机械制造技术课程设计.ppt
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1、机械制造技术课件,机械制造技术课程设计,一、课程设计的目的和任务二、课程设计的要求和内容三、课程设计的方法和步骤四、工艺规程设计实例五、专用夹具的设计方法和实例,(1)根据被加工零件的技术要求,运用机械制造技术及相关课程的知识,设计一个中等复杂程度零件的工艺规程。提高分析和解决实际工艺问题的能力和设计编制工艺文件的能力。(2)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,完成某一道工序的夹具设计,提高结构设计能力。,一、课程设计的目的和任务,1、课程设计目的,(3)提高运用手册、规范、图表等技术资料的能力。(4)提高识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。,一、课程设计的目的和任务
2、,1、课程设计目的,(1)拟定某零件的机械加工工艺规程;(2)设计该零件某一工序的专用机床夹具。,2、课程设计任务,(1)绘制毛坯图(毛坯-零件合图)(2)填写机械加工工艺规程卡片(3)绘制夹具装配总图(4)绘制夹具零件图(5)编写课程设计说明书,1.设计要求,二、课程设计的要求和内容,编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程,设计其中一道工序的专用夹具。,2.内容,(1)分析零件图,进行工艺审查(2)选择毛坯制造方式,画毛坯图(零件-毛坯合图)(3)拟定工艺路线(4)机械加工工序设计(5)填写工艺文件,1.机械加工工艺规程设计,三、课程设计的方法和步骤,(1)拟定设计方案,绘制结构草图(2
3、)绘制夹具装配总图(3)绘制夹具零件图,2.夹具设计,(1)任务书(课程设计任务书)(2)目录(课程设计说明书目录)(3)前言(4)零件分析(5)工艺规程设计(6)夹具设计(7)设计心得体会(8)参考文献,设计说明书内容:,3.撰写设计说明书,(1)说明书应概括性地介绍本次设计,对各部分内容做重点说明、分析论证及必要的计算。(2)文内公式、图表、数据等出处,应以 注明参考文献的序号。(3)系统性好,条理清楚,图文并茂,避免抄书。(4)字迹工整,语言简练,文字通顺,图例清晰。,撰写设计说明书要求:,四、工艺规程设计实例,题目:设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工艺规程及钻N 面6孔工序的专用夹具
4、内容:(1)零件一毛坯合图 1张(2)机械加工工艺规程卡片 1套(3)夹具装配总图 1张(4)夹具零件图 1张(5)课程设计说明书 1份原始资料:该零件图样一张;生产纲领为6000件年;每日1班。,课程设计任务书,工艺规程设计步骤,一、零件分析二、确定毛坯、画毛坯零件合图三、拟订零件的机械加工工艺规程,犁刀变速齿轮箱体是旋耕机的一个主要零件。旋耕机通过该零件的安装平面(零件图上的N面与手扶拖拉机变速箱的后部相连,用两圆柱销定位,四个螺栓固定,实现旋耕机的正确联接N面上的4-13mm孔即为螺栓联接孔,2-10F9孔为定位销孔。,一、零件分析,1.零件的作用,犁刀变速齿轮箱体2内有一个空套在犁刀传
5、动轴上的犁刀传动齿轮5,它与变速箱的一倒档齿轮常啮合(图中未画出)。犁刀传动轴8的左端花键上套有啮合套4,通过拨叉可以轴向移动。啮合套4和犁刀传动齿轮5相对的一面都有牙嵌,牙嵌结合时,动力传给犁刀传动轴8。其操作过程通过安装在S30H9孔中的操纵杆3操纵拨叉而得以实现。,1.零件的作用,1一左臂壳体2一犁刀变速齿轮箱体3一操纵杆4一啮合套 5一犁刀传动齿轮 6一轴承7一右臂 壳体8一犁刀传动轴9一链轮,犁刀变速齿轮箱传动示意图,材料HT200,主要加工面有:N面、R面、Q面、2-80H7孔。N面的平面度0.05mm。2-80H7孔的尺寸精度、同轴度0.04mm,与N面的平行度0.07mm,与R
