張緊輪支架 工藝及鉆削2-Φ13孔夾具設計[含cad高清圖紙文檔資料所見所得]

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遼寧工程技術大學 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 ▲說明書中所有內(nèi)容都要電腦中輸入，然后打印輸出。不能手寫！ 題 目：張緊輪支架加工工藝及2*Φ13孔鉆削夾具設計 班　　級：加工09-1班 姓　　名： 胡明晨 學 號：0907070105 指導教師： 于英華 完成日期： 一、設計題目: 設計連接座零件的機械加工工藝規(guī)程及3-Φ7孔鉆削夾具設計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．所加工的零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機械加工工藝過程卡片 1套 4．編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份 四、進度安排 本課程設計要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，繪制零件圖。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7．第19天～21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯 五、指導教師評語 該生設計的過程中表現(xiàn) ，設計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。 綜合評定成績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘要 本次課程設計的目的是對我們以前所學知識的總結(jié)和對我們所掌握知識的一次擴展，也對我所學的各科課程進行了一次深入的綜合性復習。 主要內(nèi)容：設計連接座的機械加工工藝規(guī)程和加工2*φ13孔的工藝裝備并繪制出支架零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設計說明書。 設計意義：本次課程設計加強了我的理論與實踐相結(jié)合的能力，并在設計過程中漸漸了解本專業(yè)的專業(yè)技能知識，使我更加了解加工與設計零件的方法，同時鍛煉了我分析問題的能力，讓我對以后的工作方向有了較為明確的目標。 Abstract The objective of this curriculum is tally up the knowledge that we learn before and to the once expanding of the knowledge that we control. It is also that we studies various curricula a thorough comprehensive review. Main content：design Connecting seat technological process and the processing3*φ7hole craft equipment, and draws up the support detail drawing, the semifinished materials chart, the jig assembly drawing, the filling in process chart, the establishment curriculum designs the instruction booklet. The sense of design：this Curriculum design enhanced my ability of combining theory and practice. And during the design process, I gradually understand the professional skills and knowledge.It makes me know more method about processing and design parts. It exercises my ability to analyze the problem, And it also make me have a clear goal about my future work. 目 錄 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定…………………… 1 1.零件的工藝分析……………………………………………1 2.零件的生產(chǎn)類型 ………………………………………… 2 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 ………………3 1.毛坯的選擇 ……………………………………………… 3 2.確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差……………………3 3.確定機械加工 …………………………………………… 3 4.確定毛坯尺寸 …………………………………………… 3 5.確定毛坯尺寸公差…………………………………………4 6.設計毛胚圖…………………………………………………4 三、選擇加工方法，擬定工藝路線………………………… 6 1.基面的選擇…………………………………………………6 2.精基面的選擇………………………………………………6 3.制定機械加工工藝線………………………………………6 四、加工設備及刀具、夾具、量具的選擇………………… 9 1.選擇加工設備及工藝裝備…………………………………9 2.確定工序尺寸…………………………………………… 11 五、切削用量的選擇（工序Ⅸ）……………………………12 1.切削用量的介紹………………………………………… 12 2.切削用量的計算………………………………………… 13 六、基本時間的確定………………………………… 13 1.工時定額………………………………………………… 13 2.基本時間的計算………………………………………… 14 七、夾具設計…………………………………………………14 1.定位方案………………………………………………… 14 2.