機械畢業(yè)設計57千斤絲杠畢業(yè)設計

濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 畢業(yè)設計任務書 設計題目： 千斤絲杠制造工藝設計 設計要求： 1、編制零件制造工藝規(guī)程。 2、設計一套鏜床夾具，繪制夾具裝配圖及非標準件零件圖。 3、寫出畢業(yè)設計論文：要論述方案選定、參數(shù)選擇、計算過程等。 進度要求： 1-4周 資料調(diào)研，確定題目和設計概況。 5周 完成設計的摘要和前言。 6-15周 完成全部設計。 16-17周 上交設計（論文），指導教師審核，修改設計（論文）。 18周 答辯。 指導教師（簽名）： 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 目錄 摘要 . 3 前言 . 4 1、零件的分析 . 5 1.1零件的作用 . 5 1.2零件分析 . 5 2、工藝規(guī)程設計 . 8 2.1確定毛坯 . 8 2.2基準的選擇 . 8 2.3熱處理 . 8 2.4制訂工藝路線 . 9 2.5確定各工序參數(shù) . 10 3、機械加工工藝過程綜合卡片的填寫 (附錄 ) . 14 3.1零件制造工藝過程卡片（一） . 14 3.2零件制造工藝過程卡片（二） . 14 3.3零件制造工藝過程卡片（三） . 14 4、焊接夾具設計 . 15 4.1設計理由 . 15 4.2焊接夾具的設計原理 . 15 4.3 確定夾具結(jié)構(gòu)方案 . 16 結(jié) 論 . 20 致 謝 . 21 參考文獻 . 22 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3 摘要 本文從零件的分析，工藝規(guī)格設計，及加工過程中專用夾具的設計三個方面，闡述了組焊件千斤絲杠的工藝制造的全過程，尤其在工藝規(guī)程設計中，我們運用 已掌握的機械制造理論及計算公式，確定了毛坯的制造形式，選擇了基準，制定了工藝路線，確定了機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后確定了切削用量及基本工時。 關鍵詞： 工藝路線 加工余量 工序尺寸 切削用量 夾具設計 前言 畢業(yè)設計是在我們學完了大學的全部基礎課、專業(yè)基礎課以及專業(yè)課之后進行的。它是一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。 畢業(yè)設計的主要目的是培養(yǎng)我們綜合運用所掌握的專業(yè)技術理論知識和基本技能來分析和解決工程技術問題的能力，使我們建立正確的工程設計思想。通過畢業(yè)設計 我們把理論與實踐相結(jié)合，初步學會了如何編寫技術文件、正確使用技術資料手冊及相關的工具書，培養(yǎng)了我們嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風，進一步鞏固和提高自己所掌握的基礎知識、基本理論和基本技能，提高了自己的設計、計算、制圖以及計算機繪圖的能力。是從一名學生向一名工程技術人員轉(zhuǎn)變的過渡過程。 本次設計的題目為千斤絲杠零件制造工藝規(guī)程的制訂和鏜床夾具的設計，是理論性、應用性、實踐性、綜合性的設計過程。 本設計得到趙永彪老師的悉心指導，并提出了許多寶貴意見和建議，在此深表謝意。由于實踐經(jīng)驗不足，設計能力有限，設 計中錯誤難免，敬請批評、指正 。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 1 零件的分析 1.1零件的作用 本零件是濟源市工業(yè)園區(qū)華新液壓機械有限公司為三一重工股份有限公司配套加工的外協(xié)件，它用在飛機的起落架以及吊車的支撐架的機構(gòu)中，主要是起到支撐作用。因此，該零件的質(zhì)量及精度在使用中是非常重要的，必須制作出合理的工藝規(guī)程以確保零件的質(zhì)量。 1.2零件分析 該零件是一個組焊件，技術條件要求為：組焊后加工，熱處理調(diào)質(zhì)達到 HB240-280。