星輪 加工工藝和車外圓表面夾具設(shè)計(jì)[含高清CAD圖 工序卡片 說明書]
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機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書
設(shè)計(jì)題目: 制定星輪的加工工藝,
設(shè)計(jì)車表面車床夾具
設(shè) 計(jì) 者:
班 級(jí):
學(xué) 號(hào):
指導(dǎo)教師:
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系
機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目:制定星輪的加工工藝,設(shè)計(jì)車星輪外表面的車床夾具
設(shè)計(jì)要求:大批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備
設(shè)計(jì)時(shí)間: 2008.9.11~2008.12.29
設(shè)計(jì)內(nèi)容:1、熟悉零件圖;
2、繪制零件圖(一張);
3、繪制毛坯圖(一張);
4、編寫工藝過程卡片和工序卡片(各一張);
5、繪制夾具總裝圖;
6、繪制夾具零件圖;
7、說明書
班 級(jí):05機(jī)制(1)
學(xué) 生: 劉小軍
指導(dǎo)教師: 樓應(yīng)候
2008年12月25日
目錄
序言 3
一、零件的分析 4
零件的作用 4
零件的工藝分析 4
二 . 確定生產(chǎn)類型 4
三 .確定毛坯 4
四.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
(一)選擇定位基準(zhǔn): 5
(二)制定工藝路線 5
(三)選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 5
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定 6
五、 夾具設(shè)計(jì) 7
(一)問題的提出 8
(二)夾具設(shè)計(jì) 8
(三定位誤差分析 9
(四)機(jī)床夾具的裝配圖見附圖 9
參考文獻(xiàn): 9
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。
一、零件的分析
零件的作用
題目所給的零件是星輪。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。
零件的工藝分析
零件的材料為4540CR,零件內(nèi)有較大的孔徑,故應(yīng)先進(jìn)行鍛造成型,再進(jìn)行相關(guān)的機(jī)加工,最后進(jìn)行熱處理。
二 . 確定生產(chǎn)類型
已知此星輪零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年,零件的質(zhì)量是0.4Kg/個(gè),查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》3頁表1-3和1-4,可確定該星輪生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過程劃分階段;工序適當(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。
三 .確定毛坯
1 確定毛坯種類:零件材料為40CR。考慮零件在運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇鍛件毛坯。
2 確定鍛件公差和加工余量及分形面形狀:
《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》33頁表2-10和2-11,確定鍛件的長(zhǎng)度、寬度、高度及厚度公差,再依據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-13和表2-14確定鍛件的機(jī)加工余量,分型面選擇在長(zhǎng)度為mm處(如鍛件圖所示)。
3繪制鍛件零件圖:(附零件圖)。
星輪鍛造毛坯尺寸公差及及加工余量 單位(mm)
項(xiàng)目
及加工余量(單邊)
尺寸公差
備注
厚度61
表2-11
1.52.0 取(1.5)
表2-13
寬度45
表2-10
1.52.0 取(1.8)
表2-13
寬度40
表2-10
1.52.0 取(1.8)
表2-13
寬度64
表2-10
1.52.0 取(1.8)
表2-13
孔徑28
表2-10
2.0
表2-14
厚度14
表2-11
1.52.0 取(1.5)
表2-13
注:備注中所選表格皆來自機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》
四.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)選擇定位基準(zhǔn):
基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,加工工藝過程中會(huì)問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇。
對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取φ70的棒料外圓輪廓表面作為粗基準(zhǔn)。采用φ70外圓面定位加工內(nèi)孔、外表面和端面可保證孔的壁厚均勻并與外表面同軸度較高,并能保證端面的垂直度。
(2)精基準(zhǔn)的選擇。
根據(jù)星輪的技術(shù)要求和裝配要求,選擇星輪右端面和右側(cè)φ45f7外圓作為精基準(zhǔn),零件上的許多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工,即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
(二) 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工
序
號(hào)
工 名
序 稱
機(jī)床
設(shè)備
刀具
量具
1
粗車,半精車兩端面
臥式車床C618k
車刀
游標(biāo)卡尺
2
鉆、擴(kuò),鉸中心孔
立式鉆床字Z535
立式鉆床字Z535
游標(biāo)卡尺
3
粗車,半精車,精車外圓和凸臺(tái)
臥式車床C618k
車刀
游標(biāo)卡尺
4
開槽
臥式車床C618k
切槽刀
游標(biāo)卡尺
5
銑φ64三個(gè)端面
X60臥式銑床
專用銑刀
游標(biāo)卡尺
6
磨φ64三個(gè)端面
M315磨床
專用磨刀
游標(biāo)卡尺
7
鉆孔,擴(kuò)孔
立式鉆床字Z535
麻花鉆
游標(biāo)卡尺
8
銑鍵槽
X60臥式銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
9
中檢
10
熱處理
11
校正
12
清洗
13
終檢
(三)選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
1 機(jī)床的選擇:工序030為車外表面(粗車和半精車,精車外表面),可采用C618K車床。
工序040為開兩個(gè)3x0.5的槽 車床同上
2 選擇夾具:該星輪的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn),所以采用專用夾具。
3 選擇刀具:車外表面用端面車刀,開槽用切槽刀
4選擇量具:專用量具
5其他:
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定
工序030
以中心孔粗基準(zhǔn),分別粗車和半精車,精車外表面。
1. 加工條件
工件材料:40CR,鍛造。
加工要求:粗車和精車加工外表面
機(jī)床:C618K車床。
刀具:高速鋼車刀
2.確定粗車端面最大加工余量和進(jìn)給量:依據(jù)經(jīng)驗(yàn)得粗銑應(yīng)留下2mm左右的加工余量;
確定進(jìn)給量f:根據(jù)<<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程>>P101表5-1,粗車加工時(shí)最大背吃刀量ap5mm;精加工時(shí),f取小值,v取大值,故取f粗=0.8mm/r
3. 確定精車端面加工余量和進(jìn)給量:有經(jīng)驗(yàn)得精銑的加工余量為1mm依據(jù)<<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程>>P101表5-1,可知
4.確定精車端面加工余量和進(jìn)給量:有經(jīng)驗(yàn)得精銑的加工余量為0.6mm依據(jù)<<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程>>P101表5-1,可知
5.計(jì)算銑削速度:
依據(jù)<<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程>>P102表5-1切削速度為V=30m/min.
