十字頭活塞的鏜側面Φ20銷孔專用夾具設計及加工工藝裝備含4張CAD圖
十字頭活塞的鏜側面20銷孔專用夾具設計及加工工藝裝備含4張CAD圖,十字頭,活塞,側面,20,專用,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,cad
摘要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。十字頭活塞零件的加工工藝設計、工序設計以及鏜側面20銷孔專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析,了解零件的工藝再設計出毛坯的結構,并選擇好零件的加工基準,設計出零件的工藝路線;接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算,關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量;然后進行專用夾具的設計,選擇設計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件;計算出夾具定位時產生的定位誤差,分析夾具結構的合理性與不足之處,并在以后設計中注意改進。 關鍵詞:十字頭活塞;工藝;工序;專用夾具;切削用量AbstractThis design involves the knowledge of machine manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement.There are three parts in the process design, working procedure design of cross head piston parts and the design of special fixture for boring side 20 pin hole. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts; then calculate the size of each process step of the parts, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each process; then carry out the design of the special fixture, and select and design the fixture Each component of the fixture, such as positioning element, clamping element, guiding element, connecting part between the fixture and the machine tool and other parts; calculate the positioning error generated during the fixture positioning, analyze the rationality and shortcomings of the fixture structure, and pay attention to improvement in the later design.Key words: crosshead piston; process; process; special fixture; cutting amount目錄摘要1Abstract21.零件圖工藝性分析41.1零件結構功用分析:41.2零件圖紙分析:41.3主要技術條件:42.毛坯選擇42.1毛坯類型42.2毛坯余量確定43機械工藝路線確定53.1定位基準的選擇:53.2加工順序的安排:53.3加工階段的劃分說明63.4加工工序簡圖64. 鏜側面20銷孔夾具設計14設計體會18參考文獻191.零件圖工藝性分析1.1零件結構功用分析:十字頭零件是機械中常見的一種零件,它的應用范圍很廣。由于它們功用的不同,該類零件的結構和尺寸有著很大的差異,但結構上仍有共同特點:零件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內孔、外圓、端平等表面構成。1.2零件圖紙分析:由零件圖可知,該零件形狀較為復雜、外形尺寸不大,可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個20孔要求較高,它的表面質量直接影響工作狀態(tài),通常對其尺寸要求較高。一般為IT5-IT7。加工時兩20孔的同軸度應該控制在0.01mm。85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置,加工時可以將其加工精度降低,通過裝配來提高精度。1.3主要技術條件:1.孔徑精度:兩20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會造的配合不良,因此對孔的要求較高,其孔的尺寸公差為IT72.主要平面的精度:由于85外圓接影響聯(lián)接時的接觸剛度,并且加工過程中常作為定位基面,則會影響孔的加工精度,因此須規(guī)定其加工要求。2.毛坯選擇2.1毛坯類型 考慮到十字頭工作時的作用,要求材料要有很高的強度,并且該零件結構較為復雜,故選用鑄造毛坯材料為HT200。2.2毛坯余量確定由書機械加工工藝設計資料表1.2-10查得毛坯加工余量為2,毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.4.2.3毛坯零件合圖草圖 3機械工藝路線確定3.1定位基準的選擇:3.1.1精基準的選擇:選擇十字頭底面與兩85外圓作定位基準,因為85外圓柱面 ,及底面是裝配結合面,且十字頭底面又是空間位置的設計基準,故選擇十字頭底面與外圓作定位基準,符合基準重合原則且裝夾誤差小。3.1.2粗基準的選擇:以十字頭上端面和十字頭支撐外圓定位加工出精基準。3.2加工順序的安排: 十字頭零件主要由孔和平面構成與箱體類零件大體相同,加工順序為先面后孔,這樣可以用加工好的平面定位再來加工孔,因為軸承座孔的精度要求較高,加工難度大,先加工好平面,再以平面為精基準加工孔,這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準,同時可以使孔的加工余量較為均勻3.3加工階段的劃分說明加工階段分為:粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。3.4加工工序簡圖1、鑄 鑄造、清理2、熱處理 時效3、粗車85外圓4、粗銑上頂面5、粗,精銑底平面6、鉆、攻4M6螺紋孔7、擴20孔9、銑十字頭10、粗鏜65內孔11、粗鏜、半精鏜、精鏜2-20內孔12、挖2-24環(huán)槽13、精車85外圓14、去毛刺:15、終檢:4.主要工序尺寸及其公差確定85工藝路線基本尺寸工序余量經濟精度工序尺寸鑄90.55.590.51.4粗車873.512.5(IT11)87半精車85.51.56.3(IT9)85.5精車850.51.6(IT7)8520工藝路線基本尺寸工序余量經濟精度工序尺寸鑄146141.4粗鏜1736.3(IT11)17半精鏜19.52.53.2(IT9)19.5精鏜床200.51.6(IT7)200.015.