飞锤支架加工工艺及夹具设计【车床夹具】.pdf
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1、常州机电职业技术学院 毕业设计(论文)说明书 作 者:学 号:系 部:专 业:题 目:飞锤支架加工工艺及夹具设计 指导者:评阅者:年 月 II 毕 业 设 计(论 文)中 文 摘 要 本设计是基于飞锤支架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计,加工外圆及孔的车夹具设计。飞锤支架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以-中间拔叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准,以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面
2、,再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用机床。关键词 飞锤支架,零件,加工工艺,专用夹具,设计 III 毕 业 设 计(论 文)外 文 摘 要 Title:The flying hammer bracket parts fork processing technology and fixture design Abstract:This design is the special fixture for machining technology for the flying h
3、ammer bracket parts and process design based on car fixture design,machining and hole.The main processing surface flying hammer bracket parts is the plane and a series of hole.In general,ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily.Therefore,the design
4、follows the surface after the first hole principle.And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision.Datum selection to the bearing hole in the middle fork of the input shaft and output shaft as a rough benchmark,the top surface an
5、d the two holes as a precision technology base.The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane,and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology.In addition to the follow-up processes are individual pro
6、cesses with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane.Processing support holes using the coordinate boring.The whole process selection of machine tool.Keywords:flying hammer bracket,parts,processing,special fixture,design IV 目 录 1零件分析.IV 1.1 零件作用.1 1.2 零件工艺分析.1 2.选择毛坯种
7、类并确定制造方法.2 3.工艺规程的设计.2 3.1 基准的选择.2 3.2 制定工艺路线.2 3.3 工艺路线确定.3 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.4 4 加工外圆及孔车夹具设计.11 4.1 车床夹具设计要求说明.11 4.2 车床夹具的设计要点.11 4.3 定位机构.13 4.4 夹紧机构.13 4.5 零件的车床夹具的加工误差分析.13 4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构.14 4.7 零件的车床专用夹具简单使用说明.15 总 结.16 致 谢.17 参 考 文 献.18 1 1 零件分析 1.1 零件作用 设计题目所给零件是飞锤支架。它是飞锤调速器上的一个零件
