轉速器盤的銑φ25端面專用夾具設計及加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖
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機 械 加 工 工 序 卡零件名稱轉速器盤切削液水溶液共 1 頁工序名稱精銑25mm 端面工序號第 1 頁設計校對修改審核機 床 夾 具 名稱銑25mm 端面專用夾具序號工序內容設 備 型 號刀輔具名稱量檢具名稱主軸轉速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm切削長度mm基本時間min1精銑25mm 端面X52K高速鋼立銑刀游標卡尺959.550.51.0250.33摘要夾具設計在本專業(yè)學生完成機械制造技術基礎后所進行的一個實踐環(huán)節(jié),其目的在于通過讓學生設計轉速器盤的工藝路線、一些工序步驟的專用夾具及機床、刀具和切削量的選擇,以此來鞏固和加深理論教學內容,培養(yǎng)學生綜合能力,以解決加工中的設計制造的實際問題。本次夾具設計的課題為轉速器盤的夾具設計,通過本次夾具設計實踐,應設計好加工工藝路線,同時根據加工需要選擇相應的機床及刀具,再設計滿足不同工序步驟的專用夾具,并查找相關書籍計算出所設計的夾具是否滿足加工要求。關鍵詞:轉速器盤,工藝分析,工藝設計,夾具設計II目錄摘要I前言1第 1 章轉速器盤工藝分析21.1 轉速器盤的作用與結構21.1.1 轉速器盤的作用21.1.2 轉速器盤的結構特點21.1.3 轉速器盤的結構工藝性21.2 轉速器盤關鍵表面的技術要求2第 2章轉速器盤零件工藝設計42.1 轉速器盤生產類型的確定42.2 轉速器盤毛坯的選擇與毛坯圖說明42.3 轉速器盤工藝路線的確定62.3.1 粗、精基準面的選擇62.3.2 各表面的加工方法62.3.3 加工工藝方案62.3.4 加工余量及工序尺寸8第 3章銑25 端面夾具設計113.1 銑25 端面夾具總體方案設計113.2 銑25 端面夾具定位分析及誤差計算113.3 銑25 端面夾具夾緊機構設計與夾緊力計算123.4 銑25 端面夾具夾緊操作動作說明14設計心得15參考文獻16前言本次課程設計是在我們學習完機械制造技術基礎及大部分專業(yè)課后開設的,故其涉及的內容較多,本次課設意義很大,它能夠讓我們將以往所學專業(yè)知識結合起來,去解決實際加工中可能會遇到的問題,不同于以往的課設,本次課設更多在于培養(yǎng)我們學會團隊協(xié)作、查閱資料手冊及一些相關經驗,以此來解決在設計過程中遇到的問題,因此,本次課設的意義重大,它不僅可以對我們過去幾年學習的一個大的總結,對我來說,也可以算是在進入工作前的一個訓練,再加入工作后能夠更快的適應進去。由于自身對所學理解不深及時間未規(guī)劃好的局限,本次課設可能存在諸多問題,望老師多多指教。1第 1 章轉速器盤工藝分析1.1 轉速器盤的作用與結構傳遞運動并保持其他零件正確工作方式,并保持相互之間的正確位置。轉速器盤是 2105 柴油機中調速機構。10mm 孔裝一偏心軸,此軸一端通過銷與手柄相連,另一端與油門拉桿相連。轉動手柄,偏心軸轉,油門拉桿即可打開油門或關小油門。6mm 孔裝兩銷,起限位作用,手柄可在 120內轉動,實現無級調速。該零件通過9mm 孔用 M8 螺栓與柴油機連接。1.1.1 轉速器盤的作用傳遞運動并保持其他零件正確工作方式,并保持相互之間的正確位置,其對加工平面、平行度、加工孔、垂直度等有一定的要求,由于零件比較復雜,不成規(guī)則,故在加工過程中需要用到復雜的夾具。1.1.2 轉速器盤的結構特點轉速器盤是 2105 柴油機中調速機構。10mm 孔裝一偏心軸,此軸一端通過銷與手柄相連,另一端與油門拉桿相連。轉動手柄,偏心軸轉,油門拉桿即可打開油門或關小油門。6mm 孔裝兩銷,起限位作用,手柄可在 120內轉動,實現無級調速。該零件通過9mm 孔用 M8 螺栓與柴油機連接。1.1.3 轉速器盤的結構工藝性零件加工過程中,需要較高的平面度,某些地方需要較細的表面粗糙度,各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器設備的性能和精度。由于零件比較復雜,故加工過程中需要專用夾具才能準確定位,并保持適當的夾緊力,并用墊塊進行輔助定位。