夾緊機構………………………………………………… 14 3.夾緊力分析……………………………………………… 15 4.對刀裝置………………………………………………… 16 5.夾具體…………………………………………………… 16 6.誤差分析………………………………………………… 17 7.使用說明………………………………………………… 17 七、設計體會…………………………………………………18 八、參考文獻…………………………………………………19 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.零件的工藝分析 ： . 由零件圖可知，其材料為 HT200，該材料為灰鑄鐵，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。 連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： 1.1加工表面： 表面包括下端面粗糙度為Ra6.3加工方法為粗車-半精車-經(jīng)車，下端面粗糙度為Ra12.5加工方法為粗車半粗車，小凸臺下端面粗糙度為Ra6.3加工方法為粗鉆-半精鉆-精鉆，右Φ30通孔粗糙度為Ra25加工方法為粗鉆-半精鉆-精鉆，2*Φ13通孔無粗糙度要求加工方法為鉆通孔，然后是右端面也無粗糙度要求加工方法為粗車-半精車-精車，最后是小凸臺內(nèi)側(cè)粗糙度為Ra12.5加工方法為粗車-半精車。 其具體過程如下表： 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等級 加工方法 上端面 Ra6.3? IT8~IT10 粗車-半精車-精車 下端面 Ra12.5 IT11以下 粗車-半精車 小凸臺下端面 Ra6.3 IT8~IT10 粗鏜-半精鏜-精鏜 右Φ18通孔 Ra25 IT11以下 粗鉆-半精鉆-精鉆 2*Φ13通孔 無 IT11以下 鉆通孔 右端面 無 IT11以下 粗車-半精車-精車 小凸臺內(nèi)側(cè) Ra12.5 IT11以下 粗車-半精車 2.零件的生產(chǎn)類型 該零件材料為 HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求 Q=5000 臺/年，件/臺； n=1 結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和廢品率β分別取 10%和 1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=5000 5555 件/年 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 1.毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種： a、型材 b、鍛造 c、鑄造 d、焊接 e、其他毛坯。 根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟方面著想， 如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具 及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷 或沖擊載荷下的工作零件。 該零件材料為 HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求 Q=5000 臺/年， 件/臺； n=1 結(jié)合生產(chǎn)實際， 備品率α和 廢 品率β分別取 10%和 1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=5000 5555 件/年 2.確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 （1）求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑 Ф18mm，高 34mm。 （2）選擇鑄件公差等級 查手冊鑄造方法按機器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為 8～12 級，取為 11 級。 （3）求鑄件尺寸公差 公差帶相對于基本尺寸對稱分布。 （4）求機械加工余量等級 查手冊鑄造方法按機器造型、 鑄件材料為 HT200，得機械加工余量等級 E-G 級 選擇 F 級。 3.確定機械加工余量 根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，根據(jù)查表5-4取鑄件加工表面的單邊余量為1.5mm，所以最后鑄件加工表面的單邊余量取2mm。 4.確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度 Ra≥1.6 。Ra﹤1.6 的表 面，余量要適當加大。分析本零件，加工表面 Ra≥1.6 ，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的 尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值） 生產(chǎn)類型為大批量，可采用兩箱砂型鑄造毛坯。由于所有孔無需鑄造出來，故不需要安放型心。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工進行時效處理。 5.確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復雜系數(shù)查手冊得，本零件毛 坯尺寸允許偏差見下表：毛坯尺寸允許公差/mm 鑄件尺寸 偏差 參考資料 169 ±1.3 機械制造工藝 設計手冊 84 ±1.3 6.設計毛坯圖 （1）確定拔模斜度 根據(jù)機械制造工藝設計手冊查出拔模斜度為 5 度。 （2）確定分型面 由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面為分型面。 （3）毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。 下圖為該零件的毛坯圖: 四、選擇加工方法，擬定工藝路線 1.基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 2.