設備及其工藝裝備確定所用的設備有: CA6140、X62W、T618、Z4012、檢驗臺、鉗工臺。夾具有:鏜2-20孔專用夾具、車床專用夾具、鉆2-M6底孔專用夾具、擴20孔專用夾具、刀具有:90度車刀、硬質合金銑刀、平板銼、開式自鎖夾緊鏜刀、5鉆頭、M6絲錐、20鉆頭、圓銼刀量具有:游標卡尺、專用塞規(guī)。6切削用量及工時定額確定粗車、半精車、精車時:(T1=T輔 T2=T機 T3=T工 T4=T休)挖24環(huán)形槽: ap=2由表5.3-1得:f=0.4m/r由表5.3-20得:v=90m/r則n=220x90/40=495 r/mm工時定額: 由表3.3-3得:操作機床時間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測量工件時間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機動時間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.2 min則T總=T1+T2+T基=2.26 min粗車85外圓時: ap=2由表3-1得:f=0.5 m/r由表5.3-20得:v=82 m/r則n=318x82/85=307 m/r工時定額: 由表3.3-3得:操作機床時間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測量工件時間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機動時間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.167 min則T總=T1+T2+T基=0.347 min半精車85外圓時:(車刀刀桿尺寸BXH取16X25)ap=1由表3-1得:f=0.4 m/r由表5.3-20得:v=100 m/r則n=318x100/85=374 m/r工時定額: 由表3.3-3得:操作機床時間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測量工件時間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機動時間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.34 min則T總=T1+T2+T基=0.52 min精車85外圓時:(車刀刀桿尺寸BXH取16X25)ap=0.5 由表3-1得:f=0.3 m/r由表5.3-20得:v=107 m/r則n=318x107/85=400 m/r工時定額: 由表3.3-3得:操作機床時間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測量工件時間為:0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得機動時間為:T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.857 min則T總=T1+T2+T基=1.75 min銑85上頂面時:切削用量:ap=3.5由表6.3-2得:f=0.2 m/r由表6.3-21得:v=120 m/r則n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r工時定額:由表6.4-1得:T2= lw+lf/fxn=1.45 min由表3.3-7得:操作機床時間為:0.83 min由表3.3-8得:測量工件時間為:0.14 minT1=2.27min T3=51min T4= 15minT基=lz/nfap=0.5 min則T總=T1+T2+T基=68.7min:鉆2-M6底孔2-5孔時;切削用量:ap=3.5由表7.3-1得:f=0.36 m/r由表7.3-11得:v=13 m/r則n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r工時定額:T2= lw+lf/fxn=0.1 min由表3.3-9得:裝夾工件時間為0.17min由表3.3-10得:松開卸下工件時間為0.15min由表3.3-12得:測量工件時間為:0.04minT1=0.76 min T3=47 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=62.9min粗銑、半精銑85底平面時; 粗銑時:切削用量:ap=2.5由表6.3-2得:f=0.2 m/r由表6.3-21硬質合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=120 m/r則n=318V/D=763.2m/r工時定額:由表6.4-1得:T2= lw+lf/vf=2.63 min精銑時:切削用量:ap=1由表6.3-2得:f=0.12 m/r由表6.3-21硬質合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=150 m/r則n=318V/D=561m/r工時定額:由表6.4-1得:T2= lw+lf/vf=3.5 min由表3.3-7得:操作時間為0.83min由表3.3-8得:測量工件時間為:0.14minT1=2.27 min T3=51 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=80.53min:粗鏜17內孔、半精鏜、精鏜20內孔時; 粗鏜時:切削用量:ap=3由表8.2-1得:f=0.5 m/r v=80 m/r則n=318V/D=1496.5m/r工時定額:T2= lw+lf/vf=0.03 min半精鏜時:切削用量:ap=2.5由表6.3-2得:f=0.2m/r v=100m/r 則n=318V/D=1630.7m/r 工時定額:T2= lw+lf/vf=0.04min精鏜時:切削用量:ap=0.5由表6.3-2得:f=0.15m/r v=80m/r 則n=318V/D=1590m/r 工時定額:T2= lw+lf/vf=0.07min由表3.3-1得:裝夾工件時間為0.42min由表3.3-2得:松開卸下工件時間為0.12min由表3.3-3得:操作機床時間為:0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得:測量工件時間為:0.16minT1=1.34 min T3=56min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=72.62min:攻M6螺紋孔時;切削用量:ap=2.5由表7.3-1得:f=0.27 m/r由表7.3-11得:v=15 m/r則n=318V/5= 318 x15/5=954m/r工時定額:T2= lw+lf/fxn=1.5 min由表3.3-9得:裝夾工件時間為0.04min由表3.3-10得:松開卸下工件時間為0.05min由表3.3-11得:操作機床時間為:0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=62.73min:擴20孔時;切削用量:ap=2.5由表7.3-1得:f=0.27 m/r由表7.3-11得:v=15 m/r則n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r工時定額:T2= lw+lf/fxn=1min由表3.3-9得:裝夾工件時間為0.04min由表3.3-10得:松開卸下工件時間為0.05min由表3.3-11得:操作機床時間為:0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min則T總=T1+T2+T基=62.63min4. 