座体加工工艺及卡具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 座体是铣床加工的重要组成元件之一，它的制造工艺对铣削加工的尺寸精度有显著的影响。本课题的目的是对铣床的座体的机械制造工艺及夹具设计。在第一部分的制造工艺设计中，主要的工作是座体的毛坯件的铸造，加工工艺路线的设定，机件的工艺查阅和计算，编制主要的工艺文件。 座体的夹具设计是这次课题的重要的部分，也是本次课题的难点分，夹具的设计主要是的定位和夹紧。主要会影响加工元件的尺寸精度和位置精度。在本次课题中主要采用的是不完全定位方式，这种通用的定位方式的夹具的结构比较简单，并且有良好的定位的 稳定性。夹紧机构主要采用螺旋式，这种结构的构成比较简单，自锁性能好，可靠性能高。在确定夹紧方式后绘出主要的零件图和装配图。 关键词 ：铣床；座体；制造工艺；夹具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an of a on of of is In of is of of of is an of is a of is of of is of in of a is of is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 .录 . 绪论 .题背景 .座体的概述 .铣刀的分类 .铣刀的结构和构成 .夹具的现状及发展趋势 .设计的内容及目的 . 座体的机械加工工艺规程设计 .体的工艺分析及生产类型确定 . 座体的工艺分析 . 座体的生产类型 .定毛坯的制造类型 .准的选择 . 粗基准的选择 . 精基准的选择 .件表面加工方法的确定 .艺路线的制定与分析 . 工艺路线的拟定 . 工艺方案的分析与确定 .械加工余量、毛坯工序尺寸的确定 . 孔的加工余量 .面 的加工余量 . 削用量及工时的计算 . 座体专用夹具设计 .具设计的原则和要求 . 夹具设计的要求 . 六点定位原则 .镗夹具的设计 . 确定定位方案 . 设计夹紧机构 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 夹紧力的计算 . 确定镗夹具总体结构和尺寸 . 使用说明 .孔夹具的设计 . 定位基准的选择 . 切削力和夹紧力的计算 . 定位误差分析 . 确定定位方案 . 设计夹紧机构 . 确定钻夹具总体结构和尺寸 . 使用 说明 . 结论与展望 .论 .足之处与展望 .谢 .考文献 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 题背景 体的概述 座体是一种用于大件切削的机床附件，如装在龙门铣床上进行铣削加工。铣刀装在铣刀盘上，铣刀盘通过键与轴连接，当动力通过 V 带传给带轮，经键传到轴，即可带动铣刀盘转动，对零件进行铣削加工。基础件座体，两端由圆锥滚子轴承支撑轴，轴承外测有轴承盖；左边带轮为动力输入端，带轮和轴由键连接，带轮的左侧有销、挡圈、螺钉实现定位和紧固。 现状和发展趋势 一 、铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、 T 形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮乖、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较 复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 二、铣床最早是由美国人 818年创制的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人 862年创制了第一台万能铣床，是为升降台铣床的雏形。 1884年前后出现了龙门铣床。 20世纪 20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成 “进给 或 “快速 的自动转换。 1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是 70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到 应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。 三、随着机械化进程不断加剧，数控编程开始广泛应用与于机床类操作，极大的释放了劳动力。数控编程铣床将逐步取代现在的人工操作。对员工要求也会越来越高，当然带来的效率也越来越高。