減速箱體零件加工工藝及銑頂面的夾具設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)
班級(jí):機(jī)自0602
學(xué)號(hào):0401060217
姓名:
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目:設(shè)計(jì)“減速箱體”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及指定夾具設(shè)計(jì)
內(nèi)容:零件圖 1張
毛坯圖 1張
機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
夾具裝配圖 1張
機(jī)械加工工序卡片 1套
夾具體零件圖 1張
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份
生產(chǎn)綱領(lǐng):中批或大批生產(chǎn)(4000件/年)
班 級(jí):機(jī)械0602
學(xué) 號(hào):
學(xué) 生:
序言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了畢業(yè)和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用畢業(yè)中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題,設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備,提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指教。
目錄
一 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1、零件的作用
2、零件的工藝分析
3、零件的生產(chǎn)類型
二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖
1、選擇毛坯
2、確定毛坯尺寸
3、毛坯圖的繪制
三、選擇加工方法,制定工藝路線
1、定位基準(zhǔn)的選擇
2、零件表面加工方法的選擇
3、制定工藝路線
四、工序設(shè)計(jì)
1、選擇加工設(shè)備和工藝裝備
2、確定工序尺寸
五、確定切削用量及基本時(shí)間
六 夾具設(shè)計(jì)
箱體類零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,加工表面多,其主要加工表面是平面和孔。通常平面的加工精度比較容易保證,而精度比較高的支承孔以及孔與孔之間、孔與平面之間的相互位置精度則比較難保證,往往成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵。所以在制定箱體加工工藝過(guò)程時(shí),應(yīng)該將如何保證孔的位置精度作為重點(diǎn)來(lái)考慮。此外,還應(yīng)該特別注意箱體的生產(chǎn)批量和工廠的具體生產(chǎn)條件。
一、零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)
1、零件的作用
題目所給的零件是減速箱體,是裝配基準(zhǔn)件,支承孔用來(lái)支承兩根軸,箱頂用箱蓋(未畫出)密封。
2、零件的工藝分析
通過(guò)對(duì)該箱體零件圖的重新繪制,知原來(lái)的圖樣的視正確、完整,尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該箱體需要加工的主要表面是三對(duì)支承孔、螺紋孔及底面(裝配基準(zhǔn)面)、頂面和左右外側(cè)平面。三對(duì)支承孔既有平行關(guān)系又有垂直關(guān)系??椎墓顬镠7,表面粗糟度Ra1.6um、Ra3.2um、Ra6.3um。
3、零件的生產(chǎn)類型
根據(jù)設(shè)計(jì)題目知:Q=4000臺(tái)/件,;結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率和廢品率分別取0.1和0.01,帶入公式(2-1)得生產(chǎn)綱領(lǐng)N=4000*1*(1+0.1)*(1+0.01)=4444件/年。生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。
二、毛坯的選擇和設(shè)計(jì)
1、選擇毛坯
該箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜,生產(chǎn)批量大,所以毛坯選擇鑄件,零件材料為HT150。為了消除鑄造應(yīng)力,穩(wěn)定加工精度,鑄造后安排退火處理。
2、毛坯尺寸公差與機(jī)械教工余量的確定
根據(jù)箱體零件圖計(jì)算輪廓尺寸,長(zhǎng)180mm,寬170mm,高127mm,所以零件的最大輪廓尺寸為180mm。
由表5-1得,鑄造方法選擇機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得到公差登記CT范圍為8到12級(jí),所以選擇10級(jí)。
根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件的公差等級(jí)CT,由表5-3查得公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。
由表5-5,鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得到機(jī)械加工余量等級(jí)范圍E到G級(jí),取為F級(jí)。