8、,用来连接支撑调速飞锤,以使飞锤平稳转动,达到改变转动惯量来调节转速的目的。飞锤支架是对称结构,通过其中心孔7 套于转轴上,而一对飞锤对称装于两对6 孔中,随支架一起转动。当转速改变时,飞锤与转轴夹角也改变,从而改变转动惯量来调节转速。所以,飞锤支架的加工质量将影响调速器的调速精度。1.2 零件工艺分析 零件图如图 1-1。概括来讲,飞锤支架有两组加工表面。一组是以0.03607孔为中心加工表面,均为回转体表面,包括外圆面11,15,00.03319以及端面.其中大端面与孔0.03607有垂直度要求,公差为 0.05;00.03319外圆面与孔0.03607有圆跳动要求,公差为 0.05。另一
9、组就是余下的加工表面,包括两个6.5的圆孔,两对共四个0.120.046孔,以及一些平面。其中,0.120.046孔端面不仅与0.120.046孔自身有垂直度要求,公差为 0.05;而且与第一组中0.03607孔有平行度要求,公差为 0.05。D1176R60.05C190.1190.11550-0.0318+0.5+0.230334-6+0.12-0.04R0.012D倒角 1 45 0.05 C0.05 D6.3190-0.033306.36.31.61.61.612.512.57+0.03602-6.5 锪平 123.20.10C11 0.1R0.05C45C图 1-1 另外两个0.12
10、0.046孔有圆度要求,公差为0.10。每对0.120.046孔之间有同轴度要求,公差为 R0.012。2 由以上分析可知,对这两组加工表面而言,可先加工第一组回转体表面,且应先加工孔0.03607,以获得各回转体表面的公共精基准,便于定位及保证有关表面位置关系。而后再加工另一组表面,并保证各有关表面的位置关系。2.选择毛坯种类并确定制造方法 合理选择毛坯类型,使零件制造工艺简单、生产率高、质量稳定、成本降低。飞锤支架零件材料为球墨铸铁。因为零件为成批生产,所以为提高生产率采用金属砂型铸造。要求球墨铸铁金相组织基体为 85%以上的球光体,球化率应大于 80%,不允许有片状石墨存在。零件材料为
11、HT200,考虑到飞锤支架运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向,因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷,采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用砂型铸造,采用机械翻砂造型,铸造精度为 2 级,能保证铸件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。3.工艺规程的设计 3.1基准的选择(1)粗基准的选择 一般而言,对回转体加工表面,一毛坯外圆作为粗基准是合理的。但对本零件来说,若以孔0.03607的外圆做粗基准定位先加工出孔0.03607。再以孔0.03607内圆表面为精基准难以定位加工外圆面以及端面,因为孔0.03607直径太小了,我们在紧接着
12、加工出一个端面来作为基准,在选端面是考虑到加工经济精度所以选通槽先加工,由于毛坯采用金属砂型铸造,毛坯表面精度较高,加工余量较小。所以,经分析,决定采用四爪单动卡盘夹持零件小圆0.03607的外表面的大圆,划线找正以其为粗基准,先加工出孔0.03607和孔 2-6.5,这样在后面的工序中就能用到0.03607这个统一的精基准,也符合粗基准选用原则。(2)精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑统一基准和基准重合的问题。有前述分析,用首先加工出来的孔0.03607和通槽。3.2制定工艺路线 我们大体的设计思路是:我们在考虑加工时先粗加工后精加工,充分加工经济精度,用精加工保证工件最终尺寸要求。采用
13、四爪单动卡盘夹持零件小圆0.03607的外表面的大 3 圆,划线找正以其为粗基准,先加工出孔0.03607和孔 2-6.5,这样在后面的工序中就能用到0.03607这个统一的精基准。然后加工出通槽,之后把加工通槽右侧平面和0.03607的外圆时在车床上一次加工出来,通过精车通槽右侧平面这一精加工来保证尺寸00.035,而不是通过铣通槽来保证,这样更符合加工的经济精度,加工外圆时没有再次装夹造成的装夹误差,从而保证00.03319相对设计基准的尺寸要求,在同一工序中粗精加工分开还能保证在车外圆时不会破坏通槽右侧平面,接下来再钻孔4-0.120.046时,根据他的设计基准,安排在车大端面的后面,另
14、外在加工孔 4-0.120.046的端面是在他的所有设计基准加工好的前提下在加工的,所以放在最后加工,这样就能保证定为基准与设计基准重合。加上以上的分析,并且由于是成批生产,故采用通用机床配以组合夹具。并尽量使工序集中来保证各加工表面间的相互位置精度要求。这样也可以提高机床的生产率,节省装夹工件的时间,减少工件的搬动次数。同时我们的零件相对很小,加工量很小。可以不考虑加工中的热变形。3.3工艺路线确定 工序 10:铸造(金属型)工序 20:热处理,正火,硬度 HB250-300。工序 30:粗车,半精车最外端的外圆端面。车大端面,切槽,车外圆到满足图纸标准 工序 40:粗铣,半精铣50 18的