1.2 轉速器盤關鍵表面的技術要求本次課程設計所給零件需要加工的表面有:端面,內孔,圓角等(1) 上表面:重要表面,表面粗糙度為 Ra6.3,可進行粗銑后在進行半精銑或者精銑。7(2) 下表面:不是重要表面,無粗糙度要求,但因為用于定位基準,粗銑即可。(3) 25 上下端面:重要表面,表面粗糙度為 Ra6.3,可進行粗銑后在進行半精銑或者精銑。(4) 后端面:重要表面,表面粗糙度為 Ra6.3,可進行粗銑后在進行半精銑或者精銑。(5) 前端面:粗糙度為 Ra12.5,但在加工中用于定位,粗銑即可。(6) 26 孔:粗糙度為 Ra3.2,加工要求高的孔,可先進行鉆孔,再擴孔,最后精校以達到要求。(7) 29 孔:粗糙度為 Ra12.5,加工要求不高的孔,直接鉆孔即可達到要求。(8) 10 孔:粗糙度為 Ra6.5,加工要求較高的孔,可先進行鉆孔,再擴孔,最后精校以達到要求。(9) 圓角:有 R3、R5 等圓角,可用立銑刀銑出圓角。第 2 章轉速器盤零件工藝設計2.1 轉速器盤生產類型的確定所給題目為零件轉速器盤,根據其零件特征可知為小機體零件,假設該零件年產 5000 件,即該零件為大批量生產。2.2 轉速器盤毛坯的選擇與毛坯圖說明圖 2.1 毛坯三維圖轉速器盤結構比較復雜,要求材料容易成型,切削性能好,強度要求高,重要表面的表面硬度也要高,故選用鑄鐵材料 HT200,它的優(yōu)點有:容易成型,切削性能好,價格便宜。為了得到較高的表面硬度及強度,可在加工過程中進行調質處理、淬火,同時為了消除內應力的影響,可適當的進行人工時效處理。由于零件復雜,不適合鍛造成型,因此,需根據零件做出相應模具,進行鑄造,最好用成型鑄造法,以減少加工余量和保證零件的結構準確性。圖 2.2 毛坯二維圖2.3 轉速器盤工藝路線的確定2.3.1 粗、精基準面的選擇結合轉速器盤的機構特點和粗基準的選擇原則,選擇轉速器盤的下表面作為粗基準,加工出前端面以及上端面。加工9mm 孔以及后端面時,以前端面為定位基準,加工10mm 孔和6mm 孔時,以前端面和9mm 孔為基準。為保證加工精度,主要采用基準重合原則與統(tǒng)一原則進行加工,加工前端面和上端面時,以下表面為基準,即采用統(tǒng)一基準原則;而在加工9mm 孔,前端面以及10mm 孔和6mm 時,選用基準重合原則。2.3.2 各表面的加工方法表 2.1 加工位置及技術要求加工位置粗糙度精度等級要求加工方案前端面Ra6.3IT9粗銑精銑后端面Ra12.5IT11粗銑上端面Ra6.3IT9粗銑精銑上表面Ra6.3IT9粗銑精銑下表面Ra12.5IT11粗銑6mm 孔Ra3.2IT8鉆削擴孔精鉸9mm 孔Ra12.5IT11鉆削10mm 孔Ra6.3IT9鉆削精鉸2.3.3 加工工藝方案為使零件的幾何形狀,尺寸及位置精度等技術要求達到要求,在大批量生產的條件下,可以采用通用機床以及專用夾具,并盡量使工序集中以提高生產率, 此外,還應將經濟因素考慮進去。(1)工藝路線方案一: 工序 1:鑄造;工序 2:熱處理;工序 3:以上端面為粗基準,粗銑下表面;工序 4:以下表面為基準,粗銑上表面,25mm 上端面,9mm 孔前后端面; 工序 5:以前端面為基準,鉆削6mm 孔;工序 6:以前端面和6mm 孔為基準,鉆10mm 孔; 工序 7:以下表面和10mm 為基準,鉆9mm 孔;工序 8:以10mm 孔和下表面為基準,半精銑前端面;工序 9:以前端面為基準,半精銑上表面以及25mm 上端面; 工序 10:以上表面為基準精銑前端面;工序 11:以前端面為精基準精銑上表面以及25mm 上端面; 工序 12:擴6mm 孔,10mm 孔;工序 13:精鉸6mm 孔,10mm 孔; 工序 14:去除毛刺;工序 15:檢查入庫;(2)工藝路線方案二: 工序 1:鑄造;工序 2:熱處理;工序 3:上表面為定位粗基準,粗銑下表面;工序 4:以下表面為基準,粗銑上端面,上表面以及前端面;工序 5:以前端面為基準,半精銑后端面、上端面及上表面; 工序 6:以前端面為基準,鉆10mm 孔;工序 7:以前端面和10mm 孔為基準,鉆9mm 孔、6mm 孔; 工序 8:精銑前端面、上端面和上表面工序 9:擴6mm 孔,10mm 孔; 工序 10:精鉸6mm 孔,10mm 孔; 工序 11:去除毛刺;工序 12:檢查入庫;(3)工藝方案的比較與分析方案一是按照工序集中原則以及保證各個加工面的尺寸精度及其他要求而設定的工藝路線,方案二則只考慮到工序集中這一步,雖然可以提高生產效率,但是會造成較大的誤差,導致廢品率的增加,故本次設計采用方案一;(4)方案選定及加工工藝設備的選擇由以上分析可得,選擇工藝方案一進行加工。