝性分析 ……2)此輸出軸在形狀和位置精度方面有較高的要求,結構較復雜,各圓柱面要求IT6-IT7的尺寸精度,有0.04的圓跳動要求,表面粗糙度要求高。如:,φ80內孔相對基準A—B有0.04的位置度要求。直徑是φ20相對φ80的孔中心線有0.05的同軸度要求,加工斜孔需要專用夾具等。所以該零件在基準選擇和加工工藝路線安排上有較高的要求。 2.毛坯選擇 2.1毛坯類型 ……該輸出軸結構較為復雜,精度要求較高,加工工序
8、較為集中,且為中批量生產,所以毛坯采取精密模鍛。 2.2毛坯余量確定 1. ……毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件,即毛坯精度越高,則零件的機械加工勞動量越少,材料消耗越少,可充分提高勞動生產率,降低成本,但是毛坯制造費用會提高,在確定毛坯時,應根據機械加工和毛坯制造兩方面考慮。 分析鍛件形狀復雜系數s: v工件=πr2 h=3.14*30*88 +58*3.14*17+3.14*38*70+3.14*47*33+80*3.14*28=158.4102 cm w件=ρv= 158.4102cm*7.8 =1235.5996g=1.236kg 所以鍛件復雜系數s=w件/w包=v
9、件/v包=0.27.經查表只s>0.63為簡單件。所以該零件為復雜件。 零件在加工中需要磨削,工序中有磨削加工工序, 由鍛件形狀復雜系數S=W件/W包=0.27;經相關計算和查表得毛坯軸向余量為3.5mm,徑向余量為3mm。對所查的余量進行校核計算: v工件=πr2 h=158.41cm 查表13-9 該所查的的余量和效核前相同, 加工余量根據機械工藝設計資料表1.2-7中查得各面的加工余量確定尺寸 公差數值機械工藝設計資料表1.2-2查得如下表所示: 零件尺寸 加工余量 尺寸的偏差 毛坯尺寸 φ55 3 +1.5 -0.7 φ55+1.5 -0.7 φ60
10、 3 +1.5 -0.7 φ63+1.5 -0.7 φ65 3 +1.5 -0.7 φ68+1.5 -0.7 φ75 3 +1.5 -0.7 φ78+1.5 -0.7 φ116 3 +1.7 -0.8 φ119+1.7 -0.8 φ176 3 +1.9 -0.9 φ179+1.9 -0.9 30 5.5 +1.5 -0.7 35.5+1.5 -0.7 244 3.5 +2.1 -1.1 247.5+2.1 -1.1 2.3毛坯-零件合圖草圖 3.機加工工藝路線確定 3.1加工方法分析確定 加工方法有車,鉆,磨,銑等
11、。 3.2加工順序的安排 ……該零件為軸類零件,先銑端面并打中心孔,以兩中心孔為定位基準粗加工大端和小端各部,因為鉆孔會引起大端面變形,所以先安排鉆孔,再熱處理去內應力。然后半精加工,精加工大端和小端各部,達到尺寸和精度要求,最后鉆斜孔和銑鍵槽。 3.3定位基準選擇 ……1)粗基準的選擇:以直徑為φ55與直徑為φ176的圓柱面和兩端中心孔定位。 2)精基準的選擇:采用已加工面裝夾定位,便于位置精度的保證,為后續(xù)加工提供精基準。 3.4加工階段的劃分說明 ……粗加工階段:粗車大端和小端各部,為后面加工提供精基準,并粗加工各孔。 半精加工階段:各非主要加工面達到尺寸要求。 精
12、加工階段:精車,精磨各面達到精度要求。 3.5主要機加工工序簡圖 20.粗車大端 25.打中心孔并粗車小端各部 35.鉆并粗車大端孔 40.鉆大端面各孔 50.半精車大端 55.半精車小端各部 60.銑鍵槽 65.磨小端 70.精車大端內孔 75.鏜大端面孔 80.鉆斜孔 4.工序尺寸及其公差確定 車端面并打中心孔
13、 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鍛 7 IT14(+ -0.57) 251 251+ -0.57 粗車大端面 3 IT12(+ -0.23) 251-3=248 248+ -0.23 粗車小端面 3 IT12(+ -0.23) 248-3=245 245+ -0.23 精車小端面 1 IT7 244 244+ -0.023 Ra=1.6 加工φ55外圓 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鍛 4 IT14(+ -0.37) 59 59+ -0.37 粗車
14、2.9 IT12(+ -0.15) 59-2.9=56.1 56.1+ -0.15 精車 1.1 IT7(+0.023 -0.003) 56.1-1.1=55 55+0.023 -0.003 Ra=1.6 加工φ60外圓 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鍛 4 IT14(+ -0.37) 64 64+ -0.37 粗車 2.5 IT12(+ -0.15) 64-2.5=61.5 61.5+ -0.15 精車 1.1 IT7(+ -0.015) 61.5-1.1=60.4 60.4+ -0.015 磨
