工艺工装课程设计说明书课题1 罩壳Word文档格式.docx
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孔和
外圆工序的专用夹具
设计内容:
(1)零件-毛坯合图1张
(2)机械加工工艺规程卡片1套
(3)夹具装配总图1张
(4)夹具零件图3张
(5)课程设计说明书1份
原始资料:
零件图1张;
生产纲领为800件/年;
每日1班。
傅维亚
机械制造自动化
机制1006班
肖春生
2012.12.3—2013.1.11
一、设计内容及要求
1.工艺分析
熟悉(MGA6025磨床)罩壳零件图,了解罩壳零件的性能、材料、用途及其在MGA6025磨床中的作用,通过其结构工艺性和各项技术要求的分析,明确该零件主要表面和次要表面,并找出罩壳零件主要表面加工时的关键技术问题。
2.确定生产类型
根据罩壳零件的生产纲领(年产量),确定其生产类型(一般应为批量生产)。
3.选择毛坯
选择罩壳零件的毛坯种类,确定毛坯余量,设计毛坯外形轮廓,标注毛坯尺寸、公差及主要技术要求,并绘制罩壳零件的毛坯图(即:
毛坯-零件合图)1张。
4.拟订工艺路线
选择罩壳零件的定位基准,确定各表面的加工方法和加工顺序,划分加工阶段,初步确定工序数目和工序内容,填写机械加工工艺过程卡片初稿。
【注】:
应制定两个以上的工艺方案,经比较后,选出最佳方案。
5.加工工序设计
确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差;
确定切削用量、基本工时定额;
选择机床设备,选择夹具、刀具、量具;
填写机械加工工序卡片初稿。
选择机床设备及工装时,以学院实习工厂为对象。
如果选用的机床设备或工装是标准的,只需填写名称、型号(规格)填入工艺文件中;
如果系专用,可在工艺文件相应栏内填写“专用机床”、“专用夹具”、“专用刀具”等字样即可。
6.夹具设计
设计一套加工罩壳零件上Ø
32H7孔和Ø
40p6外圆工序的专用夹具。
要求绘制结构草图,确定定位和夹紧方案,计算定位误差,计算切削力、夹紧力,并进行夹紧机构的强度校核;
在结构草图的基础上,绘制夹具装配总图1张,绘制1~3个经教师指定的、关键的、非标准的夹具零件图(如:
夹具体、过渡盘等)。
7.填写工艺文件
在前述机械加工工艺过程卡和工序卡的初稿的基础上,进一步完善过程卡、工序卡等工艺规程文件,并填写机械加工工艺综合卡片,最终完成三种工艺卡的填写工作。
8.编写设计说明书
根据以上设计内容和要求,编写《工艺(工装)设计说明书》一份。
说明书是课程设计的总结性文件,要求字迹工整,语言简练,文字通顺,简明扼要,图例清晰。
【注】编写内容及格式见:
《工艺(工装)课程设计说明书》装订顺序及编写提纲。
二、设计要求
在本次课程设计过程中,要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程,并且按照指导教师指定的任务设计其中一道工序的专用夹具,并撰写设计说明书。
学生应在教师的指导下,按照设计任务书的规定,认真地、有计划地按时完成设计任务。
必须以负责的态度对待自己的设计工作,缜密思考,慎重对待自己的每一项技术决定,认真核实每一个数据和计算结果。
注意理论与实践的结合,积极主动地深入实习车间,详细观察和分析现场实际情况,以期使整个设计在技术上是先进的,经济上是合理的,生产上是可行的。
三、进程计划表
序号
设计各个阶段内容
工作
天数
1
明确设计任务,了解设计内容,研究设计对象,熟悉设计资料
0.5
2
制订零件的机械加工工艺规程
4
3
填写工艺文件初稿
研究夹具设计任务,拟定夹具设计方案
5
确定定位和夹紧方案,绘制夹具结构草图
6
绘制夹具装配总图
7
拆画夹具零件图
8
填写工艺文件终稿,编写设计说明书
1.5
9
整理设计文件,准备抽查答辩
10
共 计
14
四、主要借阅参考资料及手册
学生可根据需要借阅以下参考资料和手册中的几种:
1.机械加工工艺手册 2.机床夹具设计手册 3.机床夹具设计图册
4.机械零件设计手册 5.机械制造工艺学课程设计指导书 6.相关教材等
序言
机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的,这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的运用,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学学习生活中占有重要的地位。
本设计说明书主要分为五个部分,包括零件工艺分析、工艺规程设计、机床夹具的设计、工艺卡片及参考资料,是在指导老师及校办工厂(咸阳机床厂)师傅的指导之下完成,在此表示衷心的感谢!
