曲柄板加工工藝及其鉆5個孔夾具設計【鉆5-φ5.2孔沉11孔】【含高清CAD圖紙和文檔全套】

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In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in laterKeywords : The sector plate, fixture design, process route目 錄摘 要IAbstractII目 錄11 緒論 21.1 引言 21.2 機械加工工藝規(guī)程的作用 21.3 研究方法及技術路線 31.4 課題背景及發(fā)展趨勢 42 工藝規(guī)程設計 52.1毛坯的制造形式 52.2 基面選擇 52.2.1 粗基準的選擇 52.2.2精基準的選擇 52.3制定工藝路線 62.4確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 62.5確定切削用量及基本工時 83 鉆床夾具設計 113.1問題的提出 113.2定位基準的選擇 113.3切削力和夾緊力的計算 113.4定位誤差分析 123.5鉆套的設計 123.6裝配截圖14結論15參考文獻16致 謝171 緒論11引言制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關?，F(xiàn)代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產，使得人類的物質生活和文明有了很大的提高，對精神和物質有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產，內燃機制造技術的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現(xiàn)代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現(xiàn)代計算機的水平，納米技術的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。12機械加工工藝規(guī)程的作用機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。制訂工藝規(guī)程的程序：1、 計算生產綱領，確定生產類型2、 分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度4、 制訂工藝路線5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。）13研究方法及技術路線1. 深入生產實踐調查研究 在深入生產實踐調查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產綱領，制造與使用夾具情況等。2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序計算生產綱領，確定生產類型，分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。3. 確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。4. 確定夾具其他部分的結構形式如分度裝置，對刀元件和夾具體等5. 繪制夾具總裝配圖在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。6. 標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求7. 標注零件編號及編制零件明細表在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。8. 繪制家具零件圖拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。14課題背景及發(fā)展趨勢機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產實踐調查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產綱領夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經濟合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用導向元件或對刀元件來保證。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。2 工藝規(guī)程設計21毛坯的制造形式零件材料為HT200，由于零件成批生產，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8級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。22 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。2.2.1 粗基準的選擇原則1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。由以上及零件知，選用103外圓面作為定位粗基準。222精基準選擇的原則選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。精基準選擇應當滿足以下要求：1） 用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。2） 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。3） 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。5） 有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。由上及零件圖知，選用30孔及其底面作為定位精基準。23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。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。工序01：鑄造工序02：時效處理，消除內應力工序03：粗車、精車29H6、25H6外圓面及端面工序04：車寬1槽工序05：車50外圓面及其端面工序06：鉆28孔；擴28孔至29.8；鉸29.8孔至30工序07：銑兩側面，保證尺寸42工序08：鉆5-5.2孔；锪沉孔5-11深4工序09：鉆8孔工序10：去毛刺工序11：檢驗至圖紙要求工序12:入庫2.4 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 1. 29H6的加工余量鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.0mm,表面粗糙度25，查機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-6，粗車精車即可滿足其精度要求。粗車 加工余量Z=0.8mm精車 加工余量Z=0.2mm2. 25H6的加工余量鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，25H6與29H6尺寸相差不多，故毛坯尺寸與29H6毛坯相同，即31，粗車半精車即可滿足其精度要求。粗車 加工余量Z=1.5mm精車 加工余量Z=0.5mm3. 103端面的加工余量鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度12.5，查機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-8知，一步車削即可滿足其精度要求。4. 寬1槽的加工余量鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，因尺寸不大，采用實心鑄造。5. 50外圓面的加工余量鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.0mm,表面粗糙度12.5，查機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-6，一步車削即可滿足其精度要求。6. 50端面的加工余量鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度1.6，查機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-6，粗車粗車方可滿足其精度要求。粗車 加工余量Z=1.0mm精車 加工余量Z=0.5mm7. 