精基面的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。 3.制定機械加工工藝路線 3.1 工藝路線一： 工序一： 1.粗車上端面 2.鉆Φ13*2通孔 3.粗車右端面 4.粗鉆Φ18孔 5.粗車下端面 6.粗車凸臺端面 工序二： 1. 半精車下端面2.半精車右端面3. 半精鉆Φ18孔4.精車車上端面 5.半精車凸臺端面 工序三： 1精車上端面 2.精車右端面 3.精車凸臺端面 工序四： 1.精鉆Φ18孔 工序五：休整右端面 3.2 工藝路線二： 工序一：1. 粗車下端面2.粗車右端面3. 粗鉆Φ18孔4.粗車上端面 5.粗車凸臺端面 工序二：1. 半精車上端面 2.鉆Φ13*2通孔 3. 半精車右端面 4. 半精鉆Φ18孔 5. 半精車下端面 6. 半精車凸臺端面 工序三：1精車上端面 2.精車右端面 3.精車凸臺端面 工序四：1.精鉆Φ18孔 工序五：休整右端面 3.3 工藝路線比較： 上述兩個工藝路線， 第一條工藝路線做得比較精細，每一道工序都安排的很到 位，但是做起來很復雜；第二條工藝路線比較簡潔明了，基本上可以達到精度要 求，但最后的磨工感覺有點多余。相比之下我們選擇第二條工藝路線，然后對其 進行修改：去掉磨式。因為零件精度要求不高，半精車就可以達到目的 。 擬定工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 01 沙型鑄造 02 進行人工時效處理 消除內(nèi)應力 03 涂漆 防止生銹 04 精車工件上端面、 下端面、 右端面、 粗車凸臺下端面、 05 半精車小凸臺下端面 06 直接鉆至Φ13孔 07 去毛刺 08 封存入庫 五、加工設備及刀具、夾具、量具的選擇 由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 1.選擇加工設備及工藝裝備 1.1 選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床： （1）工序1、2、3主要是粗車、半精車、精車、，由于加工零件的外廓尺寸不大，但不是是回轉(zhuǎn)體，故不宜在車床上鏜孔。各工序的工步不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求，所以選用的C620-1型臥式車床即可。 （2）工序6為鉆孔、擴鉆和擴孔，選用立式鉆床Z535即可。 1.2 選擇夾具 本零件除粗銑、精銑、鉆孔、攻螺紋需要專用夾具外，其他各工序均可使用通用夾具。 1.3 選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 （1）在車床上加工的工序一般都選用硬質(zhì)合金車刀，加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。為提高身產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應選用可轉(zhuǎn)位車刀。 （2）鉆Φ13孔，根據(jù)表5-83選用直柄麻花鉆頭Φ13，l=109mm,l1=69mm,d=13mm。 （3）鉆Φ18孔，根據(jù)表5-83選用直柄麻花鉆頭l=123mm,l1=62mm,d=18mm 1.4 選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考資料，選擇如下。 （1）選擇各外圓的加工面得量具 加工所有內(nèi)圓時的量具選用讀數(shù)值0.02，測量范圍0-150的游標卡尺。 （2）選擇加工孔用量具。 Φ13，Φ18孔各經(jīng)過三次加工，所以各選用測量范圍0-150的游標卡尺。5-40的內(nèi)徑千分尺和25-50的內(nèi)徑千分尺。 （3）選擇加工軸向尺寸所用量具 根據(jù)零件尺寸可選用讀數(shù)值0.02、測量范圍0-150的游標卡尺。 2.確定工序尺寸 2.2 確定軸向工序尺寸 前面總加工余量已經(jīng)確定，將毛坯余量分為各個工序的加工余量，如下表： 加工表面 工序單邊余量 粗 半精 精 車上端面 1.25 0.75 0.25 車下臺階面 1.25 0.75 0.25 車內(nèi)端面 1.25 0.75 0.25 粗車下小凸臺端面 1.25 0.75 0.25 車上小凸臺端面面 1.25 0.75 0.25 六、切削用量的選擇 1.切削用量的介紹 切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量和生 產(chǎn)效率的重要因素。車削時，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度， v=πdn/1000(m/min) 式中：d——工件待加工表面的直徑（mm）n——車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min）工件每轉(zhuǎn)一周，車刀所移動的距離，稱為進給量，以 f(mm/r)表示；車刀每一次切去的金屬層的厚度，稱為切削深度，以 ap(mm)表示。為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，零件加工應分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進行。粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀和尺寸。粗車以提高生產(chǎn)率為主，在生產(chǎn)中加大切削深度，對提高生產(chǎn)率最有 利，其次適當加大進給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進行粗車的切削用量推薦如下：切削深度 ap=0.8～1.5mm，進給量 f=0.2～ 0.3mm/r，切削速度 v 取 30～50m/min(切鋼)。 粗車鑄、 鍛件毛坯時， 因工件表面有硬皮，為保護刀尖， 應先車端面或倒角，第一次切深應大于硬皮厚度。若工件夾持的長度較短或表面凸不平，切削用量則不宜過大。粗車應留有 0.5～1mm 作為精車余量。粗車后的精度為IT14-IT11,表面粗糙度 Ra 值一般為 12.5～6.3μm。精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率應在此前提下盡可 能提高。一般精車的精度為 IT8～IT7，表面粗糙度值 Ra=3.2～0.8μm,所以精車 是以提高工件的加工質(zhì)量為主。