夹具课程设计.docx
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夹具课程设计.docx
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夹具课程设计
机械制造工艺学
课程设计说明书
题目:
设计液压缸连接座零件的机械加工工艺规划及专用夹具设计
设计人:
王耀
指导老师:
吴瑞明
浙江科技学院
机械制造工艺学课程设计任务书
题目:
设计液压缸连接座零件的机械加工工艺规划及钻 Φ30孔专用夹具设计
内容:
(1)零件毛坯图1张
(2)零件图1张
(3)机械加工工艺规程卡片1张
(4)机械加工主要工序的工序卡片1张
(5)零件定位方案图1张
(6)夹具装配图1张
(7)夹具体零件图1张
(8)设计说明书1份
学院机械与汽车工程学院
专业机械设计制造及自动化
班级机制072
学号106011041
学生姓名王耀
指导教师吴瑞明
2010-7-5
设计说明书
《机械制造工艺学》课程设计是学完了《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》、《金属切削机床与刀具》等主要课程,并进行了生产实习之后进行的一个实践性环节,是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。
通过课程设计,使学生以下方面得到锻炼:
1、能运用机械制造技术基础课程中的基本理论只是,正确解决零件加工中的定位、夹紧及合理安排机加工工艺过程等问题,从而保证加工质量。
2、提高结构设计能力。
通过夹具设计,获得根据加工要求设计高效、省力、经济、合理夹具的能力。
3、学会使用手册和各种图表数据资料。
掌握与本设计有关的资料的名称和出处。
我希望通过这次课程设计能巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识与技能,设计中培养自己理论联系实际、严肃认真的工作作风和独立工作能力,为以后进行毕业设计和毕业后从事技术工作打下一个良好的基础。
由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给与指导。
1.零件的分析
(1)零件的工艺性审查
1)零件的结构特点
液压缸连接座零件图如附图所示。
零件图上的主要技术要求为:
锐边倒钝、未注明倒角1.5×45。
2)加工表面及其要求
1液压缸连接座左侧轴的尺寸为 Φ25-0.041-0.02,表面粗糙度为Ra6.3μm,长度为75mm。
2液压缸连接座的槽为3.4× Φ21, Φ25外端面与操纵槽右面的距离为51mm。
3轴 Φ40外端面与轴中心线的垂直度为0.01mm, Φ40外端面与 Φ25外端面的距离为75mm。
4螺纹M24,到 Φ25外端面的距离为54mm。
52-Φ30-0+0.033孔中心线到右侧方形端面距离为35mm。
6操纵槽:
宽度为37mm,深度为80mm,对称面与方头宽度60mm表面的距离为36.5mm。
7未注明的表面粗糙度为Ra3.2μm。
3)零件材料
零件材料为45号钢,是中碳钢,其强度较高,塑性和韧性尚高,焊接性差。
用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件,以及对心部要求不高的表面淬火件:
曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。
水淬时有形成裂纹的倾向,形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。
2、工艺规程的设计
(1)毛坯选择
1)确定毛坯的类型及制造方法
由于零件的材料为45号钢,零件的形状不有圆和方形,如果采用一根圆棒料,在加工时会浪费很多原料,所以采用锻造毛坯。
由于产量属于大批生产,零件的轮廓尺寸不大,选用砂型机器造型。
2)确定毛坯的形状、尺寸及公差
毛坯的形状及尺寸如附图2所示。
选择零件的最高线且平行于两孔的中心面的平面作为分型面。
铸件采用带芯的分模造型,多件同时浇注。
由于要利用不加工表面进行定位的情况,零件图上列出精铸,所以确定铸件尺寸公差等级为db6414-96的CT9,机械加工余量等级为AM-H。
3)毛坯的技术要求
