機械制造技術課程設計-16013螺母座加工工藝及銑135兩端面夾具設計

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1、 　　　　　　　　　　　　　　　目錄 1 課程設計的任務 1 2 分析螺母座的零件圖 2 2.1螺母座工藝性的分析 2 2.1.1螺母座結構功用分析 2 2.1.2研究螺母座零件的圖紙 3 2.1.3主要技術的條件 3 2.2 確定毛坯的結構 3 3螺母座的加工工藝設計 5 3.1 選取加工基面 5 3.2工藝過程當中應該研究的主要的問題 5 3.4 制定工藝路線 5 3.5設備及其工藝裝備確定 6 3.6確定切削用量及基本工時 6 4夾具設計 12 4.1定位元件 12 4.2定位基準的

2、選擇 12 4.3工件的加工精度分析 12 4.4切削力和夾緊力的計算 13 4.5具設計及操作的簡要說明 14 ４.6小結 15 5總結 16 參考書籍 17 致 謝 18 1 課程設計的任務 生產(chǎn)上面使用的夾具也是放在各種機器上面把零件重力夾緊、精準定位，把切削刀具固定引導方向的一種設備，它的最主要的一個功能是將零件對應與生產(chǎn)設備和加工刀具的一個合理的方位，并在生產(chǎn)折工程中維持一個不改變的位置，是當代工業(yè)生產(chǎn)當中的一個非常明顯的特色：現(xiàn)代零件發(fā)展得比較快，對品質(zhì)的要求比較高，種類上面的不一樣的規(guī)格也不少，產(chǎn)品跟新?lián)Q代的時間也較快。體現(xiàn)了在機械制造業(yè)上面，多個

3、種類、批量不大生產(chǎn)的類型比例當中，是占了一個非常大的比例。這是為了順應了這一系列要求，一定要做好這種生產(chǎn)技術上面的前序工作，從而機床使用的裝夾工具是加工中非常重要的一部分。 這次設計設計任務：使用CAD設計螺母座的專用夾具，以及機械加工工藝設計，對專用的機床的夾具設計。來進行結構的分析以及精度的分析；經(jīng)過本設計使自己具有一定的設計專用夾具的能力以及分析生產(chǎn)當中和與夾具有關的技術的問題的能力。 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 2 分析螺母座的零件圖 2.1螺母座工藝性的分析 2.1.1螺母座結構功用分析： 這

4、次設計我分到的設計的題目，是最普通的螺母座的工件，螺母座零件是起支撐的作用的構架，而且承受非常大的力,也有著定位的作用,使各個零件之間能夠持有合理的位置。所以，螺母座零件的加工的質(zhì)量，直接就影響到機器的精度以及壽命。 2.1.2研究螺母座零件的圖紙： （1）重要的面加工： 1）加工螺母座銑Ａ面達圖，保證18mm尺寸 2）加工車φ63H7孔端面，保證50mm的工序加工尺寸。 3）鉆攻4－Ｍ8孔, 定位的基準為φ63H7孔與端面，保證30mm與115mm工序的尺寸，光潔度為3.2 4）鉆攻8－Ｍ8孔， 定位的基準為φ63H7孔與端面。保證78mm的尺寸，光潔度為3.2

5、 2.1.3主要技術的條件： ①φ63孔的精度：φ63孔的尺寸與形狀的誤差，能夠影響到螺母座工作的狀態(tài)，因此對φ63孔的要求高，φ63孔的尺寸公差為 ②18mm平面的精度：因為18mm的平面對螺母座聯(lián)接時的密封性能有影響，而且作為定位的加工基面，要不就可能對孔的加工的精度，具有非常大的影響，所以就要規(guī)定它加工的要求。 2.2 確定毛坯的結構 分析螺母座工件時作用，材質(zhì)的強度就要求非常的高，而且螺母座的結構有點復雜，所以選用材質(zhì)為ＨＴ150鑄造的零件毛坯。 根據(jù)參考書籍的表1.3-17，可得螺母座毛坯的端面的余量為，平面的余量為，螺母座毛坯的尺寸的偏差根據(jù)附表1.4-6可得到

6、 3螺母座的加工工藝設計 3.1 選取加工基面 ①選擇粗加工基準 因為螺母座工件為閥座類的工件，通常以平面來作為粗加工的基準。通常以不加工的表面來作為粗加工的基準，但螺母座各個面都需要加工，就應該以加工的余量比最小的面，來作為粗加工的基準，因此對螺母座零件，先以螺母座的端面及右端面來作為粗加工的基準，使用夾具來夾緊可以同時去掉幾個自由度，然后在以端面來定位可以去掉自由度。 以螺母座的平面作為主要的定位的粗加工基準，以側面為輔助的粗加工的基準。 ②選擇精加工基準 因為考慮到螺母座的加工精度，以及裝夾的準確與方便，按照基準相重合的原則