30孔的加工余量因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-10知，鉆、擴、鉸方能滿足其精度要求。首先鉆孔至28，擴28孔至29.8，最后鉸29.8孔至30。8. 兩側面的加工余量兩側面，表面粗糙度Ra12.5，查機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-8知，一步銑削即可滿足其要求。9. 5-5.2孔、5-11孔的加工余量因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，查機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-7知，一步鉆削即可達到其精度要求。10其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。25確定切削用量及基本工時工序08：鉆5-5.2孔；锪沉孔5-11深4工步一：鉆5-5.2孔1、加工條件加工材料:HT200。工藝要求：孔徑d=5.2mm，精度H12H13,用乳化液冷卻。機床：選用搖臂鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=5.2mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)切削用量手冊表2.1及表2.2）：標準鉆頭，后角，橫刃長度，弧面長度。3選擇切削用量（1）選擇進給量按加工要求決定進給量：根據(jù)切削用量手冊表2.7，當鑄鐵硬度200H有。（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表2.15，當鑄鐵硬度=200220HBS時， , 時，=20mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，故=201.01.00.751.0m/min15m/min=r/mm=918.7r/mm 根據(jù)搖臂鉆床技術資料（見簡明手冊表4.2-12）可選擇n=1000r/mm，=25mm/min。4計算基本工時根據(jù)公式式中，l=16mm，入切量及超切量由切削用量手冊表2.29查出，計算得， L=（16+6）mm=22mm 故有： t=0.440min工步二：锪沉孔5-11深41、加工條件加工材料: 鑄鐵工藝要求：孔徑d=11mm，精度H12H13,用乳化液冷卻。機床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具2、選擇锪孔鉆選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=11mm 3選擇切削用量（1）選擇進給量按加工要求決定進給量：根據(jù)切削用量手冊表2.7，當鑄鐵硬度200H有。（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表2.15，當鑄鐵硬度=200220HBS時， , 當d20mm，v=50mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，故=501.01.00.751.0m/min=37.5m/min =1085.7r/mm 根據(jù)Z3025型搖臂鉆床技術資料（見簡明手冊表4.2-12）可選擇n=1000r/mm， 4計算基本工時根據(jù)公式式中，l=4mm，入切量及超切量由切削用量手冊表2.29查出=2.9，計算得， L=（4+2.9）mm=6.9mm 故有： t=0.086min3 鉆床夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計工序08：鉆5-5.2孔；锪沉孔5-11深4的專用夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆5-5.2孔；锪沉孔5-11深4，與其它面沒有任何位置度要求，精度要求不高，在設計夾具時，只考慮生產效率，精度則不予考慮。3.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用已加工過的30孔、103端面及一側面作定位基準，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定由心軸、圓墊圈、螺母和快換墊圈組成的夾緊機構夾緊工件。3.3切削力及夾緊力計算 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：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 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(1)移動時基準位移誤差 （式5-5）式中： 心軸孔的最大偏差 心軸孔的最小偏差 心軸定位孔與心軸最小配合間隙代入（式5-5）得： =0.021+0+0.02=0.031 (2) 轉角誤差 （式5-6）式中： 心軸孔的最大偏差 心軸孔的最小偏差 心軸定位孔與心軸最小配合間隙 削邊銷孔的最大偏差 削邊銷孔的最小偏差 削邊銷定位孔與削邊銷最小配合間隙其中： 則代入（式5-6）得：0.001047則： 0.063.5鉆套設計鉆5-5.2孔；锪沉孔5-11深4，因鉆孔之后還要锪沉孔，為了鉆孔之后能及時锪孔，故采用快換鉆套，鉆套結構如圖3.5-1所示圖 3.5-1 快換鉆套圖快換鉆套尺寸如圖3.5-2所示：圖3.5-2 快換鉆套尺寸3.6裝配截圖 圖3.6-1 裝配圖 圖3.6-2 夾具體總 結這次設計使我收益不小，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設計。這次設計成績的取得，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，他嚴肅的科學態(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。從課題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。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畢業(yè)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，特別是每次都放下她的休息時間，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和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(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，她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。 參 考 文 獻1， 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，23， 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4， 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，125， 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 20006， 黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，77， 丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 19978， 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，129， 廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京： 中國計量出版社 2000，110，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，1211，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，412，陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，413， 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，714，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,715，李益民 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