15、0.4 (+0.065 -0.045) 60.4-0.4=60 60+0.065 -0.045 Ra=0.8 加工φ65外圓 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鍛 4 IT14(+ -0.37) 69 69+ -0.37 粗車 2.9 IT12(+ -0.15) 69-2.9=66.1 66.1+ -0.15 精車 1.1 IT7(+0.023 -0.003) 66.1-1.1=65 65+0.023 -0.003 加工φ75外圓 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差
16、 鍛 5 IT14(+ -0.37) 80 80+ -0.37 粗車 3.5 IT12(+ -0.15) 80-3.5=76.5 76.5+ -0.15 精車 1.1 IT7(+ -0.015) 76.5-1.1=75.4 75.4+ -0.015 磨 0.4 IT7(+0.065 -0.045) 75.4-0.4=75 75+0.023 -0.003 Ra=0.8 加工φ80內孔 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鉆 40 IT14(+ -0.37) 40 40+ -0.37 粗車 38.9 IT
17、12(+ -0.15) 40+38.9=78.9 78.9+ -0.15 精車 1.1 IT8(+0.042 –0.012) 78.9+1.1=80 80+0.042 -0.012 Ra=3.2 加工φ20孔 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鉆 18 IT14(+ -0.26) 18 18+ -0.26 粗鏜 1.8 IT12(+ -0.10) 18+1.8=19.8 19.8+ -0.1 精鏜 0.2 IT7(+0.042 -0.019) 19.8+0.2=20 20+0.042 -0.019 Ra=3
18、.2 4.1基準重合時工序尺寸確定 加工φ176基準重合誤差分析 工序名稱 基本余量 經濟精度 工序尺寸 工序尺寸及其公差 鍛 7 (+2 -2) 177.2+5.8=183 183+2 -2 粗車 5.8 h13(0 -0.53) 176+1.2=177.2 177.20 -0.53 半精車 1.2 h8(+0.9 -0.9) 176 176+0.9 -0.9 4.2基準不重合時工序尺寸確定 工序名稱 基本余量 公差 工序尺寸 L01 2 (+4.6 -4.6) 249-2=247 L02 2.5 (+4.6 -4.6)
19、 33-2.5=30.5 L03 2 (+4.6 -4.6) 247-2=245 L04 1 (+1.1 -1.1) 245-1=244 L05 2.3 (+4.6 -4.6) 83-2.3=80.7 L06 2.3 (+4.6 -4.6) 105-2.3=102.7 L07 2.2 (+4.6 -4.6) 130-2.2=127.8 L08 2.2 (+4.6 -4.6) 200-2.2=197.8 L09 0.7 (+1.1 -1.1) 80.7-0.7=80 L10 0.7 (+1.1 -1.1) 102.7-0.7=10
20、2 L11 0.8 (+1.1 -1.1) 127.8-0.8=127 L12 0.8 (+1.1 -1.1) 197.8-0.8=197 L13 0.5 (+1.1 -1.1) 30.5-0.5=30 尺寸鏈圖: 5.設備及其工藝裝備確定 1.夾具有:鏜大端面孔專用夾具,鉆斜孔專用夾具,銑鍵槽專用夾具,機床專用夾具,卡盤。 2.刀具有:普通車刀,鏜刀,鍵槽銑刀,成型砂輪,中心鉆。 3.量具有:游標卡尺,千分尺,專用量規(guī)。 6.切削用量及工時定額確定 粗車外圓φ55的切削用量(機械制造工藝設計手冊) 1.選擇切削深度:由上步計算與查表得
21、:粗車工序中ap=3㎜。 2.選擇進給量:考慮刀桿尺寸,工件直徑及已定的切削深度,從表3-13中選用f=0.6㎜/r. 3.選擇切削速度:根據工件材料(45鋼為中碳鋼)、熱處理狀態(tài)(調質)及選定的切削深度和進給量,從表3-19中選取v=1.5m/s(90m/min). 4.確定機床主軸轉速:機床主軸轉速n的計算值為1000v/3.14dw=(1000X1.5X60)/(3.14X61)=470r/min. 從機床主軸箱標牌上查得,實際的主軸轉速取450r/min.故實際的切削速度v=(3.14XdwXn)/1000=(3.14X61X450)/1000X60=1.14m/s。 5.校
22、驗機床功率:由表3-2查得,單位切削功率Ps=2305X10-6 kwXs/㎜3 ,由表3-2查得,當f=0.6mm/r時,切削力的修正數值Kf=0.9.故切削功率Pm=PsXvXapXfX1000XKf=2305X10-6X1.14X3X0.6X1000X0.9=4.26kw.查資料(現代機床設備)知:CA6140車床的電動機功率為Pe=7.5kw,如取機床傳動效率為b=0.8,則Pm/b=4.26/0.8=5.3kw 23、設計總結
