定位套加工鉆Φ12孔的專用夾具設(shè)計【定位套筒】【含4張CAD圖紙】

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言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。定位套零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是定位套零件，主要作用是起連接作用。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為45，該材料為45，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。定位套零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。定位套共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)左端的加工表面： 這一組加工表面包括：左端面，75外圓，30內(nèi)圓，倒角鉆孔。這一部份只有端面有1.6的粗糙度要求，粗車后半精車精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2). 右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；50的外圓，粗糙度為1.6；鉆中心孔。粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中，30的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計本定位套假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。該零件材料為45，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鍛造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為45，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件。考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對像定位套這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一工序10 鍛造出毛坯。工序20 毛坯熱處理，時效處理。工序30 粗車右端面，粗車外圓50，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車余量。工序40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓75，注意各外圓留1mm的半精車余量。工序50 半精車右端面，半精車外圓50，半精車各外圓臺階及圓弧圓角，車退刀槽。工序60 掉頭，半精車左端面。工序70 鉆中心孔通孔，先鉆底孔20。工序80 車內(nèi)孔車30到規(guī)定尺寸精度。工序90 鉆孔12工序100磨內(nèi)孔30H8，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序110磨外圓50g6，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序120 鉗去毛刺。工序130 終檢入庫。3.3.2 工藝路線方案二工序10 鍛造出毛坯。工序20 毛坯熱處理，時效處理。工序30 粗車右端面，粗車外圓50，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車余量。工序40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓75，注意各外圓留1mm的半精車余量。工序50 半精車右端面，半精車外圓50，半精車各外圓臺階及圓弧圓角，車退刀槽。工序60 掉頭，半精車左端面。工序70 鉆中心孔通孔，先鉆底孔20。工序80 車內(nèi)孔車30到規(guī)定尺寸精度。工序90磨內(nèi)孔30H8，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序100磨外圓50g6，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序110 鉆孔12工序120 鉗去毛刺。工序130 終檢入庫。3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：工序10 鍛造出毛坯。工序20 毛坯熱處理，時效處理。工序30 粗車右端面，粗車外圓50，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車余量。工序40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓75，注意各外圓留1mm的半精車余量。工序50 半精車右端面，半精車外圓50，半精車各外圓臺階及圓弧圓角，車退刀槽。工序60 掉頭，半精車左端面。工序70 鉆中心孔通孔，先鉆底孔20。工序80 車內(nèi)孔車30到規(guī)定尺寸精度。工序90 鉆孔12工序100磨內(nèi)孔30H8，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序110磨外圓50g6，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序120 鉗去毛刺。工序130 終檢入庫。3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計工工藝簡明手冊表4.2-7。.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。.工序是磨零件外圓面,這兩個面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟(jì)角度看,采用萬能磨床。3.4.2 選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考機(jī)械加工工藝手冊（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡明機(jī)械加工工藝手冊（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“定位套” 零件材料為45，查機(jī)械加工工藝手冊（以后簡稱工藝手冊），表2.2-17 各種的性能比較，45的硬度HB為143269，表2.2-23 45的物理性能，45密度=7.27.3（），計算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1004502005005005000大批生產(chǎn)45010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于4550，毛坯重量211.3213.20151101表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0045118124060表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度（1）后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0（mm）20高速鋼鑄鐵0.50.8（2）單刃加工刀具耐用度T min刀具類型加工材料刀具材料刀具直徑d0（mm）1120鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.確定進(jìn)給量查機(jī)械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.250.65,根據(jù)表4.13中可知，進(jìn)給量取f=0.60。.確定切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在45（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考機(jī)械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150則實際切削速度 = = =11.8.確定切削時間查機(jī)械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機(jī)動時間計算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23則： t= =9.13工序90 鉆孔12 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機(jī)械加工工藝手冊第2卷。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.200.35。 則取確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第2卷表10.4-9切削速度計算公式為 （3-20）查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實際切削速度為=2.64確定切削時間（一個孔） =工序100磨內(nèi)孔30H8，表面粗糙度達(dá)到0.8.工序110磨外圓50g6，表面粗糙度達(dá)到0.8.1. 選擇砂輪：WA46KV6P350x40x122. 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s軸向進(jìn)給量fa=0.5B=20mm工件速度Vw=10m/min徑向進(jìn)給量fr=0.015mm/（雙行程）3. 切削工時。（1） 加工工序100 =0.819min（2） 加工工序110=1.606min第4章 鉆孔夾具設(shè)計4.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆圓周面上孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。4.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工采用端面和心軸定位，螺旋壓板夾緊圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制5個自由度。4.3切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表得： 有：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)5表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，查參考文獻(xiàn)51226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：由上述計算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.4誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻(xiàn)5可得：定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：4.5零、部件的設(shè)計與選用該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表6.3： 表6.3 移動壓板公稱直徑L645208196.67M65工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖6.1 可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.4：表6.4 鉆套dHD公稱尺寸允差61212+0.018+0.007221810490.518襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖6.2 固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.5：表6.5 固定襯套dHDC 公稱尺寸允差公稱尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計手冊M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1932。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊。北京出版社，1996。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計M，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。8 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。9劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。10 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計手冊。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。11 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 12 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量M，中國計量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊M，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17總 結(jié)課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計。這次課程設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。