就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于本人是初次设计,能力有限,加之时间仓促,尚有许多不足之处,设计中的错误和不当之处,恳请老师予以指出和改正。
一、零件工艺分析
(一)零件功用
此零件为2M9120A多用工具磨床的体壳,主要用于磨床后顶尖的安装,以两顶尖来固定工件。
零件毛坯为HT200铸件,且外观毛面喷机床同色漆,内腔涂浅色漆。
(二)主要技术要求分析
镗削尺寸Ø
60H7孔的设计基准为孔的中心线,要求其孔中心线与大底面的平行度为0.03,与夹具侧面对刀面的平行度为0.003,以保证镗杆与夹具大底面及找正面平行。
(三)工艺分析
工件的大底面需要进行刮研8~10个点,刮研后保证粗糙度为Ra3.2,保证其表面光洁度。
两U型槽的粗糙度为Ra12.5,主要用于加工大底面、两端面的距离尺寸,以及¢60H7的孔的精度。
二、制订工艺路线
(一)毛坯的选择
由零件图和设计任务可知,体壳零件材料为HT200,生产纲领为800件/年,通过计算,该零件质量约为10Kg,由《金属机械加工工艺人员手册》可知,其生产类型为成批生产,故选择二级铸件毛坯,采用手工砂型木模铸造工艺,其上Ø
60H7孔需要铸出。
(二)确定毛坯余量
查阅《金属机械加工工艺人员手册》中铸件机械加工余量可知,体壳零件上Ø
60H7孔的总余量取值3mm(双边余量);
大底面毛坯余量取值3mm,体壳零件其余各表面的毛坯余量的具体分布情况见“零件-毛坯合图”所示。
(三)工艺路线拟订
1.方案一
利用专用铣床夹具定位—铣削大底面—铣2X¢26的两凸耳至尺寸64—铣底座至尺寸18—铣2X14的两个U型口—铣深度2.61X43的凸台—铣36的U型槽及底面凹槽—铣¢84的两端面至尺寸180—镗¢60的孔至尺寸—钻2X¢13,2XM12-7H及2X¢8的孔。
2.方案二
利用夹具找正—铣大底面—铣2X¢26的两凸耳至尺寸64—铣底座至尺寸18—铣2X14的两个U型口—铣深度2.61X43的凸台—铣36的U型槽及底面凹槽—铣¢84的两端面至尺寸180—钻2X¢13,2XM12-7H及2X¢8的孔—镗¢60的孔至尺寸。
3.方案对比分析
方案一与方案二的主要区别在于钻孔的顺序及镗孔的安排次序不同,因为钻孔时采用的是钻孔组合夹具,并在¢60的孔中穿过一个轴进行固定,而方案二中¢60H7的孔未经加工,就进行钻孔加工,其钻孔的精度不高,故工艺路线采用方案一比较合理。
(四)加工余量、工序尺寸的确定
(1)加工余量(查表法)
主要加工基准、加工尺寸、工序余量、工序尺寸及公差如下:
工序
加工表面
定位基准
加工尺寸
加工余量
工序尺寸
及公差
Ⅰ
粗精铣大底面
利用夹具定位
19.3+0.04
19.3-0.04
19.30.08
Ⅱ
铣凸耳至尺寸
大底面
64+0.08
640
1.3
640.08
Ⅲ
铣底座上面至尺寸
18+0.10
180
0.1
180.10
Ⅳ
铣2×
14mm的两个U型槽
Ⅴ
铣¢36的U型半圆槽及底面凹槽
Ⅵ
铣¢84的两端面
两端面
180+0.10
180-0.10
1800.20
Ⅶ
粗镗、半精镗¢60
大底面及2-¢13销孔(一面两销定位)
¢57H13
¢59.5H10
2.5
¢570.5
¢59.50.15
Ⅷ
精镗¢60孔至设计尺寸
¢60H7
600.03
Ⅸ
钻2X¢13,2X¢8,2XM12-7H的孔
孔中心线及大底面