鏜側面20銷孔夾具設計 鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體,支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機床上也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上,加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具,除具有定位元件、加緊機構和夾具體等基本部分外,還有引導刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣,鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標位置,布置在一個或幾個專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此,鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。根據(jù)基準面重合的原則,選定底面定位基準,限制三個自由度,工序孔限制三個自由度,實現(xiàn)定位。由于定位基準是經過加工過的光平面,故定位元件等用夾具體把兩個定位元件聯(lián)成一體,工件放在上面,使重力與加緊方向一致。本夾具屬于單支承前引導的鏜床夾具,本就加以說明介紹。單支承前引導的鏜床夾具,既鏜套位于被加工孔的前方,介于工件與機床主軸之間,主要用于加工D3668820202525323240405050 Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- 2 3 4 5 5 6 8 14計算定位誤差:由于孔定位有旋轉角度誤差a,使加工尺寸產生定位誤差和,應考慮較大值對加工尺寸的影響。兩個方向上的偏轉其值相同。因此,只對一個方向偏轉誤差進行計算。式中中心線與圓柱銷中心線交點至左端面的距離中心線與圓柱銷中心線交點至右端面的距離由于轉角誤差很小,不計工件左右端面的旋轉對定位誤差的影響,故較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一;此方案可取。2定位銷高度的計算 確定定位銷高度時,要注意防止卡住現(xiàn)象,當安裝比較笨重的工件時,不太可能將工件托平后同時裝入定位銷,而是將工件一邊支在夾具支承面上,逐漸套入兩銷。這時,如定位銷高度選擇不當,將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進去。避免產生卡住的最大高度,可按下列計算。定位裝置為一面兩銷,定位銷的最大工作高度為 為了裝卸工件方便,可使圓柱銷低于35mm。結論:通過本次的課程設計,使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習,對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解,本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜鉆夾具的設計與分析,對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。設計體會課程設計是對我們所學課程知識的總結。通過課程設計可以體現(xiàn)出我們在校期間的學習程度。從而對我們所學專業(yè)知識做出有力判斷。從我們拿到零件圖紙的第一天開始,我們的老師就詳細給我們講了設計的步驟,還安排了輔導時間。為我們圓滿的完成任務奠定了良好的基礎。我們以前所接觸的只是課本上的知識,對機械加工工藝只有側面的了解。但是同過這次設計,我們才全方位的懂得了什么是機械設計,從而更加了解了我們的專業(yè)。剛開始設計的時候,總覺的難度很大,不知道從什么地方下手,對一些設計的步驟根本不知道怎么安排,怎么設計。老師給我們詳細講解了機械設計應注意的條件,讓我們先從分析零件圖開始,然后在得出零件技術要求,在根據(jù)零件的技術要求畫出毛坯和零件合圖。在設計期間,我們第一次接觸了機械加工工藝的設計,對我有了很大提高。遇到不懂的問題時,指導老師們都能細心的幫助我。同學之間雖然每個人的設計課題不一樣,但我們之間還是會經常討論,互相幫助,不緊學會了知識,而且還鍛煉了我們的團隊精神。在這次設計中,要感謝我們的指導老師,他們在設計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設計,一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。參考文獻1張龍勛主編. 機械制造工藝學課程設計知道書及習題. 北京:機械工業(yè)出版社,19992鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京: 機械工業(yè)出版社 2004,8 3 王旭,王積森. 機械設計課程設計M.北京: 機械工業(yè)出版社, 2005:78-921 馬曉春. 我國現(xiàn)代機械制造技術的發(fā)展趨勢J. 森林工程.2002,(3):10-13.2 趙志修. 機械制造工藝學M. 北京:機械工業(yè)出版社,11005:4-5.3 李益民. 機械制造工藝設計簡明手冊M. 北京:機械工業(yè)出版社,1994.4 王世敬,溫筠. 現(xiàn)代機械制造技術及其發(fā)展趨勢J. 石油機械.2002,(11):8-10.5 曾愛新. 談機械加工工藝的發(fā)展趨勢J. 職園培地,2002,(8):26-27.6 秦嵩,周偉. 淺談提高機械加工工藝的方法J. 科學時代.2011,(11):22-23.7 王穎. 機械加工工藝規(guī)程及工藝文件J. 科技資訊,2008,(30):44.8 朱耀祥,浦林祥. 機床夾具設計手冊M. 北京:機械工業(yè)出版社,2010:2-39 隋聚艷. 夾具的發(fā)展及其趨勢分析J. 現(xiàn)代商貿工業(yè).2009,(4):20-22.10 張亞明. 機床夾具分類與構成J. 科技資訊.2008,46(5):2-5.11 黃如林,劉新佳,汪群. 切削加工簡明實用手冊M. 化學工業(yè)出版社,2004.12 王先奎,艾興. 機械加工工藝手冊(第1卷)M. 北京:機械工業(yè)出版社,2000:5-71.13 王力. 機械制造工藝學M. 北京:中國人民大學出版社,2001:27-28.14 趙志勇,王麗杰. 機械加工工藝規(guī)程的發(fā)展J. 科技資訊.2009,(6):25-29.15 王先奎,艾興. 機械加工工藝手冊(第2卷)M. 北京:機械工業(yè)出版社,2000.16 孟少農. 機械加工工藝手冊M. 北京:機械工業(yè)出版社,2003. 19
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