7、，以及基準統(tǒng)一的加工的原則，定位精基準選擇加工后的平面． 3.2工藝過程當中應該研究的主要的問題 ① 所取加工的方法，應該符合每一種加工方法的經(jīng)濟和精度的要求。 ② 所取的加工方法，能夠滿足加工面的幾何形狀的精度，表面位置度的精度的要求。 ③ 所取的加工的方法要與零件材料的可加工性相。 ④ 加工的方法要適應螺母座生產(chǎn)的類型。 ⑤ 所取加工的方法，要滿足企業(yè)現(xiàn)有設備和工人技術的水平 3.4 制定工藝路線 工序號 工序名稱 工步內(nèi)容 10 鑄 鑄造 20 時效 熱處理 30 銑 銑A面 40 銑 銑135的兩個端面 50 車 車通孔 60 銑

8、 銑標識垂直度的上下平面 70 鉆 鉆攻4－Ｍ8孔 80 鉆 鉆攻8－Ｍ8孔 90 鉗工 去除銳邊毛刺 100 檢 檢驗 思路方案的選取 在零件工藝路線的擬定中，根據(jù)機械加工的考慮的原理： 1 先基準后其它的原理 2 先粗后精加工的原理 3 先面后孔的原理 4 先主要后次要的原理 3.5設備及其工藝裝備確定 所選用的機床有：X61銑床、Z525鉆床，車床CA6140，檢驗臺、鉗工臺。 專用夾具設計鉆孔專用夾具設計. 刀具選用銑刀、車刀，鏜刀，各級鉆頭、絲攻、圓銼刀 量具選用游標卡尺、專用塞規(guī)、專用量具 3.6確定切削用量及基本工時

9、 工序：銑A面 保證尺寸18，保證工序尺寸及粗糙度6.3要求 粗銑Ａ端面同時應該校驗加工機床的功率以及進給機構的強度 切削加工的深度：單邊的余量，進行2次走刀對零件進行加工； 進給量：根據(jù)參考資料《機械加工工藝手冊》16-18可以得到：選?。? 切削加工速度的計算： 主軸轉(zhuǎn)動的速度的確定： 根據(jù)機床來選擇，故實際切削加工的速度： 切削加工的工時: 當中 所以 工序：銑135的兩個端面 采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀， 因為表面粗糙度要求不高，故直接一次走刀成型 1）銑削深度及寬度

10、 2）每齒進給量 （參考《切削手冊》表3-5） 3）切削速度和每分鐘進給量 切削速度：參考《機械手冊》表3-30 確定 則 現(xiàn)采用X62W臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-38），取 ，故實際切削速度為 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 查機床說明書，取 4）切削工時： 式中，（《切削手冊》表3.26，對稱安裝銑刀）則 工序：車通孔 保證工序尺寸及粗糙度1.6要求，采用CA6140車床 鏜φ63孔采用YG6硬質(zhì)合金鏜刀， 1

11、）車削深度及寬度 由于寬度較大，分兩次切削 2）每齒進給量 （參考《切削手冊》表3.7） 3）切削速度和每分鐘進給量 切削速度：參考《機械制造工藝設計手冊》（以下簡稱《機械手冊》）表3-30，確定 即 則 現(xiàn)采用CA6140車床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取 ，故實際切削速度為 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 查機床說明書，取 4）切削工時： 式中，（《切削手冊》表3.26，

12、）則 （《切削手冊》表3.26，） 則 工序 銑標識垂直度的上下平面 1）銑削深度及寬度 2）每齒進給量 3）切削速度和每分鐘進給量 切削速度：參考《機械手冊》表3-30，v取1.5m/s即v=90m/min 則 現(xiàn)采用CA6140車床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-38），取 ，故實際切削速度為 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 查機床說明書，取 4）切削工時： 式中，（《切

13、削手冊》表3.26，與車刀直徑相等）則 則 工序：鉆8-M8底孔，以φ63孔端面為基準，保證工序尺寸及粗糙度3.2要求 鉆孔至φ6.7機床的選擇：選用鉆床Z525鉆床及專用夾具 刀具選擇：鉆頭，直徑，幾何的形狀是《切削用量簡明手冊》附表2.2-表2.5，選取雙錐修磨橫刃， 計算切削加工用量 （1）進給量的確定 按照加工要求決定進給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表2.5，鑄鐵乘以孔深修正的系數(shù)，所以 根據(jù)鉆頭強度確定進給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表2.9，當，時， 根據(jù)機床進給機構的強度確定的進給量：按照參考資料《

14、切削用量簡明手冊》附表3.9，機床進給機構所容許的軸向力是，（Z525鉆床所容許的軸向力是，根據(jù)《切削用量簡明手冊》附表2-36.）時，進給量是 工序 鉆攻4－Ｍ8孔與鉆攻8－Ｍ8孔計算相同，略去 攻8-M8孔，以φ63孔端面為基準，達到工序尺寸與粗糙度的要求 選擇M8絲攻來對M8孔攻絲 1）鉆床進給量的確定 由參考書籍《機械手冊》的表2-58知道： 根據(jù)鉆床的使用的說明書，知道 2）鉆削的速度 由參考書籍《機械手冊》

