機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程和銑32孔(52外圓)端面夾具設(shè)計【含CAD圖紙+PDF圖紙+文檔】
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畢業(yè)設(shè)計(論文)機油泵傳動軸支架機械加工工藝及夾具設(shè)計學(xué)生姓名xxx學(xué)院名稱機電工程學(xué)院專業(yè)名稱指導(dǎo)教師xxx xxx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)摘要本次設(shè)計是對機油泵傳動軸支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。機油泵傳動軸支架零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知,保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?;鶞?zhǔn)選擇以機油泵傳動軸支架端面作為粗基準(zhǔn),以上表面作為精基準(zhǔn)。關(guān)鍵詞 機械加工,加工工藝,專用夾具。xxx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)目 錄摘要I1 緒論12機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程設(shè)計22.1機械加工基準(zhǔn)介紹22.2基準(zhǔn)的選擇22.3 制定工藝路線32.4選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具42.4.1設(shè)備的選擇42.4.2刀具量具的選擇62.5加工工序設(shè)計73 夾具設(shè)計103.1定位方案的選定113.2夾具夾緊裝置的確定113.2.1夾緊力的方向和作用點的確定113.2.2夾緊力大小的估算123.3夾緊機構(gòu)及元件的選擇133.4夾具體上排屑措施的確定153.5鉆模的設(shè)計153.5.1鉆套的選定153.5.2鉆模板的設(shè)計164夾具定位方案的分析184.1工件定位自由度分析184.2工件定位精度分析19參 考 文 獻(xiàn)21致謝22111 緒論對工件進行機械加工時,為了保證加工要求,首先要使工件相對于機床有正確的位置,并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此,在進行機械加工前,先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件時,工件相對于道具及機床的位置精度由夾具保證,不受工人技術(shù)水平的影響,使一批工件的加工極度趨于一致,穩(wěn)定的保證工件的加工精度。同時使用夾具裝夾工件方便、快捷,工件不需要劃線找正,可顯著的減少輔助工時,提高勞動生產(chǎn)率;工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性,因此可加大切屑用量,提高勞動生產(chǎn)率;可使用多件、多工位裝夾工件的夾具,并可采用高效夾緊機構(gòu),進一步提高勞動生產(chǎn)率。在批量生產(chǎn)中使用夾具后,由于勞動生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級較低的工人以及廢品率下降等原因,明顯得降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?。每個工件增加的成本時極少的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大,使用夾具所取得的經(jīng)濟效益就愈顯著。2機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1機械加工基準(zhǔn)介紹基準(zhǔn):基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。基準(zhǔn)根據(jù)其功用的不同可分別為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。在工件工序圖中,用來確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn),加工表面與工序基準(zhǔn)之間一般有兩次核對位置要求:一是加工表面對工序基準(zhǔn)的距離要求,即工序尺寸要求;另一次是加工表面對工序基準(zhǔn)的形狀位置要求,如平行度,垂直度等。所以工件定位時,用以確定工件在夾具中位置的表面(或點,線)稱為定位基準(zhǔn),定位基準(zhǔn)的選擇,一般應(yīng)本著基準(zhǔn)重合原則,盡可能選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),工件在定位時,每個工件的夾具中的位置是不確定的,一般是限制工件的六個自由度,分別是指:沿三坐標(biāo)軸的移動自由度,和繞三坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度?;娴倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一,基面選擇正確合理,可以使加工質(zhì)量的到保證,減輕勞動強度,生產(chǎn)效率得到提高。否則,會使加工困難,甚至造成加工零件報廢。2.2基準(zhǔn)的選擇(1) 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇原則:選擇粗基準(zhǔn),主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準(zhǔn),以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。為了方便地加工出精基準(zhǔn),使精基準(zhǔn)面獲得所需加工精度,選擇粗基準(zhǔn),以便于工件的準(zhǔn)確定位。選擇粗基準(zhǔn)的的出發(fā)點是:一要考慮如何合理分配各加工表面的余量;二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置要求,一般應(yīng)按下列原則來選擇:1) 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻,則應(yīng)優(yōu)先選擇該表面為粗基準(zhǔn)。2)若工件每個表面都有加工要求,為了保證各表面都有足夠的加工余量,應(yīng)選擇加工量最少的表面為粗基準(zhǔn)。3)若工件必須保證某個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求,則應(yīng)選擇某個加工面為粗基準(zhǔn)。