表面粗糙度最高達到 Ra6.3m ，最低達到 Ra12.5m， 尺寸公差較小，另外有一處位置公差要求，這就需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工過程。本零件用于大批量生產(chǎn)，由于工序比較多，技術要求比較高，工件長度為 570mm，加工長度較長等，根據(jù)該公司現(xiàn)有設備，濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 采用普通機床加工，只有合理的調(diào)配現(xiàn)有設備，選擇正確的工藝路線及采用必要的工藝裝置等，才能達到生產(chǎn)要求。 (1) 連接頭的技術要求分析如下： 1） 同軸孔 120+ - 0.2, 42 和同軸外圓 150+0.7 0 , 140 同軸度 ,表面粗糙度 為 Ra 12.5 m； 2） 與基準孔有垂直度 要求的端面表面粗糙度為 Ra 6.3 m； 3） 121+0.05 0 孔本身尺寸精度不難保證 ,同軸度公差等級 為 8級 ,外圓位置度公差為 0.05 m； 4） 120-0.1 -0.3 孔表面粗糙度 Ra 12.5 m.以保證裝配合理； （ 2）杠體的技術要求分析如下 ： 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 1）梯形螺紋 Tr150 6-7e的軸線與 150+0.2 0 軸線的同軸度為 0.05mm； 2） 150的表面粗糙度為 6.3 m， 143的左右側(cè)面的表面粗糙度為 12.5 m； 3)應保證 160-0.043 -0.108 、 150+0.2 0 、 120+ - 0.2等尺寸在要求的公差范圍之內(nèi)，倒角 2 45；及總長 490mm； 4)零件調(diào)質(zhì)后硬度為 HB240-280； 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8 2 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯 根據(jù)零件圖樣確定杠體毛坯采用 45 號鋼，鋼管 168 28；確定連接頭毛坯采用 45號鋼，圓鋼 140。 2.2基準的選擇 2.2.1 設計基準 該零件圖選擇杠體中心線為設計基準。在技術要求中規(guī)定有對公共中心軸線的同軸度要求、垂直度要求。 164 外圓左端面是工件的軸向主要設計基準，中心軸線是徑向 主要設計基準。 2.2.2 定位基準 (1)粗基準選擇 以端面 76為粗基準，先加工外圓，以求內(nèi)孔表面加工余量均勻。不至產(chǎn)生誤差，所以要按基準先行原則以外圓及端面，為粗基準先加工內(nèi)孔 ,選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。 (2)選擇精基準 為保證加工零件的要求，主要 以內(nèi)圓表面 120 為基準，以 130中心軸線為精基準，這樣在加工 121+0.05 0 16、 100 10、 121+0.1 -0.15 15時，就能作到基準統(tǒng)一、定位穩(wěn)定、操作簡單。 2.2.3 裝配基準 本工件以 143 的右端面作為裝配基準。杠體和連接頭在機床上進行夾緊點焊，最后進行焊接，使它們裝配成一個整體 .。 2.3熱處理 千斤絲杠是由連接頭和杠體組成的 ,它們都是采用 45鋼的。而在它們加工前要經(jīng)過正火處理，以增加它們的切削性能，來消除應力，細化組織，防止產(chǎn)生變形與開裂。接著進行粗加工、調(diào)質(zhì)和精加工。然后需要進行高頻感應加熱淬火和低溫回火，以便提高表面的硬度、耐磨性和疲勞強度；低溫回火的目的是消除應力，防止，磨削加工時產(chǎn)生裂紋。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9 加工后需要 進行保溫處理，可以使工件不宜變形，誤差較小。最后用冷卻液進行處理，為以后使連接頭和杠體的裝配打下基礎。 