机械制造技术课程设计-齿条机械加工工艺规程及铣右端面夹具设计.docx

目录I绪论11.1.铳床夹具设计1I.2机床夹具与生产技术准备1I.3机床夹具与工件加工精度和质量21.4课题内容32零件分析42.1 齿条的作用42.2 幅条毛坯制造形式42.3 齿条机械加工余量43工艺规程设计53.1 定位基准的选择53.1.I粗基准的选择53.1.2精基准的选择53 .2制定加工工艺路线64 .3选择切削用量、确定时间定额74铳床夹具设计134.1 选择定位基准134.2 确定夹具的结构以及夹紧机构的方案134.3 设计整体夹具装配图134.4 切削力的计算134.5 定位分析与计算误差144.6 6定向键与对刀装置设计14结论16参考文献171绪论1.1候床夹具设计我设计的夹具为铳右端面的夹具设计，由齿条零件图知，150x120右端面祖糙度取6.3,由图IT所示，刀具选择立铳刀,铳床分为卧式铳床和立式铳床，由图1-1知，机床为立式铳床，铳床型号为X53T。12机床夹具与生产技术准备一个生产单元（工厂或车间等）为生产产品（机器部件或零件）需耍做的生产准备工作主要包括：分析产品的结构和工艺性;制订产品零件的加工工艺（过程卡和工序卡），确定所需要的工艺装备；设计和制造各种工艺装备（包括外购）。前两项工作由工艺专业人员完成，工艺装备人足配合;而第：项工作工艺装备的设计由工艺装备专业人员完成，工艺专业人员配合。有时工艺人员和工装人员在有些关键问题上要多次相互协商，才能使工艺和工装的设计不断完善，更加合理。对于较小的单位，有时工艺和工装的设计工作不分开，但在工作时，协调工艺与工艺装备相互关系也是必不可少的。工艺装备主要包括:机床夹具、刀具和辅具，装配夹具，冲、微、铸模具等。几种机床各种工艺装备的数做见表1-1表1-1几种机床各种工艺装备的数批.工艺袋备种类转塔车床蝶纹车床半自动磨床铸模76120205锻模301515压模264216冲模H1.20096焊接夹具35机械加工夹具714100287机械加工心轴331300217通用组合夹具5263切削刀具350120389溯珏工具24995351辅助工具160110374装配夹具623检蕤夹具1931对主要采用通用机床和专用夹具的生产方式，机床夹具工作量约为生.产工艺准备总工作员的60%-80%,生产准备时间主要取决于设计和制造机床夹具的时间。成批生产时机床夹具设计成本占夹具制造成本的30%,夹具费用占产品总成本的201.3机床夹具与工件加工精度和质量为保证在夹具上加工工件的侦量，在实际工作中有下述处理方法.对一般精度和精度要求不高、形状较简雌的工件，取工件在夹具上的定位误差%为工件工序尺寸（或产品的尺寸）公差T的gg（或更小）即可这时允许定位误差RJ为qT-6>（1-2）式中一一机床加工该尺寸能达到的精度或平均精度。对精度要求高、形状较赁杂的重要工件，应符合下列条件：zzu+u+n1T式中%一工件在夹具中的装夹误差（包括定位和夹紧误差，e1.x=h+G或%=亚+£；）：.,一一机床调整误差（包括夹具在机床上、刀具相对工件或机床的位梵误差等）：m一一与机床精度、工艺系统弹性变形、夹具和刀具磨损、热变形等有关的加工误差。在很多情况下，夹具的装夹误差也是影响加工精度的主要因素，所以提高工件加工精度在一定程度上是靠夹具实现的，夹具应有足够的刚性、夹紧力稳定和可靠，减小加工时的振动，以降低表面粗糙度，提高加工质量。14课题内容1.齿条诜右端面夹具装配图各张，夹具非标零件图I张。2 .工艺过程卡一张。3 .零件图一张。4 .毛坯图张。5 .工序卡一套。6 .设计说明书一份。2零件分析2.1 齿条的作用齿条是种特殊的齿轮，其齿分布于条形体上，分为直齿齿条和斜齿齿条，分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮配对使用。齿条的齿廊为直线，相当于分度圆半径为无穷大的阴柱齿轮。当齿轮与齿条配合使用时，齿轮的每个齿都会与齿条的相应齿槽相啮合，从而实现动力的传递.通过改变齿轮的转速或方向，可以改变齿条的移动速度和方向。这种传动方式具有承载力大、精度较高等优点，几乎可以得到任意长度的形成，可任意拼接，适用于快速精准的定位机构及重负荷形成的CNC机床、加工中心、切割机械、焊接机械、工厂自动化快速移栽机械、工业机器人手臂抓取机构等。2.2 齿条毛坯制造形式齿条零件材料为45钢,密度0=785gcw',大批量生产，模锻件毛坯。2.3 齿条机械加工余量外廓包容体体积V=877.6nn×15()nn×12()nn=157%8(Xiun157968cm,=7.85×15796.8g124(XM.8Sg锻件形状凝杂系数分为4级：简单(S1>0.63-1)：一般(Sz>O32O.63)：较曳杂(S,>0.16-0.32)；复杂(S4O.16)齿条匆杂系数S,0由上计算知，齿条形状笑杂程度一般，机械切削工人实用手册表8-14知,齿条厚度(直径)方向单面余量3.04.0mm:水平方向单面余地2.53.5mm.,在这里齿条厚度方向单面余晶和水平方面单面余量均取3()mm.3工艺规程设计3.1 定位基准的选择为了使齿条整个机械加工工艺过程顺利进行，拟订其机械加工工艺路线时，苜先考虑选择一组或几组精基准来加工零件上各个表面，然后选择把精抽准加工出来的祖基准。基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之二基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。1 .1.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下耍求：I.粗基准的选择应以加工表面为粗基准。