4)選擇基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整,沒有鑄造飛邊,澆口,冒口或其他缺陷。粗基準(zhǔn)一般只允許使用一次?;谏鲜龅囊蠛涂紤]到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實際情況,粗基準(zhǔn)選用前機體內(nèi)一個較大的非加工面在毛坯圖上已經(jīng)標(biāo)出。(2) 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)選擇原則:選擇精基準(zhǔn)時,應(yīng)從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度,并要達(dá)到使用起來方便可靠。一般應(yīng)按下列原則來選擇:1)基準(zhǔn)重合原則;應(yīng)選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工其他各表面,采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程所產(chǎn)生的誤差,并可使各工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)相同或相似,從而簡化夾具的設(shè)計和制造。3) 自為基準(zhǔn)原則;有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻,應(yīng)選擇加工表面本身來作為定位基準(zhǔn)。4) 互為基準(zhǔn)原則;對于相互位置精度要求高的表面,可以采用互為基準(zhǔn),反復(fù)加工的方法。5) 可靠,方便原則;應(yīng)選擇定位可靠,裝夾方便的表面作為精基準(zhǔn)。本零件是鑄造件,要用毛坯面定位先加工出一個精基準(zhǔn)。然后以精基準(zhǔn)定位,加工零件。精基準(zhǔn)放在工序最前面加工。以上表面毛坯面定位。詳見工藝卡片。2.3 制定工藝路線(1)熱處理工序的安排加工工藝安排熱處理,因為零件精度要求較高HT200要鑄造完成要進行時效處理,防止工件變形。(2)定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇下表面,則由非加工面為定位基準(zhǔn),銑精基準(zhǔn)。精基為上表面,則加工時穩(wěn)定性差一些,加工精度就受到了影響,角向定位也是這樣。因此,擬訂工藝路線方案如下:工序1:清沙,去除非加工表面鑄造積瘤工序2:時效處理,去除內(nèi)應(yīng)力工序3:毛坯面定位,銑上表面,保證尺寸12及72.3+0.1/0工序4:鉆2-8H7(+0.015/0) 沉孔10x90及3-11孔工序5:以底面為基準(zhǔn),粗鏜32孔至31.5工序6:以底面為基準(zhǔn),精鏜31孔至32H7(+0.015/0)工序7:以底面為基準(zhǔn),銑端面,保證30及11尺寸,工件總長度250工序8:檢驗工序9:入庫2.4選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),加工設(shè)備易以通用機床為主,配以專用夾具,工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。2.4.1設(shè)備的選擇1)搖臂鉆床 Z3040X16 主要參數(shù):最大鉆孔孔直徑40 mm主軸中心線至立柱母線距離 最大1600 mm最小350 mm主軸端面至底座工作面距離 最大1250 mm最小350 mm主軸行程315 mm主軸錐孔(莫氏)4# No.主軸軸轉(zhuǎn)速范圍25-2000 r/min主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)16 主軸進給量范圍0.04-3.20 mm/r主軸進給級數(shù)16工作臺尺寸500630 mm主軸箱水平移動距離1250 mm主電機功率3 kw 機床重量3500 kg機床外型尺寸(長寬高)250010702840 mm2)立式銑床 X52K 主要參數(shù):單 位/X52K工作面積 寬*長mm320*1250承載重量kg500T型槽數(shù)目個3T型槽寬度mm18T型槽間距mm70X向(工作臺縱向)手動/機動mm700/680Y向(滑座橫向)手動/機動mm255/240Z向(升降臺垂向)手動/機動mm370/350最大回轉(zhuǎn)角度deg45轉(zhuǎn)速r/min30-1500轉(zhuǎn)速級數(shù)Step18錐孔.ISO7:24 NO.50軸向移動距離mm85主軸端面至工作臺距離最小/最大mm45/415主軸中心線至床身垂直導(dǎo)軌面距離mm350切削進給速度mm/minX,Y:23.5-1180,Z:8-394快速移動進給速度mm/minX,Y:2300,Z:770進給級數(shù)Step18主軸電機功率KW7.5進給電機功率KW1.5機床外形尺寸(長*寬*高)mm2272*1770*2094機床凈重(約)kg28004)立式鉆床 Z5140 主要參數(shù):工作臺尺寸(長X寬)mm450X500 工作臺行程mm300 主軸中心線至導(dǎo)軌面距離mm335 主軸端面至工作臺面距離mm0-750 主電機功率kw3.0 最大鉆孔直徑mm40 最大送刀抗力N16000 主軸最大輸送扭矩N.m350 主軸孔錐度Morse4 主軸變速級數(shù)級12 主軸變速范圍r/min31.5-1400 主軸行程mm250 主軸箱行程mm200 送刀級數(shù)級9 送刀范圍mm/r0.056-1.80 外形尺寸(長X寬X高)mm1080X810X2510 機床重量kg20002.4.2刀具量具的選擇依據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊所選量具公布如下:測量范圍為:0100的深度規(guī)深度規(guī)用于精確測量凹臺和溝槽深度。塞規(guī)具有獨特的導(dǎo)向圓柱體設(shè)計,方便、快、準(zhǔn)。適用于現(xiàn)場測量。測量范圍為1030的內(nèi)槽卡鉗 內(nèi)槽卡鉗適用于測量各種筒形工件、管材內(nèi)徑以及凹槽尺寸。2.5加工工序設(shè)計1. 銑上表面,保證尺寸12及72.3查參考文獻(xiàn)3表2.3-59,得平面加工余量為0.9mm,已知A面總余量為2mm,故粗加工余量=4-0.9=3.1mm。查參考文獻(xiàn)3表2.4-73,取粗銑的每齒進給量為,取精度銑的每轉(zhuǎn)進給量=,粗銑走刀1次,=3.5mm,精銑走刀1次,=1.5mm。