2.4 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.4.1 連接頭的加 工工序如下 ： 工序一：選擇實心鋼外徑為 140mm的毛坯，在下料機上取 L=100mm 長。 工序二：在 CA6140x1500 車床上夾右端外圓車左端外圓車成 133、車成 121、 42、 100、 8 45、 1.5 45，掉頭夾外圓找正車成 SR80球面。 工序三：檢驗。 2.4.2 杠 體的加工工序如下 ： 工序一：選擇毛皮 168 28管材，在下料機上取 L=500mm長。 工序二：車距左、右端面 100往里車架位見圓， L-60，在左端面車深孔引孔 120+0.2 -0.2 ，L=90。 工序三：深孔鏜：粗、精鏜內(nèi)孔為 120+0.1 -0.1 。 工序四：夾左端內(nèi)孔，右端上中心架，在右端車接頭止口配合尺寸 121+0.05 0 ， L=16。 2.4.3 組焊件的加工工序如下 ： 工序一：鉗工：將焊接件備齊，并清洗干凈。 用自制夾具按焊接圖裝配并點焊牢固。 工序二：焊接：局部預熱按圖要求焊接成型，保證質(zhì)量。 工序三：熱處理：硬質(zhì)為 HB240 280后（ 120內(nèi)孔酸洗干凈） 。 工序四：夾右端 130左端架中心架車端面?？咨?475。車成外圓 167內(nèi)孔倒角 245，調(diào)頭夾外圓上中心架車成 130、焊接尺寸、打 中心孔 A3?？傞L，夾頂車成 150、 143、 Tr150 6-7e各尺寸，調(diào)頭夾外圓找正在 0.05內(nèi)上中心架車成 160+0.1 -0.1 、 160+0.2 0 、倒角、長度。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 工序五：劃 Z3/8位置線。 工序六：鉆孔 Z3/8、 14.4。 工序七：檢驗 。 2.5確定各工序參數(shù) 2.5.1 連接頭的加工工序 工序一：選擇實心鋼外徑為 140mm的毛坯，在下料機上取 100mm長。 確定毛坯長度尺寸：取粗車加工余量為 2mm 取精車加工余量為 1mm 所以，毛坯尺寸長度為： 95 +1 + 2 = 98mm 取為： 100mm 工序二 : 在 CA6140x1500 車床上夾右端外圓車左端外圓車成 133、車成 121、 42、 100、 8 45、 1.5 45，掉頭夾外圓找正車成 SR80球面。如圖示 ： 選用 YG6硬度合金車刀車端面，在萬能機床上加工 42孔，由于采用鉆、擴、鏜的工藝方案，故工序 06 可用鉆擴 擴復合刀具一次加工。而工序 070 精鏜 42 孔，因加工余量小，則選用高速鋼內(nèi)孔車刀。 工序三 ： 檢驗。 2.5.2 杠體的加工工序 工序一：選擇毛皮 168 28管材， 在下料機上取 L=500mm長。 (1)確定毛坯的外圓尺寸： 各工序加工余量：粗車 2mm 精車 1.0mm 總余量： 3mm 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 各工序工序尺寸：粗車前： 165 + 2 =167mm 精車前： 164 + 1 = 165mm 取為 168mm (2)確定毛坯長度尺寸 根據(jù)零件圖樣確定毛坯長度尺寸 Lm為 500mm 工序二：車距左、右端面 100往里車架位見圓， L-60，在左端面車深孔引孔 120+0.2 -0.2 ， L=90。 工步 ：車距左、右端面 100往里車架位見圓。依金屬機械加工工藝手冊可查得： 切削深度 ap取 2mm，進給量 f取 0.2mm/r，切削速度 V取 151mm/min，車床轉(zhuǎn)速 S取 800 r/mim。 工步 ：車左端面車深孔引孔 120+0.2 -0.2 ， L=90。 工序三：深孔鏜：粗、精鏜內(nèi)孔為 120+0.1 -0.1 。 選用高速鋼內(nèi)孔車刀，依金屬機械加工工藝手冊可查得： 切削深度 ap取 0.5mm，進給量 f取 0.1mm/r，切削速度 V取 50mm/min，車床轉(zhuǎn)速 S取 180 r/mim。 工序四：夾左端內(nèi)孔，右端上中心架。 在右端車接頭止口配合尺寸 121+0.05 0 ， L=16。