固定楔塊的工藝規(guī)程及鉆2-M8螺紋孔夾具設(shè)計

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1設(shè)計說明書題目：固定楔塊零件的工藝規(guī)程及鉆 2-M8螺紋孔夾具設(shè)計2摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。固定楔塊加工工藝規(guī)程及鉆孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。全套圖紙，加 1538937063ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the 4engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目錄序 言 .1一 零件的分析 .21.1 零件的作用 .21.2 零件的工藝分析 .2二. 工藝規(guī)程設(shè)計 42.1 確定毛坯的制造形式 .42.2 基面的選擇 .42.3 制定工藝路線 .62.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .82.5 確定切削用量及基本工時 8三 夾具設(shè)計 .153.1 問題的提出 .153.2 定位基準的選擇 .153.3 切削力和夾緊力的計算 .153.4 定位誤差分析 .163.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .17總 結(jié) .18致 謝 .20參 考 文 獻 .211序 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(chǔ)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(xué)技術(shù)水平的重要指標。固定楔塊的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。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、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。2一 零件的分析1.1 零件的作用固定楔塊的作用，待查1.2 零件的工藝分析固定楔塊有 2 個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以下端面為基準的加工面，這組加工面主要是鉆 4-Φ12.5 孔。32：以 2-Φ12.5 孔為基準的加工面，這組加工面主要是銑 70mm2端面，銑上頂面，車 Φ56 內(nèi)孔，鉆 Φ66 圓周上 4-M6 螺紋孔和鉆頂面上 2-M8 孔。4二. 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。2.2 基面的選擇粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。5（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取下端面作為定位基準， 。精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1） “基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2） “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3） “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準 應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經(jīng)加工好的 Φ12.5 孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復(fù)。62.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案：方案一1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 銑 銑下端面4 鉆 鉆 4-Φ12.5 孔5 銑 銑 70mm2 端面6 銑 銑上頂面7 車 車 Φ56 內(nèi)孔8 鉆 鉆 Φ66 圓周上 4-M6 螺紋孔9 鉆 鉆頂面上 2-M8 孔 10 鉗 去毛刺11 檢驗 檢驗12 入庫 入庫方案二1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理73 銑 銑下端面4 銑 銑 70mm2 端面5 銑 銑上頂面6 鉆 鉆 4-Φ12.5 孔7 車 車 Φ56 內(nèi)孔8 鉆 鉆 Φ66 圓周上 4-M6 螺紋孔9 鉆 鉆頂面上 2-M8 孔 10 鉗 去毛刺11 檢驗 檢驗12 入庫 入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工下端面，然后利用加工好的端面為基準加工底端面上的工藝孔，再利用Φ12.5 孔作為定位基準，加工其他端面和孔，工序安排緊湊合理，而方案二采用下端面，上頂面，然后再加工其他的孔，這樣不利用定位基準的選擇，不能更好的保證加工精度要求和位置度要求。綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 銑 銑下端面4 鉆 鉆 4-Φ12.5 孔5 銑 銑 70mm2 端面6 銑 銑上頂面7 車 車 Φ56 內(nèi)孔8 鉆 鉆 Φ66 圓周上 4-M6 螺紋孔89 鉆 鉆頂面上 2-M8 孔 10 鉗 去毛刺11 檢驗 檢驗12 入庫 入庫2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定固定楔塊零件材料為 HT200生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。2、固定楔塊的端面由于固定楔塊端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2mm 比較合適。3、固定楔塊的孔毛坯為空心，鑄造出孔。孔的精度要求介于 IT7—IT8 之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為 2mm2.5 確定切削用量及基本工時工序：銑下端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d350?min/125v4?z92. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 map5.?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fz?min48.635110rdvns???按機床標準選取 ＝750wn/in/3.14071vw??當 ＝750r/min 時nrmzfwm /607542.?按機床標準選取 fm?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l85l91l32?min647.0721???xfntwm工序：鉆 4-Φ12.5 孔機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花10鉆 Φ12.51)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=24~34m/min. 取 V=15m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 382r/minWπd10cv152.??與 382r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 400r/min。現(xiàn)選取=400r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?π2.5401.7/min??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.429minfl216043.?工序：銑床 70mm 兩端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d250?min/125v4?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 map5.?2）決定每次進給量及切削速度11根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in17.96510rdvns???按機床標準選取 ＝750wn/70.i10wvm?當 ＝750r/min 時nrzfwm /607542.??按機床標準選取 mf?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l15l91l32?in8.0732???xfntwm工序：銑上頂面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d320?min/15v4?z2. 決定銑削用量4）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 map5.1?5）決定每次進給量及切削速度12根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in48.631510rdvns???按機床標準選取 ＝750wn/min/3.14075321vw??當 ＝750r/min 時nrzfwm /607542.?按機床標準選取 mf?6）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l39l1ml32?.in4.027521???xfnltwm工序：車 Φ56 內(nèi)孔1) 切削深度 單邊余量為 Z=2mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.8mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見vCvxv vk《切削手冊》表 1.28,即13=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mvksvkkvkrv=0.97。Bvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89mvc 35.015.02. 864????/min4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 753r/minWπd10cv?x34.589與 753r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/94750πx??5) 切削工時， t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?1l2lt = i= x2=0.966(min)mfnlw21?0.8759?工序：鉆頂面上 2-M8 孔選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）6m?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得/r28.0f?機14（《切削》表 2.15）min/8Vc?c10v0x163r/minD?機機 π π按機床選取 54/in機in/8542.610x??ππ 機機cV基本工時： min17.0.3f2??xnlt機機攻螺紋 M8mm：選擇 M8mm 高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fmr?7.5/mincV?機 107.598(/in)cnrD??查按機床選取 2/ir機6.8/incVm?機基本工時： 1203.5(min)7.ltf????機15三 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配第 9 道工序的鉆頂面上 2-M8 孔的鉆床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆頂面上 2-M8 孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2 定位基準的選擇本道工序加工鉆頂面上 2-M8 孔，精度不高，因此我們采用已加工好的 Φ56 孔定位，采用心軸和擋銷定位，端面限制 3 個自由度，心軸限制 2 個自由度，擋銷限制 1 個旋轉(zhuǎn)方向的自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，同時采用開口壓板壓緊工件，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求。3.3 切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：16鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF?鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T式中： 1Dm????axaxmin187491733HBB?????代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr?0.8.6F67425N19.0.Tx89.??本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。3.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。 0.12.30.2.67DYzTd??????式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm） ；——工件圓孔直徑公差（mm） ； D——定位銷外圓直徑公差（mm） 。Td17圖 心軸水平放置時定位分析圖3.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明使用心軸定位，壓板的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。18總 結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn), 提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié), 更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才19能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！20致 謝這次設(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畢業(yè)設(shè)計。這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?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。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(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，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。21參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994 年2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994 年3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983 年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990 年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981 年10 月6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997 年