• WAP手机版 RSS订阅 加入收藏  设为首页
课程设计

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

时间:2018-09-30 00:26:49   作者:   来源:   阅读:2   评论:0

一 前言

    机械制造工艺学课程设计使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各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

    就我个人而言,我希望能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“四化”建设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,恳请各位老师给予指导。

二 零件的分析

(一) 零件的作用

    题目所给的零件是内八边形零件,零件尺寸较大,零件尺寸精度不是很高,加工精度要求不是很高,本零件的关键是内八边形的成型。

(二)零件的工艺分析

    零件的材料为Q235-A,有一定的韧性、塑性和耐磨性,加工容易。以下是内八边形零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:

(1) 外圆Ф“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计,表面粗糙度Ra50;

(2) “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计孔,共12个6;

(3) 内八边形,表面粗糙度Ra50

   这些加工表面以没什么特殊要求,加工精度要求不是很高,加工难度不大。

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

图1 内八边形零件图

三 加工工艺规程设计

(一) 确定生产类型

    已知此零件的生产类型为中批量生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序应当以集中为主;加工设备以通用设备为主,较多采用专用工装。

(二)确定毛坯

1确定毛坯种类

    零件材料为Q235-A。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构不是太复杂,生产类型为中批生产,故选择板料毛坯。

2确定割板余量及形状

查《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》125页表1-4-7,选用各个加工面的机械加工余量均为5mm。

2.3.3绘制割板毛坯零件图

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

图2毛坯图

(三) 工艺规程设计

1 粗基准的选择原则

①粗基准的选择

    选择粗基准时,主要要求保证各加工面有足够的余量,使加工面与不加工面间的位置符合图样要求,并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则:
 1) 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀,则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面,如床身的导轨面,车床主轴箱的主轴孔,都是各自的重要表面。

2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求,一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面,则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准,以便保证精度要求,使外形对称等。
 3) 选择加工余量最小的表面为粗基准 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,如果零件上每个表面都要加工,则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准,以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面,造成工件废品。
 4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准 以便工件定位可靠、夹紧方便。
 5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面,其表面粗糙且精度低,若重复使用将产生较大的误差。
 ①精基准的选择

1)基准重合原则

 即选用设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

2)基准统一原则

   应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面,这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作,减少夹具设计、制造工作量和成本,缩短生产准备周期;由于减少了基准转换,便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时,采用两中心孔定位加工各外圆表面,就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位,齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准,均属于基准统一原则。

3)自为基准原则

某些要求加工余量小而均匀的精加工工序,选择加工表面本身作为定位基准,称为自为基准原则。如磨削车床导轨面,用可调支承支承床身零件,在导轨磨床上,用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置,然后加工导轨面以保证其余量均匀,满足对导轨面的质量要求。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无心磨外圆等也都是自为基准的实例。

4)互为基准原则

   当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时,需要用两个表面互相作为基准,反复进行加工,以保证位置精度要求。例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度,在齿面淬硬后,先以齿面定位磨内孔,再以内孔定位磨齿面,从而保证位置精度。再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求,加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔,再以锥孔为定位基准加工外圆,如此反复多次,最终达到加工要求。这都是互为基准的典型实例。

5)便于装夹原则

所选精基准应保证工件安装可靠,夹具设计简单、操作方便。

2选择定位基准

①粗基准的选择

以零件毛坯内圆为主要的定位粗基准。

②精基准的选择

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以加工后的的外圆为主要的定位精基准。

3制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:

(一)内八边形的工艺过程

工序

工 序名 称

        工          序         内           容

00

下料

切割35mm厚板料,外圆尺寸Φ910mm,内八边形对边尺寸为590mm;

10

划线

划内八边形及12XΦ50mm孔的中心线;

20

以一端面定位,按内圆,压紧工件,车Φ900mm至图样尺寸,倒角2X45度

30

平垫铁垫平工件,采用Φ30立铣刀,铣内八边形,每装夹一次铣成一边,保对边尺寸为600mm。(因工件伸出工作台较多,可考虑增加辅助支撑)

40

以一端面定位,钻12XΦ50mm孔;

50

去毛刺,修锉内八边形135o内角处,因铣削所留圆弧;

60

检验尺寸


70

入库


工艺方案分析:

上述工艺方案,先割板料毛坯,车外圆,铣内八边形,再钻孔,采用这种方法,先加工出外圆,以外圆定位加工内八边形,有利于保证内八边形的中心,因此,这种方案是一种较合理的加工艺方案。

4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

    如下表各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度

根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定各表面的各个加

工序的加工余量如下:

表2-3

工序号

工序内容

加工余量

经济精度

工序尺寸

表面粗糙度

工序余量

最小

最大

20

车外圆

5

IT11


50

-0.5

0.5

30

5

IT11


50

-0.2

0.2

40

钻孔

50

IT12


12.5

-0.2

0.2

四 确定切削用量及基本工时

1工序20:以一端面定位,按内八边形找正,压紧工件,车Φ900mm至图样尺寸,倒角2X45度

机床:CW61190L/8M车床

刀具:YT5

选刀杆尺寸:“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计  刀片厚度:“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

