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附录硕士论文PAGE6PAGE42毕业设计(论文)类型:毕业设计说明书□毕业论文题目:Y90端盖的加工工艺及夹具设计学生姓名:指导教师:专业:时间:摘要本课题的主要任务是端盖设计,包括零件图、毛坯图、装配图各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用。然后,根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定端盖的工艺路线图,制定该工件的夹紧方案,画出夹具装配图。关键词:端盖夹具

AbstractTheabstractIthisassignmentdesigncontentistheendcoverdesign,includingdetaildrawing,semifinishedmaterialschart,assemblydrawingandjigdetaildrawingeach,Firstwemustbefamiliarwiththecomponentsandunderstanditsfunction.Then,accordingtooncomponentsnatureanddetaildrawingvariousendsurfacesroughnessdeterminationsemifinishedmaterialssizeandweaponprocessingremainder.Finallydrawsuptheendcoverthecraftroadmap,formulatesthisworkpiececlampplan,drawsthejigassemblydrawing.Keywords:coverfixtures

目录摘要 1Abstract 21.端盖零件的用途、技术要求及工艺分析 5端盖的用途 5端盖的技术要求(图见附图1): 5审查端盖的工艺性 6确定端盖的生产类型 62.确定毛坯、绘制毛坯简图 7选择毛坯 72.1.1内圆加工余量的确定 7左端凸起端面的加工余量的确定 72.右端面加工余量的确定 7左端环面加工余量的确定 8左端凸起外圆面加工余量的确定 8其余尺寸的加工 8绘制毛坯图(图2-1) 93.拟定端盖工艺路线 10定位基准的选择 10精基准的选择 10精基准的选择 103.2表面加工方法的确定 10加工工序的安排 12主要加工工序 12辅助加工工序 12确定工艺路线 124.机床设备及工艺设备的选用 14机床设备的选用 14工艺装备的选用 145.切削用量及工时定额的计算 15工序1:粗镗、半精镗φ25内圆 15粗镗孔至φ24.82, 15半精镗孔至φ25 15工序2:粗车左端凸起端面 16工序3:粗铣、半精铣右端面 17粗铣至 17半精铣至 17倒角C1 18钻4×φ9孔 18锪钻φ14孔 19工序4:粗铣左端环面及越程槽 20粗铣左端环面 20粗铣越程槽 20工序5:粗车,半精车凸台外圆 21粗车凸台 21半精车凸台 22工序6:钻φ14孔、及锪φ10孔 22钻φ4孔 22锪φ10孔 246.夹具设计 25提出问题 25设计思想 25夹具设计 25定位分析 25切削力及夹紧力的计算 26夹具操作说明 28确定导向装置 28画出夹具装配图 287.设计体会 298.参考文献 30附件:中英文互译 33

1.端盖零件的用途、技术要求及工艺分析端盖的用途端盖应用广泛,是非常重要的机械零件之一。端盖的一般作用是:(a)轴承外圈的轴向定位;(b)防尘和密封,除本身可以防尘和密封外,也常和密封件配合以达到密封的作用;(c)位于车床电动机和主轴箱之间的端盖,主要起传递扭矩和缓冲吸震的作用,使主轴箱的转动平稳。因此该零件应具有足够的强度、钢度耐磨性和韧性,以适应端盖的工作条件。该零件的主要工作表面为左右端面以及左端面的外圆表面,在设计工艺规程时必须重点考虑。端盖加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、生产成本、使用性能和寿命等。端盖的技术要求(图见附图1):该端盖的各项技术要求如表1-1表1-1加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)端盖左端面75IT11↗B端盖右端面60IT11↗B方形端面115×115IT11↗0.