6、及Q面的垂直度0.1mm,以及R相对Q面的平行度0.055mm。2-10F9孔的尺寸精度、两孔距尺寸精度1400.05mm以及1400.05mm对R面的平行度0.06mm。,2.零件的工艺分析,(1)选择毛坯种类 材料为HT200,所以选铸件。人工时效(2)确定毛坯制造方法 年产量为6000件,生产类型大批生产,砂型机器造型。(3)铸件的公差等级CT810级,加工余量MA等级为G。(4)确定各加工表面的总余量(表1)和毛坯的主要尺寸(表2),二、确定毛坯、画毛坯零件合图,1)用双点划线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图,将加工余量(网格线)叠加在各相应被加工表面上,即得毛坯轮廓(粗实线)。
7、2)为表达内部或局部结构等,可画出剖视、剖面和局部视图。对不需要铸出的槽和孔,可不必表示。,(5)绘制毛坯图(零件-毛坯合图)的方法,3)标出毛坯主要尺寸及公差,标出加工余量的名义尺寸。4)铸件应标注分型面和浇铸位置,锻件应标注分模面。5)标明毛坯的技术要求。如毛坯精度、热处理及硬度、铸造圆角、拔模斜度、表面质量要求(不允许有气孔、缩孔、夹砂)等。,毛坯零件合图,模锻齿轮毛坯零件合图,1.选择定位基准2.拟订零件加工工艺路线3.选择各工序加工设备及工艺装备 4.加工工序设计5.填写工艺文件,三、拟订零件的机械加工工艺规程,1.选择定位基准,N面和2-10F9孔既是装配基准,又是设计基准,选为精
8、基准,基准重合原则。其余各面和孔定位都可用“一面两孔”定位基准统一原则。N面面积大,定位稳定,夹紧方案简单、可靠,操作方便便于装夹原则。,(1)精基准的选择,选择箱体上的重要孔(2-80H7)的毛坯孔和箱体内壁作为粗基准。在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔的余量均匀。装入箱体内的旋转零件与箱体内壁有足够的间隙。保证定位准确、夹紧可靠。,(2)粗基准的选择,2.拟订零件加工工艺路线,(1)确定各加工表面的加工方法 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度,确定各表面的加工方法如下:N面:粗车一精铣;R面和Q面:粗铣一精铣;凸台面:粗铣;2-80mm孔:粗镗一精镗;7级9级精度的
9、未铸出孔:钻一扩一铰;螺纹孔:钻孔一攻螺纹。,(2)确定加工顺序 根据先面后孔、先主后次和先粗后精的原则,将N面、R面、Q面及2-80mm孔的粗加工放在前面一精加工放在后面,每一阶段中又首先加工N面,后再镗2-80mm孔。R面及Q面上的8N8孔及4一M12螺纹孔等次要表面放在最后加工。,2.拟订零件加工工艺路线,(3)确定工序集中和分散的程度 N、R面与Q面有较高的平行度要求,2-80mm孔有较高的同轴度要求,故它们的加工宜采用工序集中的原则,即分别在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来,以保证其位置精度。,2.拟订零件加工工艺路线,(4)确定加工工艺方案 初拟加工工艺路线,表3 修改后的工艺路
10、线,表4,2.拟订零件加工工艺路线,由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。,3.选择各工序加工设备及工艺装备,粗铣N面:采用立铣,选择X52K立式铣床。选择直径为200mm的可转位面铣刀;选择专用夹具;选择游标卡尺。,3.选择各工序加工设备及工艺装备,精铣N面:由于定位基准的转换,宜采用卧铣,选择X62W卧式铣床。选择与粗铣相同型号的刀具(到齿数可多些)。采用精铣专用夹具采用游标卡尺、刀口形直尺。,3.选择各工序加工设备及工艺装备,(1)确定各工
11、序加工余量及工序尺寸及公差(2)确定各工序切削用量(3)计算各工序的工时定额,4.加工工序设计,(1)填写工艺过程卡片(或工艺卡片),如附表1所示。(2)填写工序卡片,如附表2所示。,5.填写工艺文件,1.工序图应当按照适当的比例放大或缩小;不牵涉的部位可以省略,用最少的视图表达清楚;2.加工部位用粗实线绘制,非加工部位一律用细实线绘制;3.用专用符号表示定位基准面与夹紧位置;4.标注本工序完成以后要保证的加工精度;5.标注本工序完成以后要保证的表面粗糙度。,工序图的绘制方法:,工序图,1、对专用夹具的基本要求2、专用夹具设计步骤3、夹具总图尺寸、公差和技术要求的标注4、夹具体的设计5、夹具设
