机械制造设计课程设计-转动套筒加工工艺及铣66两侧面夹具设计.docx

绪论22零件的分析42.1 零件的分析42.2 工艺分析52.2.1 零件图样分析52.2.2 零件工艺分析52.3 毛坯的选择62.3.1 确定毛坯类型及其制造方法62.3.2 估算毛坯的机械加工余量一62.4 绘制毛坯简图63定位基准的选择及工艺路线的确定73.1 选择精基准73.2 粗基准的选择73.3 拟定机械加工工艺路线83.3.1 表面加工方法的确定83.3.2 加工阶段的划分83.3.3 工序的集中与分散_83.3.4 工序顺序的安排8335确定工艺路线93.4 加工设备与量具的选择113.4.1 机床选用113.4.2 选择量具113.5 加工余量及工序尺寸的确定113.5.1 确定安装平面的加工余量及工序尺寸_113.6 确定切削用量及基本工时114专用夹具的设计234.1 夹具的设计思路234.2 夹具的结构原理234.3 夹具的操作过程25参考文献251绪论根据对目前行业的分析可知，占据75%份额的加工生产是非标的。故而，旧的技术理念就需要被迫淘汰，用崭新的理念取而代之。在选择夹具时，公司应该分析产品的实质特性，由此选择相对应的夹具。目前，专用和通用夹具是机械加工行业的香悖悖，其优秀的适用性让其可以高效的为加工提供帮助。但是对于专业公司而言，夹具需具备专用和可调的特点。不难发现，夹具多样化存在是各公司的通性，只是各自对于夹具功能的要求不同。同时，夹具属于易损件，经过错误使用或是长时间使用，其已经不具备原有的精度，甚至是出现加工出废品。故而，很多大型企业都会及时更换，以免增加废品率。如果不及时更换，企业的加工成本也会相应增加。随着新技术的普及，夹具的新形式也需要被开发，其背负的要求也越来越多。降低生产成本的同时，也能够减少加工时间。对于高精度的机床，其夹具需要符合大部分工件所具备的装夹条件。使用液压装夹或是新时代设备，其夹具的适应性也要符合。故而,在夹具标准化的道路上，需要砥砺前行。发展方向主要有以下几点：(1)高精度科技高速发展下，对于机械设备要求也越来越高。所以加工产品的品质，就由其加工过程中的精度去保证。夹具精度的提高，也就是产品质量的提升。但是高精度的产品，一般都是使用在具备高技术能力的公司。其主要在车床机床行业使用，可满足其精度要求。(2)效率高工件在夹具的加持下，能够快速且精准的完成加工。那么，其加工工时也就会相对应的减少。也就是说，企业的生产率也会得到提升。毕竟企业的发展，需要依靠效率。效率越高，企业的发展越好。故而，夹具要具备高效率性，这也是加工行业对其的基本述求。(3)柔性化简而言之就是，使用非标准件和标准件组合而成的夹具。这类夹具一般称为柔性夹具，其基本特点就是多形式组合。用已设计好的部件，去组合自己想要的部件。然后去完成特定的功能，保证加工需求。此类夹具的适用性也是能够广泛使用的，不同设备抑或是不同规格的产品。它都能够根据一定的组合去满足需求，且依然能够保持加工精度。当然柔性夹具充分具备了通用性好的优势，且其基本结构也偏向简单化。(4)组合夹具元件模块化这一点与柔性化有些出入，但是其相同的地方也比较明显。比如他们都提到要将夹具拆分成各个小件，用小件的组合实现夹具的功能。也就是说要把夹具设计看成标准化的设计，在使用时不再去生产新的部件来组装。同时呢，它可以根据加工的现场情况，快速且方便更换。这将是夹具设计的基准，各类加工需求也基本可以依靠它来解决。而这样的理念可以省时省力，避免非必要劳动力的加入。这是新型的理念，也符合国家节能减排的理念。而最重要的是，模块化设计在构建夹具档案库时会起到至关重要的作用。设计师们会更好且更快的设计出夹具来，且同时可对其进行优化。当然对于初学夹具的人，也是一个很好的基础经验学习。