3B端盖中心孔IT8φ14孔φ14IT10φ10孔IT9φ9孔φ9IT11φ4孔φ4IT11φ75外表面IT9R33弧R33IT11

审查端盖的工艺性该端盖结构简单,形状普通,属一般的盘盖类零件。主要加工表面有端盖左、右端面,方形端面(见附图端盖技术参数图),要求其端面跳动度相对中心轴线满足,其次就是φ25孔及φ10孔,φ25孔的加工端面为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度;另外φ10孔的加工表面虽然在圆周上,但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外,其余的表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见,该零件的加工工艺性较好确定端盖的生产类型依设计题目知:Q=5000件/年,m=1件/年,结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得:N=5000台/年×件/台×(1+3%)×(1+0.5%)端盖重量为,由表1-3知,端盖属轻型零件;由表1-4知,该端盖的生产类型为大批生产。(表查自参考文献8P246页)

2.确定毛坯、绘制毛坯简图选择毛坯端盖在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,毛坯选用铸件即可满足工作要求。该端盖的轮廓尺寸不大,形状亦不是很复杂,故采用砂型铸造。内圆加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/µm半精镗精镗毛坯左端凸起端面的加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/µm半精铣精铣毛坯58右端面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/µm半精铣精铣毛坯58左端环面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/µm粗铣毛坯51左端凸起外圆面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/µm半精车粗车毛坯38其余尺寸的加工4×孔可以直接钻出,再利用锪钻加工孔,孔也可直接钻出,再用锪钻加工孔。绘制毛坯图(图2-1)图2-1毛坯图

3.拟定端盖工艺路线定位基准的选择精基准的选择根据该端盖零件的技术要求,选择端盖右端面和φ25孔作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一”原则。φ25孔的轴线是设计基准,选用其作竟基准定位端盖两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用端盖右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则,因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以精加工后的孔中心轴线为主要的定位精基准。3.2表面加工方法的确定根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如表3-2表3-2加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注φ75端面IT11粗铣-精铣表1-6至表1-8115x115端面IT11粗铣-精铣表1-6至表1-8φ60端面IT11粗铣-精铣表1-6至表1-8φ25孔IT8钻-扩-铰表1-6至表1-8φ10孔IT9钻-铰-精铰表1-6至表1-84xφ9孔IT13钻表1-6至表1-8φ4孔IT13钻表1-6至表1-84xφ14孔IT13钻-扩表1-6至表1-8φ75外圆面IT9粗车-半精车表1-6至表1-8(表查自参考文献7P65)

加工工序的安排主要加工工序(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工基准内圆中心轴线。(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。(3)遵循“先主后次”原则,先加工端盖右端面,后加工端盖左端环面。(4)遵循“先面后孔”原则,先加工端盖端面,再加工端盖的各孔。辅助加工工序由于加工零件为端盖,材料为HT150,主要面进行热处理工序,当加工完主要平面后,可安排一次中检。加工完后,需去除毛刺,在安排清洗和终检工序。3.4确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,列出端盖的工艺路线。表3-4工艺路线及设备、工装的选用

表3-4序号工序名称机床设备刀具量具1粗镗、半精镗内圆卧式镗床高速钢镗刀游标卡尺2粗车左端凸起端面车床CA6140车刀游标卡尺3粗铣、半精铣右端面铣床X51端铣刀游标卡尺4钻4×孔、锪孔钻床Z525麻花钻、锪钻深度游标卡尺5粗铣左端环面铣床X51端铣刀游标卡尺6铣越程槽铣床X51周铣刀深度游标卡尺7粗车、半精车左端凸起外圆车床CA6140外圆车刀游标卡尺8车倒角车床CA6140车刀游标卡尺9钻孔、锪孔钻床Z525麻花钻、锪钻双面游标卡尺10去毛刺钳工台平挫11热处理—端盖圆柱表面淬火、低温回火淬火机12校正钳工台手锤13中检塞规、百分表、卡尺等14清洗清洗机15终检塞规、百分表、卡尺等

4.机床设备及工艺设备的选用机床设备的选用考虑到本文的端盖零件精度要求不是很高,本文采用的机床主要有:卧式镗床、车床CA6140、铣床X51、钻床Z525等。工艺装备的选用根据以上机床设备进行加工时,要选用的工艺装备有车刀、钻头、锪钻、百分表、游标卡尺等。

