机械制造技术课程设计-滤油器体工艺及钻φ38孔夹具设计(全套图纸).doc
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1、XXXX 大学大学 题目题目:滤油器体工艺及钻滤油器体工艺及钻 38 孔夹具设计孔夹具设计 系系 别别 机电信息系 专专 业:业:机械设计制造及其自动化 班班 级:级: 学学 生:生: 学学 号:号: 指导教师:指导教师: XXXX 2011 年 05 月 I 滤油器体工艺及钻滤油器体工艺及钻 38 孔夹具设计孔夹具设计 摘摘 要要 目的:机床夹具是重要的机械制造工艺设备。开发机床夹具的标准零部件图 库,可在一定程度上减少夹具设计,使用者的工作量,在机械设计中利用计算机 技术,实现组合夹具的计算机辅助设计和计算,可是设计人员把更多的时间投入 到创造性工作中去以达到缩短产品开发周期的目的。 内容
2、:机床夹具的标准件绘制可采用 Pro/ENGINEER 和 CAD 软件,其中 Pro/ENGINEER 通过定义特征来创建零件,而 CAD 可用来表达二维工程图和装 配图。根据工件结构形状及所选夹具制定相关的加工工序。 结论:了解加工所用的设备、辅助工具中和设计夹具有关的技术性能、规 格和工具车间的技术水平。必要时需要了解同类工件的加工方法和所用夹具的 情况。 关键词:关键词:机床夹具;CAD 软件;Pro/ENGINEER;二维工程图 全套图纸,加全套图纸,加 153893706 II Angle type bearings box parts fixture Abstract Objec
3、tive: to the machine tools fixture is important mechanical manufacturing process equipment. Development of the machine tools fixture gallery, can be in standard parts to a certain extent, reduce fixture design, user outputs in mechanical design, using computer technology to realize in computer aided
4、 modular fixture design and calculating, but designers put more time into creative work in order to achieve the purpose of shorten the development cycle. Content: the machine tools fixture can be used in the standard drawing Pro/e and CAD software, including Pro/e by defining features to create part
5、s, and CAD available to express two-dimensional engineering graphics and assembly drawing. According to the workpiece structure shape and the selected fixture and make the relevant processing operations. Conclusion: understand processing equipment, auxiliary tools used and design fixtures related te
6、chnical performance, specifications and tools workshop level of technology. When necessary need to understand the processing method and similar workpiece used the fixture. Key Words: the machine tools fixture; CAD software; Pro/e; Two-dimensional engineering graphics III 主要符号表主要符号表 n 转速 ap 背吃刀量 T 寿命
7、 d 直径 v 切削速度 f 进给量 L 长度 P 功率 t 时间 进给量 IV 目目 录录 摘摘 要要I ABSTRACT.II 主要符号表主要符号表.III 1 绪绪 论论1 2 零件的分析零件的分析4 2.1 零件的作用 .4 2.2 零件的工艺分析 .4 2.3 零件的生产类型 .5 3 工艺规程设计工艺规程设计6 3.1 零件毛坯的设计 .6 3.1.1选择毛坯6 3.1.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定6 3.1.3确定毛坯尺寸6 3.1.4设计毛坯图8 3.2 零件的加工工艺设计 .8 3.2.1定位基准的选择8 3.2.2零件表面加工方法的选择8 3.2.3拟订工艺路线9 3
8、.2.4工序设计11 3.2.5确定切削用量及基本工时13 4 夹具设计夹具设计21 5.1 工件的定位 .21 5.1.1定位方案21 5.1.2夹紧装置21 5.2 定位误差分析 .21 5.3 夹紧力的计算 .22 5.4 对刀装置 .22 5.5 结构特点 .23 5.6 结构 .23 6 总总 结结.24 参参 考考 文文 献献25 致致 谢谢26 1 绪 论 1 1 绪绪 论论 改革开放以来,机械工业充分利用国内外两方面的技术资源,有计划地进 行企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量 和水平以及经济效益有了很大的提高,为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动
9、国民经济的发展起了重要作用。 夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具 与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和 趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化, 它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作 及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为 夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺 装备。 随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求, 使多品种,中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋 势,必然
10、对机床夹具提出更高的要求。 目前,大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式 中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生 产成本,所以,按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求,而气动、液压 夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制 造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统 作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。 夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、 智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通 用、经济方向发展。 a.高精
11、随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度对夹 具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂 直度达到 0.01mm/300mm,平行度高达 0.01mm/500mm。德国 demmeler(戴美 乐)公司制造的 4m 长、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为 0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在 5m 以内;夹具重复安装的定位精 度高达5m;瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m。机床夹具 的精度已提高到微 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 2 米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同
12、行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。 b.高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来 越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、 凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电 控永磁夹具,加紧和松开工件只用 12 秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、 多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机 床工作台上,球锁装夹系