工序 1:鑄造;工序 2:熱處理;工序 3:以上端面為粗基準,粗銑下表面;選用 X52K 立式銑床。工序 4: 以下表面為基準,粗銑上表面,9mm 孔前后端面,采用 X63 臥式銑床,并加專用夾具;25mm 上端面,采用 X52K 立式銑床,并加專用夾具。工序 5:以前端面為基準,鉆削6mm 孔,采用 Z525,并加專用夾具。工序 6:以前端面和6mm 孔為基準,鉆10mm 孔,采用 Z525,并加專用夾具。工序 7:以下表面和10mm 為基準,鉆9mm 孔,采用 Z525,并加專用夾具。工序 8:以10mm 孔和下表面為基準,半精銑前端面;工序 9:以前端面為基準,半精銑上表面以及25mm 上端面,采用 X52K 立式銑并加專用夾具。工序 10:以上表面為基準精銑前端面,采用 X63 臥式銑床,并加專用夾具。工序 11:以前端面為精基準精銑上表面以及25mm 上端面,采用 X52K 立式銑并加專用夾具。工序 12:擴6mm 孔,10mm 孔,采用 Z525,并加專用夾具。工序 13:精鉸6mm 孔,10mm 孔,采用 Z525,并加專用夾具。工序 14:去除毛刺;工序 15:檢查入庫;2.3.4 加工余量及工序尺寸1、后端面工序名稱工序余量/mm經濟精度/um表面粗糙度/um工序尺寸/mm尺寸公差/mm粗銑4.5H11Ra12.51414+0.13毛坯H13Ra2518.5表 2.20018.5+0.33102、前端面表 2.3工序名稱工序余量/mm經濟精度/um表面粗糙度/um工序尺寸/mm尺寸公差/mm精銑1.0H8Ra6.377+0.022粗銑3.5H11Ra12.588+0.09毛坯H13Ra2511.511.5+0.273、上端面表 2.4工序名稱工序余量/mm經濟精度/um表面粗糙度/um工序尺寸/mm尺寸公差/mm精銑1.0H8Ra6.388+0.022粗銑3.5H11Ra12.599+0.09毛坯H16Ra2512.512.5+1.14、上表面表 2.5工序名稱工序余量/mm經濟精度/um表面粗糙度/um工序尺寸/mm尺寸公差/mm精銑1.0H8Ra6.31111+0.027粗銑3.5H11Ra12.51212+0.11毛坯H16Ra2515.500000000015.5+1.15、9+0.36 mm 孔表 2.6工序名稱工序余量經濟精度表面粗糙工序尺寸尺寸公差/mm/um度/um/mm/mm鉆孔0.1H12Ra12.599+0.360006、6+0.035 mm 孔表 2.7工序名稱工序余量/mm經濟精度/um表面粗糙度/um工序尺寸/mm尺寸公差0/mm精鉸0.04H9Ra3.260擴孔0.16H10Ra6.35.966+0.035 5.96+0.0480鉆孔5.8H12Ra12.55.85.8+0.12+0.013表 2.8工序名稱工序余量/mm經濟精度/um表面粗糙度/um工序尺寸/mm尺寸公差/mm精鉸0.2H9Ra6.31010+0.048鉆孔9.8H12Ra12.59.87、10+0.048 mm 孔+0.01309.8+0.1513第 3章銑25 端面夾具設計加工25mm 端面時,通用夾具不能用來加工零件,故需設計專用夾具來完成這一工序。3.1 銑25 端面夾具總體方案設計根據零級的結構特點,加工25mm 上端面時,可用來的定位的基準有:前端面、上表面、9mm 孔等,為了滿足工藝要求,可選前端面作為定位基準之一, 大平面限制三個自由度,小平面則限制一個自由度;9mm 孔可作為另一定位基準,可選擇長銷、短圓柱銷以及削邊銷三種,分別限制四個、兩個、一個自由度; 下表面可限制三個自由度;根據可行及方便加工的原則,初擬定兩套方案進行討論。3.2 銑25 端面夾具定位分析及誤差計算(1)定位方案一圖 3.1本方案采用一個9mm 孔裝一跟長軸限制四個自由度,另一個孔用一個削邊銷限制一個自由度,前端面用一個小平面限制一個自由度,即剛好完全定位。