1铸件无明显的铸造缺陷。
2拔摸斜度为30′。
3机加工前正火,消除内应力。
4小圆轴中心线与大圆轴端面的垂直度小于0.01。
4)绘毛坯图
根据附图一所示的零件结构形状,在各加工表面加上加工余量,绘制毛坯图如附图所示。
(2)基准选择
根据附图1所示,首先将Φ25和Φ40的轴加工好,为后续工序准备基础。
根据粗、精基准选择的原则,确定各加工表面的基准如下:
序号
加工面
基准
1
Φ25、Φ40轴及其端面、3.4×Φ21槽、M24螺纹
长方体四面
2
长方体底平面(精加工)
Φ25轴及端面。
3
长方体另外三个面
Φ25轴、长方体底平面
4
2-Φ30孔
长方体底面、Φ25轴
5
37mm的操纵槽
Φ25轴、端面、长方体底面
(3)拟定机械加工工艺路线
1)确定各加工表面的加工方法及加工路线:
该液压缸连接座的加工面为:
Φ25轴外圆、M24螺纹、3.4×Φ21槽、Φ40轴外圆、各端面、长方体外表面、37mm的操纵槽。
根据各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求,Φ25轴外圆、Φ40轴外圆、各端面加工路线为粗车—精车;长方体五个表面加工路线粗铣—精铣。
2-Φ30孔的加工路线为钻—扩—铰。
M24螺纹的加工路线为铣削。
37mm的操纵槽的加工路线为粗磨—精磨。
2)拟定加工路线
①工艺路线方案一
工序1:
锻造
工序2:
正火
工序3:
粗车
1.打中心孔
2.长方体左侧端面
3.Φ40外圆(外圆余量1-1.5mm)
4.Φ40端面(长度余量0.5mm)
5.Φ25外圆(外圆余量1-1.5mm)
6.Φ25端面(总长留3mm)
工序4:
粗铣
1.长方体下底面(余量2mm)
2.长方体三个面(余量1mm)
3.长方体端面(留总长2.5mm)
工序5:
粗磨
1.操纵槽(各边余量1mm)
工序6:
调质:
220-240HBS
工序7:
精车
1.长方体左侧端面
2.Φ40外圆(余量0.2mm)
3.Φ40端面(余量0.3mm)
4.Φ25外圆(余量0.2mm)
5.Φ25端面(到Φ40端面距离最大为75.5mm)
6.倒角
7.切槽
8.车削螺纹
工序8:
1.铣长方体右端面,总长留0.3mm。
2.钻、扩、铰2-Φ30孔。
3.铣长方体另外三个面。
工序9:
1.粗磨操纵槽。
2.精磨操纵槽。
②工艺路线方案二
工序1:
锻造
工序2:
正火
工序3:
粗铣
1.长方体右侧端面
2.长方体四个面
3.操纵槽
工序4:
粗车
1.长方体左侧端面
2.Φ40外圆
3.Φ40外圆端面
4.Φ25外圆
5.Φ25外圆端面
工序5:
调质220-240HBS
工序6:
精铣
1.长方体右侧端面
2.长方体四个面
3.铣操纵槽
工序7:
钻、扩、铰2-Φ30孔。
工序8:
精车
1.长方体左侧端面
2.Φ40外圆
3.Φ40外圆端面
4.Φ25外圆
5.Φ25外圆端面
6.切槽
7.倒角
8.车削螺纹
工艺路线一是按照先左侧后右侧来加工的,发现加工时所留的余量不能很好的控制计算。
尽量的减少了工件的装夹次数、加工面的相互位置精度不怎么好控制、需要的机床数量数少、减少工件在工序间的运输,减少辅助时间和准备终结时间。
工艺路线二是按照从右侧往左侧来加工的,同样尽量在一台机床上把一些工序都加工完,减少工件的装夹次数、易于保证加工面的相互位置精度、需要的机床数量少、减少工件在工序间的运输时间、减少辅助时间和准备终结时间。
综上述,我选择第二方案。
(5)确定机械加工余量、工序尺寸及公差
根据上述原始资料及加工工艺。
查《实用机械制造工艺设计手册》(以下简称《工艺手册》),分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下:
工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度Ra
工序31.粗铣长方体右侧端面1.5mm35mm12.5μm
2.粗铣长方体上下两面1.5mm73mm12.5μm
3.粗铣长方体前后两面1.5mm60mm12.5μm
4.粗铣操纵槽1mm37mm12.5μm
工序41.粗车上方形左端面1.5mm105mm12.5μm
2.粗车Φ40外圆1mm40mm12.5μm
3.粗车Φ40外圆端面0.6mm10mm12.5μm
4.粗车Φ25外圆1mm25mm12.5μm