通過這次設計,了解了輸出軸的加工過程,和工藝編制的步驟。對所學知識有了更深的理解。
在設計中,我總結了幾點的體會。
要有很強的時間觀念。
在設計過程中,我深深地感到了自己在時間觀念的不足。記得老師經常說時間觀念要強,這一點對我們將來很重要。
要細心和認真
設計過程中,會有很多的計算,比如解尺寸鏈、切削用量、切削時間、定位誤差等,如果不能靜下心來,細心和認真的去對待,會多走彎路。另外,在用計算機繪圖時,也同樣需要細心和認真。
要勤于思考
在設計中很多的問題只有通過細心的思考和研究后,才能弄明白,才能成為自己的東西。
要掌握解決問題的正確思路
在遇到 24、問題時,要解決它,首要的掌握思考怎樣解決它的思維,這一點指導老師可以給我們莫大的幫助,因為這需要豐富的專業(yè)知識和實踐經驗。
要善于和勤于和他人溝通
我發(fā)現在設計過程中與他人溝通也非常的重要,這樣不僅可以讓你的設計質量更高一些,而且還大大的促進了自己的溝通和表達能力,增近了同學和老師的友情。
要學會給自己找到化解壓力的方法
馬上要走出校門,踏入社會了,我們面臨的壓力太多了。在這段時間里,經常聽到一些同學埋怨、訴說自己的苦惱。這些壓力的確不可避免,但我想我們完全可以消除它給我們帶來的煩惱,給自己找個適合的緩解方法。我的做法是每天早晨矜持鍛煉。
第二部分 第 25、80號工序夾具設計說明書
1.工序尺寸精度分析
鍵槽寬160 -0.043與夾具無關。
鍵槽長50,需限制的自由度有X轉動,Z轉動。
到小端面距離需限制的自由度有X轉動,Z轉動,Y移動。
鍵槽底步到下母線距離500 -0.2,需限制的自由度有X移動,Z轉動。
0.08平行度要求需限制的自由度有Z移動,X轉動。
因此,本工序加工所需限制的自由度有X移動,X轉動,Y移動,Z移動,Z轉動。
2.定位方案確定
采用V型塊和179臺階面定位。
3.定位元件確定
用V型塊限制4個自由度,有179臺階面限制一個自由度。
4.定位誤差分析計算
工序位置尺寸公差T=0.2
定位基準φ 26、75+0.023 +0.003軸中心線和179臺階面。
工序基準為該段軸下母線和小端面中心線。
一. 保證500 -0.2的基準不重合誤差
Jb=1/2(+0.023+0.003)=0.013
基準位移誤差
該工序用V型塊定位,所以:
Db=Td/2sin(a/2)=0.026/1.414=0.018
因工件的工序基準與工件和定位元件的定位接觸點位于工件定位基準的同側,所以:
dw=db-jb=0.018-0.013=0.005小于1/3*T
二.保證尺寸10的定位誤差分析
見尺寸鏈圖
A=179.23+0.0155 -0.035,不能符合要求,所以應提高尺寸1 27、97的加工精度為:IT8時,又基準不重合誤差db=0。
所以定位誤差dw小于1/3*T,才能符合要求。
5.夾緊方案及元件確定
用U型壓板夾緊φ75外圓面。
6.夾具總裝草圖
夾具總裝圖第三部分 第20號工序刀具設計說明書
1.工序尺寸精度分析
……粗車φ176公差等級為IT12的外圓。
2.刀具類型確定
……此到工序粗加工精度要求低,因此可用90度外圓車刀。(宋體、五號)
3.刀具設計參數確定
……
序號
項目
數據來源或公式計算
采用值
1
刀具類型
來源于《刀具課程設計指導書》 表2-6 2-7
焊接式90度強力外圓車刀
28、
2
刀片材料
YT5
刀桿材料
45鋼
3
幾何角度
表2-8、2-9
Λs=-10度 γo=20度
αo=6度 αo’=4度
κr=90度κr’=5 度 γε=2mm
4
斷削參數前面型式
來源于《刀具課程設計指導書》
表 2-11 2-12
估計F=1mm/r
帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面
Ln=8.5mγo1=-20度 br1=0.6 qn=9.3
5
過渡刃
表2-13(ap=2.6mm)
直線過渡刃 Kre=45度 bε=1
6
刀片型號
表2-3
A420
L=20 B=1 29、2 C=7 R=12.5 r=1 e=0.8
7
車刀外型結構尺寸
表2-1、2-2、2-5
BxH=20x30 L=150 M=8(90度彎頭車刀)
8
刀槽型式
表2-4
Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443
Γc=γo-γj=20度-26.3度
Hc=H+(1~2)-cCosαo/Cos(αo+ γc)
=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24
Bc=B-Ctg(αo+γc)
=12-7tg(5+6.3)=10.6
Lc=L-CCosαo/ Cos(αo+ γc).tgαo’
=20- 30、7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5
=20-7x0.08=19.4
Γj=26.3度
Γc=6.3度
Hc=24mm
Bc=10.6mm
Lc=19.4mm
(宋體、五號)
4.刀具工作草圖
