偏心套加工工藝及插鍵槽夾具設(shè)計[含高清CAD圖紙和文檔]

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制造技術(shù)國力和國防的后盾機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械設(shè)計制造工藝學(xué)、進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生通過機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，應(yīng)在下述各方面得到鍛煉：（1）能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的時間知識，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，保證零件的加工質(zhì)量。（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學(xué)生通過設(shè)計借據(jù)（或量具）的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工的夾具的能力。（3）學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導(dǎo) 目 錄序 言11 零 件 的 分 析21.1零件的作用21.2 零件的工藝分析22 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計32.1確定毛坯的制造形式32.2基面的選擇32.3制定工藝路線32.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5確定切削用量及基本工時83 夾具設(shè)計303.1問題的提出303.2夾具設(shè)計30參考文獻(xiàn)34致 謝35序 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們在學(xué)完大學(xué)的全部課程后進(jìn)行的，是我們對大學(xué)三年的學(xué)習(xí)的一次深入的綜合性的總考核，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，這次設(shè)計使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（偏心套）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機(jī)會。 因此，它在我們大學(xué)生活中占有重要地位。就我個人而言，我也希望通過這次設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性心理，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，對未來的工作發(fā)展打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。一、 零 件 的 分 析 （一）零件的作用 題目所給定的零件是偏心套（見附圖1）， 起偏心定位作用，精度要求很高。要以保證精度為準(zhǔn)。 （二）零件的工藝分析 偏心套是一偏心回轉(zhuǎn)體零件,有兩組組加工表面,這兩組分別是120外圓 ,，包括:兩個mm外圓及端面, 100的外圓面，尺寸為mm的內(nèi)圓柱面。 這兩組加工表面是位置度和自身的平面度和圓柱度都有很高的精度要求 ,可以先加工它的一端外圓,再借助專用夾具以這個外圓為定位基準(zhǔn)加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 二、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 （一）確定毛坯的制造形式零件材料為GCr，由于零件年產(chǎn)量為10000件，已達(dá)到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用鍛造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。(二)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。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1） 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)（這就是粗基準(zhǔn)選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取120外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達(dá)到完全定位。2）精基準(zhǔn)的選擇主要應(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)。（三）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)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用工夾具，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。工序號工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1下料棒料120x165鋸床2鍛造155x45x1043熱處理正火4粗車夾毛坯外圓粗車內(nèi)孔尺寸至55，粗車端面見平即可車外圓至145長45C6205粗車倒頭裝夾車外圓至145與上工序接刀保證總長95，再距端面46mm處車100圓至尺寸102，槽寬6使槽寬外面的端面距外端面43C6206精車倒頭用三爪卡盤夾工件外圓找正，車內(nèi)孔尺寸至59，精車另一端面保證總長92，并做標(biāo)記，精車100圓及兩內(nèi)側(cè)端面，是槽寬為8，保證槽外端面靠外端面的距離為42C6207鉗劃鍵槽線非標(biāo)記面8插已有標(biāo)記的端面及外圓定位按線找正插鍵槽，保證尺寸60及鍵槽尺寸64-64.5B50209鉗修銼鍵槽毛刺10精車精車59內(nèi)孔及鍵槽定位用專用偏心夾具裝夾工件車偏心尺寸120至121.5長42.5C620專用工裝11精車以精車59內(nèi)孔及鍵槽定位用專用偏心夾具裝夾工件另一端車偏心尺寸120至121.5長42.5C620專用工裝12熱處理淬火HRC58-6013熱處理冰冷處理14熱處理回火15磨用專用偏心夾具裝夾工件121.5外圓出，按59內(nèi)孔找正，磨內(nèi)園尺寸至60M2110A專用工裝16鉗修銼鍵槽中氧化皮17磨以60為內(nèi)孔，鍵槽和一端面定位裝夾工件，磨外圓至圖樣尺寸，并靠模此端外端面，保證偏心盤的厚度40mm為41mm并保證總長91mmM2110A專用工裝18質(zhì)檢檢驗各部分尺寸19入庫（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定“法蘭盤”零件材料為HT250，硬度200HBS，毛坯重量約為2.23KG，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.mm外圓表面外圓表面為IT6級，參照實用機(jī)械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車外圓1.5121.50.017121.5粗車外圓1.5130+0.3130毛坯31450.51452.外圓表面60內(nèi)圓表面參照實用機(jī)械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差磨內(nèi)圓0.359.760精車外圓0.659.459.4半精車外圓1.258.8粗車內(nèi)圓2573. 2）精車余量：單邊為0.15mm（見實用機(jī)械加工工藝手冊中表3.2-2），精車公差既為零件公差-0.08；3）半精車余量：單邊為0.6mm（見實用機(jī)械加工工藝手冊中表11-27），半精車公差的加工精度為IT9，因此可以知道本工序的加工公差為-0.12mm；4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級，因此，可以知道本工序的加工公差為-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；（五）確定切削用量及基本工時 工序 1 粗車120端面及外圓柱面，工件材料：HT200 b=220MPa 模鑄加工要求：車削100mm端面及外圓柱面， 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2計算切削用量(1) 粗車120mm端面1) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0.8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm2) 進(jìn)給量f 根據(jù)實用機(jī)械加工工藝手冊中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為1625 mm35mm,以及工件直徑為120時，f =0.71.0mm/r按C620車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r3) 計算切削速度，按切削手冊表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min) (m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見切削手冊表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns= 504r/min按機(jī)床說明書(見工藝手冊表4.2-8),與504r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(xiàn)選取=480r/min。所以實際切削速度v=110r/min/。5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1L=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.098(min)(2) 粗車120mm外圓柱面，同時應(yīng)檢驗機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。