(2)定位方案二圖 3.2方案二定位原理:采用一面兩孔定位,即一個大平面限制三個自由度,一個短銷限制兩個自由度,一個削邊銷限制一個自由度3.3 銑25 端面夾具夾緊機構設計與夾緊力計算(1)夾緊裝置夾緊裝置為螺栓壓緊壓板夾緊,螺栓選用8mm.(2)夾緊力的計算因為銑平面是的切削力大,所以計算夾具的夾緊力時應按銑削平面的切削力來計算和校核,銑刀軸向力:FFF = 9.81C d Xf 0 f yf k(3.1)(式中: CF = 42.7X F = 1.0yF = 0.8k F = 1)F = 9.81* 42.7 * 211.0 * 0.40.8 *1 = 4225N扭矩:M= 9 .81 * 0 .021* 30 2 * 0 .4 0 .8 * 1 =89.07N螺栓產生的夾緊力 F所以,有:F * D / 2 KM(安全系數 K = K0 * K1 * K2 *.)F *0.8 / 2 1.2*1.2*1.3*1.0*1.3*1.0*1.0*89.07 = 216.8N mm因此F 542N md =c =(1.4 2)=3.6 5.2mm因此選用 M6 螺栓夾緊滿足要求。3.4 銑25 端面夾具夾緊操作動作說明(1)安裝好零件;(2)擰緊下面的螺栓,使之與下平面接觸;(3)移動壓塊壓在上平面上,擰緊螺栓,使其固定壓緊;設計心得經過為期兩周的課程設計,個人覺得收獲頗豐,具體表現在一下幾點:能夠根據零件實際結構特點及加工要求對零件進行工藝路線的確定??梢栽跀M定工藝路線后進行對機床、刀具等設備的選擇??筛鶕o零件結構特點及相關要求進行定位方案擬定??砂匆髮μ囟üば蛟O計零件的專用夾具。學會查閱相關資料手冊。但還是存在很對方面的不足,例如在夾緊力計算方面有待提高,此外,由于對所學理解的不夠透徹,所以對工藝路線及定位原理方面的確定一開始不太熟練,不過在經過兩周的實踐后,較之前有較大的提升。參考文獻1 肖繼德陳寧平機床夾具設計M北京:機械工業(yè)出版社,2005,132-1482 葛源順機床夾具設計M北京:機械工業(yè)出版社,20003 劉守勇機械制造工藝與機床夾具M北京:機械工業(yè)出版社,20034 盧秉恒機械制造技術基礎M北京:機械工業(yè)出版社,20195 樂兌謙金屬切削刀具M北京:機械工業(yè)出版社,20166 艾興切削用量簡明手冊M北京:機械工業(yè)出版社銑25 端面夾具三維圖圖 夾具三維圖17指導教師學生姓名學號班級課題名稱編制 轉速器盤的機械加工工藝,設計 銑床專用夾具內容及任務根據給定的零件圖樣,生產綱領按中等批量。編制 轉速器盤的機械加工工藝規(guī)程,編制 銑25端面 工序的工序卡及設計其專用機床夾具。擬達到的要求或技術指標一、設計圖紙1、毛坯圖、零件毛坯合圖各一張(3 或 4 號圖 CAD 出圖,手工圖為 2 號或 3 號裝配)2、關鍵工序機械加工工藝規(guī)程卡片一張(4 號圖)3、指定工序夾具裝配圖一張(2 或 3 號圖)4、夾具部分零件圖 12 張(圖幅自定) 二、設計說明書1、設計說明書(一份,格式按畢業(yè)設計規(guī)范要求)2、夾具 3D 裝配效果圖一張(3 或 4 號圖,可渲染)、夾具視頻一份。以書面交設計資料,同時交電子文檔備查。進度安排起止日期工作內容第一周至周 3搜集、準備參考資料,完成機械加工工藝及比較第一周結束完成工藝卡及其相關計算,完成零件定位分析等第二周至周 3設計夾具,完成裝配圖;建立部分零件三維模型第二周結束完成說明書、全部圖紙,準備答辯主要參考資料1 機械零件設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1998.2 謝祚水. 機構優(yōu)化設計概論M. 北京:國防工業(yè)出版社,1997.3 孫桓.機械原理M.北京:高等教育出版社,2001.4 濮良貴.機械設計M.北京:高等教育出版社,20015 夾具設計手冊
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轉速器盤的銑φ25端面專用夾具設計及加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖,轉速,25,端面,專用,夾具,設計,加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD
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