进入 21世纪，军事技术和民用工业的发展对数控机床的要求越来越高，应用现代设计技术、测量技术、工序集约化、新一代功能部件以及软件技术，使数控机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大地提高。科学技术特别是信息技术的发展迅速，高速高精控制技术、多通道开放式体系结构、多轴控制 技术、智能控制技术、网络化技术、 综合集成，使数控机床技术进入了智能化、网络化、敏捷制造、虚拟制造的更高阶段。 刀的分类 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 圆柱形铣刀 :用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上 ,按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少 ,刀齿强度高 ,容屑空间大 ,适用于粗加工 ;细齿铣刀适用于精加工。 面铣刀 :用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面端面和圆周上均有刀齿也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式 3 种。 立铣 刀 :用于加工沟槽和台阶面等 ,刀齿在圆周和端面上 ,工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时可轴向进给。 三面刃铣刀 :用于加工各种沟槽和台阶面其两侧面和圆周上均有刀齿。 角度铣刀 :用于铣削成一定角度的沟槽 ,有单角和双角铣刀两种。 锯片铣刀 :用于加工深槽和切断工件 ,其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦刀齿两侧有 151的副偏角。此外还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、 T 形槽铣刀和各种成形铣刀等。 刀的结构和构成 分为 4种 ： 整体式 :刀体和刀齿制成一体。 整体焊齿式 :刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成并钎焊在刀体上。 镶齿式 :刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式 ;刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。 可转位式 (见可转位刀具 ):这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。 是由座体、轴、皮带轮、端盖、调整片等五种非标准件和轴承、螺钉、平键、毛毡等四个标准件组成。铣刀装在铣刀盘上，铣刀盘通过键与轴连接，当动 力通过 键传到轴，即可带动铣刀盘转动 ，对零件进行铣削加工。基础件座体，两端由圆锥滚子轴承支撑轴，轴承外测有轴承盖；左边带轮为动力输入端，带轮和轴由键连接，带轮的左侧有销、挡圈、螺钉实现定位和紧固；轴的右边动力输出给铣刀盘，刀盘带动铣刀切削，轴与刀盘由键连接，挡圈、垫圈、螺钉把刀盘与轴紧固住。 具的现状及发展趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，夹具是在产品加工过程中，保持产品零部件和加工工具的相对位置。从而保证了最终产品技术要求中的位置精度。由于不同的工艺过程中使用不同的夹具，各类夹具中以机床夹具发展最早、最成熟、精度要 求最高。在各类夹具中比重最大。夹具可以分为一下几类： 其用途专一而设计而得名。 爪单动卡盘、顶尖，铣床上常用的平口钳、分度头、回转工作台等均属于此类夹具。该夹具由于具有较大的通用性，故得其名。通用夹具一般已经标注化，并由专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。 分装置可以调整，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 以适应不同零件的加工，用于相识零件零件成组加工的夹具，通 常称为成组夹具，与成组夹具相比，可调整夹具的加工对象不很明确。适用范围更广一些。 据零件的加工要求拼装而成。根据零件的加工定位要求的特点，不同的元件的不同组合和联接可构成不同结构和用途的夹具。夹具用完后，元件可以拆卸重复使用。 件安装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件随输送装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。