12、计实例,五、专用夹具的设计方法和实例,1、对专用夹具的基本要求,(1)稳定地保证工件的加工精度(2)提高生产效率(3)工艺性好(4)使用性好(5)经济性好,1)应分析零件的结构特点,材料、生产规模和本工序加工的技术要求及与前后工序的联系。2)了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格。3)了解工具车间的技术水平。4)了解同类工件的加工方法和所用夹具的情况,作为设计时的参考。,2、专用夹具设计步骤,(1)明确设计任务与收集设计原始资料,1)确定工件定位方案,设计定位装置。2)确定工件夹紧方案,设计夹紧装置。3)确定其它装置及元件的结构形式如:定向、导向、分度、对刀装置等。4)确定
13、夹具体的结构形式和夹具在机床上的安装方式。5)绘制夹具草图,最好考虑几种方案经过分析比较,从中选出合理的方案。,(2)拟定夹具结构方案,绘制夹具草图,工件精度要求高时,应进行加工精度分析。夹紧力设计中可考虑几种方案。分析比较合理的方案。,(3)进行必要的分析计算,征求意见,经审查,可对夹具作进一步的改进。,(4)审查方案与改进设计,按国家制图标准绘制,尽可能采用比例1:1,主视图按夹具面对操作者的方向绘制。被加工零件用双点画线表示。夹紧机构应处于“夹紧”位置上,总图应把夹具的工作原理,各种装置的结构极其相互关系表达清楚。,(5)绘制夹具装配图,绘制夹具装配图的要求:,(1)用双点画线将工件的外
14、轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图合适的位置上,并显示出加工余量,在总图上工件可看作透明体。(2)依次按工件的位置绘制出定位、夹紧及其它装置或元件的具体结构,然后画出夹具体,形成一个夹具整体。(3)标注必要的尺寸,公差和技术要求。(4)绘制夹具明细表及标题栏。,绘制装配图的顺序:,夹具总图应标注的尺寸1-钻套2-衬套3-钻模板4-开口垫圈5-螺母6-定位心轴7-夹具体,3、夹具总图尺寸、公差和技术要求的标注,图J1,1)最大轮廓尺寸A 若有活动部分,则应标出最大活动范围或标出铣床夹具铣刀及杆用点画线画出。2)影响定位精度的大小的尺寸B和公差 指工件与定位元件及定位元件之间的尺寸、
15、公差。3)影响对刀和导向精度的尺寸C和公差 指刀具与对刀或导向件之间的尺寸公差。,(1)夹具总图上应标注的尺寸和公差,4)影响夹具在机床上安装精度的尺寸E和公差 指夹具安装基面与机床相应配合表面之间的尺寸公差。铣床、刨床夹具上的定向键与工作台T型槽间的配合尺寸。5)其它重要尺寸和公差 一般机械设计中应标注的尺寸,公差。,(1)夹具总图上应标注的尺寸和公差,(2)夹具总图上公差值的确定,j(1/21/5)k。k相应的工件尺寸公差或位置公差。生产批量大,加工精度低时,j取小值。通常取j=1/3k。对直接影响工件加工精度的配合尺寸,在确定了配合性质后,应尽量采用优先配合。工件的加工尺寸未注公差时,k
16、按IT1214;j 按IT9IT11。工件上位置公差未注时,k(911),j(79)。角度未注时k(3010);j(103)。,1)直接影响工件加工精度的夹具公差j,这类尺寸的公差与配合的标注对加工精度无直接影响,在确定配合性质时,应考虑减小其影响,其公差等级可参照“夹具手册”等标注。,夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的总是可作为技术要求用文字写在总图的空白处。如:几个支承钉采用装配后一次磨削达到等高;夹具的平衡;涂漆注意事项;夹具使用时的操作顺序等到,装配应修磨的部位及尺寸等。,3)夹具总图上应标注的技术要求,2)夹具上其它重要尺寸的公差与配合,4、夹具体的设计,夹具体上的重要表面应有适
17、当的尺寸、形状和位置精度。为使夹具尺寸稳定,铸造夹具体应时效处理,焊接和锻造的要退火处理。,(1)对夹具体的要求,1)有适当的精度和尺寸稳定性,夹具体要承受较大的切削力和夹紧力,不产生不允许的变形和振动,壁厚要合适,必要时设置加强肋。铸造夹具体的壁厚一般取l530 mm;焊接夹具体的壁厚为815 mm;肋的厚度取壁厚的0.70.9倍。对于批量制造的大型夹具体,则应作危险断面强度校核和动刚度测试。,2)有足够的强度和刚度,应便于制造、装配、使用和检验,铸造夹具体安装各种元件的表面应铸出35 mm高的凸台,夹具体结构应便于工件的装卸。应合理地设置耳座,以便与工作台连接。(耳座图J2)应具有足够的排
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