H的是为了保证加工面与不加工面的相瓦位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准.以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2 .选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导筑面是其余量要求均匀的重要表面.，因而在加工时选择导轨面作为粗应准,加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去抻较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。3 .应选择加工余量最小的表面作为祖基准。这样可以保证该面有足够的加工余量4 .应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为祖基准，以保证定位准确夹紫可苑。有浇口、冒口、K边、毛剌的表面不宜选作相基准，必要时需经初加工.5 .相基准应避免重笈使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。由粗基准选择原则及齿条零件图知，选择底面、后端面和左端面作为定位粗基准。6 .1.2精基准的选择1 .“基准重合''原则应尽所选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重:合引起的误差。2 .“基准统一''原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。3 .“自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余星小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。4 .“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较密时，可采用“互为基准”方法，反史加工.5 .所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。由精基准选择原则及齿条零件图知，选择后端而、底而和左端面定位。6 .2制定加工工艺路线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。在生产纲领一确定为中批牛产的条件卜;可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽址下降。工序01：锻造工序02：热处理后面硬度为4548HRC工序03：铳顶面工序04：洗底面工序05：铳右端面工序06：铳左端面工序07：铳前端面工序08：诜后端面工序09：钻542孔：铉558沉孔工序10：镯240沉孔;钻230孔工序II：滚齿工序去毛刺工序13：检验至图纸求工序14：包装、入库因为加工余量不大，且表面粗糙Ka6.3,则单边余贵%,=3.0HIm决定每次进给量及切削速度根据立式铳床X53T说明书，其功率为为IOkW,中等系统刚度。根据表查出工=0.25”/齿，则KXXh-11dI(X)OX50×160r/min杷995rmin按机床标准选取"=90r/inin3.计算工时/+A÷1.f=0.5(d-Jd，-；)+(I3)tnn=0.5×(160-1602-1502)+(13)mm=0.5×<16()-55.7)+(1.-3)min=(53.255.2)mm=(3-5)nn,1X,=4nrnfu：的计算公式:fuz向Z=0.25×90×16mnVmin=36Ommmin由机械制造工艺设计简明手册表4.2-37知，工作台的水平进给量fu.=31.511nnin切削加工长度j=877.6mm，走刀次筋=1877,6+54+4315minw2.970min工序08：铳后端面与工序07计究相同工序09：钻542孔：铁558沉孔工步：钻5x642孔确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据Z575立式钻床说明书，主轴进给fi=O.I53.2nmr,根据参考文献Iv表4.273,取/=0.74mm/r主轴速度：主轴转速=22IOI8rmin,根据参考文献N表4.2-12,取t=172rnin量=O.I53.2mmr,根据参考文献IV表4.2T3,取f=O74mmr主轴速度：主抽转速=22IOI8rmin,根据参考文献Iv表4.2-12,取n=12rmin故实际切削速度为V=血凸二="x2'*I'Nm/min*16m/minI(X)O1(X)0切削工时：/=6Omm,1.=-mm=14.5mm.通孔时人=2,走22刀次数i=2则机动工时为Tj='+'拄j=8±"j5±22mjn«1,202nin'nJ172×0.74工步三：钱230孔跑定进给量/：根据参考文献Iv表2-7根据Z575立式钻床说明书，主轴进给量=O1.53.2mmr,根据参考文献IV表4.2T3,Wf=OMrnm”主轴速度：主轴转速"=22101Rrmin,根据参考文献IV表-1.2-12,取/=354rmin故实际切削速度为y=M="炉°*3"m/min33mmin1(X)OI(MX)切削工时：=60nnu4=O.5mm,I2=2nm,走刀次数i=2则机动工时为IAi=1.-1.'-!-'-i=60±°5j2X2nin=1.039ninnuf354x0.34工序II：滚齿1 .刀具选择加工位置为齿条：加工方案为滚齿：刀具为硬质合金滚刀力63,齿数Z=20,模数m=142 .确定