¢13,¢8,M12-7H
13,8,M12
由于毛坯种类为铸铁件,材料为HT200,查阅《金属机械加工工艺人员手册》中铸铁件机械加工余量、《机械加工余量公差手册》等资料,根据零件尺寸及形状选择及精度以及加工余量,尺寸公差,确定工序尺寸。
镗Ø
60H7的孔且加工余量为3mm,其公差为0.03mm;
工件放在镗床夹具上进行定位夹紧,本序所用的机床为T68卧式镗床,对Ø
60H7的孔采用镗孔及铰孔,首先粗镗孔至Ø
59,切削深度1mm,精镗至Ø
59.5mm,切削深度为0.25mm,粗铰至Ø
59.92mm,切削深度为0.21mm,精铰至Ø
60H7。
也可在采用镗孔方案,首先粗镗孔至Ø
59,切削深度为1mm,半精镗孔至Ø
59.85mm,切削深度为0.75mm,精镗至Ø
60H7mm,切削深度0.15mm。
(2)余量分布图
选择Ø
60主轴孔,其余量分布图如下:
毛坯孔直径为 Ø
60-(0.5+2.5+5)=Ø
52±
1.0mm
粗镗孔直径为 Ø
52+5=Ø
57H13(
)
半精镗孔直径 Ø
57+2.5=Ø
59.5H10(
精镗孔直径为 Ø
59.5+0.5=Ø
60H7(
余量分布图:
(五)确定切削用量、基本工时定额
1.加工方法与设备
工序40,50,60,100采用X5032铣床;
工序110中Ø
60的孔采用镗68镗床;
工序120采用钻床Z5140。
2.切削用量
查阅《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》以及《机械加工工艺人员手册》根据零件尺寸、材料确定各工序的切削用量:
工步
切削深度
(mm)
切削速度
(m/min)
转速r/min
或往复次数
进给量min/r
或mm/双行程
40
37.68
150
47.73
190
1.24
0.2
59.03
235
50
29.44
375
1.25
0.3
37.29
475
0.4
60
100
1.8
2.63
39.03
0.85
110
12.56
80
0.37
19.6
125
0.13
0.42
75.26
400
1.43
0.08
59.35
315
1.03
120
2.3
20
500
180
1000
15
710
11
3.工时定额
外形尺寸主要在铣床加工,故准备—终结时间为65min;
切削用量的确定举例:
例如:
工序号40,铣大底面,查《金属机械加工工艺人员手册》表14-7,取粗铣时的每齿进给量
,
fz=0.15,z=18.则f=2.7mm/F,切削速度v=42.8m/min,则n=[1000*v/(д*d)]=1000*42.8/3.14*80=170,由机床手册可知,主轴转速取150m/min,则切削速度v=д*d*n/1000=3.14*80*150/1000=37.68m/min。
f=2.7*150=405mm/min,由机床纵向进给量可知(查表)f=375mm/min,则f=375/150=2.5mm/r。
工序号110.精镗Φ60H7孔时,查《金属机械制造加工工艺人员手册》表14—5及机床进给量(即T68镗床的实际进给量中选取)0.25—0.5取f=0.37mm/r切削速度v=12m/min,则n=1000*v/(д*d)=1000x12/(3.14x45)=84.92m/min,取主轴转速n=80r/min,则实际切削速度Vo=80x3.14x45/1000=11.3mm/min.
