调直筒机械加工工艺设计1
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燕山大学 课 程 设 计 说 明 书
题目: “调直筒”机械加工工艺规程及 “钻3×M6深10” 夹具设计
学院(系):机械工程学院机制系 年级专业: 08级机制2 学 号: 080101010127 学生姓名: 吕伟彪 指导教师: 陈锦江 教师职称: 副教授 燕山大学课程设计(论文)任务书 院(系):机械工程学院 基层教学单位:机械制造研究所 学 号 080101010127 学生姓名 吕伟彪 专业(班级) 08机制2
设计题目 “调直筒”机械加工工艺规程及“钻3×M6深10” 夹具设计 设计技 术参数 1.年生产纲领: 批量
2.加工要求:见零件图 设 计 要 求
1.工艺规程必须保证加工质量和生产率要求,合理可行。 2.夹具设计要保证加工精度,并定位合理、夹紧可靠、操作简便; 尽量采用机动夹紧、多件夹紧等。 3.设计图纸及说明书符合规范。
工 作 量
零件图 1张(A3/A4) 毛坯图 1张(A3/A4) 机械加工工艺过程卡片及工序卡片 1套(2张B5) 夹具结构装配图(二维) 1张(A1/A0) 零件模型及夹具装配模型一套(三维) 1张(A1/A0) 课程设计说明书 1份(不少于5千字)
工 作 计 划
第1周 抄画零件图,完成机械加工工艺规程设计及毛坯图。 第2周 进行夹具方案设计及其相关分析计算,草图设计;夹具二维装配图设计。 第3周 基于夹具二维装配图,绘制零件三维图,完成该夹具模型装配,并实现装配过程动态展示。 第4周 完成夹具的虚拟装配,撰写课程设计说明书,制作答辩用的ppt,答辩。
参 考 资 料
《机械制造工艺学课程设计指导书》 《机械制造工艺手册》 《机床夹具设计图册》 《机床夹具设计手册》 《机械零件设计手册》 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2010 年 11 月 29 日目 录 第1章 零件的分析……………………………………………………… 1 1.1 零件的功用及结构分析………………………………………….1 1.2 零件的工艺分析………………………………………………….1 第2章 调直筒零件机械加工工艺规程设计…………………………… 3 2.1 毛坯的选择……………………………………………………….3 2.2 基准的选择…………………………………………………… …3 2.3 工艺路线的拟定………………………………………………….3 2.3.1表面加工方法及加工方案的确定 2.3.2加工顺序的确定 2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的确定…………………………..5 2.5 切削用量及工时定额的确定…………………………………….7 第3章 钻3×M6深10夹具设计…………………………………….. 15 3.1 任务的提出………………………………………………………15 3.2 定位方案及定位装置的设计计算………………………………15 3.2.1定位方案的确定 3.2.2定位元件及装置设计 3.2.3定位误差的分析计算 3.3 对刀或导引元件(装置)设计…………………………………15 3.4 夹紧方案及装置的设计计算……………………………………15 3.4.1夹紧方案的确定 3.4.2夹紧力大小的分析计算 3.4.3夹紧机构及装置设计 3.5 连接元件及夹具体设计………………………………………..18 3.6 夹具操作及维护简要说明……………………………………..18 第4章 夹具虚拟装配……………………………………………...19 4.1 Pro/E三维零件设计及虚拟装配技术………………………….19 4.2夹具主要零件虚拟创建………………………………….….…..20 4.3虚拟装配方法、顺序及零件约束确定………………….……....24 4.4夹具组件虚拟装配及其分解……………. ……………………..24 参考文献……………………………………………………………………25 附录Ⅰ 机械加工工艺过程卡片………………………………………..…25 附录Ⅱ 机械加工工序卡片…………………………..………………..….25 结束语………………………………………………..……..………………25 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 18 页 第 页 1 第一章、零件的分析 1.1 零件的功用及结构分析 题目所给的零件是燕大机械厂生产的钢筋调直剪断机中的调直筒(见附图1),它位于调直剪断机的端部。主要作用是调直筒高速旋转,穿过调直筒的钢筋被调直。
结构分析:Φ45的轴颈用来与轴承配合,Φ25的内孔用来与拉模配合,拉模焊接在内孔中,右轴头通过键与皮带轮连接,使调直筒高速旋转,10个宽24mm的通槽是用来配合调直块的,通过调直块曲线可以调直钢筋。
附图1 1.2 零件的工艺分析