制造系统自动化、集成化、智能化；精密工程；特种加工方法；快速成型制造；传 统加工工艺的改造和革新。机械制造工艺和夹具是人类生产实践中产生并不断发展的。目前机械制造工艺技术向着高精度、高效率、高自动化发展。精密加工精度已经达到亚微米级，而超精密加工精度已经进入 在机械产品的特点是多种类多样、批量小、更新快，生产周期短。这就要求整个加工系统及机械制造工艺技术向着柔性、高效、自动化方向发展。由于成组技术理论的出现和计算机技术的发展，使计算机辅助设计，计算机辅助工艺设计，计算机辅助制造，数控机床设计等在机械制造业中的广泛应用，大大的缩短了机电产品的生产周期，保证了机械产品 的高精度、高质量。机械制造是一门有着悠久历史的科学， 是国家建设和社会发展的支柱之一。机械制造可分为热加工和冷加工，热加工指铸造、塑性加工、表面处理等；在金属工艺学中，冷加工则指在低于再结晶温度下使金属产生塑性变形的加工工艺。一般机械制造多指研究各种机械制造冷加工和方法的学科，其内容是：机械制造的基础理论、机械加工和装配工艺过程设计、工艺装备设计以及各种传统加工方法、特种加工方法、精密加工和超精密加工等；机械制造系统的自动化、柔性化、集成化及智能化。计算机科学、微电子技术、控制技术、传感技术与机电一体化技术 的迅速发展，对机械制造科学的发展产生了深远的影响。由系统论、信息论和控制论形成科学与方法论，从系统中各组成部分之间的相互的关系，相互作用，相互约束的关系来分析对象，这是一种重要的突破，机械制造科学与管理科学的结合更丰富了机械制造科学的内容，出现了质量保证系统等，成为保证产品质量的重要举措。因此，机械制造的发展已经从一个经验、技艺、方法逐步成为一门传统的工程科学。现代夹具正向着一下方向发展： (1) 标准化 (2) 通用化 (3) 精密化：精密分度的多齿盘，高精度三爪自定心卡盘 (4) 高效化：常见的高效化夹 具有自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件的效率可提高五倍。 (5) 柔性化：具有柔性化特点的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用夹具、成组夹具、数控机床夹具等。 设计的内容及目的 本课题设计的主要内容为： 首先运用 件绘制座体零件的零件图和毛坯 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 零件图，根据图纸的技术要求等确定生产类型、切削加工方法、工艺路线的拟定，分析可得改零件的年产量为 5000 件，属于大批量生产。其次，进行工艺分析， 确定毛坯类型和制造方法，座体的材料 为铸铁，拟采用铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序的夹具进行设计并绘制夹具装配图和主要零件图。本课题是在我们完成了大学的基础课程，技术基础课程以及专业课程之后进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性的总复制，也是一次理论联系实际的训练。其目的在于：巩固我们大学里所学的知识，也是对所学知识色综合性的检验；加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料；树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力； 通过对座体的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面都受到了一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 座体的机械加工工艺规程设计 体的工艺分析及生产类型确定 体的工艺分析 从座体的零 件图（图 可以得到座体的零件图结构比较复杂有内孔、螺纹、外部有肋条，并且是平面孔系，要求的加工精度较高。因此在加工过程中主要表面的粗、精加工工序分阶段进行。 加工中先加工平面，可以为孔系加工提供稳定可靠的基准面。在一般壳体件的加工工艺，大多数采用 “一面二销”定位的加工方式。但本座体的加工工艺路线主要以底面及两侧面定位加工的，主要原因由于总成在使用过程中，要进行校正工作，两侧面则提供了很好的测量校准基准面，在组装轴承的过程中，也提供了很好的压合基准面。 在整个加工工艺过程中，对各平面加工采用粗精 铣，由于 80孔系两间距为 255，采用粗、半精镗及倒角复合刀具，选用 300立轴回转工作台旋转两头镗，精镗采用 图 工装设计上省去了镗模架和镗刀杆组合结构。