(5)通用性、经济性传统夹具已经不符合现代加工需求了，它需要更新换带。否则企业的经济就会收到影响，效率也会落后别人。当然，最重要的是传统夹具的成本较高，已经不符合市场经济的运行。故而让夹具具备通用性，才能够给企业带来经济效益。生产效率可以得到提升，也就可以减少不必要的损失。(6)标准化企业得经济效益提升需要依靠夹具的标准，减少夹具的重新设计。在加工时，能够快速组合元件以完成产品的加工。这是高效且高精度加工的基础，是国家标准(GBT2148T2259-91)的核心制定。同时标准和通用是相互依存的，两者共同存在才能发挥其应有的价值。2零件的分析2.1零件的分析对机器而言，转动套筒传动部件，可连接设备的轴以及其它转动套筒，让其都处在符合要求的位置上，可对转矩传递，之间将转速改变，让设备完成需要的动作。所以转动套筒质量如何，对于设备工作后的精度，性能以及工作时长均有影响。转动套筒形式多种多样，具体的尺寸、结构根据具体的要求产生变化。不过工艺层面看，雷同点还是非常多的，它的结构特征有：（1）基本上外部形状是一个多面体，并且是封闭型的，组成表面有五个或六个，可有整体式以及组合式两款。（2）有着复杂的结构形状。基本上中间是空心的结构，有着地方还有“隔墙”，转动套筒壁并不厚，且匀称。（3）会有一些平行孔系或者垂直孔系安排在箱壁上。（4）转动套筒上需要生产的面几乎都是平面，还有一些对精度有高要求的轴承支承孔，并且一些紧固孔也需加工，但是对精度并无高要求。本组要求生产转动套筒，零件图如下：MLWld可图2.1二维图在它的作用下，设备和很多零配件可组合在一起，看成整体，互相之间处于合适位置之上，并且运动亦可和谐的展开，中见得较多的零件是：不同款式的设备主轴箱，等。因为每一种有着不一样的功效，形状以及结构天差地别，不过结构依然有些雷同之处。2.2工艺分析2.2.1 零件图样分析1）两对轴承孔的尺寸精度为IT8,表面粗糙度Ra值为1.6um,一对42的孔和一对54的外圆同轴度公差分别为0.018mm、0.11mm,其中对轴承孔轴线的垂直度公差为0.018mm；2）不可有疏松等不好的状况出现在锻件上；3）不需生产的面上要涂摸防锈漆；4）有必要人工时效处理锻件；5）要对转动套筒实验，看是否会有煤油渗漏；6）材料20CrMO。2.2.2零件工艺分析转动套筒的主要技术要求：表2-1转动套筒的主要加工技术要求转动套筒42孔直径：42(+0.04,0)公差：ITll表面粗糙度Ra：1.6m中心距距离：100±0.12公差：ITll特征项目：同轴度公差值：0.018基准：轴线公差：ITn表面粗糙度Ra：1.6m54与42的形位公差特征项目：同轴度公差值：0.11基准：轴线2.3 毛坯的选择2.3.1 确定毛坯类型及其制造方法依据技术需求，用20CrM。做它的原材料，锻造毛坯。锻铁的切削性，成型性表现巨佳，价位还不高，耐磨以及减震的效果都很不错，基本上转动套筒都会用它做原料，这里毛坯是需要锻造加工的。对照所用原料，查附表2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可得出，只要加工量少，零件类型为单，那么造型都用木模，手工操作。2.3.2 估算毛坯的机械加工余量转动套筒造型以木模手工进行，可得精度并不高，且有5000中批的生产量，废品率3%,备品率10%,正常余量值在15mm,在半径处，孔的余量在14mm。为了让加工余量少一些，不管是哪种加工批量，都有必要锻加工预置孔在毛坯上，这个孔必须位于轴承孔的位置上。按照转动套筒毛坯的大小，再加上需生产表面的规格，通过翻查附表6锻件的机械加工余量(按中间等级3级精度查表)就知道，端面的机械加工余量为2,面的机械加工余量为2。每个需要生产的面，他们的机加工余量都用3。