调直筒需要机械加工的有:平面,孔,槽,外圆表面及端面。其中孔包括光孔和螺纹孔,槽包括方通槽、键槽及卡槽。它们之间有一定的位置要求,现分述如下: 1.以两端外圆为基准的68mm的两侧平面。 这两个平面关于A-B轴线对称,对称度为0.1;且两平面垂直于30mm宽槽的中心平面。 2.外圆表面及端面 1).Φ45的外圆表面有三个,包括:一个长46mm的Φ45+0.018 +0.002的外圆表面,表面粗糙度为Ra1.6;一个长95mm的Φ45 0 -0.025的外圆表面,表面粗糙度为Ra1.6;一个长40mm的Φ45+0.018 +0.002的外圆表面,燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 18 页 第 页 2 表面粗糙度为Ra0.8。 2).Φ60的外圆表面有两个,包括:一个长为27mm的Φ60的外圆表面,表面粗糙度为Ra12.5;一个长为25mm的Φ60的外圆表面,表面粗糙度为Ra6.3。 3).端面粗糙度要求有Ra3.2,Ra6.3, Ra12.5。 3.孔的加工包括: 1).在宽68mm侧面的10个Φ8.3的通孔; 2).分别均布在两轴端面的3个M6深为10mm的螺纹孔; 3).从两轴端面均长为32mm的Φ25+0.084 0的内孔和两个Φ22的通孔。 4.槽的加工包括: 1).在宽30mm的长方槽两侧面上的10个宽24+0.4 +0.2的通槽,槽关于A-B轴线对称,对称度为0.2,且两槽距离为40+0.16 0,槽两面的粗糙度要求为Ra6.3。 2).在Φ45 0 -0.025的外圆表面上距离右轴右端面为5mm的宽12mm长40mm的键槽。 3).在距离右轴右端面47mm的外圆表面的Φ42的半径为1.6的卡槽。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书
共 18 页 第 页 3 第二章、调直筒机械加工工艺规程设计 2.1 毛坯的选择 零件材料为45,毛坯的制造形式选为铸件。 2.2 基准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。 1).粗基准的选择。 当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面为粗基准,故以长方槽不加工的两侧面为粗基准。 2).精基准的选择。 考虑精基准重合原则,以两端粗车外圆为精基准。
2.3 工艺路线的拟定 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。 2.3.1加工方法及加工方案的确定 本零件的加工面有外圆,内孔,槽及平面等,材料为Q235,以公差等级和表面粗糙度要求,查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容,其加工方法选择如下。 1).以两端外圆为基准的68mm的两侧平面。 这两侧面有以A-B轴线为基准的对称度要求,为0.1,且垂直于宽30mm槽的中心平面。以两端外圆为基准,划68mm的尺寸加工线,使其关于A-B轴线对称。单件小批量生产可采用刨床粗刨加工即可,中批量生产采用铣床粗铣加工即可(端铣)。 2). Φ45的外圆表面。 三个Φ45的外圆表面的粗糙度分别为Ra1.6、Ra1.6、Ra0.8,其中Φ45 0 -0.025的外圆表面还有同轴度要求,与A-B轴线同轴度为Φ0.02。故粗车之后需半精车再需粗磨加工。 3)Φ60的外圆表面。 两个Φ60的外圆表面的粗糙度分别为Ra12.5、Ra6.3,粗车即可。 4).孔的加工。 a. 宽68mm侧面的10个Φ8.3的通孔没有公差及粗糙度要求,用钻床钻孔即可。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 18 页 第 页 4 b. 均布在两轴端面的3个M6深为10mm的螺纹孔,保证其中心在以两轴中心线为圆心的直径为Φ35mm圆上即可。先钻孔(用钻模)再攻螺纹。 c. 从两轴端面均长为32mm的Φ25+0.084 0的内孔的粗糙度为Ra3.2,先钻中心孔后锪孔再铰孔。 d. 两个Φ22的通孔,没有公差及粗糙度要求,用钻床钻孔即可。 5). 槽的加工。 a.宽30mm的长方槽两侧面上的10个宽24+0.4 +0.2的通槽,槽关于A-B轴线对称,对称度为0.2,且两槽距离为40+0.16 0,槽两面的粗糙度要求为Ra6.3。单间小批量生产采用插床插槽即可,中批量生产采用拉床拉削。 b.宽12mm长40mm的键槽,采用铣床铣键槽即可。 c. Φ42的半径为1.6的卡槽,采用成型车刀车削即可。 2.3.2加工顺序的确定 按照先加工基准面,再加工其他表面的原则,应先加工Φ45的外圆表面。再有先安排粗加工工序,后安排精加工工序的原则和先加工平面后加工孔的原则,该零件加工可按下述工艺路线进行加工。
1).单间小批量生产工艺路线 工序Ⅰ 按图示位置进行组焊(用胎具)。 工序Ⅱ 消除焊接应力,进行退火处理 工序Ⅲ 以长方槽为基准,划两端的中心线,并打样冲眼 工序Ⅳ 按线找正,打两端面的中心孔,A5/GB/T4459.5-1999,达Ra3.2要求 工序Ⅴ 1两顶尖间精车各尺Ra0.8处留磨量0.5-0.6mm,Ra1.6处留磨量0.5-0.6mm
2架中心架,以粗车外圆为基准,车两头,倒角,达Ra3.2要求 工序Ⅵ 以两端外圆为基准,划68尺寸加工线,使68关于A-B轴线对称,两平面垂直于30宽槽中心平面 工序Ⅶ 将两端外圆架在V型铁上,按68尺寸划线找正,用钳口夹紧80尺寸两侧,加工C面,倒角,翻转,以C面为基准找平,加工68尺寸倒角