机械工艺夹具毕业设计166内圆磨床主轴课程设计.doc
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毕业设计说明书
专 业:
机械制造及自动化
班 级:
姓 名:
学 号:
指导老师:
目 录
第一部分 工艺设计说明书……………………………………………………………………………1
…………
第二部分 第43号工序夹具设计说明书……………………………………………………………15
…………
第三部分 第XX号工序刀具设计说明书(略)……………………………………………………
…………
第四部分 第9号工序量具设计说明书………………………………………………………………18
…………
第五部分 毕业设计体会………………………………………………………………………………21
…………
第六部分参考资料……………………………………………………………………………………22
第一部分 工艺设计说明书
1.零件图工艺性分析
1.1零件结构功用分析
该零件为内圆磨床主轴,其作用是带动磨床的砂轮旋转,受交变载荷作用,要承受较大的交变应力,应具有较高的抗拉、抗弯、及抗扭强度。
1.2零件技术条件分析
该零件的技术要求:
同轴度要求0.002,圆跳动要求0003,表面粗糙度要求最高为Ra0.4,径向尺寸公差最小为0.011,主要表面的加工精度和表面质量要求较高。
1.3零件结构工艺性分析
该零件为内圆磨床主轴,多阶梯,带有内外螺纹,内锥孔和外圆锥的长轴。
总体来说主要表面的加工精度和表面质量要求较高加工难度较大,需要细化加工工步,增加校直,时效,减少加工变形。
零件图
2.毛坯选择
2.1毛坯类型
根据材料为40Cr,采用锻件。
目的是使金属、内部纤维组织沿表面均匀分布,可获得较高的抗拉、抗弯、及抗扭强度。
采用锻件的优点:
可改变材料的力学性能,又能节约材料,减少机加工量。
采用模锻,原因;1模锻毛坯制造精度高;2加工余量少;3生产效率高;4可锻造形状复杂的毛坯。
综合考虑成批生产成本,减少废品率,采用模锻比自由锻合适。
2.2毛坯余量确定
通过简化零件细节,对零件进行余量计算,S形状复杂系数
S1=m件/m包
=πρ(φ352×56+φ462×181+φ352×59+φ282×60)
ρπ×φ462×356
=570911/753296
=0.7579g/cm3
估算:
该零件属于简单零件,查表1.3-9<<机械加工工艺设计资料)>>张征祥编陕西国防工业职业技术学院2005
厚度取值1.7-2.2mm选择2mm;水平方向取值2.0-2.7mm选择2mm。
重新计算:
S2=m件/m包
=πρ(φ392×56+φ502×185+φ392×59+φ282×60)
ρπ×φ502×360
=684455/900000
=0.7605g/cm3
S1、S2在同一区间内,说明添加的余量合适。
查表1.3-3偏差+1.3、-0.7同轴度错差0.7横向残留飞边0.7
查表1.3-4厚度偏差+1.4、-0.4
2.3毛坯-零件合图草图
3.机加工工艺路线确定
3.1加工方法分析确定
外圆φ350-0.011Ra0.4锻()→粗车(Ra6.3IT11)→半精车(Ra3.2IT8)→粗磨(Ra1.6IT6)→精磨(Ra0.8IT6)→研磨(Ra0.4IT5)
外圆φ46Ra3.2锻()→粗车(Ra6.3IT11)→半精车(Ra3.2IT8)
莫氏三度锥孔Ra0.4锻()→钻(Ra6.3IT11)→粗镗(Ra6.3IT11)→半精镗(Ra3.2IT9)→粗磨(Ra0.8IT7)→精磨(Ra0.4IT7)
1:
5的外圆锥Ra0.4锻()→粗车(Ra6.3IT11)→半精车(Ra3.2IT9)→粗磨(Ra0.8IT8)→精磨(Ra0.4IT7)
M33螺纹锻()→粗车(Ra6.3IT11)→半精车(Ra3.2IT9)→车螺纹M33
平面240-0.21Ra6.3粗铣(Ra6.3IT11)→精铣(Ra3.2IT10)
M16×1.5丝锥攻丝7HRa1.6
M10×1丝锥攻丝
M33×1.5采用车螺纹6hRa1.6
3.2加工顺序的安排
1粗加工右端面及右面的外圆
2掉头,以已加工的外圆为定位基准,加工另一端的外圆,端面
3掉头,对1加工的部位进行半精加工
4掉头,对2加工的进行半精加工
5钻孔攻丝
6钻孔攻丝
7粗半精加工内圆锥孔
8铣平面
9粗磨外圆
10粗磨外圆及外圆锥面
11粗磨内圆锥孔
12精磨外圆
13精磨外圆及外圆锥面
