YS239023拐臂加工工艺及夹具设计毕业设计论文.doc
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1、南通纺织职业技术学院毕业设计(论文) YS239023拐臂加工工艺及夹具设计(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)前 言本课题来自于实践,夹具在机械加工中具有重要的作用,它能保证加工精度,提高产品质量,减轻工人的劳动强度,保证安全,提高劳动生产率,能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配。 使用夹具的最根本目的是获得好的经济效益。所以设计夹具也和其它技术工作一样,不仅是一个技术问题,而且是个经济问题。每当设计一套夹具之前,都要进行必要的技术经济分析,使所设计的夹具获得最佳的经济效果。 对设计夹具进行经济技术分析时,应从精度设计和结构设计两方面考虑。精度设计技术分析:一
2、般来说,夹具的精度都应比工件要求的精度高,才能加工出合格的工件。但是盲目的提高夹具精度会造成人力的浪费,所以夹具精度的设计准则是:应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应,不可盲目地提高夹具的精度要求。通过这次毕业设计与学习,使我对制造加工过程有一个总体的、全面的了解与把握,了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况,初步具备对制造系统、制造模式选择决策的能力。能掌握金属切削过程的基本规律,掌握机械加工的基本知识,能选择加工方法与机床、刀具、编程及加工参数,具备制订工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识,初步具备分析解决现场工艺问题的能力。由于能力有限,设计尚有许
3、多不足之处,恳请各位老师给予指导。目 录前 言1目 录2摘 要3第1章 零件结构工艺性分析41.1 零件的作用41.2 零件的结构特点分析41.3 零件的主要加工要求51.4 零件的主要技术要求6第2章 工艺规程设计72.1 零件材料与毛坯的选择,制造形式的确定72.2 制定工艺路线82.2.1 确定各表面的加工方案82.2.2 定位基准的选择82.2.3 拟定工艺路线102.3机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定11第3章 专用夹具设计183.1 设计主旨183.2 夹具设计193.2.1 定位方案及定位元件的选择193.2.2 夹紧方案及夹紧元件设计193.2.3 切削力及夹紧力的计算19
4、3.2.4 定位误差分析203.2.5 夹具装配图21第4章 毕业设计心得体会22致谢23参考文献24摘 要本文在查阅相关的资料和参考文献的基础上,首先对拐臂零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析,明确加工内容和要求,确定加工方案,选择适合的数控机床、刀具和切削参数,设计适合拐臂加工工序的专用夹具。最终根据拐臂的加工工艺和工艺装备加工出符合生产要求的合格零件。通过本次毕业设计,了解和掌握了机械加工工艺及夹具设计的一般步骤和方法,了解生产过程中出现的实际问题,通过解决这些问题,提高了自己分析问题解决问题的能力。 关键词 拐臂 工艺 铣夹具 第 25 页 共 25 页南通纺织职业技术
5、学院毕业设计(论文) YS239023拐臂加工工艺及夹具设计第1章 零件结构工艺性分析 图1拐臂零件图1.1 零件的作用该零件主要结构由两个拐臂片和轴套组成,上面有两耳朵组成,主要起传递扭矩、转矩的作用。1.2 零件的结构特点分析拐臂在工作中承受转动与扭矩的作用,所以对强度要求比较高。因此,拐臂材料一般采用高强度碳钢和合金钢;该拐臂采用铸钢ZG40Cr。调质处理,硬度为220270HB。分析零件图可知,该零件除了主要工作表面外,其余表面加工精度都比较低,不需要通过高精度的机床加工,只需通过铣削,车削,钻床的粗加工就可以达到加工技术的要求。而主要加工的表面精度在现有的生产技术要求下是可以达到的,