5.切削用量及工时定额的计算工序1:粗镗、半精镗φ25内圆粗镗孔至φ,2Z=则Z=查参考,确定镗床的切削速度为v=40m/min,f=/min由于卧式镗床主轴转数为无级调数,故以上转数可以作为加工时使用的转数。,,则:=半精镗孔至φ252Z=,Z=f=/rv=40m/min计算切削工时,,则:=工序2:粗车左端凸起端面工件材料:HT150,铸造。加工要求:粗车φ75端面及表面粗糙度值R为。机床:卧式车床CA6140。刀具:刀片材料为YG6确定端面最大加工余量:已知毛坯长度方向单边余量为,加工等级取IT12级,取,v=20m/mind=75mm则,卧式车床CA6140为无级调整,可取,。计算切削工时,则:工序3:粗铣、半精铣右端面铣床:X51铣刀:选用立铣刀d=16mm、齿数Z=5粗铣至-mm参照机械零件加工工艺手册,确定切削速度:v=19m/minf=/r,采用X51立式铣床,根据机床使用说明书,取故实际切削速度为:当时,工作台的每分钟进给量应为L=18mm半精铣至-60mm参照机械零件加工工艺手册,确定切削速度:v=19m/minf=m/r采用X51立式铣床,根据机床使用说明书,取故实际切削速度为:当时,工作台的每分钟进给量应为L=18mm倒角C1采用锪钻。钻4×φ9孔参照机械零件加工工艺手册确定f=/rV=16mm/min所以,根据机床说明书,取;所以实际切削速度为:切削工时,,,则:=锪钻φ14孔参照机械零件加工工艺手册,确定:f=/rv=4m/min所以,根据机床说明书,取;则实际切削削工时,,则:工序4:粗铣左端环面及越程槽粗铣左端环面粗铣左端环面至-51mm参照机械零件加工工艺手册,确定:f=2mm/rv=/mind=115mm取,n=80机床可直接选取则计算工时,,,则:粗铣越程槽参照机械零件加工工艺手册,确定:f=/rV=25m/mind=75mm所以,根据机床说明书,取:则,,,则:工序5:粗车,半精车凸台外圆粗车凸台粗车凸台外圆至77mm参照机械零件加工工艺手册,确定:f=/rv=24d=75mm计算切削工时,,则:半精车凸台半精车凸台外圆至-75mm参照机械零件加工工艺手册,确定:f=/rv=25m/mind=75mm计算切削工时,,则:工序6:钻φ14孔、及锪φ10孔钻φ4孔参照机械零件加工工艺手册,确定:f=/rv=/min=400r/min所以实际切削速度切削工时计算:,,

锪φ10孔根据参考文献9,锪孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2-1/3,故d=10mm按机床选取:所以实际切削速度为:切削工时计算:,,

6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。提出问题(1)怎样限制零件的自由度;一个面限制3个自由度,长圆柱销限制2个自由度,定位销限制1个自由度。(2)怎样夹紧;设计夹具由螺旋夹紧工件。(3)设计的夹具怎样排削;此次加工利用麻花钻和铰刀,排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。(4)怎样使夹具使用合理,便于装卸。设计思想设计必须保证零件的加工精度,保证夹具的操作方便,夹紧可靠,使用安全,有合理的装卸空间,还要注意机构密封和防尘作用,使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对φ14孔进行加工,这个孔尺寸精度要求为IT9,表面粗糙度,钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度。夹具设计定位分析(1)定位基准的选择据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工φ14孔时,采用端盖右端面和φ25孔内圆柱面作为定位基准。(2)定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位,因为该定位元件的定位基准为孔的轴线,所以基准重合△b=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。△j=(TD+Td+△S)/2TD=Td=△S=△j=切削力及夹紧力的计算刀具:的麻花钻,铰刀。①钻孔切削力:查《机床夹具设计手册》P70表3-6,得钻削力计算公式:式中P───钻削力t───钻削深度,12mmS───每转进给量,D───麻花钻直径,ΦmmHB───布氏硬度,140HBS所以=762(N)钻孔的扭矩:式中S───每转进给量,D───麻花钻直径,Φ13HB───布氏硬度,140HBS=8200(N·M)②铰孔时的切削力:查《机床夹具设计手册》P70表3-6,得钻削力计算公式:式中P───切削力t───钻削深度,12mmS───每转进给量,D───铰孔钻直径,Φ14HB───布氏硬度,140HBS所以=73(N)铰孔的扭矩:式中t───钻削深度,12mmS───每转进给量,D───铰刀直径,Φ1HB───布氏硬度,140HBS=600(N·M)③钻孔夹紧力:查《机床夹具设计手册》P70表3-6,查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式:式中φ───螺纹摩擦角───平头螺杆端的直径───工件与夹紧元件之间的摩擦系数───螺杆直径───螺纹升角Q───手柄作用力L───手柄长度则所需夹紧力=766(N)根据手册查得该夹紧力满足要求,故此夹具可以安全工作。夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为:通过φ25孔和侧面为定位基准,在圆柱销、平面和定位销实现完全定位,以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。定位元件:定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计用可换定位销确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工,最终达到工序简图上规定的加工要求,故选用快换钻套作为刀具的导向元件,查9-13(参考文献1).5画出夹具装配图(见附图2)