14精磨内圆锥孔
15研磨外圆
3.3定位基准选择
粗加工时互为基准,用已加工的作为基准,进行加工,再以刚加工的面主为基准,进行下一步加工。
以左端φ35外圆为定位基准,加工φ35右端外圆、端面,再掉头以刚加工的φ35外圆端面为基准加工左端φ35外圆、端面,保证两外圆的同轴度要求,端面与轴线的垂直度要求,为后继加工提供精基准。
精加工时统一基准,以中心孔定位,作为基准,对各外圆表面进行加工,通过研磨中心孔,提高定位精度,进一步精加工零件。
3.4加工阶段的划分说明
由于φ350-0.011的公差为五级,所以加工阶段较细。
1粗加工去除较大余量,为后继机加工提供较高精度的基准。
2半精加工进一步去除余量,提高基准精度。
并加工非主要机加工部分。
3精加工对主要加工面进行精加工。
4光整加工对主要加工面进行光整加工,达到设计要求。
3.5主要机加工工序简图
粗车
半精车
钻孔攻丝
镗孔
铣平面
磨
磨内锥孔
4.工序尺寸及其公差确定
4.1基准重合时工序尺寸确定
外圆φ350-0.011Ra0.4
工序
基本尺寸
经济精度(IT/2)
直径余量
入体尺寸
粗糙度
锻
φ39.11
+1.5
-0.7
φ39.5±1.1
粗车
φ36.91
±0.08
2.2
φ36.910-0.16
6.3
半精车
φ35.41
±0.020
1.5
φ35.410-0.04
3.2
粗磨
φ35.16
±0.008
0.25
φ35.160-0.016
1.6
精磨
φ35.01
±0.008
0.15
φ35.0180-0.016
0.8
研磨
φ35
±0.002
0.010
φ350-0.011
0.4
螺纹M33未加工前φ33
工序
基本尺寸
经济精度(IT/2)
直径余量
入体尺寸
粗糙度
锻
φ36.7
+1.5
-0.7
φ37.1±1.1
粗车
φ34.5
±0.08
2.2
φ34.500-0.16
6.3
半精车
φ33
±0.02
1.5
φ33.020-0.04
3.2
φ46
工序
基本尺寸
经济精度(IT/2)
直径余量
入体尺寸
粗糙度
锻
φ49.7
+1.5
-0.7
φ50±1.1
粗车
φ47.5
±0.08
2.2
φ47.50-0.16
6.3
半精车
φ46
±0.02
1.5
φ46.020-0.04
3.2
莫氏三度锥孔
工序
基本尺寸
经济精度(IT/2)
直径余量
入体尺寸
粗糙度
锻
钻
φ14.5
±0.055
14.5
φ14.50+0.11
6.3
粗镗
φ21.626
±0.055
7.5
φ21.570+0.11
6.3
半精镗
φ23.126
±0.01
1.5
φ23.110+0.02
3.2
粗磨
φ23.526
±0.0165
0.4
φ23.4930+0.033
0.8
精磨
φ23.826
±0.01
0.3
φ23.826±0.010
0.4
M16的底孔φ14.5
工序
基本尺寸
经济精度(IT/2)
直径余量
入体尺寸
粗糙度
钻
φ14.5
±0.055
14.5
φ14.50+0.11
6.3
攻丝
M16的丝锥攻丝公差等级7H
1:
5的外圆锥
工序
基本尺寸
经济精度(IT/2)
直径余量
入体尺寸
粗糙度
锻
φ32.2
+1.5
-0.7
φ32.6±1.1
粗车
φ30.2
±0.065
2
φ30.20-0.13
6.3
半精车
φ28.7
±0.026
1.5
φ28.70-0.052
3.2
粗磨
φ28.3
±0.0165
0.4
φ28.30-0.033
0.8
精磨
φ28
±0.0105
0.3
φ280-0.021
0.4
4.2基准不重合时工序尺寸确定
5.设备及其工艺装备确定
CA6140普通卧式车床三爪卡盘、软三爪卡盘、顶尖游标卡尺、千分尺、90度外圆车刀切断刀、专用越程槽车刀、螺纹车刀、φ14.5钻头、φ9.5钻头、M16丝锥、M10丝锥
X6132A立式升降台铣床铣床专用夹具卡规
MGB1412万能外圆磨床
MGD2110内圆磨床磨内孔专用夹具圆锥塞规
6.切削用量及工时定额确定
查表5.1-1<<机械加工工艺设计资料)>>张征祥编陕西国防工业职业技术学院2005
CA6140B*H25*25
查表5.3-1粗车f=0.6mm/rap=1.1
查表5.3-5T=60min
查表5.3-6v=Cr/TmapxvfY
Cr=242xv=0.15y=0.35m=0.2
v=Cr/TmapxvfY
=242
600.2×0.60.35×2.20.15