这种方式，夹具结构简单，制造成本低，在使用过程中，省去了抱镗杆的繁重工作及镗套的定期更换工作。螺纹及 11孔系采用三面钻夹具和 500卧轴回转工作台配合使用（附图 在摇臂钻上加工，选用了快换钻套和攻丝夹头的高效的工件辅具，这种工艺方案工序集中，装卸操作方便，并且在一此安装中，可以加工多个平面和孔系，是一种高效、节 省劳动力的工艺方法，由于配合了回转工作台，模具设计制造简单，成本低。在整个工艺布置中，大量采用了回转工作台，使整个工艺路线较短，很多工序上的工装实现了通用性，从整个工艺路线来看，模具的品种较少，通用件多，大大的降低了模具的制造成本及管理维修费用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 体零件图 体的生产类型 从设计的要求可查知 : Q=5000 件 /年， n=1 件 /台，取备品率 =3%；废品率 =1%，由机械制造工艺学【 1】（ 1 N=1+%） （ 1+%）得： N=50001（ 1+3%） （ 1+1%） =5200件 /年 由座体是轻型零件，生产数量在 5000间，查机械制造工艺学表 1知属轻型零件，生产类型为大批生产。 定毛坯的制造类型 确定毛坯的制造形式：由于零件年产量为 5200 件，为大批生产水平，为了提高生产率，保证加工质量所以毛坯采用铸造。由于座体的要求比较高，所以选择铸铁的压力铸造， 较好的耐磨性、可可铸性、可切削性和吸振性所以零件材料选用铸铁，根据金属机械加工工艺设计手册第三章可选牌号为 准的选择 基准是用以确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。对于主轴箱而言，基准就是确定主轴箱上其他 点 、线面位置所依据的那些 点 、线、面。在主轴箱的设计和加工过程中，按照不同要求选择哪些点、线、面作为基准， 是影响零件加工工艺性和表面间尺寸、位置精度的主要因素之一。 基准的选择 箱体零件加工面较多， 粗基准选择时主要考虑各加工面能否分配到合理的加工余量，以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 及加工面与非加工面之间是否具有准确的相互位置关系。箱体零件上一般有一个（或几个）主要的大孔，为了保证孔的加工余量均匀，应用该毛坯孔作为粗 基准。现选 孔和 孔为粗基准。 基准的选择 精基准选择时应该尽量符合 “基准重合原则 ”、 “基准统一原则 ”、 “互为基准原 则 ”、 “自为基准原则 ”、 “便于夹装原则 ”，保证主要加工表面（主轴的支撑孔）的加工余量的均匀，同时定位基面应形状简单、加工方便，以保证定位质量和加紧可靠。 件表面加工方法的确定 本零件的加工表面有孔、面等，材料为 考金属机械制造加工工艺设计手册【 2】表 1 1表 1期加工方法选择如下： （ 1） 底平 面：公差等级为 面粗糙度为 用粗铣 精铣的加工方法 。 （ 2） 80 两端面：面粗糙度为 用粗铣 精铣的加工方法。 （ 3） 20孔 公差等级为 面粗糙度为 用粗镗 、 半精镗 精镗的方法 。 （ 4） 6 41孔等 ：公差等级 、 表面粗糙度为 未注公差等级 ，采用 常规 加工方法。 艺路线的制定与分析 艺路线的拟定 制定工艺路线应当使零件的几何形状， 尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领确定为大批生产的条件下，可以考虑采用组合加工方式 加工，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。 工艺方案一 工序 1 铸造 工序 2 时效 工序 3 粗铣座体底面 工序 4 精铣座体底面 工序 5 粗铣 80 孔两端面 工序 6 精铣 80 孔两端面 工序 7 钻 80 孔 工序 8 粗镗 80 孔 工序 9 精镗 80 孔 工序 10 粗镗 96 孔 工序 11 钻底孔 11，锪沉头孔 22 工序 12 钻螺纹孔 6螺纹 工序 13 去毛刺 工序 14 终检 工艺方案二 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 工序 1 铸造 工序 2 时效 工序 3 粗车、半精车底面 工 序 4 精车底面 工序 5 粗车、半精车 80 孔两端面 工序 6 精车 80 孔两端面 工序 7 粗镗 80 孔 工序 8 精镗 80 孔 工序 9 粗镗 96 孔 工序 10 钻底孔 11 工序 11 铰孔 11，锪沉头孔 22 工序 12 钻螺纹孔 6螺纹 工序 13 去毛刺 工序 14 清洗 工序 15 检验入库 工艺方案 三 