15、的表4-55，得 選取 因此 結合鉆床的使用的說明書，取 3）鉆削加工的工時： 工序 鉗工，檢驗 4夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計工藝Ⅶ銑135mm兩平面，本夾具將用在X62W銑床。刀具為Φ50標準

16、高速鋼錐柄立銑刀，齒數(shù)為6。對工件兩開檔面進行銑平面加工。 4.1定位元件 其中夾具體上Φ60圓孔、Φ100圓套與工件同軸配合，其中圓套限制了工件三個自由度，而上下兩個加緊裝置則限制了工件一個自由度，最后定位插銷防止加工過程中的工件旋轉(zhuǎn)并以Φ20孔為基準定位加工表面，一共限制了工件6個自由度，達到完全定位。 4.2定位基準的選擇 由零件圖可以知道，Φ40對B基準軸線垂直度為0.06，表面粗糙度為Ra=3.2。 方案：以Φ100外圓面作為基準面，設計定位套，定位套通過定位配合固定在夾具體上。1個Φ20插銷定位Φ40開檔面，插銷底座通過銷連接和螺釘連接固定在夾具體上。鉤形壓板一頭通過

17、插銷與螺栓固定，另一頭通過螺母的旋緊從而使壓板壓緊工件。 4.3工件的加工精度分析 本工序的要求是：尺寸Φ40mm以及位置度，表面粗糙度要求為Ra=3.2。要求不高，一次加工即可。 1.定位誤差 工件的定位圓柱外面為Φ55K7，在尺寸水平方向的位移誤差為 工件的定位基準和工序基準重合，因此 B=0 因此尺寸的定位誤差為 2.對刀誤差 對刀片到夾具體底面尺寸為125-0.1-0.2，刀具尺寸為Φ40mm 對刀誤差為： mm 032 . 0 = D = D ， r r 3.安置誤差 4.4切削力和

18、夾緊力的計算 1、 對生產(chǎn)而言，所需工具是銑刀， 所需機器是銑床 翻看資料，可有修正系數(shù) z=24 算出 F=2016N 在算切削的力時，要將安全數(shù)據(jù)算進去。 安全數(shù)據(jù) K= 查閱相關資料，可有=1.5 =1.1 =1.1 =1.1 算出 2、算出夾緊的力 通過螺釘進行夾緊 因 F是夾緊部分的摩擦系數(shù) F=+G G產(chǎn)品的重

19、 起夾緊作用的螺釘，它的公稱直徑d=10mm，用45鋼制成 性能為6.8級 它的疲勞極限數(shù)據(jù)： 極限狀態(tài)的應力幅： 應力的許用幅： 對螺釘?shù)膹姸冗M行驗證：螺釘?shù)那袘υS用值 [s]=3.5~4 用[s]=4 可有 通過驗證可知： 強度設計合理，夾具符合生產(chǎn)要求。 4.5具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在銑床上加工銑135的兩個端面。工件以大孔及端面為定位基準，在定位心軸上定位，再通過防轉(zhuǎn)螺釘實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構夾緊工件。該夾緊

20、機構操作簡單、夾緊可靠。 ４.6小結 對與設計專用的工裝夾具，能夠了解到機床專用夾具，在切削的加工當中所起到的作用：確保加工零件要加工的精度，增高零件加工的效率，降低勞動的強度，充分的發(fā)揮以及增大機床的給以的性能。本次設計的專用夾具能夠反應夾具設計的時后應該注意的問題，比如定位的精度以及夾緊的方式。與夾具的結構的剛度以及強度和結構的工藝性等等問題。 17 5總結 本次的設計研究的過程當中依然存在很多不合理的地方，比如： （1）缺少實際工廠加工的經(jīng)驗，對于一些參數(shù)以及元件的選取大概不是比

21、較的合理，具有浪費可能。 （2）和專用夾具有關的刀具以及量具的分析還不師太明確。 （3）系統(tǒng)化的設計還不是比較的完善，在和計算機的配合，所進行的比較精確的數(shù)據(jù)的選取，以及控制上面還有不足之處。 （4）有的地方不能使用：人工的操作比較多，零部件的磨損度在實際當中還不是太明確。 參考書籍 [1]黃健求.機械制造技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社 2005 [2]陳宏鈞.實用金屬切削手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社 2005 [3]李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,12 [4]鄧文英

22、 主編 金屬工藝學 北京: 高等教育出版社 2000 [5]黃茂林 主編 機械原理 重慶: 重慶大學出版社 2002,7 [6]丘宣懷 主編 機械設計 北京: 高等教育出版社 1997 [7]儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶: 重慶大學出版社 1997,12 [8]廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京: 中國計量出版社 2000,1 [9]樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機械工業(yè)出版社 1992,12 [10]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].冶金工業(yè)出版社,2002 致 謝 本次的螺母座零件的設計是在XXX老師的指導下才能夠完成的。在整個零件的設計當中，XX老師在方方面面都給了我比較大的幫助。我真心感謝老師在我設計的過程當中，給我的幫助和非常耐心的分析與講解。 同時也感謝我的同學以及室友給我設計的幫助，以及生活上的照顧，真心的謝謝所有老師和同學們。 20