=113.5m/min
车削速度:
机动时间:
车端面:
P38《机械制造技术基础课程设计指南》崇凯、主编化学工业出版社出版2006.12
表2-24L=d/2+2+3=24.5
n=1000v/dπ=1000×113.55/3.14×39=927r/minn
Tj=Li/fn
=24.5/(0.6×927)
=0.044min
车外圆:
Tj=L/fn
=24/(0.6×927)
=0.044min
车端面:
P38表2-24
L=(36.1-34.5)/2+2+3=23.85
n=1000v/dπ=1000×113.55/3.14×39=927r/minn
Tj=Li/fn
=23.85/(0.6×927)
=0.043min
车外圆:
Tj=L/fn
=(34+3)/(0.6×927)
=0.066min
车端面:
P38表2-24
L=(49.7-36.1)/2+2+3=11.8
n=1000v/dπ=1000×113.55/3.14×39=927r/minn
Tj=Li/fn
=11.8/(0.6×927)
=0.02min
车外圆:
Tj=L/fn
=(188+3)/(0.6×927)
=0.343min
辅助时间:
车端面:
0.27min
车外圆:
0.17min
车端面:
0.17min
车外圆:
0.17min
车端面:
0.17min
车外圆:
0.28min
7.工艺设计总结
工艺设计总结
通过这次设计,使我对机械制造专业深入的了解,更为深刻的认识了机械制造工艺的流程,
巩固了我的专业知识,使我对机械加工工艺有了进一步的认识。
在设计中通过对问题的分析,思考和验证,最终解决问题。
从中肯定了我对专业知识的掌握,及运用能力,对于机加工工艺问题的解决和思考方法,都有了很大的改善。
在不断的发现问题,和解决问题的过程中,使我对事件的分析和理解能力在不断的提高。
对机加工过程中容易混淆的部位,更加好的理解和解决。
通过对毛坯的选择,使我理解到较好的工艺要从毛坯的选择开始;对余量的计算,使我更加明白了计算在加工中的重要地位;对加工顺序的安排,我认识到不同的加工顺序,加工出的产品的精度不同,加工的难易程度不同;通过对工件从毛坯到成品全过程的设计,对于轴类零件的加工,我可以对较容易零件的加工进行工艺设计。
总之,在不断的学习和解决设计中问题的过程中,将我在大学所学的知识进行了整合,对知识的运用有了一定的实践,对以后的工作打下了坚固的基石。
第二部分 第43号工序夹具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
…
要求内圆锥面与φ35的外圆的圆跳动值为0.003
要求其中心线与φ35的外圆有很高的同轴度
2.定位方案确定
1理限自由度分析
分析加工要求必须限制的自由度
为保证锥孔的正确位置应限制的自由度为X的移动、Y的转动及移动、Z的转动及移动
2定为基准选择
选择上一道加工的外圆为定位基准
3.定位元件确定
以轴瓦与工件的外圆接触限制Y的转动及移动、Z的转动及移动
以轴瓦的侧面与轴肩接触限制X的移动
夹具的形状与中心架相似,夹具的下支承为半圆形的铜轴瓦,压盖和压爪合成一个活动的支承,夹头使工件在轴瓦和压爪形成的轴承内回转,轴瓦的端面限制轴的轴向窜动,底座与机床台面配刮以保证精度。
4.定位误差分析计算
工件的定位精度及回转精度由夹具保证,与机床的精度无关。
定位误差(Δdw)的计算:
Δjb:
∵定位基准重合
∴Δjb=0
Δdb:
∵定位元件为轴瓦
∴Δdb=1/2(Δd+ΔD+Δmin)
=0.014
Δdw:
Δdw=Δjb+Δdb=0.014
∵Δdw≤1/3T
∴满足要求
5.夹紧方案及元件确定
压盖和压爪合成一个活动的支承旋转捏手就可调整工件位置。
6.夹具总装草图
第三部分 第XX号工序刀具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
2.刀具类型确定
3.刀具设计参数确定
4.刀具工作草图
第四部分 第9号工序量具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
尺寸为M33×1.5---6h公差等级为6级
公称直径为33mm的中径尺寸d2=32.026mm小径尺寸d1=31.376mm
查表9-4普通螺纹中径公差(GB196-81)
得外螺纹中径公差Td2=150μm
查表9-3<<公差配合与技术测量(第2版)>>
徐茂功桂定一主编