5.粗车Φ25外圆端面0.7mm75mm12.5μm
工序51.精铣长方体右端侧面0.7mm35mm3.2μm
2.精铣长方体上下两面0.7mm73mm3.2μm
3.精铣长方体前后两面0.7mm60mm3.2μm
4.精铣操纵槽0.7mm37mm3.2μm
工序61钻2-Φ30孔1mm30mm12.5μm
2.扩2-Φ30孔0.1mm30mm6.3μm
3.铰2-Φ30孔0.03mm30mm3.2μm
工序71.精车上方形左端面0.3mm105mm3.2μm
2.精车Φ40外圆0.1mm40mm3.2μm
3.精车Φ40外圆端面0.2mm10mm3.2μm
4.精车Φ25外圆0.1mm25mm3.2μm
5.精车Φ25外圆端面0.3mm75mm3.2μm
工序8切3.4×Φ21槽0mm3.4mm3.2μm
车M24螺纹0243.2μm
(6)选择机床设备及工艺装备
根据一般工厂现有的生产条件,为了满足生产需要,现选用各工序所用的设备为:
工序3:
X62w卧式升降台铣床,YT15螺旋齿7:
24A型40号圆锥柄立铣刀、直径为35mm的高速钢圆柱形铣刀、游标卡尺、钢直尺、专用夹具。
工序4:
CL6134A轻型卧式车床,YT15普通硬质合金钢、游标卡尺、四角卡盘、钢直尺。
工序6:
X5012立式升降台铣床,YT15螺旋齿7:
24A型40号圆锥柄立铣刀、直径为35mm的高速钢圆柱形铣刀、游标卡尺、钢直尺、专用夹具。
工序7:
X5012立式升降台铣床,Φ28mm标准锥柄麻花钻、Φ29.8YT15扩孔刀及Φ30YT15锥柄机用铰刀,0-200/0.02mm游标卡尺、钢直尺、Φ30孔用塞规。
工序8:
CL6134A轻型卧式车床,YT15普通硬质合金钢车刀和切槽刀及倒角刀、螺纹刀、游标卡尺、四角卡盘、钢直尺。
(7)确定切屑用量及基本工时
1)工序3x62w卧式升降台铣床,游标卡尺、钢直尺、专用夹具,柴油冷却、一把三面刃直齿铣刀,YT15刀片,刀盘直径125mm,宽度为12mm,齿数为20.另一把直径36mm。
①长方体右侧端面
A.确定被吃刀量有毛坯已知铣削宽度at=60,深度ap=1.5。
B.确定每齿进给量根据《切削手册》表3.5,每齿进给量fz=0.09-0.18mm/z。
取0.1。
C.选择铣刀磨钝标准及耐用度根据《切削手册》表3.7,铣刀刀齿后面最大
磨损量为1.2mm;耐用度为T=120min
D.确定切削速度和工作台每分钟进给量根据《切削手册》表3.27CV=600,
QV=0.21,xv=0Yv=0.12,uv=0.4,pv=0,m=0.35,kv=1.1
Vv=170m/min
nv=360r/min
根据《工艺手册》表4.2-39,与375r/min差不多,实际切削速度V=165.4mm/min
工作台每分钟进给量为0.1×20×60=120mm/min,选择实际每齿进给量为
fz=0.099mm/z。
E.计算基本时间
tb=1min
②长方体四个面
A.确定被吃刀量有毛坯已知铣削宽度at=73,深度ap=1.5。
B.确定每齿进给量根据《切削手册》表3.5,每齿进给量fz=0.09-0.18mm/z。
取0.1。
C.选择铣刀磨钝标准及耐用度根据《切削手册》表3.7,铣刀刀齿后面最大
磨损量为1.2mm;耐用度为T=120min
D.确定切削速度和工作台每分钟进给量根据《切削手册》表3.27CV=600,
QV=0.21,xv=0Yv=0.12,uv=0.4,pv=0,m=0.35,kv=1.1
Vv==196m/min
nv==286r/min
根据《工艺手册》表4.2-39,与600r/min差不多,实际切削速度V=205m/min
工作台每分钟进给量为0.1×20×60=120mm/min,选择实际每齿进给量为
fz=1.123mm/z。
E.计算基本时间
tb=1.3min
③操纵槽
A.确定背吃刀量有毛坯图已知铣削宽度ae=35,铣削深度ap=79mm。
B.确定每齿进给量取fz=0.06mm/z
C.确定切削速度和工作台进给量根据《切削手册》表3.27,Cv=270,qv=0.21,Xv=0.1,Yv=0.4,Pv=0,m=0.35,Kv=1.1
Vc160.1r/min,
N=360r/min
根据《工艺手册》表4.2-39,取与360r/min相近的主轴转速nw=375r/min.