查參考文獻(xiàn)3表3.1-74,取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為,取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定銑刀直徑D為40mm,故相應(yīng)的切削速度為:校核機床功率(只校核粗加工工序):切削功率為:=取z=10個齒,則 代入式中得:168102.51=由文獻(xiàn)3表得機床功率為7.5kw,取效率為0.85,則7.50.85=6.375kw6.62kw故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速為,則:帶入公式得:1681015.2kw6.375kw故機床功率足夠。2. 鉆2-8H7(+0.015/0)因8孔不是一次鉆出,故其鉆削余量為=11/2=5.5mm,8孔的精度較高,要分2次加工。參考文獻(xiàn)3表2.4-41,用插入法求得鉆8孔的切削速度v=,由此算出轉(zhuǎn)速為:n=1000v/d=100026.7/3.1411=按機床實際轉(zhuǎn)速取n=,則實際切削速度為:v=3.1411630/1000=參考文獻(xiàn)3表2.4-69,得:=9.8142.7(N)M=9.810.021(Nm)分別求出鉆8孔和M如下:=9.8142.7111=2427NM=9.810.0211=15.63Nm它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm,故機床剛度足夠。3以底面為基準(zhǔn),粗鏜32孔至31.5取粗鏜的每齒進給量為,粗鏜走刀1次,=3.5mm 查參考文獻(xiàn)3表3.1-74,取粗鏜的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定鏜刀直徑D為19mm,故相應(yīng)的切削速度為:4以底面為基準(zhǔn),精鏜31孔至32H7(+0.015/0)取精鏜的每齒進給量為,粗鏜走刀1次,=1.5mm 查參考文獻(xiàn)3表3.1-74,取精鏜的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定鏜刀直徑D為19mm,故相應(yīng)的切削速度為:5. 以底面為基準(zhǔn),銑端面,保證30及11尺寸,工件總長度1250取進給量為f=0.7mm/r,則v=25.4m/minn=622.2按機床實際轉(zhuǎn)速取n=650則實際切削速度為: v=3.1413650/1000=26.53參考文獻(xiàn)3表2.4-41,得: =98.142.7kF(N)M=9.810.021kM(Nm)分別求出11的和M如下: =98.142.7131=2616N M=9.810.0211=16.73Nm它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm,故機床剛度足夠。參 考 文 獻(xiàn)1 李旦等,機床專用夾具圖冊,哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005。2 孫已德,機床夾具圖冊,北京:機械工業(yè)出版社,1984。3 何玉林,機械制圖,重慶:重慶大學(xué)出版社,20001983。4 機械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實用叢書編委會,形狀和位置公差,北京:中國計劃出版社,2004。5 淘濟賢等,機床夾具設(shè)計,北京:機械工業(yè)出版社,1986。6 李洪,機械加工工藝師手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1990。7 機械設(shè)計手冊編委會,機械設(shè)計手冊卷4,北京:機械工業(yè)出版社,1998。8 東北重型機械學(xué)院,機床夾具設(shè)計手冊,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979。9 賀光誼等,畫法幾何及機械制圖,重慶:重慶大學(xué)出版社,1994。10 丁駿一,典型零件制造工藝,北京:機械工業(yè)出版社,1989。11 孫麗媛,機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo),北京:冶金工業(yè)出版社,2002。12 東北重型機械學(xué)院等,機床夾具設(shè)計手冊,上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1979。13 孟少龍,機械加工工藝手冊第1卷,北京:機械工業(yè)出版社,1991。14 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組,金屬機械加工工藝人員手冊,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979。16 馬賢智,機械加工余量與公差手冊,北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1994。17 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1984。18 周永強,高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo),北京:中國建材工業(yè)出版社,2002。致謝經(jīng)過將近三個月的忙碌,我基本上完成了機油泵傳動軸機械加工工藝以及夾具設(shè)計。在這整個設(shè)計的過程中我遇到了許多的問題,但是通過查找資料、和同組的同學(xué)一起探討、請教指導(dǎo)老師來解決了這些問題。從這次設(shè)計當(dāng)中我不但把以前學(xué)習(xí)到的知識運用上來了,還學(xué)習(xí)了一些我們以前沒有學(xué)到的,可以說是即學(xué)即用。這對于即將走上工作崗位的我來說是一個很好的鍛煉,因為參加工作之后還有很多的東西要學(xué),我們就應(yīng)該具有這種即學(xué)即用的能力??偟膩碚f,通過畢業(yè)設(shè)計,我學(xué)到了很多知識,也深刻體會到畢業(yè)設(shè)計這一課在整個大學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中的重要性。在這次設(shè)計當(dāng)中,我得到了指導(dǎo)老師xxx教授的悉心指導(dǎo),老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段,都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。可以說,沒有老師的悉心指導(dǎo)和幫助,我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計的。另外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。因此,在這里我衷心地感謝明老師。同時也謝謝和我一組的成員。
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