例如工序号20钻Φ13的孔时查《金属机械制造加工工艺人员手册》表14—36可知f=0.3,切削速度v=26.8m/min,则n=1000*v/(д*d)=1000x26.8/(12.8x3.14)=666.8m/min,由机床手册可知n=500r/min,则v=500x12.8x3.14/1000=20.1m/min,切削速度表中可知v=20m/min。
三、机床夹具设计
(一)定位基准和夹紧方案
由于所需加工工件的特征需在镗床上进行加工故采用镗床夹具。
1.工序进行镗孔Φ60H7加工时应限制Y。
Z各自的移动及转动自由度,故采用一面两销进行完全定位,大平面限制X、Y各自的转动自由度及Z的移动自由度,两销限制X、Y、Z各自的移动自由度,故此方案满足加工要求,时合理的。
2.利用螺栓夹紧机构进行夹紧,采用两个移动压板和一个可卸式弧形压板进行压紧工件,夹紧力方向向下。
3.无对刀导向机构。
4.通过T型螺栓把夹具固定在T68镗床的工作台上。
5.为了保证镗孔的精度,故对夹具的矩形块(即大地面的定位面)进行磨削加工。
为了保证其强度、稳定性,夹具的底座铸件且便于制造,并且铸件还有较好的抗震性。
6.夹具的整体布局设计
夹具为长方形零件,在两端放置两个支架,并且在2xΦ65的孔中放置2xΦ45的镗套,支架与底座采用螺钉及定位销连接,底座采用T型螺栓固定在工作台上,以此来加工孔的Φ60H7,并保证其孔的定位精度。
(二)夹紧力、切削力的计算
由于夹具装配图可知夹紧力的方向指向工件,因此工件的夹紧力采用了2个移动压板和一个弧形压板,沿Z轴的方向且夹紧力必须大于沿Z轴的切削力,F夹=F*K,Fo=F切削*L/t,则F夹=F切削*L/t*k且K=K0*K1*K2*K3*K6*K1,由切削力计算公式N2=Wzapf0.75=804x1x0.37x0.75=381.09N,K=1.2x1.2x1.0x1.0x1.0=1.4,由F夹=F切削x58/30x1.4=1031.5N
(三)定位误差的分析计算
1.夹具精度分析及计算:
△D定位误差分析:
由于定位基准与工序基准不重合,则△B=0.015mm,定位误差与限位基准重合,则△Y=0,因此△D=△B+△Y=0.015mm
2.安装误差分析计算:
镗套与支架的采用H7/h6最大间隙为0.01mm,所以△A=0.01mm
3.△G加工误差计算:
△G主要取决于机床的制造精度以及工艺的安排等多方面的因素,一般取零件加工精度的1/3到1/5,故取△G=&K/3=0.03/3=0.01mm.夹具的总加工精度∑D=(△D2+△A2+△G2+△A2)1/2=0.021<
&K=0.03mm.因此,此镗床的夹具定位方案合理。
四、课程设计心得体会
紧张而又辛苦的三周课程设计结束了,当我快要完成老师下达给我的任务的时候,我仿佛经过了一次翻山越岭,登上了高山之颠,顿干心旷神怡,眼前豁然开朗。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。
“千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义,我我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地地迈开这一步,这是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
说实话,课程设计真是有点累,然而,当我已着手清理自己的设计成果,仔细回味这三周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻使我倦意顿消,虽然这是我刚学会走完的第一步,是我人生中的一点小小的胜利,然而他令我感到自己成熟了许多,令我有一种“春眠方觉晓”的感悟。
通过课程设计,使我深深地体会到:
干什么事都必须耐心、细致。
课程设计过程中,许多计算难免令我感到有些心烦意乱;
有三次因为不小心我计算出错,只能好不情愿的重来,但一想起老师平时对我们耐心的教导,想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故,我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度责任、一丝不苟的良好习惯,这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练!
短短三周的课程设计,使我发现了自己所掌握的知识是如此贫乏,自己综合应用所学专业知识的能力是如此的不足。
几年来学习了那么多的课程,今天才知道自己并不会用,想到这里我真的有点心急了,老师却对我说,这说明课程设计确实使你有收获了,老师的亲切勉励像春雨注入我的心田,使我更加自信了。
最后,我要衷心的感谢老师,是您的严厉批评唤醒了我,是您的敬业精神感动了我,是您的谆谆教诲启发了我,是您的殷切期望鼓励了我,我感谢老师您今天又为我插上了一副坚硬的翅膀!
五、参考文献
1.《机床夹具设计手册》。
2.《金属机械加工工艺员手册》
3.《机械零件设计手册》
4.《机械设计课程设计手册》
5.教材(机床夹具、机械加工技术、机械制图、金属材料热处理)
6.《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》
7.《机械加工余量、公差手册》
8.《机械夹具设计手册》
9.《机械制造技术课程设计》
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