定位套加工鉆Φ12孔的專用夾具設計【定位套筒】【含4張CAD圖紙】

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言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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械或機械制造業(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)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。定位套零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進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，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，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，結構比較簡單。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，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。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.半精車側面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值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。現(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到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、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到精度要求。其中，30的孔或內圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設計本定位套假設年產(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)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產(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 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，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]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，也是應該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設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)無法正常進行。粗基準的選擇，對像定位套這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(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)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，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 車內孔車30到規(guī)定尺寸精度。工序90 鉆孔12工序100磨內孔30H8，表面粗糙度達到0.8.工序110磨外圓50g6，表面粗糙度達到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 車內孔車30到規(guī)定尺寸精度。工序90磨內孔30H8，表面粗糙度達到0.8.工序100磨外圓50g6，表面粗糙度達到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，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。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 車內孔車30到規(guī)定尺寸精度。工序90 鉆孔12工序100磨內孔30H8，表面粗糙度達到0.8.工序110磨外圓50g6，表面粗糙度達到0.8.工序120 鉗去毛刺。工序130 終檢入庫。3.4 選擇加工設備和工藝裝備3.4.1 機床選用.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)機械制造設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,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、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)濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考機械加工工藝手冊（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、結合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡明機械加工工藝手冊（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 機械加工車間的生產(chǎn)性質生產(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、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（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.確定進給量查機械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.250.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。.確定切削速度 查機械加工工藝手冊 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=12，參考機械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴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.確定切削時間查機械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： 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床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機械加工工藝手冊第2卷。根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.200.35。 則取確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第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磨內孔30H8，表面粗糙度達到0.8.工序110磨外圓50g6，表面粗糙度達到0.8.1. 選擇砂輪：WA46KV6P350x40x122. 切削用量的選擇。砂輪轉速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s軸向進給量fa=0.5B=20mm工件速度Vw=10m/min徑向進給量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 鉆孔夾具設計4.1研究原始質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。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2定位基準的選擇由零件圖可知：在對進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、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來設計鉆模，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，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。取，查參考文獻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： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。4.4誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準，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（其結構如下圖所示）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構參數(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構如圖所示：圖6.2 固定襯套其結構參數(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，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。 參 考 文 獻1 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1932。2 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社，1995。3 李慶壽。機床夾具設計。機械工業(yè)出版社，1991。4 李洪。機械加工工藝手冊。北京出版社，1996。5 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊。上海科學技術出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊?；瘜W工業(yè)出版社，2544。7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。8 周永強，高等學校課程設計指導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：黑龍江科學技術出版社，1987。10 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊。上?？茖W技術出版社，2542。11 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊.上海科學技術出版社，1984。 12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17總 結課程設計即將結束了，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合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。致 謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。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計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。