6、操作难度不是太大。由此可见,该零件的工艺性较好。1.3 零件的主要加工要求加工表面尺寸及偏差公差/精度等级表面粗糙度拐臂叉内侧IT1212.5拐臂下端面IT103.2拐臂上根端面IT106.3拐臂圆柱长IT106.3拐臂下端面半孔IT106.3拐臂长IT106.3孔IT86.3孔IT1212.5拐臂下端长IT1212.5加工表面精度要求基准余量拐臂下端面垂直度拐臂孔轴线 1.4 零件的主要技术要求1.未住铸造圆角为R22.去除毛刺飞边3.调质220270HB4.铸件表面的粘砂,夹砂,飞边,毛刺,浇冒口和氧化皮等应清除干净5.镀锌18um,28孔允许镀后加工,并涂油保护第2章 工艺规程设计2.1
7、 零件材料与毛坯的选择,制造形式的确定毛坯制造方法的选择,主要根据生产类型、材料的工艺性(可塑性,可锻性)及零件对材料的组织性能要求,零件的形状及其外形尺寸,毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。该零件的材料为ZG40Cr.因此选用铸造,考虑到该零件的形状复杂,各个加工部位之间的位置都要靠铸造保证,铸造要求比较高,因此选用金属模。由于零件为中批生产,从提高生产效率、保证加工精度上考虑,选用金属模铸也是正确的。确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯图 图2 拐臂毛坯图2.2制定工艺路线2.2.1 确定各表面的加工方案加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案的端面IT1
8、212.5粗车的孔IT1212.5粗车槽IT106.3粗铣半精铣孔IT86.3粗车半精车拐臂下端面IT106.3粗铣半精铣拐臂台阶IT1212.5粗车-精车IT81.6粗车铰15720钭面IT106.3粗铣-精铣拐臂上叉表面IT106.3粗铣半精铣2.2.2 定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理,可以保证加工质量,使零件获得较高的尺寸和位置精度,提高生产效率。否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。因此基准的选择要尽可能正确、合理,这样可以保证加工质量和提高生产率。否则,就会
9、使加工工艺过程中出现许多问题,影响加工质量,造成报废,影响生产的顺利性。选择铸件基准面应符合下列原则1)铸件的基准面应选择在铸件的非加工表面上,以保证铸件的非加工表面,加工表面之间的尺寸精度。如果铸件上有多个非加工表面,应根据简化铸件的铸造工艺和保证铸件加工时定位,夹紧可靠等原则,合理的选择。2)铸件的基准面应尽可能选在铸件的外表面上。如果铸件内腔尺寸精度要求较高时,则基准面应选在由同一个型芯成形的内表面上;3)铸件的内外表面均需要加工时,基准面最好选在加工余量小、尺寸精度高的表面上。这样可避免零件由于加工余量不够、加工精度达不到要求而造成的超差报废。 2.2.2.1 粗基准的选择 粗基准的作
10、用是保证不加工表面和加工表面的位置,并使重要表面加工余量均匀。所以,拐臂零件在粗基准的选择中,一是要尽量保证起主要作用的大孔主轴的加工余量均匀; 二是要使拐臂上不加工面(主要是内腔表面)与主要孔之间的位置误差不要太大。为保证第一点应以重要大孔为粗基准,为保证第二点应以内壁为粗基准,但这样有时会使夹具结构过于复杂。实际加工中常以重要大孔为主要粗基准,同时兼顾内壁表面的位置要求,使矛盾得到统一。按照有关粗基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以不加工表面作为粗基准,要尽可能的选择大而平整的表面作为粗基准,为了保证重要加工余量均匀,应选择重要加工面为粗基准,且粗基准应避免重复使用,在同一尺寸方向