2) 進(jìn)給量，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊取f=0.9mm/r3)計算切削速度132m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= 420r/min 與420r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min 所以實際切削速度= 5) 檢驗機(jī)床功率其中2985，1.0，0.65，-0.15， =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削時消耗功率2.81(KW) C620主電機(jī)功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。6) 校驗機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度已知主切削力1122.4N.徑向切削力其中1940，0.9，0.6，-0.3，=0.59=0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而軸向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0.4，=0.34=1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見切削手冊表1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7)切削工時t=其中l(wèi)=10mm =4mm =2mm 所以t=0.1min(3)面1) 切削深度。單邊余量Z=30mm.分15次切除2) 進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊取f=0.9mm/r3) 計算切削速度 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min4) 確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns= 378r/min與378r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=1.25(min)工序 2 粗車60端面及外圓柱面，機(jī)床：C620臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,=12,=0.5mm工序 5 半精車100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車90的外圓柱面，車100、90外圓柱面上的倒角，車45兩端過渡圓弧，車20孔的左端倒角(1) 半精車120mm端面粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。.取f0.5mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速480r/min所以切削工時tm=0.44（min）(2) 半精車120mm外圓柱面粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略進(jìn)給量f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時t=0.17min(3) 半精車100面粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。進(jìn)給量f 根據(jù)實用機(jī)械加工工藝手冊表2.4-2.取f0.5mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速400r/min t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=2.25(min)(2)精車120mm外圓柱面粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略進(jìn)給量f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時t=0.33 min(工序 8 精車45的外圓，精車90的端面(1) 精車mm內(nèi)圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 分1次切除。 2) 進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns= 585r/min與585r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。所以實際切削速度=5)切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i=0.75(min)工序 8 磨60內(nèi)圓柱面和120的外圓柱面(1) 磨120mm外圓柱面機(jī)床MQ1350A輕型外圓磨床1)選擇砂輪。見機(jī)械加工工藝手冊第三章中磨料A46KV6P 35040127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x1272)切削用量的選擇。查機(jī)械加工工藝手冊表33-42有工件速度18m/min縱向進(jìn)給量 0.5B20mm(雙行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工時式中D-被加工直徑 b-加工寬度Z-單邊加工余量K-系數(shù)V-工作臺移動速度-工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量0.55(min)(2) 磨60mm內(nèi)圓柱面機(jī)床M2110A輕型外圓磨床1)選擇砂輪。見機(jī)械加工工藝手冊第三章中磨料A46KV6P 35040127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x1272)切削用量的選擇。查機(jī)械加工工藝手冊表33-42有工件速度18m/min縱向進(jìn)給量 0.5B20mm(雙行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工時式中D-被加工直徑 b-加工寬度Z-單邊加工余量K-系數(shù)V-工作臺移動速度-工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量0.3(min)其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x1272)切削用量的選擇。查機(jī)械加工工藝手冊表33-42有砂輪輪速n=1500r/min (見機(jī)床說明書) v=27.5m/s工件速度10m/min軸向進(jìn)給量 0.5B20mm(雙行程)切削深度0.015mm/st3)切削工時式中D-被加工直徑b-加工寬度Z-單邊加工余量K-系數(shù)V-工作臺移動速度-工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量0.53(min)最后，將以上各工序切削用量，工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝綜合卡片，見所附卡片。三、夾具設(shè)計（一）問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計專用夾具。本次設(shè)計加工64.5寬20的鍵槽的插床夾具，本夾具將用于B5020插床上，刀具材料為高速鋼。利用本夾具主要用來加工64.5寬20的鍵槽，這個外圓柱面的粗糙度要求為3.2，因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時間和保證精度上，同時兼顧提高生產(chǎn)率。（二）、夾具設(shè)計定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖知，120mm的外圓對孔對60mm的內(nèi)圓段一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以120mm外圓端面和外圓面為主要定位基準(zhǔn)面，以壓板作為壓緊，由于插床的力是垂直的，所以之限制片面方向的3個自由度和二個旋轉(zhuǎn)由度就可以了，因此這一定位方案可行。為了提高加工效率，縮短輔助時間，采用用外圓面定位和端面定位。切削力及夾緊力計算查表1-2-7文獻(xiàn)1， 摩擦系數(shù)查4表3-19，=0.25。 安全系數(shù) ，式中 K基本安全系數(shù)1.5；K加工狀態(tài)系數(shù)1.2；K刀具鈍化系數(shù)1.5，由文獻(xiàn)4表3-20查得；K切削特點系數(shù)1.0；K考慮加緊動力穩(wěn)定性系數(shù)1.3。L=20mm, H=42mm, l=34mm定位誤差分析 夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計的專用件，各定位面加工后對60mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。插鍵槽，以外圓和端面定位，定位夾緊可靠，裝卸方便快速，適合大批量生產(chǎn)。夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，裝夾零件時直接以外圓定位裝夾到底做坐上，調(diào)整好后用夾具壓緊，零件圖、零件毛坯圖和零件圖見隨附圖。陜西理工大學(xué) 參考資料1、王光斗、王春福主編機(jī)床夾具設(shè)計手冊上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2、趙家齊主編機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書北京：機(jī)械工業(yè)出版社3、孫巳德主編機(jī)床夾具圖冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社4、李慶余主編機(jī)械制造裝備設(shè)計北京：機(jī)械工業(yè)出版社5、王先逵主編機(jī)械制造工藝學(xué)北京：機(jī)械工業(yè)出版社致 謝感謝王彤老師在本次課程設(shè)計期間給予我的指導(dǎo)和幫助。由于個人能力所限，本設(shè)計難免存在缺點和錯誤，以及許多不足之處，懇請老師批評指正。