7.设计体会通过这次课程设计,我更加熟练的掌握了使用机械制图的方法,加深了对机械制造技术基础课程知识的理解。由于时间仓促,设计还有很多不足之处,如:夹具部分不够全面,效率不高等等,都是对工艺基础不熟练,对相关认识缺乏造成的。在实践过程中施老师给了我很大的帮助和鼓励,在今后的学习中我会加强理论与实践的结合,通过不断的摸索来弥补自己在机械制作方面的差距。

8.参考文献[1].王启平主编机床夹具设计(第二版)[M]哈尔滨工业大学出版社2000.[2].秦国华、张卫红主编机床夹具的现代设计方法[M]航空工业出版社2006.[3].杨俊峰主编机床及夹具[M]清华大学出版社2005.[4].秦宝荣主编机床夹具设计[M]中国建材工业出版社1998.[5].崇凯主编机械制造技术基础课程设计指南[M]化学工业出版社2007.[6].陈国香主编机械制造与模具制造工艺学[M]情话大学出版社2006.[7].李彩霞主编机械精度设计与检测技术[M]上海交通大学出版社2006.[8].韩秀琴主编机械加工工艺学[M]东南大学出版社2002.4[9].韩秀琴等主编机械加工工艺基础[M]哈尔滨工业大学出版社2005.[10].孙丽媛机械制造工艺及专用夹具设计指导[M]冶金工业出版社2002.[11].邹青主编机械制造技术基础课程设计指导教程[M]机械工业出版社2004.