切削用量應選用較小的切削深度 ap=0.1～0.3mm 和較小的進給量 f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。精車的另一個突出的問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減上表面粗糙度 Ra 值的主要措施有如下幾點： （1）合理選用切削用量。選用較小的切削深度 ap 和進給量 f,可減小殘留面積，使 Ra 值減小。 （2）適當減小副偏角 Kr′,或刀尖磨有小圓弧，以減小殘留面積，Ra 值減小。 （3）適當加大前角 γ0，將刀刃磨得更為鋒利。 （4）用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其 Ra 值達到 0.2～0.1μm,可有 效減小工件表面的 Ra 值。 （5）合理使用切削液，也有助于減小加工表面粗糙度 Ra 值。低速精車使用乳化 液或機油；若用低速精車鑄鐵應使用煤油，高速精車鋼件和較高切速精車鑄鐵件，一般不使用切削液。 具體計算略，詳見工序卡。 七、基本時間的確定 1.工時定額 工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額 Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中： Td—是指但見時間定額 Tj—是指基本時間（機動時間） ，通過計算求得 Tf—是指輔助時間，一般取（15~20）%；Tj 與 Tf 和稱為作業(yè)時間 Tb—是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的（2~7）%估算 Tx—是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間（2~4）%估算 Tz—是準備與終結(jié)時間，大量生產(chǎn)時，準備與終結(jié)時間忽略不計 N—是指一批零件的個數(shù) 2.基本時間的計算 在倆個工位上鉆孔Φ13的基本時間 T1=l/n1f1=45/1360*0.2=0.17 七、夾具設計 本夾具是工序用鉆頭給端面打兩個個孔的專用夾具，在立式鉆床Z518上加工這兩個個孔，所設計夾具裝配圖及工序簡圖如下圖 1.定位方案 工件以一個端面和兩個定位銷來進行定位，并且運用螺栓加緊，一個面限制一個自由度，兩個定位銷限制四個自由度，螺栓限制一個自由度，一共限制六個自由度. 2.夾緊機構: 根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運用手動夾緊就可以滿足要求。采用一面兩銷定位，實現(xiàn)夾緊，有效提高了工作效率。 3.夾緊力分析 夾緊機構的結(jié)構圖如下圖： 4.對刀裝置 采用鉆模上面對刀塊對刀。選用JB/T 8045.1——1999固定鉆套通過鉆模固定在夾具體上，保證加工過程中孔的被加工的位置精度。 5.夾具體 夾具體是整個夾具基體，夾具體上要安裝組成以及夾具體種元件、機構和裝置等，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具體上各個組成元件的分布情況、零件形狀和尺寸、加工特性等。該夾具是以下模版固定零件下土臺，用兩個定位銷與小凸臺下模版內(nèi)側(cè)接觸并固定零件前后方向的自由度，用鉆套來確定鉆到下刀位置。 所以夾具能滿足零件加工精度的要求。 6.誤差分析 定位誤差主要由基準不重合和基準位置誤差引起。 由于基準重合，所以 Δd1=δ1+δ2+Δmin=Δ1max δ1---工件內(nèi)槽尺寸的公差 Td=0.025 δ2---夾具銷的公差 Td=0.025 Δd2 =Δd1+2δld=δD2+δd2=Δ2max ΔD=2arctan(Δ1max+Δ2max)/2L=0.46 7.使用說明 安裝工件時，把鉆套去下，然后把零件放到夾具體上使零件固定到夾具體上，然后用螺母把鉆套按放到夾具體上，然后對刀，下刀，鉆孔，完成零件的加工要求。 八、設計小結(jié) 三周的課程設計結(jié)束了，對于作為一名即將步入大四的我而言，這次課設是非常有意義。 這次課程設計讓我深深的體會到作為一名機械專業(yè)的學生必須要掌握一門計算機繪圖方法。在現(xiàn)代社會，機械與計算機是不可分割的。計算機繪圖既節(jié)省了時間，加快了效率，又方便簡潔，易修改。在這次課設過程中，我也掌握了很多關于機械方面的電腦使用方法，還復習，鞏固了課堂上所學的知識，真可謂收獲頗豐。回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設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，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解 就我個人而言，這次課程設計是一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)， 也是在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習， 和一次理論聯(lián)系實際的訓練。同時，也鍛煉我的分析問題，解決問題的能力。因此，它在我們的大學四年生活中占有重要的地位。由于能力有限、我的課程設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。 最后，感謝于英華老師對我耐心的引導與幫助，讓我在設計過程中少走了不少彎路，學到了很多的知識與技巧，謝謝！ 九、參考文獻 【1】機械制造技術基礎課程設計指導書 鄒青主編 北京 機械工業(yè)出版社 2005 【2】機械制造工藝學 鄭修本主編 北京 機械工業(yè)出版社 1999 【3】機械制造技術基礎 黃健求主編 北京 機械工業(yè)出版社 2005 【4】機械制造裝備設計 李慶余主編 北京 機械工業(yè)出版社 2005 【5】金屬切削原理與刀具 陸劍中主編 北京 機械工業(yè)出版社 2005 【6】機械加工工藝師手冊 楊叔子主編北京 機械工業(yè)出版社 2003 【7】機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 【8】機械制造技術 李華主編 高等教育出版社 2008 【9】機床夾具設計手冊 王光斗，王春福主編 上海 上?？茖W技術出版社 2000 【10】機械制圖手冊 葉玉駒主編 北京 機械工業(yè)出版社 2002等