实际切削速度v=165.1r/min。
工作台每分钟的进给量为Fmz=72mm/min,根据《工艺手册》表4.2-40,取75mm/min。
D.计算基本时间Tb=1.8min
工序4
加工条件:
CL6134A轻型卧式车床,YT15普通硬质合金钢、游标卡尺、四角卡
盘、钢直尺。
①长方体左侧端面
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为1.5mm,一次走刀加工,Ap=1.5mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.4,刀杆尺寸为20×20,AP<3mm以及工件直径为20-50mm时,f=0.3-0.4mm/r,查《工艺手册》表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。
3.计算切削速度根据《切削手册》表1.27、表1.28,Cv=242,m=0.2,Xv=0.15,Yv=0.35,修正系数Kmv=1.44,Kkv=1.04,Ksv=0.8,Kkrv=0.81,刀具寿命选T=60min。
Vc=136.9m/min
4.确定机床主轴转速n=871r/min,选900r/min。
所以实际切削量为140.5m/min。
5.计算基本时间
Tb=0.09min
②粗车Φ40外圆
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为1mm,一次走刀加工,Ap=1mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.4,刀杆尺寸为20×20,AP<3mm以及工件直径为20-50mm时,f=0.3-0.4mm/r,查《工艺手册》表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。
3.计算切削速度根据《切削手册》表1.27、表1.28,Cv=242,m=0.2,Xv=0.15,Yv=0.35,修正系数Kmv=1.44,Kkv=1.04,Ksv=0.8,Kkrv=0.81,刀具寿命选T=60min。
Vc=145mm/r。
4.确定机床主轴转速n=1155r/min,选1200r/min。
所以实际切削量为150.5m/min。
5.计算基本时间
Tb=0.08min
③粗车Φ40外圆端面
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为1.5mm,三次走刀加工,Ap=0.6mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.4,刀杆尺寸为20×20,AP<3mm以及工件直径为20-50mm时,f=0.3-0.4mm/r,查《工艺手册》表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。
3.计算切削速度根据《切削手册》表1.27、表1.28,Cv=242,m=0.2,Xv=0.15,Yv=0.35,修正系数Kmv=1.44,Kkv=1.04,Ksv=0.8,Kkrv=0.81,刀具寿命选T=60min。
Vc=147.8m/min
4.确定机床主轴转速n=941r/min,选1000r/min。
所以实际切削量为158.5m/min。
5.计算基本时间
Tb=0.06min
5粗车Φ25外圆
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为1mm,一次走刀加工,Ap=1mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.4,刀杆尺寸为20×20,AP<3mm以及工件直径为20-50mm时,f=0.3-0.4mm/r,查《工艺手册》表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。
3.计算切削速度根据《切削手册》表1.27、表1.28,Cv=242,m=0.2,Xv=0.15,Yv=0.35,修正系数Kmv=1.44,Kkv=1.04,Ksv=0.8,Kkrv=0.81,刀具寿命选T=60min。
Vc=208mm/r。
4.确定机床主轴转速n=1110r/min,选1120r/min。
所以实际切削量为175.1m/min。
5.计算基本时间
Tb=0.45min
6粗车Φ25外圆端面
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为0.7,四次走刀加工,Ap=2.4mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.4,刀杆尺寸为20×20,AP<3mm以及工件直径为20-50mm时,f=0.3-0.4mm/r,查《工艺手册》表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。
3.计算切削速度根据《切削手册》表1.27、表1.28,Cv=242,m=0.2,Xv=0.15,Yv=0.35,修正系数Kmv=1.44,Kkv=1.04,Ksv=0.8,Kkrv=0.81,刀具寿命选T=60min。
Vc=138.98m/min
4.确定机床主轴转速n=948r/min,选1000r/min。
所以实际切削量为145.4m/min。