選用 YG6硬度合金車刀，依金屬機械加工工藝手冊可查得： 切削深度 ap取 0.5mm，進給量 f取 0.5mm/r，切削速度 V取 150mm/min，車床轉(zhuǎn)速 S取 800 r/mim。 2.5.3 組焊件的加工工序 工序一：鉗工：將連接頭和杠體兩個焊接件備齊，并清洗干凈。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 用自制夾具按焊接圖裝配并點焊牢固。 工序二：焊接 ，局部預熱按圖要求焊接成型，保證質(zhì)量。如下圖所示： 工序三：熱處理，硬質(zhì)為 HB240-280后（ 120 內(nèi)孔酸洗干凈）。 為了減少零件在熱處理過程中發(fā)生變形與開裂，應整體進行調(diào)質(zhì)處理，使硬質(zhì)達到技術要求。 選擇調(diào)質(zhì)方法來滿足零件的綜合力學性能，得到較好的表面質(zhì)量。為了能達到這種要求，經(jīng)過熱處理冷卻后得到的外圓尺寸為： 167mm；總長為： 495mm 。 工序四：夾右端 130 左端架中心架車端面?？咨?475。車成外圓 167 內(nèi)孔倒角為 2 45，調(diào)頭夾外圓上中心架車成 130、 焊接尺寸、打中心孔。?？傞L，夾頂車成 150、 143、 Tr150 6-7e各尺寸，調(diào)頭夾外圓找正在 0.05內(nèi)上中心架車成 160+0.1 -0.1 、 160+0.2 0 、倒角、長度。 采用四爪卡盤加緊右端 130，選用 YG6硬度合金車刀，依金屬機械加工工藝手冊可查得： 切削深度 ap取 0.5mm，進給量 f取 1.5mm/r，切削速度 V取 200mm/min，車床轉(zhuǎn)速 S取 1000 r/mim。 利用上述參數(shù)，把工件車成 475深，再利用鏜刀在 內(nèi)孔倒角成 2 45。 換用 90 刀 車成 130，調(diào)頭夾外圓車成 160+0.1 -0.1 、 160+0.2 0 。 換用 45 車刀完成倒角。 則： n = 1000Vc/(d) = 1000 165/(3.14 91) = 577r/min 取 n =580 r/min 車 Tr150 6-7e螺紋時應注意：螺紋車刀的左右兩側(cè)刀刃必須是直線；兩刃所夾的刀尖角等于螺紋的牙形角，車刀的徑向前角應是零度；螺紋車刀必須正確安裝；車削梯形螺濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 紋時，一般先用一把寬度等于槽底寬的切削刀將螺紋車至需要深度，然后用形狀與螺紋截面相同的車刀將螺旋車削正確；車螺紋時，還必須根據(jù)絲杠螺距大小， 按走刀箱上銘牌規(guī)定調(diào)整掛輪和走刀箱手柄位置。 工序五：根據(jù)圖樣劃 Z3/8 位置線。 工序六：鉆孔 Z3/8、 14.4。 選用直徑為 12的麻花鉆頭，依金屬機械加工工藝手冊可查得： 切削深度 ap取 0.5mm，進給量 f取 0.1mm/r，切削速度 V取 80mm/min，車床轉(zhuǎn)速 S取 350 r/mim。 工序七 : 檢驗 。 可用千分游標卡尺，內(nèi)徑百分表以及螺紋檢驗卡片，萬能角度尺等工具按圖紙要求進行檢驗，保證合格產(chǎn)品上市。 2.5.4 基本表面各種加工方案的經(jīng)濟精度 根據(jù)表面加工要求及加工方法所達到的經(jīng)濟精度，選 擇主要的表面方法及加工方案如下： 164+0.1 -0.1 外圓柱面 D6 粗車 （ IT12） 半精車（ IT8） 130+0 -0.2外圓柱面 D8 粗車 （ IT12） 半精車（ IT8） 120-0.1 -0.3 內(nèi)孔 D1 鉆孔 （ IT11） 擴孔（ IT10） 粗鏜 （ IT12） 半精鏜（ IT8） 精鏜（ IT7） 42內(nèi)孔 D3 鉆孔（ IT11） 擴孔（ IT10） 粗鏜（ IT12） 半精鏜（ IT8） 精鏜（ IT7） 100內(nèi) 圓柱表面 D2粗鏜（ IT12） 半精鏜（ IT9） 121+0.05 0 為提高定位精度，保證連接頭與千絲杠桿內(nèi)孔精確連接，必須用夾具定位，校正確定在同一軸線上。