确定加工时间:

确定加工余量为2.5mm,查《切削用量简明手册》,加工切削深度  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计  由表4  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计,根据[3]表1  当用YT15硬质合金车刀加工钢铁时: “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计;

切削修正系数:“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

    “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计   “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

 故  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

 “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计  由机床“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计 

2 工序30:平垫铁垫平工件,采用Φ30立铣刀,铣内八边形,每装夹一次铣成一边,保对边尺寸为600mm。

机床:X5032型立式铣床

刀具:立式端铣刀,材料:“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计 。

因其单边余量:Z=5mm

所以铣削深度“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

参照参考文献[3]表2.4-81,取“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

机床主轴转速“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

按照参考文献[3]表3.30  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计         

实际铣削速度“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计      

进给量“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计           

工作台每分进给量“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计     

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计:根据参考文献[3]表2.4-81,“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

切削工时

被切削层长度“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计:由毛坯尺寸可知“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

走刀次数为1,总共有八条边

机动时间“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

查参考文献[1],表2.5-45工步辅助时间为:8min

工序40:以一端面定位,钻12XΦ50mm孔。

选用机床为Z550摇臂钻床,刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻,《机械加工工艺手册》第2卷。

根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-2查得钻头直径50mm的钻孔进给量为0.1~0.2“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

             则取“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

确定切削速度,根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9

切削速度计算公式为“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计                            (2-20)

查得参数为“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计,刀具耐用度T=35“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

则               “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=38.5“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

所以             “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=245“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

选取             “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

所以实际切削速度为“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=39“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

确定切削时间(一个孔)      “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

切削12个孔的时间为  “内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计=“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计8.03*12=96.4s

专用夹具设计

    为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。在加工内八边形时,需要设计专用夹具。本课题设计工序40,铣内八边形夹具。

3.1定位基准的选择

    由零件图可知,外圆中心是零件的定位基准,内八边形相中心对称,因此选择加工过的外圆柱面做定位基准,用V形块定位,在轴向由四个垫块限位,这样达到限制工件6自由度。

3.2夹紧力大小的确定原则

    夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸,保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形,影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧,在加工过程中容易发生工件位移,从而破坏工件定位,也影响加工精度,甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。

计算夹紧力时,通常将夹具和工件看成一个刚性系统,然后根据工件受切削力、夹紧力(大工件还应考虑重力,运动的工件还需考虑惯性)后处于静力平衡条件,求出理论夹紧力,为了安全起见再乘以安全系数K。

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

式中W`——计算出的理论夹紧力;

W——实际夹紧力;

K——安全系数,通常k=1.5~3.当用于粗加工时,k=2.5~3,用于精加工时k=1.5~2.

这里应注意三个问题:

(一)切削力在加工过程中往往方向、大小在变化,在计算机中应按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。如图2-1所示切削方向进行静力平衡,求出理论夹紧力,再乘以安全系数即为实际夹紧力,图中W为夹紧力,N1、N1`…为铣键槽各方向铣削力,可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大,在列静平衡方程式时,我们应按不利的加工条件下,即N1时求夹紧力。既“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计

(二)在分析受力时,往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程,然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为         W=1.5KN;水平方向可以列出:“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计,f 为工件与定位件间的摩擦系数,一般0.15,即W=1.8KN;对o点取矩可得下式

比较上面三种情况,选最大值,既W=1.8KN。

3.3 夹具设计及操作简要说明

    如前所述,在设计夹具时,应注意提高劳动生产率。为此,首先着眼于机动夹紧,而非手动夹紧,因为这是提高劳动生产率的重要途径,本道工序虽然选用了手动夹紧方式,是考虑用手动螺旋夹紧方式使结构更紧凑。

    由于本夹具没有使用扩力机构,因此,在加工零件时,要适当注意提高夹紧力;另外,由于本夹具配合面,连接孔较多,因此,夹具的零件对精度比较高,操作时要注意夹具各螺纹是否拧紧;还有就是夹具操作时,要防止定位零件有过大的磨损,若有较大磨损,要注意及时更换,以保证零件加工精度。

    夹具上装有一对定位键,可使夹具工作台上在很好的定位。夹具装配图和零件图见附图:

“内八边形零件”的机械加工工艺规程与夹具设计


标签:内八边形零件 
上一篇:没有了
下一篇:制订飞锤工艺规程及铣槽夹具设计
相关评论

免责申明:本网站旨在相互学习交流,是一个完全免费的网站,部分原创作品,欢迎转载,部分内容来自互联网,如果侵犯了您的权利请尽快通知我们。

Copyright 2008-2018 机械制图网 站长信箱:279459762@qq.com

湘ICP备17005312号