第四部分 第80號工序量具設計說明書
1.工序尺寸精度分析
……測量φ20+0.042 -0.019孔尺寸 精度為IT7級,一般精度要求
2.量具類型確定
……確定為板式塞規(guī)。
3.極限量具尺寸公差確定
……3.1 確定工作量規(guī)制造公差和位置要素
由表 6-1即《公差配合與技術測量》P88
位置要素IT7級,尺寸為φ20+0.042 31、-0.019量規(guī)公差T=0.0034 Z=0.005
3.2 計算工作量規(guī)的極限偏差
φ20+0.042 -0.019
通規(guī) 上偏差=EI+Z+T/2 =(+0.019+0.005+0.0017)=+0.0257
下偏差=EI+Z-T/2=(+0.019+0.005-0.0017)=+0.0023
磨損極限=EI=+0.019
止規(guī) 上偏差=ES=+0.042
下偏差=ES-T=(+0.042-0.0034)=+0.0386
4.極限量具尺寸公差帶圖
……
5. 極限量具結構設計(宋體、加黑、四號) 32、
第五部分 畢業(yè)設計體會(宋體、加黑、小三)
通過這次的畢業(yè)設計,深刻了解了工藝編制方法和夾具,量具,刀具的設計方法及過程。復習了以前學習的各種課程知識。親身實踐,受益非淺。
第六部分 參考資料(宋體、加黑、小三)
《機械制造工藝設計手冊》,《金屬機械加工工藝人員手冊》,《工程材料及成型工藝》,
《公差配合與技術測量》,《機械制造工藝學》,《現代機床設備》。09/20 11:46 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設計
09/08 20:02 3kN微型裝載機設計
09/20 15:09 45T旋挖鉆機變幅機構液壓缸設計
08/ 33、30 15:32 5噸卷揚機設計
10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-Φ16孔的鉆床夾具設計
09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計831003
08/30 15:37 CPU風扇后蓋的注塑模具設計
09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對輥成型機設計
08/30 15:45 LS型螺旋輸送機的設計
10/07 23:43 LS型螺旋輸送機設計
09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機設計
09/08 20: 34、17 PE10自行車無級變速器設計
10/07 09:23 話機機座下殼模具的設計與制造
09/08 20:20 T108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設計
09/21 13:39 X-Y型數控銑床工作臺的設計
09/08 20:25 YD5141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設計
10/07 09:20 ZH1115W柴油機氣缸體三面粗鏜組合機床總體及左主軸箱設計
09/21 15:34 ZXT-06型多臂機凸輪軸加工工藝及工裝設計
10/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆Φ 35、35H6孔的夾具設計
08/30 17:57 三層貨運電梯曳引機及傳動系統(tǒng)設計
10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-Ф4.5孔的夾具設計
10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機的設計
10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機設計
09/09 23:40 儀表外殼塑料模設計
09/08 20:57 傳動蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設計
09/08 21:00 傳動系統(tǒng)測繪與分析設計
10/07 23:46 保護罩模具結構設計
09/20 15:30 保鮮膜機 36、設計
10/04 14:35 減速箱體數控加工工藝設計
10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設計
09/08 21:33 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計
10/30 15:26 制定左擺動杠桿的工工藝規(guī)程及鉆Ф12孔的夾具設計
10/29 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設計
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