前蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑底平面夾具設(shè)計【CAD高清圖紙和文檔打包】
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18前蓋零件圖 1、端蓋的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1、端蓋的用途前蓋主要用于零件的外部,起密封,阻擋灰塵的作用。故其在機(jī)器中只是起輔助作用,對機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行影響不是很大,其在具體加工的時候,精度要求也不是很高,加工起來也十分容易。1.2、端蓋的技術(shù)要求:該端蓋的各項技術(shù)要求如下表所示:加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)端蓋左端面44IT1312.50.01A端蓋右端面44IT1312.50.01A端蓋中心孔22IT81.60.01AD8孔8IT1325ZG1/4孔11.5+IT13257孔7IT1312.511孔11IT1312.545外表面45IT1312.5R14弧R14IT1312.576外表面76IT1312.51.3、審查端蓋的工藝性該端蓋結(jié)構(gòu)簡單,形狀普通,屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面,方形端面,要求其同心度度相對中心軸線滿足0.01mm,其次就是22孔及ZG1/4孔,22孔的加工端面為平面,可以防止加工過程中鉆頭鉆偏,以保證孔的加工精度;另外ZG1/4孔的加工表面雖然在圓周上,但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外,其余的表面加工精度均較低,不需要高精度機(jī)床加工,通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見,該零件的加工工藝性較好。1.4、確定端蓋的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知,該端蓋的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)(500-5000個)2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷,也沒有各種應(yīng)力,毛胚選用鑄件即可滿足工作要求。該端蓋的輪廓尺寸不大,形狀亦不是很復(fù)雜,故采用砂型鑄造。2.2確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2-1至表2-5可知,可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。2.2.1公差等級由前蓋的功用和技術(shù)要求,確定該零件的公差等級為CT=9。2.2.2前蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項目機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm備注方形端面105*551.5*2=32.5表2-1至表2-5厚度370.5*2=11.8表2-1至表2-5方形斷面厚度180.51.7表2-1至表2-545外圓面0.5*2=12表2-1至表2-522孔0.5*2=11.7表2-1至表2-52.2.3繪制端蓋毛坯簡圖3、擬定前蓋工藝路線3.1、定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該前蓋零件的技術(shù)要求,選擇端蓋左端面和22孔作為精基準(zhǔn),零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工,即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。22孔的軸線是設(shè)計基準(zhǔn),選用其作竟基準(zhǔn)定位前蓋兩端面,實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合,保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用端蓋右端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則,因為該前蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準(zhǔn)。3.2.2粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋右端面和45外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用45外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻;采用端蓋右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面,可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,確定加工件各表面的加工方法,如下表所示:加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案備注76端面IT1112.5粗銑-精銑表1-6至表1-8105x55端面IT113.2粗銑-精銑表1-6至表1-845端面IT1112.5粗銑-精銑表1-6至表1-822孔IT81.6鉆-粗鉸-精鉸表1-6至表1-8D8IT925鉆表1-6至表1-84x7孔IT1312.5鉆表1-6至表1-84x11孔IT1312.5鉆表1-6至表1-875外圓面IT93.2粗車-半精車表1-6至表1-83.3、加工階段的劃分該前蓋加工質(zhì)量要求一般,可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。在粗加工階段,首先將精基準(zhǔn)(端蓋右端面和22孔)準(zhǔn)備好,使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工,保證其他表面的精度要求;然后粗銑端蓋左端面、方形端面、車76外圓、1X.0.5倒角。在半精加工階段,完成端蓋左端面的精銑加工和D8孔的鉆-鉸-精鉸加工及117孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排前蓋的加工工序。該端蓋的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具,以提高生產(chǎn)率;而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少,不但可縮短輔助時間,而且由于在一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1機(jī)械加工工序(1)遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則,首先加工精基準(zhǔn)前蓋左端面和22+0.033mm孔。(2)遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。(3)遵循“先面后孔”原則,先加工前蓋左端面,再加工22孔。3.5.2熱處理工序 鑄造成型后,對鑄件進(jìn)行退火處理,可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力,提高材料的綜合力學(xué)性能。該前蓋在工作過程中不承受沖擊載荷,也沒有各種應(yīng)力,故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。3.5.3輔助工序 在半精加工后,安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述,該端蓋工序的安排順序為:在、熱處理基準(zhǔn)加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上,下表列出了端蓋的工藝路線。工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1熱處理退火2 粗銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺3精銑端蓋左右端面、方形端面、立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺4粗銑底面的R5.5圓弧立式銑床X51端銑刀、游標(biāo)卡尺5粗銑后端面的R14圓弧立式銑床X516粗車、半精車45,76外圓CA6140外圓車刀游標(biāo)卡尺7車1X45倒角CA6140端面車刀游標(biāo)卡尺8鉆-鉸-精鉸22孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)9鉆-鉸-精鉸26孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)10鉆ZG1/4孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)11鉆4X11孔四面組合鉆床麻花鉆、卡尺、塞規(guī)12鉆4X7孔四面組合鉆床麻花鉆、卡尺、塞規(guī)13鉆-鉸-精鉸D8孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)14去毛刺鉗工臺平銼15清洗清洗機(jī)16終檢塞規(guī)、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的確定在這只確定鉆-鉸-精鉸D8孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得,精鉸余量Z精鉸=0.04mm;粗鉸余量Z粗鉸=0.16mm;鉆孔余量Z鉆=7.8mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為,精鉸:IT7;粗鉸:IT10;鉆:IT12。根據(jù)上述結(jié)果,再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為,精鉸:0.015mm;粗鉸:0.058mm;鉆:0.15mm。綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為,精鉸:80+0.015mm;粗鉸7.9600+0.058mm;鉆:7.800+0.15mm,5、切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆-鉸-精鉸D8孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算5.1.1鉆孔工步1)背吃刀量的確定 取ap=7.8mm.2) 進(jìn)給量的確定 由表5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。3)切削速度的計算 由表5-22,按鑄鐵硬度為200241HBS計算,切削速度v選取為12m/min,由公式(5-1)n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=489.95 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=492 r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式(5-1),可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=12.05m/min。5.1.2 粗鉸工步 1)背吃刀量的確定 取ap=0.16mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。