工序 1 铸造 工序 2 时效 工序 3 铣 190工序 4 铣 200 13平 面和 190 13定位平面 工序 5 铣 150两端面 工序 6 粗镗 80口倒角 工序 7 分别钻两 端 6端孔口分别倒角，两端分别攻 6 41孔，锪平 42圆平面 工序 8 精镗 80口倒角 工序 9 去毛刺，清洗 工序 10 钻螺纹孔 6螺纹 工序 11 去毛刺 工序 12 清洗 工序 13 检验入库 艺方案的分析与确定 上述 三种 工艺方案的特点在于：方案一是采用铣削加工端面的生产效率较高适用于大批量的生产， 方案二是采用车削的方式加工面的可以保证加工精度但生产效率较方案一低在满足加工精度及生产效率扥两个条件下采用方案一好些。 方 案三在整个加工工艺过程中，对各平面加工采用粗精铣，由于 80孔系两间距为 255，采用粗、半精镗及倒角复合刀具，选用 300立轴回转工作台旋转两头镗，精镗采用 附 图 。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 工装设计上省去了镗模架和镗刀杆组合结构。 这种方式，夹具结构简单， 制造成本低，在使用过程中，省去了抱镗杆的繁重工作及镗套的定期更换工作。螺纹及 11孔系采用三面钻夹具和 500卧轴回转工作台配合使用 （ 附 图 ，在摇臂钻上加工，选用了快换钻套和攻丝夹头的高效的工件辅具，这种工艺方案工序集中， 装卸 操作 方便，并且在一此 安装中，可以加工多个平面和孔系， 是一种高效、节省劳动力的工艺方法，由于配合了回转工作台，模具设计制造简单，成本低。在整个工艺布置中，大量采用了回转工作台，使整个工艺路线较短，很多工序上的工装实现了通用性，从整个工艺路线来看，模具的品种较少，通用件多，大大的降低了模具的制造成本及管理维修费用， 因此最终确定工艺路线如下 ： 工序 1 制造模具 工序 2 造型、浇注 工序 3 铸件清理，人工失效处理，底漆喷涂 工序 4 铸件检验 工序 5 铣 190工序 6 铣 200 13平 面和 190 13定位平面 工序 7 铣 150两端面 工序 8 粗、半精镗 80口倒角 工序 9 分别钻两端 6端孔口分别倒角，两端分别攻 6 41孔，锪平 42圆平面 工序 10 精镗 80口倒角 工序 11 去毛刺，清洗 工序 12 钻螺纹孔 6螺纹 工序 13 检验 工序 14 入库 图 械加工工序附图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 面孔系 机械加工工序附图 械加工余量、毛坯工序尺寸的确定 座体零件的材料为铸铁， 硬度为 200 毛坯的重量约为 6产类 型为大批量生产，采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下（单位： ：由于主轴箱是同轴孔系，孔线较短，而且又是穿通孔。此时镗杆悬伸量小，镗杆轴线产生的挠曲度值适合工件的加工要求， 镗削加工出来的孔能达到图样规定的要求，在这里我们采用支撑镗孔法加工座体的孔系。根据金属机械制造加工工艺设计手册表 3 3定毛坯的轮廓尺寸在 160间，为铸铁的砂型铸造机器造型，公差等级 长度方向偏差为 2 的加 工余量 由于 80 孔的直径大于 30以采用铸造加工，而螺纹孔和底孔小于 30不适合采用铸造加工。由金属机械制造加工工艺设计手册【 2】表 4 表 4表 4以确定孔的加工余量如下： 80 孔： 粗镗加工余量 3粗镗加工余量 镗加工余量 96 孔： 粗镗加工余量 纹孔： 钻削加工余量 加工余量 孔： 钻削加工余量 加工余量 孔加工余量 平面加工余 量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 底面： 粗铣 4铣 80 孔两端面： 粗铣 铣 1 切削用量及工时的计算 工件材料： b=220模 查金属机械制造加工工艺设计手册表 8 8 8序 3 粗铣底面面 （ 1）机床和刀具的选择 机床：根据座体的零件尺寸采用型号为 万能工具铣床刀具：采用材料为 质合金钢的标准面铣刀，参考 择基本尺寸 D=60旋角 =10后角n=15前角 0=12齿 数 Z=10 （ 2）切削深度及进给量的选择 由于底面的加工余量较少，一次走刀可完成切削，故取金属机械制造加工工艺设计手册表 8表 8床的主电机功率为 3齿进给量 取 z 故取 z (3)计算 切削速度削用量简明手册表 30d=60 z= 10 ，z 时，90 m/ n =390r/ 386 mm/ 各修正系数： K=以K00.1(m/n=VKn=19047.1(m/K86m/查 万能工具铣床选取： n=364r/96 mm/0d 0 （ 4）检验机床的功率 根