對(duì)于所有加工表面的機(jī)械加工余量取同一個(gè)值,由表5-4查得最大輪廓尺寸為180mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí),得RMA數(shù)值為2mm。
求毛坯尺寸:
R127=127+2*3.8+2=134.6
R130=130+2*1.8+2=135.6
R117=117+2*1.8+2=122.8
R15=15+2+1.1=18.1
R40=40-2*2-1.3=34.7
R35=35-2*2-1.3=29.7
R42=42-2*2.5-1.4=.6.7
根據(jù)毛坯尺寸繪制毛坯圖。
三、選擇加工方法,制定工藝路線
1、定位基準(zhǔn)的選擇
由于鑄件沒(méi)有預(yù)鑄孔,不能選鑄孔為粗基準(zhǔn)??紤]到底腳伸展面積大、厚度薄,上下均需要加工,可互為基準(zhǔn)面加工上下兩面,這樣有利余保證上下面的加工質(zhì)量。底板側(cè)面可以用底面和對(duì)面作定位,粗銑即可保證加工質(zhì)量。再
2、零件表面加工方法和工藝路線的確定
用上述精基準(zhǔn)定位,加工兩錐孔,后續(xù)加工可一面兩銷定位。在鏜模上精鏜兩對(duì)支承孔,能滿足圖紙要求的位置精度,且生產(chǎn)率比較高。鏜孔應(yīng)該在左右側(cè)面加工后進(jìn)行,以確保同軸孔系的同軸度。鏜孔前的預(yù)備粗鏜和半精鏜精鏜。 平面的加工應(yīng)該在鏜孔前進(jìn)行。其終加工用半精銑就能達(dá)到要 求。其預(yù)備工序是粗銑。
為了消除鑄造應(yīng)力,穩(wěn)定加工精度,鑄造后安排退火處理。
為了保證加工精度,平面和孔隙的粗精加工劃分成不同的工序。
綜合以上個(gè)項(xiàng),可設(shè)計(jì)以下三種工藝路線:
工藝路線一:
工序一.上下表面互為基準(zhǔn),進(jìn)行粗銑半精銑加工
工序二.粗銑底座上面,側(cè)面
工序三.鉆φ8錐孔,鉸φ8錐孔
工序四.粗銑半精銑側(cè)面
工序五.粗鏜半精鏜側(cè)面φ40,φ35孔
工序六.精鏜側(cè)面φ40,φ35孔
工序七.粗鏜底面φ42粗鏜φ47粗鏜φ57半精鏜φ47孔
工序八.精鏜底面φ47孔
工序九.鉆M5-H7螺紋孔,鉆底面φ9φ/15孔,忽沉頭孔
工序十.攻鉆M5-H7螺紋
工藝路線二:
工序一.粗銑下平面至128.2
工序二.精鏜φ35,保證粗糙度Ra1.6
工序三.半精銑下平面至127.6保證粗糙度Ra6.3
工序四.半精銑上平面至127保證粗糙度Ra3.2
工序五.粗銑底板上面,側(cè)面,保證粗糙度Ra6.3
工序六.鉆底面孔,鉸孔至φ8,保證粗糙度Ra1.6
工序七.粗銑半精銑側(cè)面,保證粗糙度Ra3.2
工序八.粗鏜φ42,φ57半精鏜φ47保證形位要求
工序九.精鏜φ47,保證粗糙度Ra1.6
工序十.粗鏜半精鏜φ35保證形位要求
工序十一.粗銑上平面至131.4
工序十二.粗鏜半精鏜φ40保證形位要求
工序十三.精鏜φ40,保證粗糙度Ra1.6
工序十四.鉆底面孔,忽沉頭孔
工序十五.鉆頂面4Xφ4的孔
工序十六.攻4XM5-7H深12的螺紋
工序十七.鉆φ35孔周圍φ4的孔
工序十八.攻φ35孔周圍M5-7H的螺紋
工序十九.鉆φ40孔周圍φ4的孔
工序二十.攻φ40孔周圍M5-7H的螺紋
工序二十一.鉆底面φ47孔周圍φ4的孔
工序二十二.攻底面φ47孔周圍M5-7H深10的螺紋
經(jīng)過(guò)比較,考慮安全性,精度保持性,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和夾具復(fù)雜程度,選擇工藝路線二進(jìn)行加工。
四、工序設(shè)計(jì)
1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備
工序一到工序五是粗銑和半精銑,各工序的工步步多,成批生產(chǎn)部要求很高的生產(chǎn)率,加工精度也不是要求很高,所以選用銑床就能滿足要求。本零件的外輪廓尺寸不打,精度要求也不是很高,所以選用X52K銑床。
工序七到工序十三是粗鏜,半精鏜,精鏜2-φ35,2-φ40,φ42,φ47,φ752的孔,應(yīng)在鏜床上進(jìn)行。
其他工序?yàn)殂@孔,應(yīng)該在鉆床上加工。
2、選擇夾具
本箱體零件外形比較復(fù)雜,應(yīng)在專用夾具上進(jìn)行加工。
3、選擇刀具
根據(jù)不同的工序選用補(bǔ)同的刀具。
在粗銑和半精銑的工序中根據(jù)表5-104選用盤銑刀;
在鉆孔和鏜孔的工序中選用麻花鉆和鏜刀。
4、確定切削用量及基本時(shí)間
切削用量包括背吃刀量,進(jìn)給量和切削速度,確定順
序是先確定、再確定。
(1)切削用量及基本時(shí)間的確定
精鏜2-φ72,2-φ30,2-φ22,φ80,φ62,φ92,φ42的孔。
1、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=4mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=11°,二重刃長(zhǎng)度bε=11mm,橫刀長(zhǎng)b=5mm,弧面長(zhǎng)l=9mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
2、選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《指南》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《指南》)為0.8~1.2mm,壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查《指南》)為0.9~1.4mm,壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《指南》)為0.6~0.9mm,壽命