15、槽。工序 50:半精铣槽。工序 60:半精车外圆柱面大端面,小端面。工序 70:精车外圆柱面和大端面。工序 80:钻,扩,铰孔0.03607,并倒角。工序 90:钻26.5,并锪平12。工序 100:钻,扩46,并倒角。说明:之所以把最右端端面和大端面分开在两个工序中进行加工,主要是因为夹紧力的作用面发生了变化。在工序中,夹紧力的作用面是大端面,采用的是压板夹紧;而在工序中夹紧力的作用面是右端面,采用的是螺栓夹紧。定位圆柱销旁边再伸出一段长度的螺栓,右端用螺母夹紧。4 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 壳体零件材料为 HT200 重量为 1 生产类型为大批量生产,采用砂型机铸造毛
16、坯。1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差,由铸造可直接获得。2、飞锤支架的端面面 由于壳体底面要与其他接触面接触,同时又是 7 孔的中心线的基准。粗糙度要求为 6.3,查相关资料知余量留 2.5比较合适。3、飞锤支架的孔 毛坯为实心,不铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8之间,参照参数文献,2.1 确定切削用量及基本工时 工序 II:车 19,15,11 回转面及其端面 1.加工条件 工件材料:HT15-33 b=220MPa 模铸 加工要求:车削 100mm端面及外圆柱面,粗车 B 面 机床:CA6140卧式车床 刀具:采用刀片的材料为 YT15,刀杆尺寸
17、 16x25mm2,K=90,0=15,0=12,=0.5mm 2 计算切削用量(1)粗车 19mm端面面 1)已知毛坯长度方向的加工余量为 3+0.8-0。7mm,考虑的模铸拔模斜度,pa=4mm 2)进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 2.4-3,当刀杆尺寸为 1625 mm2 pa35mm,以及工件直径为 100时,f=0.71.0mm/r 按 CA6140车床说明书(见切削手册)取 f=0.9mm/r 3)计算切削速度,按切削手册表 1.27,切削速度的计算公式为(寿命 T=60min)5 vyxpmvckfaTCvvv(m/min)其中:vC=342,vx=0.15,vy=0.
18、35,m=0.2。修正系数vk见切削手册表 1.28,即 Mvk=1.44,svk=0.8,kvk=1.04,krvk=0.81,Bvk=0.97。所以 vxxvc35.015.02.05.0460342x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns=Wd1000cv=x1006.1581000504r/min 按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 504r/min相近的机床转速为 480r/min及600r/min。现选取wn=480r/min。所以实际切削速度 v=110r/min/。5)切削工时,按工艺手册表 6.2-1 L=
19、19mm ,1l=2mm,2l=0,tm=fnlw21ll=0.9480219=0.0486(min)其余的车端面和车外圆的切削用量及基本工时的计算与上相似,在此不再累述,工序 III:钻,扩,铰 7 的孔 钻孔 6mm:选择 6mm高速钢锥柄标准麻花钻(见工艺手册表 3.16)0.43/fmm r机(切削表 2.7和工艺表 4.216)15/mincVm查(切削表 2.15)硬度 200217 min/r7.5306x15x1000D1000cVn 按机床选取r/min580机n(工艺表4.25)6 实际切削速度:min/m39.161000580 x6x1000Dn机cV 基本工时:130
20、3.043.0 x5803827f21机机nlllt(工艺表6.25)扩孔8.6mm:选择 6.8mm高速钢锥柄扩孔钻(工艺表3.18)由切削 表 2.10得扩孔钻扩 6.8mm孔时的进给量0.70.8/fmm r,并由工艺表 4.216 取0.72/fmm r机扩孔钻扩孔时的切削速度11()23ccVV钻 由切削表 2.15得14/mincVm钻,故:1111()()1474.7(/min)2323ccVVm钻 min)/m41.22773.1528.9x7.47x1000DV1000nc()(按机床选取168机n 587.3100068x18.6x1000Dn机机cV 基本工时:31415
21、.072.0 x1683827fnllltji21机 铰 7H7孔:选择 7mm高速钢锥柄机用铰刀(工艺表3.117)由切削表2.24得1.01.5/fmm r,0.150.25pamm,48/mincVm 由工艺表 4.216 得1.22/fmm r机 7.2543.1277841000DV1000ncc)(按机床选取min/r168n机 min/m68.110001687机V 基本工时:1854.022.11683827f21机机nlllt 7 工序 IV:半精车 19 外圆及其端面 半精车 19mm外圆柱面 1)切削深度 单边余量为 Z=0.7mm 2)进给量 根据机械加工工艺手册取f=
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