11、上的尺寸不能重复使用,如果工件上每个表面都要加工,则选择余量最小的表面作为粗基准。该零件加工可将加工阶段划分为粗加工,半精加工和精加工。在粗加工阶段,首先将精基准准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求。选择粗基准,要注意表面是否平整,有没有飞边,毛刺或者其他缺陷。我选择的外圆面及零件图左图右叉面,加工孔和台阶面。工艺孔(提前加工出来)以及台阶面,孔及叉侧,孔及20槽四个定位基准为粗基准。2.2.2.2精基准的选择精基准加工表面左面右叉面及 外圆车平面保持尺寸,车孔,以孔及台阶面车平面取长78,扩孔,深,孔倒角。以孔及叉侧定位车叉内侧,保持64,切割槽及两斜面。以孔
12、及20槽铣15720钭面,深100.12.2.3 拟定工艺路线机械加工工序的安排应遵循以下原则:(1)基准先行的原则。即先从精基准加工开始,然后再以精基准定位加工其他表面;(2)先粗后精。先粗加工,其次半精加工,最后安排精加工;(3)先面后孔。(4)先主后次。(5)就进不就远。(6)工序集中。现在生产中,拐臂更多的采用工序集中的方式进行加工,尤其是在数控机床或加工中心上,可以针对零件结构充分发挥机床优势,不但保证加工质量而且效率很高。 不论单件小批,还是大批大量都适合采用这种方式。(7)同时,还要安排必要的热处理工序。按照以上的加工原则,制定出以下拐臂加工的工艺方案工序1:铸造毛坯工序2:清理
13、,铣除浇口,要求过渡自然工序3:热处理,T220-270HB工序4:表面喷丸工序5:粗车左图左端面工序6:粗车平面长工序7:精车左图左端面,保持尺寸16工序8:精车平面长工序9:车孔27.9+0.04(工艺尺寸),扩孔37深9.5,孔倒角C1工序10:扩孔38,深2-0.2,孔倒角C1.工序11:车叉内侧41+0.5+0.1保持64工序12:线切割18+02+0.1槽及两斜面工序13:以27.9+0.04孔及20槽定位,铣15720钭面,深100.1。工序14:铣两处越程槽81.5及2C0.5.锐角倒钝工序15:表面镀锌18um。工序16:铰孔28+0.021工序17:锐边倒角,去毛刺。工序1
14、8:终检2.3机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定工序五:粗车的端面(1)确定最大大加工余量:Z=0.1mm,可一次切除,选择CA6140车床,刀具选择YG15车刀,刀杆规格1625mm,= ,= ,=,=0.5 mm。(2)确定进给量:根据27-2,根据CA6140机床的进给量,选用1) 切削速度:查27-23,2) 确定主轴转速:,根据CA6140取机床转速710r/min3) 确定切削速度: (3)工时的计算 根据表5-1(车削加工计算)选择圆环的端面车削,查得相关数据如下:切刀的切入长度见表5-3切刀的超出长度见表5-3附加长度见表5-6进给次数圆环的大径圆环的小径 工序六:粗车平面长
15、78(1)确定最大大加工余量:Z=0.1mm,可一次切除,选择CA6140车床,刀具选择YG15车刀,刀杆规格1625mm,= ,= ,=,=0.5 mm。(2)确定进给量:根据27-2,根据CA6140机床的进给量,选用1) 切削速度:查27-23,2) 确定主轴转速:,根据CA6140取机床转速710r/min确定切削速度:根据表5-1(车削加工计算)选择圆环的端面车削,查得相关数据如下:切刀的切入长度见表5-3切刀的超出长度见表5-3附加长度见表5-6进给次数圆环的大径圆环的小径 工序九:扩孔37深9.5(1)选用37m标准锥柄扩孔钻1) 确定最大大加工余量:Z=9.1mm,可一次切除2
16、) 确定进给量::根据28-10,f=0.18-0.22mm/r,查Z525钻床说明书 ,选用f= 0.22mm/r3) 切削速度:查28-15,4) 确定主轴转速:,根据Z525取机床转速960r/min5) 确定切削速度: 6) 工时的计算r/min(1)选用27.9mm标准高速钢麻花钻1) 确定最大大加工余量:Z=10.5mm,可一次切除确定进给量::根据28-10,f=0.25-0.31mm/r,查Z525钻床说明书 ,选用f= 0.28mm/r2) 切削速度:查28-15,3) 确定主轴转速:,根据Z525取机床转速545r/min4) 确定切削速度: 5) 工时的计算r/min工序
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