(3)切削速度
查《指南》 修正系數(shù)
故。
查《指南》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下:
擴(kuò)鉆:
半精鉸:
3.計(jì)算工時(shí)
按公式t=L/nf得到
T72=1.1h
T30=1.1h
T22=1.1h
T80=0.5h
T62=0.5h
T92=0.5h
工序六 鉆左面7-φ8.5的孔,孔深22,鉆右面5-φ8.5的孔,孔深22,2-φ13.6的通孔
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=12°,二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《指南》
所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《指南》)為0.5~0.8mm,壽命.
(3)切削速度
查《指南》 修正系數(shù)
故。
查《指南》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.計(jì)算工時(shí)
按公式t=L/nf得到
T8.5=1h
T13.6=0.1h
由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。
六 夾具設(shè)計(jì)
(1)定位方案
由于本箱體零件有一個(gè)較大的底面并且底面有較高的精度要,所后續(xù)加工中采用兩個(gè)支撐板三個(gè)自由度,本設(shè)計(jì)屬于不完全定位,符合加工和設(shè)計(jì)要求。
(2)夾緊機(jī)構(gòu)
本夾具中采用了比較傳統(tǒng)通用型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu),在工件上表面施加夾緊力,夾緊力的方向和切削力的方向相反,
(4)使用說(shuō)明
本夾具在使用時(shí),要注意四個(gè)夾緊螺母的保養(yǎng),避免無(wú)法正常工作,定期檢查,必要時(shí)更換,保證工件在加工中充分夾緊,沒(méi)有位移走位,保證加工精度。
設(shè)計(jì)小結(jié)
通過(guò)這次歷時(shí)兩個(gè)星期的畢業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完成了一個(gè)箱體零件的一道加工工序的專用夾具。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了也解決了很多平時(shí)在理論課學(xué)習(xí)中未曾遇到的問(wèn)題,所以感覺學(xué)到了很多東西,受益匪淺。同時(shí)對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程有了一個(gè)比較深刻的了解,相信通過(guò)這次的設(shè)計(jì),可以為我的以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)以至于再以后的參加工作時(shí)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)打下了一個(gè)比較好的基礎(chǔ)。
當(dāng)然,我設(shè)計(jì)的工序以及夾具都是比較簡(jiǎn)單的,所以,個(gè)人能力還需要多在以后的學(xué)習(xí)中再磨練,爭(zhēng)取更大的進(jìn)步。
由于時(shí)間的問(wèn)題加上個(gè)人能力還很有限,所有可想而知可能該設(shè)計(jì)還存在著許多不盡如人意的地方,相信在以后遇到同樣的問(wèn)題的時(shí)候可以做的更好。這次的缺陷還請(qǐng)各位老師進(jìn)行批評(píng)指正。
參考書目
1、崇凱、李楠. 畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南. 第一版.北京:化工工業(yè)出版社,2007
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3、黃如林、汪群.金屬加工工藝工裝設(shè)計(jì).第一版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006
4、魯屏宇.工程圖學(xué).第一版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005
5、馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007
6、馮之敬.機(jī)械制造工程原理.第一版.北京:清華大學(xué)出版社,2006
7、楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).第一版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001
致謝
在此對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中XXX老師的悉心指導(dǎo)表示真誠(chéng)的感謝,還要感謝小組的各個(gè)合作者(XXX,XXX,XXX)大家互相探討,感謝袁老師的指導(dǎo),以及班上各位同學(xué)的幫助。
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