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 14 3、機械加工工藝過程綜合卡片的填寫 (附錄 ) 3.1零件制造工藝過程卡片（一） 3.2零件制造工藝過程卡片（二） 3.3零件制造工藝過程卡片（三） 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 15 4、焊接夾具設計 4.1設計理由 千斤絲杠連接頭和杠體在粗加工后，要將兩者焊接到一起，進行熱處理，再進行最后的成型加工。因本工件是大批量的生產(chǎn)，為了提高加工效率，并能保證加工精度， 因此，需設計制造專用焊接夾具來保證裝配關系、焊接效率和質(zhì)量。 4.2焊接夾具的設計原理 千斤絲杠為軸類零件，一般都以中心軸線為基準來加工其外表面。焊接夾具就是以千斤絲杠的中心軸線為基準而設計的。 將千斤絲杠150 的部分放到60的 V形槽，（如右圖所示） 使千斤絲杠杠體的軸線與裝夾在機床上的連接頭的軸線重合，用另一部分 V形槽夾緊杠體，使用特制的螺栓固定。如下圖所示： 這樣千斤絲杠和連接頭就被固定兩焊件。用電焊機進行點焊，使工件的位置固定。點焊后，取下工件，按照技術要求進行焊接就可以了。 此焊接 夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，經(jīng)濟實用，定位作用好。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 16 4.3 確定夾具結(jié)構(gòu)方案 4.3.1 確定夾具結(jié)構(gòu) 根據(jù)夾具原理的設計可得：夾具必須加緊杠體，使之在機床上固定，避免松動。為了使連接頭更好的和杠體焊接起來，就設計了兩種形狀的夾具，形狀如下： 4.3.2 夾具非標準件零件圖 1)夾緊蓋零件圖樣如下所示 : 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 17 2)夾緊螺栓零件圖樣如下 : 3)連接鉸鏈零件圖樣如下 : 4.3.3 繪制夾具總 裝圖 1）布置圖面 選擇適當比例，在圖紙上用繪出所設計的工裝簡略圖（圖 4-2），（圖 4-1）各視圖之間要留有足夠的空間以便繪制夾具元件及標注尺寸。 2）繪制定位元件 根據(jù)選好的定位基準面確定定位元件類型、尺寸、結(jié)構(gòu)，將其繪制在相應位置上（圖 4-3）。 3）布置對刀、引導元件根據(jù)確定用于保證刀具和夾具相對位置的對刀元件類型，結(jié)構(gòu)，空間位置，將其視圖繪制在相應位置上。 4）設計夾具裝置輔助支承 根據(jù)所確定的夾緊裝置和輔助支承將其視圖繪制在相應位置上（圖 4-4）。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 18 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 19 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 20 結(jié) 論 制訂機械加工工藝是機械制造企業(yè)工藝技術人員的一項主要工作內(nèi)容。機械加工工藝規(guī)程的制訂與生產(chǎn)實際有著密切的聯(lián)系，它要求工藝規(guī)程制訂者具有一定的 專業(yè)技術理論和 生產(chǎn)實踐知識。 在實際生產(chǎn)中，由于零件的結(jié)構(gòu)形狀、幾何精度、技術條件和生產(chǎn) 批量 等要求不同，一個零件往往要經(jīng)過一定的加工過程才能將其由圖樣變成成品零件。因此，機械加工工藝人員必須從工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和零件的生產(chǎn) 批量 出發(fā)，根據(jù)具體 情況 ，在保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的前 提下，對零件上的各加工表面選擇適宜的加工方法，合理地安排加工順序，科學地擬定加工工藝過程，才能獲得合格的機械零件。作為機電一