北京机械工业出版社
2000.8
普通螺纹的基本偏差和公差
得外螺纹的基本偏差es=0
外螺纹的大径公差Td=236μm
2.量具类型确定
螺纹的检测采用综合检测方法,杂成批生产总用螺纹量规同时检测几个要素。
查表1中国机械工业标准汇编(第二版)量具量仪卷(下)
全国量具量仪表准化技术委员会编-2版
北京中国标准出版社2005
P289采用整体式螺纹环规。
通端螺纹环规:
采用完整牙型
止端螺纹环规:
采用圈数减少的截短牙型原因(为消除螺距误差和牙型半角误差对检验结果的影响)
3.极限量具尺寸公差确定
螺纹量规的中径公差和有关的位置要素值
Td2=150μm
查表3(P240)螺距P=1.5b1=0.19r1=0.108H/24=0.054
查表4(P242)F1=0.15F2=0.30b3基本尺寸0.4偏差±0.04
查表6(P244)TR=18μmTPL=11μmTcp=9μmWGO=21μmWNG=15μmZPL=12μmm=18ZR=8
螺纹量规的半角公差
查表7完整牙型半角公差Ta1/2=12′截短牙型的半角公差Ta2/2=16′
螺纹量规的螺距公差
查表8TP=0.005
通端螺纹环规
基本尺寸公式
偏差公式
基本尺寸
偏差
大径
≥d+es+TPL
33.011
中径
d2+es-ZR
±TR/2
32.018
±0.009
小径
D1+es
±TR/2
31.376
±0.009
止端螺纹环规
基本尺寸公式
偏差公式
基本尺寸
偏差
大径
≥d+es+TPL
33.011
中径
d2+es-Td2-TR/2
±TR/2
31.867
±0.009
小径
d2+es-Td2-TR/2-2F1
±TR
31.567
±0.018
检验工件螺纹用的光滑极限量规
查表A3()Td=236μmH2=16μmHp=4μmZ2=38μm
光滑量规尺寸计算:
表A5
尺寸公式
偏差公式
尺寸
偏差
通端
d+es-Z2
±H2/2
32.962
±0.008
止端
d2+es-Td
±H2/2
32.764
±0.008
4.极限量具尺寸公差带图
螺纹中径公差带图
螺纹大径公差带图
5.极限量具结构设计
第五部分 毕业设计体会
在这次毕业设计中,通过对机加工工艺的设计,对夹具的设计,对量具的设计,使我在大学所学的专业课知识有了一个系统的认识,在以后的工作中对专业知识的运用更加灵活。
在设计的过程中有许多从未见过的问题,通过对问题的解决,使我的知识面更为宽广,在设计中对资料的运用是设计进程的关键,在查看了不同类型的资料中获益很多。
通过这次设计,使我对机械制造专业深入的了解,更为深刻的认识了机械制造工艺的流程,
巩固了我的专业知识,使我对机械加工工艺有了进一步的认识。
在设计中通过对问题的分析,思考和验证,最终解决问题。
从中肯定了我对专业知识的掌握,及运用能力,对于机加工工艺问题的解决和思考方法,都有了很大的改善。
在不断的发现问题,和解决问题的过程中,使我对事件的分析和理解能力在不断的提高。
对机加工过程中容易混淆的部位,更加好的理解和解决。
通过对毛坯的选择,使我理解到较好的工艺要从毛坯的选择开始;对余量的计算,使我更加明白了计算在加工中的重要地位;对加工顺序的安排,我认识到不同的加工顺序,加工出的产品的精度不同,加工的难易程度不同;通过对工件从毛坯到成品全过程的设计,对于轴类零件的加工,我可以对较容易零件的加工进行工艺设计。
在量具设计的过程中,通过尺寸的计算,和国家标准的选择,使我的眼界得以扩展,对许多技术要求有了了解。
在夹具设计中,对夹具的尺寸计算是一个难点,要考虑到零件的工序图和家具制造的可实施性,是一个比较不容易解决的问题。
只有通过计算和核实才能满足要求。
是这次设计中众多收获的一个。
总之,在不断的学习和解决设计中问题的过程中,将我在大学所学的知识进行了整合,对知识的运用有了一定的实践,对以后的工作打下了坚固的基石。
第六部分参考资料
《机械加工工艺设计资料》张征祥编陕西国防工业职业技术学院2005
《机械制造技术基础课程设计指南》崇凯、主编北京化学工业出版社出版2006.12
《公差配合与技术测量(第2版)》徐茂功桂定一主编北京机械工业出版社2000.8
《中国机械工业标准汇编(第二版)》量具量仪卷(下)全国量具量仪表准化技术委员会编-2版北京中国标准出版社2005
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- 机械 工艺 夹具 毕业设计 166 磨床 主轴 课程设计