5.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速;
所以依據(jù)表4-1設(shè)定,半精車
精車
6.計(jì)算切削工時(shí):
根據(jù)情況確定工時(shí)
工序040:
切兩個(gè)3x0.5槽
1. 選擇切槽刀
2.選擇切削進(jìn)給量
查<<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程>>
3.計(jì)算工時(shí)
由于磨削加工的工時(shí)很短可忽略不計(jì)只需計(jì)算專配時(shí)間故
由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。
五、 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序030——車外端面(粗車和半精車,精車)。本夾具將用于臥式車床,刀具為專用高速鋼車刀.
(一)問題的提出
本夾具是用來車零件外表面,零件圖中端面的寬度有公差要求,且有粗糙度要求.這幾道工序包含粗加工和半精車 精加工,因此本工序加工時(shí)既要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,又要精度也有一定要求。
(二)夾具設(shè)計(jì)
1定位基準(zhǔn)選擇
零件加工過程中所受的夾緊力較大,根據(jù)零件的形狀,以及夾緊機(jī)構(gòu)在夾具中安裝,可確定夾緊力的位置。為了節(jié)約輔助時(shí)間,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,便于制造和安裝,本夾具采用芯軸,用螺母、螺桿相互配合夾緊零件。
夾緊力的計(jì)算:
1. F=
其中: 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=42.7 =1 =0.8
當(dāng)實(shí)際的加工條件與求得的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)條件不相符時(shí),各種因素對(duì)軸向力的修正系數(shù)
其中:HB=235
nF =0.75
=1.04
所以:F=1070N
2.最大轉(zhuǎn)矩:
M=
其中: 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=0.021 =2 =0.8
當(dāng)實(shí)際的加工條件與求得的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)條件不相符時(shí),各種因素對(duì)轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù)
其中:HB=235
nF =0.75
=1.04
所以:F=
2.計(jì)算夾緊力
本夾具采用的是螺母夾緊: M=
其中: 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=0.021 =2 =0.8
當(dāng)實(shí)際的加工條件與求得的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)條件不相符時(shí),各種因素對(duì)轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù)
由參考文獻(xiàn)[2]表22-1
其中:HB=235
nF =0.75
=1.04
所以:F=
夾緊力Q
所以
實(shí)際預(yù)緊力:
其中:K為安全系數(shù)
:一般安全系數(shù),考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質(zhì)及余量不均勻等引起的切削力的變化。 一般取
:加工性質(zhì)系數(shù),粗加工取。精加工取
:刀具鈍化系數(shù),考慮刀具磨損鈍化后,切削力增加。一般取。這里取
:斷續(xù)切削系數(shù),斷續(xù)切削時(shí)取。連續(xù)切削時(shí),取
所以
所以
所以 夾緊力為: Q =1554N
3. 夾緊元件強(qiáng)度校核
受力分析:當(dāng)壓緊工件時(shí),受轉(zhuǎn)矩T的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的作用。
扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力:
由第四強(qiáng)度理論,可知螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力:
元件材料為40Cr,屈服強(qiáng)度為=450 ,取安全系數(shù)n=1.9
則許用擠壓應(yīng)力
。
(三)定位誤差分析
夾具的主要定位元件為22孔的定位銷
基準(zhǔn)移位誤差,由于定位心軸和銷都有制造誤差. 為工件裝卸方便,孔與軸間還有最小間隙, 但可在對(duì)刀時(shí)補(bǔ)償故=0.013
滿足自由公差要求。
(四)機(jī)床夾具的裝配圖見附圖
參考文獻(xiàn):
[1]:機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 主編 鄒青 出版:機(jī)械工業(yè)出版社
[2]:互換性技術(shù)與測(cè)量 出版:中國(guó)計(jì)量出版社
[3]:機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版) 上??茖W(xué)技術(shù)出版社
[4]:切削用量手冊(cè)
[5]:機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 出版:高等教育出版社 張世昌等主編
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