13、统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间, 提高生产效率的作用。 c.模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系 列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。 省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计 为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用 CAD 技术,可建立元件库、典 型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装 夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配 套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组 合夹具分会与华中科技大学合作,正在着
14、手创建夹具专业技术网站,为夹具行 业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务 的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 d.通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹 具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展 性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现 出经济性好。德国 demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品 种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强, 使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用 的价值。具都显得尤为重要,现在,柔性专
15、机、可重新配置的机床及专用加 工中心的组合应用,使得发动机零件的加工变得越来越柔性化,具体情况取 决于每个加工项目的产量配额,使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松 卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省 90%95%的时间,缩小了生产循环周期,从而增加了产量也就意味着降低了 成本。 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 3 综上,根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向,现在的一般加工条件已 不能满足现在的技术要求。所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。 主要体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。这就要求从事这方面 的高科技人才,就我们现在所学的
16、知识还远远不够。所以我们在以后的学习工 作中要多学习这些方面的知识,不断的充实自己,使自己的综合能力不断提高, 从而跟上科技发展的脚步。 2 零件的分析 4 2 零件的分析零件的分析 2.1 零件的作用零件的作用 滤油器体如图 2.1 所示。它位于车床主轴箱上面,主要作用是给主轴箱内 供油及对油液起冲作用,零件的两段有两孔用于油液的进出,零件的中间有一 个48h6 的外圆柱面,用于与主轴箱以基轴制形式联接。 图 2.1 滤油器体零件图 2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 “CA6140 车床滤油器体”的各表面: a.零件的左端面(用于精基准加工其他表面) ; b.螺栓孔 3-9(用于联接车床
17、主轴箱,起固定作用) ; c.中心孔38(用于过滤及缓冲油液) ; d.进出油孔 2-11(用于联接进出油装备,流通油液) ; e.外圆柱面48h6(用于与车床主轴箱联接) 。 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 5 各表面的相互精度要求有: a.外圆柱面48h6 为基轴制联接,尺寸精度为 IT6; b.其他表面无特殊精度要求,除保证其表面粗糙度外,尺寸精度为 IT14。 2.3 零件的生产类型零件的生产类型 零件要求大批量大生产,假设生产量:Qn=10000 件/年;结合生产实际, 备品率和废品率可以取为=5%,=0.5%。由此可得,该零件的生产纲领 年件/10552 0.5%)(
18、1 %)5(110000 ) +)(1 +Qn(1=N 车床滤油器体的质量为 1.1kg,查表可知其属轻型零件,生产类型为中大批 量生产。 3 工艺规程设计 6 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.1 零件毛坯的设计零件毛坯的设计 3.1.1 选择毛坯选择毛坯 根据生产纲领可知,滤油器体属大批量生产,零件形状为非全圆柱体,可 选零件材料为灰口铸铁,毛坯制造选用铸造毛坯,这样毛坯与成品相似,加工 方便,省工省料。为了提高生产率,铸造方法选用砂型铸造,且为机器造型。 3.1.2 毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 a.求最大轮廓尺寸 根据零件图轮廓尺寸,可知,滤油器体最
19、大轮廓尺寸为 102mm。 b.选取公差等级 CT 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁,查参考文献8得,公差等级 CT 范 围是 812 级,取为 10 级。 c.求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级 CT,查表得,公差带相对与基本尺寸对 称分布。 d.求机械加工余量等级 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁,查表得,机械加工余量等级范围是 EG 级,取为 F 级。 、 e.求 RAM(要求的机械加工余量) 对所有的加工表面取同一个数值,由最大轮廓尺寸 102mm,查参考文献9表 2.3-5 得,公差等级机械加工余量等级为 F 级,得 RAM 数值为 1.5mm。 3.1.3
20、确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra1.6m。Ra1.6m 的表面,余量要适当增大。 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 7 分析零件,各加工表面均为 Ra1.6m,因此这些表面的毛坯尺寸只需要 将零件的尺寸加上余量值即可,如图 3.1 所示。 图 3.1 零件毛坯图 零件上孔 3-9 和进出有口尺寸较小,铸成实心;A 面为单侧加工,则 105.3mm 3.6/21.5102 CT/2RMAFR 38 盲孔属内腔加工,根据零件分析,38 深度为 65 不变,径向为 mm7.33 2/6.21.5238 CT/2RMAFR 30 盲孔属内腔,且此孔
21、为非配合孔,用钻床锪出即可,所以30 盲孔铸 成实心。 48h6 外圆柱面的加工,即 mm4.52 2/8.25.1248 CT/2RMAFR 如图 3.1 所示,由于38 孔的深度和三角形台阶肩宽度的余量和 A 面余 量有关,A 面增量 a=105.3-102=3.3mm;所以38 孔的毛坯深度=65+3.3=68.3mm; 三角形台阶肩宽度=34+3.3=37.3mm。 综合上述,确定毛坯加工部分的尺寸,见表 3.1 所示。 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 8 表 3.1 车床滤油器体毛坯(铸件)尺寸。 单位:mm。 项目A 面 38 径向38 轴向48 径向 三角肩宽 公差
22、等级 CT1010101010 加工面基本尺寸10238654834 铸件尺寸公差3.62.6同 A 面2.8同 A 面 机械加工余量等级FF同 A 面F同 A 面 RMA1.51.5同 A 面1.5同 A 面 毛坯基本尺寸105.333.768.352.437.3 3.1.4 设计毛坯图设计毛坯图 a.确定圆角半径 外圆角半径 r=1mm; 内圆角半径 R=1mm; 以上所取圆角半径数值能保证各表面的加工余量。 b.确定拔模斜度 本铸件最大尺寸为 h=105.3mm,属 25500mm 的铸件,所以查表,取拔模 斜度为 1:20。 c.确定分型面 由铸件结构分析,选择左端面作为砂模铸造机器造
23、型的分型面。 d.确定毛坯的热处理方式 灰铸铁滤油器体毛坯铸造后应安排人工时效,温度,进行消除 550500 残余应力,从而改善加工性。 3.2 零件的加工工艺设计零件的加工工艺设计 3.2.1 定位基准的选择定位基准的选择 本零件是不规则多孔零件体,其左端面是设计基准(亦是装配基准和测量 基准) ,为了避免由于基准不重合而产生的误差,应选左端面为定位基准,即遵 循“基准重合”的原则。 在加工中还可遵循“互为基准”的原则,重复加工38 孔和48 外圆柱面, 使其中心线重合度较高,减小圆跳动度。 3.2.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工,
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