5.计算基本时间
Tb=0.5min
工序6x62w卧式升降台铣床,游标卡尺、钢直尺、专用夹具,柴油冷却、
一把三面刃直齿铣刀,YT15刀片,刀盘直径125mm,宽度为12mm,齿数为
20.另一把直径36mm、Φ28mm标准锥柄麻花钻、Φ29.8YT15扩孔刀及Φ30YT15
锥柄机用铰刀
①长方体右侧端面
A.确定被吃刀量有毛坯已知铣削宽度at=60,深度ap=0.6。
B.确定每齿进给量根据《切削手册》表3.5,每齿进给量fz=0.09-0.18mm/z。
取0.1。
C.选择铣刀磨钝标准及耐用度根据《切削手册》表3.7,铣刀刀齿后面最大
磨损量为1.2mm;耐用度为T=120min
D.确定切削速度和工作台每分钟进给量根据《切削手册》表3.27CV=600,
QV=0.21,xv=0Yv=0.12,uv=0.4,pv=0,m=0.35,kv=1.1
Vv=196.6m/min
nv=930r/min
根据《工艺手册》表4.2-39,与950r/min差不多,实际切削速度V=200.8m/min
工作台每分钟进给量为0.1×20×60=120mm/min,选择实际每齿进给量为
fz=0.099mm/z。
E.计算基本时间tb=1.3min
②长方体四个面
A.确定被吃刀量有毛坯已知铣削宽度at=73,深度ap=0.7。
B.确定每齿进给量根据《切削手册》表3.5,每齿进给量fz=0.09-0.18mm/z。
取0.1。
C.选择铣刀磨钝标准及耐用度根据《切削手册》表3.7,铣刀刀齿后面最大
磨损量为1.2mm;耐用度为T=120min
D.确定切削速度和工作台每分钟进给量根据《切削手册》表3.27CV=600,
QV=0.21,xv=0Yv=0.12,uv=0.4,pv=0,m=0.35,kv=1.1
Vv=196.6m/min
nv=930r/min
根据《工艺手册》表4.2-39,与950r/min差不多,实际切削速度V=210.1m/min
工作台每分钟进给量为0.1×20×60=120mm/min,选择实际每齿进给量为
fz=1.123mm/z。
E.计算基本时间
tb=1.5min
③操纵槽
A.确定背吃刀量有毛坯图已知铣削宽度ae=37,铣削深度ap=80mm。
B.确定每齿进给量取fz=0.06mm/z
C.确定切削速度和工作台进给量根据《切削手册》表3.27,Cv=270,qv=0.21,Xv=0.1,Yv=0.4,Pv=0,m=0.35,Kv=1.1
Vc=201.51r/min,
N=960r/min
根据《工艺手册》表4.2-39,取与960r/min相近的主轴转速nw=950r/min.
实际切削速度v=200.3r/min。
工作台每分钟的进给量为Fmz=72mm/min,根据《工艺手册》表4.2-40,取75mm/min。
D.计算基本时间Tb=1.8min
④钻2-Φ30孔至Φ28mm
A.确定进给量根据《实用机械制造工艺设计手册》表8-10取进给量
f=0.5mm/r.
B.选择钻头磨钝标准及耐用度根据《切削手册》表2.12,取钻头后面的最大磨损量为1mm,耐久度T=45min.
C.计算切削速度根据《切削手册》表2.30及表2.31,Cv=6.6,Zc=0.4,Xv=0
Yv=0.5,m=0.2,Krv=1,Km=1,Ks=0.95
Vc=18.76m/min
n=213r/min
根据《工艺手册》表4.2-2,按机床实际转速选取n=245r/min,实际切削速度V=19.15m/min。
D.计算基本时间
Tb=0.9min
⑤扩2-Φ30孔至Φ29.8mm
A.确定进给量根据《实用机械制造工艺设计手册》表8-13得,f=0.9
B.确定切削速度为减少辅助时间,参照钻孔取n=245r/min,v=20m/min
C.计算基本时间
Tb=0.85min
7铰2-Φ30孔
A.确定进给量和切削速度根据《实用机械制造工艺设计手册》表8-14得,f=1.0n=204r/minv=17.9m/min
B.计算基本时间
Tb=1.07min
工序7
加工条件:
CL6134A轻型卧式车床,YT15普通硬质合金钢、游标卡尺、四角卡
盘、钢直尺。
①长方体左侧端面
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为0.3mm,一次走刀加工,Ap=0.3mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.4,刀杆尺寸为20×20,AP<3mm以及工件直径为20-50mm时,f=0.3-0.4mm/r,查《工艺手册》表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。
3.计算切削速度根据《切削手册》表1.27、表1.28,Cv=242,m=0.2,Xv=0.15,Yv=0.35,修正系数Kmv=1.44,Kkv=1.04,Ksv=0.8,Kkrv=0.81,刀具寿命选T=60min。
Vc=170m/min
4.确定机床主轴转速n=1380r/min,选1400r/min。
所以实际切削量为174.5m/min。
5.计算基本时间
Tb=0.23min
②精车Φ40外圆
1.确定背吃刀量端面的总加工余量为0.1mm,一次走刀加工,Ap=0.1mm。
2.确定进给量根据《切削用量简明手册》表1.
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