3)切削速度的計算 由表5-31,切削速度v選取為2m/min,由公式(5-1)n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=79.62 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=97r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式(5-1),可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=2.4 m/min。5.1.3精鉸工步1)背吃刀量的確定 取ap=0.04mm。2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。3) 切削速度的計算 由表5-31,切削速度v選取為4m/min,由公式(5-1)n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=159.2r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=160r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式(5-1),可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=4.02m/min。5.2、時間定額的計算5.2.1基本時間tj的計算(1) 鉆孔工步根據(jù)表5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l(wèi)=15.2mm; l2=2mm; l1=D/2*cotkr+(12)=7.8/2*cot54+2mm=4.8mm; f=0.1mm/r;n=392mm/r.。將上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時間。tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn=(15.2+2+4.8)/(0.1*489.85)=27s(2) 粗鉸工步根據(jù)表5-41,鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=3、ap=(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=15.2mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。將上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時間tj=(15.2mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=47s。(3) 精鉸工步同上,根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=(D-d)/2=(8-7.96)/2=0.02的條件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=15.2mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。將上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時間tj=(15.2mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=44s。5.2.2輔助時間ta的計算根據(jù)第五章第二節(jié)所述,輔助時間ta與基本時間tj之間的關(guān)系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為:鉆孔工步的輔助時間為:ta=0.15x27s=4.05s;粗鉸工步的輔助時間為:ta=0.15x47s=7.05s;精鉸工步的輔助時間為:ta=0.15x44s=6.6s;5.2.3. 其他時間的計算除了作業(yè)時間(基本時間和輔助時間之和)以外,每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微,可忽略不計;布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%7%,休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%,這里均取3%,則各工序的其他時間可按關(guān)系式(3%+3%)(tj+ta)計算,它們分別為:鉆孔工步的其他時間為:tb+tx =6%x(27s+4.05s)=1.86s;粗鉸工步的其他時間為:tb+tx =6%x(47s+7.05s)=3.24s;精鉸工步的其他時間為:tb+tx =6%x(44s+6.6s)=3.04s;5.2.4單件時間tdj的計算這里的各工序的單件時間分別為:鉆孔工步tdj鉆=27s+4.05s+1.86s=32.91s;粗鉸工步tdj粗鉸=47s+7.05s+3.24s=57.29s;精鉸工步tdj精鉸=44s+6.6s+3.04s=53.64s;因此,此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=32.91s+57.29s+53.64s=143.84s。將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果,填入工藝文件。6.夾具設(shè)計夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備,它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工,檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中,提高加工精度和生產(chǎn)率,降低制造成本,一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具,是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。五 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計工序銑底端面的銑床夾具。5.1 問題的提出 本夾具主要用于銑端面,本道工序加工精度要求高,為此,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。5.2 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。我們采用外圓和底面為定位基準(zhǔn),為了提高加工效率,縮短輔助時間,決定用簡單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。5.3 切削力及夾緊力計算 (1)刀具: 采用端銑刀 31mm z=24機(jī)床: x51立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系數(shù) z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在計算切削力時,須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中:為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=12mm,材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限: 極限應(yīng)力幅:許用應(yīng)力幅:螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠,使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力5.4定位誤差分析一批工件在卡具中定位時,各個工件所占據(jù)的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成誤差,即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個,一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,。已知孔的形狀公差為0.28,根據(jù)經(jīng)驗公式,易知此結(jié)果符合。5.5夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了手柄夾緊方式。本工序為銑切削余量小,切削力小,所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊,夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。7. 體會與展望通過這兩個星期的學(xué)習(xí),我在老師的指導(dǎo)下,取得了可喜的成績,課程設(shè)計作為機(jī)械制造基礎(chǔ)課程的重要環(huán)節(jié),使理論與實踐更加接近,加深了理論知識的理解,強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段,第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計,第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識;夾具設(shè)計的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。經(jīng)過這三個星期的設(shè)計,我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟,學(xué)會了查找相關(guān)手冊、說明書等,以及選擇使用工藝裝備等等。總之,這次設(shè)計使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力,為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限,所學(xué)知識還不能完全掌握,設(shè)計中還有許多錯誤和不足,請各位老師和同學(xué)們多多斧正。通過這三個星期的學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足,自己知識的很多漏洞,看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏,理論聯(lián)系實際的能力還亟需提高。8.參考文獻(xiàn)1孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,19912李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,19933崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社,19934王紹俊主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,19875黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,20046薛源順主編.機(jī)床夾具設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社,19957崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社,2006.128陳于萍,高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社,2005.9司乃鈞,許德珠主編.熱加工工藝基礎(chǔ). 高等教育出版社,199110張龍勛主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)及習(xí)題.機(jī)械工業(yè)出版社,1999.1111艾興,肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2002
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