附图附图1

附图2附图2

附件:中英文互译HoistCraneUsemodularizationtodesignthecompletemachinedesignproceduresreplacetradition,theidenticalwithuppercranefunctionbasiccomponent,componentandpartaremadefromhavingvarioususe,havetheidenticallinkupkeyelementtocomposeinreplyastandardmoduleinterchangeable,mutualitybybeingunlikeamoduleconstitutes,formthecranebeingunlikethetypeandspecification.Beinprogresstothecraneimprovement,needspecificallyforsomeseveralmodules.Themoduledesigningthenewmodelcrane,needingselectingandusingdiversitycarriesoutcombinationagain.ThemodulechangingChenghavingbatchessuitableproducesthecranemaymakeastickmass-produceforashorttime,highefficiencyspecializationofdifferentpartsofproduction,theenterprisechildbirthorganizerealizationalsomaybecomemoduleadministrationfrommanagementofproduct.Reachtheimprovementcompletemachinefunction,reducecostofmanufacture,improvebeappliedoruseduniversallydegree,usesbecomposedofmanybreeds,manyspecificationseriesofproductsoflessspecificationnumberscomponentandpart,tosatisfytheconsumerneedsufficiently.Thebatchescranesarethatusage,thejobarenotverystrenuousintheoccasionbeingappliedoruseduniversally.Thiskindofcranebatchesbig,arewidelyused,thinkthattheheddleagreeswellwithbeneficialresultconsiderably,requirethatthecranereducesexternalformtothefullfacilitatingstructurehighly,diminishtheself-respectandwheel-pressure,also,maymaketheentirebuildingcomedownhighly,buildstructurelight,reducecostofconstruction.Thethereforeelectricbottlegourdbridgecraneandthedyadicbeamliftingchancehavequickerdevelopment,smalltonnageinmajorpartbeingreplacedtogethersortusebridgecrane.TheGermanyDamagecompanyseveraltensyearsofexploitationandFOAKpasses,serieshavingalreadyformedalightdyadiccombinationstandardcrane.Getweightfortherankworking1-63tons,isA1-A7,pairofbeamswaitfortheentireseriestobebreedcompositionmorebyI-shapedandboxtypeShan,suspensionboxshapeShan,angle-typehandcartboxshapeShanandboxshape.Themainbeamandtheendbeamconnectwithaswellasliftinghandcartarrangementhasthevariouspattern,maybesuitabletotherequestbeingunlikeabuildingandbeingunlikeslingheight.Accordingtoconsumerneed,everykindofspecificationcranehasthreekindsShanspeedandprovidesthespeedregulationchoosingarbitrarily,beingabletoselectandusefrequencyconversionthreekindsofpairquickly.Controlwayhavingfloordoorpropermotiondisplacement,doortofollowhandcartdisplacement,doorfixed,wirelessremotecontrol,driver'scagefixation,driver'scagetofollowsevenkindssuchashandcartdisplacement,driver'scagepropermotiondisplacementtochoose.Thecartandthehandcartcurrentsupplyhavethecablehandcarttoconductelectricity,DVSsystemgrowsway.Choosinganitemmuchlikethis,mayarrangehundredsandthousandsofkindofcraneingroups,satisfydifferentneedofconsumersufficientlybydifferentcombination.Thiscraneanothermaximalmeritislight,theself-respectislight,wheel-pressureislight,externalformthedimensionishighlysmall,mayreduceworkshopbuildingconstructioncostgreatly,maydiminishthecraneoperationpowerandruncostatthesametimealso.Starttocompare,weightwiththegeneralgoodsbeing10t,spans22.5ms,thepairofdyadicbeambridgecranesself-respectbeingappliedoruseduniversallyis24t,abovecranetrackfacehighly1876mms,cranewidth5980mms;Damagecraneself-respecthasonlyhad8.7t,weighthasmadelightof176%,thecranehasreduced104%highlyabovetrackfacefor920mms,cranehasbeen2980mmsinwidth,externalformthedimensiondecreasesby100%.Cranerenewalanddevelopment,dependonelectricdriveandtheimprovementcontrollingtoagreatextent.Themachinerytechnologyandtheelectrontechnologyislookedatandappraisedbeingtiedinwedlock,driveandapplyingadvancedcomputerart,microelectronicstechnology,electricpowerelectrontechnology,opticalcabletechnology,hydraulicpressuretechnology,blurredcontroltechniquetomachinery,realizethecraneautomationandintellectualized.Thenewlarge-scalehigh-effectcranegenerationelectriccontroldevicealreadydevelopsforentireelectrondigitization.Becomposedofentiredigitizationequipmentsuchascontrollingadrivingdevice,mayweavetheprogramcontroller,malfunctiondiagnoseanddatamanagementsystem,digitizecontrollinggivendetectingmainly.Datacommunication,themalfunctioncontrolvaryingvoltagefrequencyconversionspeedregulation,radiofrequencyfromexaminingsupervisorycontrol,slingsforliftingloadsguardingagainstmixingupswaying,laserseeksthecentreofgravitycraningathing,nearfieldinductionguardsagainstthecollisiontechnology,thescenehighway,carrierwavecommunicationandcontrolling,therebeingnothecontactcurrentsupplyandthree-dimensionalbarcodetechnologyandsoonwillbeappliedbroadly.Makeacranehavehigherflexibility,levelproducingapattern,improvingtheautomationofsinglewiththeflexibilitybeingsuitabletomuchlittlebatchbatches.Prioritydevelopsthehigh-performancecenteringonmicroprocessorelectricdrivedevice,makeacranehavegoodspeedregulationcountymovingcharacteristicproperty,maycarryoutautocontrol,automationdisplayandpreciswriterhandling,workingcraneautomationprotectionandautomationdetecting,remotepeculiaroccasionremotecontrolwaits,toadapttotheautomaticproductionneed.Adoptlaseraidtoseekthecentre-of-gravitypositioncraning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