从附表9锻件的尺寸偏差里面，转动套筒毛坯的尺寸偏差为±L5o表3是应用查表法得到的小批量手工砂型锻造时转动套筒的毛坯尺寸公差及机械加工余量。2.4 绘制毛坯简图187图2.2毛坯图3定位基准的选择及工艺路线的确定3.1选择精基准分析零件图后，在高度方向上，设计基准采用转动套筒底面或者顶面，从宽度方向上，设计基准采用中心轴线。普通的转动套筒零件的定位用一面两孔，对他们的生产会以装配基准进行，有效确保基准统一。转动套筒对尺寸以及位置精度有要求的孔是54孔和底平面，要求尺寸精度达IT7级、位置精度中有要求的是：54孔对80轴承孔轴线的位置度公差为0.05、要想这些技术要求达标，那么精基准这里用已经生产过的转动套筒外圆面，那么加工中定位基准必然会重合设计基准；在对轴承孔生产时，主要定位基准采用底面，对“基准统一”的要求完全达标，并且也符合“基准重合”，保障轴承孔轴线跟装配基准面尺寸精度达要求。另3.2粗基准的选择粗基准确定中，重点关注怎么让每一个加工面的余量足够，保证不加工面和加工面相互之间的位置、尺寸都和图纸中所要求的一样。大部分转动套筒零件会选择重要孔以及与面距离稍远的孔作为粗基准，确保生产时得到均匀的余量，这个的粗基准采用重要表面孔42,以划线的方式将第一道工序需要生产面的位置确定，最好让每个毛坯面得到余量达标，也就是装夹以划线方式进行，在根据划线去找正，完成生产。3.3 拟定机械加工工艺路线3.3.1 表面加工方法的确定这个需生产的面大致有三种：(1)主要表面：转动套筒的面，54外圆面等。(2)主要孔：42孔。对照零件图，知道每个需要生产面的精度及粗糙度，将每个面的生产方式确定。3.3.2 加工阶段的划分生产中，必须将粗加工、精加工分清楚。的毛坯是一个锻造件，有着偏大的生产余量，并且粗加工时有较多的金属需要切除，所以夹紧力、切削力都不小，产生较多的切削热量。另外粗加工结束之后，产品内应力的布局会有变化，有可能导致产品出现形变，所以，加工精度受到的影响不小。所以一定要将这两种生产分开，便于后期减少形变的出现，尽可能在精加工时完全去除。3.3.3 工序的集中与分散转动套筒因为比较重，规模也较大，所以装夹以及运送零件的次数尽可能少一些。要想让每个需要生产面的位置精度得以保证，装夹一次后尽量对多一些表面生产。安排的工序尽可能集中一些，转动套筒上对位置有着高要求的孔和面，最好在一个工序中安排生产，这样可少装夹一些，尽量让安装误差少一些，方便实现所要求的位置精度。3.3.4 工序顺序的安排1)机械加工工序(1)“先基准后其他”：第一步对精基准对合面生产。(2) “先粗后精”：首先进行粗加工，接着再去精加工。(3) “先主后次”：不管是轴承孔还是主要面，相对于对合面的位置精度较高，在生产平面时，首先去加工对合面，之后在对别的面生产。(4) “先面后孔”：加工时组装先行，之后再镶孔。如若转动套筒的对合面没有按要求加工结束，那么轴承孔的生产不可进行。还有，对轴承孔镇加工时，定位基准当采用底座的底面，所以必须事先生产底面。2)热处理工序转动套筒零件有着繁琐的结构，壁厚均匀度不够，所以锻造后必然出现较高的残余应力。要想将这些残余应力去除，让生产后出现的形变降低，并且保障精度无波动，所以，锻造完成后，必须人工去时效处理。人工时效时：加热到500°C550°C,保温4h6h,冷却速度小于或等于3O°Ch,出炉温度小于或等于200°Co一般的转动套筒，精度中等的，锻造结束后人工时效次数为一次。某些转动套筒零件形状比较繁琐的，或者精度较高的，粗加工结束后，还需人工时效处理一次，那么因为粗加工而出现的残余应力可去除。文中的锻造结束后，人工时效只需一次，粗加工结束后并未再次时效处理,通过粗、进加工之间的间隙实现自然时效。要对转动套筒进行人工时效，加热保温是一个办法，振动时效是另外一种办法，他们都可将参与应力去除。3）辅