支架零件的加工工藝設計車Φ60孔的車床夾具課程設計

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。咨詢Q 197216396 或 11970985 哈爾濱理工大學課程設計說明書不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印2機械制造技術課程設計說明書設計題目： 制定支架零件的加工工藝，設計車60孔的車床夾具 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 機電12-3 學 號： 1230120319 姓 名： 孫澤棟 指導教師： 張中然 機械工程系2015年 11 月 20 日 目 錄一序言 1二零件的分析 22.1 零件的作用 22.2 零件的工藝分析 3三. 工藝規(guī)程設計 33.1 毛坯的制造形式 3 3.2 基面的選擇 3 3.3 工藝路線的制定 4 3.4機械加工余量、工序尺寸及切削余量的確立 6四.夾具設計 13 4.1 車床夾具的設計要點 13 4.2 車床夾具設計要求說明15 4.3 定位機構 16 4.4 夾緊機構 16 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 17 4.6確定夾具體結(jié)構尺寸和總體結(jié)構18五 總結(jié) 19六參考文獻 201、 序 言本次畢業(yè)設計內(nèi)容包括零件的分析，工藝路線的制定，工藝規(guī)劃設計，某道工序的夾具設計以及該道工序的工序卡，機械加工綜合卡片，夾具裝配圖以及夾具底座零件圖的繪制等等。就我個人而言，希望能通過這次畢業(yè)設計對未來即將從事的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，并學會將所學到的理論知識應用到具體的實際生產(chǎn)問題中來，為以后走向社會打下堅實的基礎。由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請老師批評指正。二、 零件的分析 （一）2.1零件的作用 （二）2.2零件的工藝分析 該支架的加工表面分三種，主要是孔的加工，兩側(cè)面的加工各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下：1.1.1 2.2.1孔的加工該零件共有2個孔要加工：60mm孔、M8孔是零件的主要加工面，通過兩孔中心連線及對兩側(cè)對稱面，沒有位置尺寸度要求，M8孔只需要鉆床粗加工。1.1.2 2.2.2面的加工該零件共有2個側(cè)面要加工：兩個側(cè)面是配合孔后續(xù)工序的主要精基準面，需要精加工。三. 工藝規(guī)程設計（一） 3.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，根據(jù)選擇毛坯應考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設備簡單，故本零件毛坯采用普通鑄造。由于零件上兩孔都較大，且都有嚴格的表面精度要求，故都要留出足夠的加工余量。（二） 3.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)劃設計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。3.2.1粗基準的選擇粗基準選擇應為后續(xù)加工提供精基準，由于兩側(cè)面較平整且加工精度較高，故以2個主要側(cè)面為基準。3.2.2精基準的選擇精基準主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，該零件上重要表面是大頭孔38H8，由于其與底面有垂直度關系，所以底面自然成為精基準面，考慮到第二基準面選擇的方便性，該定位基準組合在后續(xù)孔的加工中，以及孔上徑向孔的加工中都將作為精基準面。（三） 3.3制訂工藝路線擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應考慮采用組合機床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應考慮加工的經(jīng)濟性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1工藝路線方案方案一10鑄造鑄造20熱處理人工時效30銑銑底面40銑銑右端面，保證尺寸15mm50銑銑寬度為30mm的槽60車車60H7mm孔至圖紙尺寸70鉆鉆孔3-M8底孔并進行攻絲80檢驗按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差90入庫清洗，加工表面涂防繡油，入庫方案二10鑄造鑄造20熱處理人工時效30車車60H7mm孔至圖紙尺寸40銑銑底面50銑銑右端面，保證尺寸15mm60銑銑寬度為30mm的槽70鉆鉆孔3-M8底孔并進行攻絲80檢驗按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差90入庫清洗，加工表面涂防繡油，入庫方案分析與比較：經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，方案二先鉆孔后加工面，而方案一是先面后孔根據(jù)書本理論知識，應該是先面后孔比較合理，因為鉆孔需要以加工了面的為精基準。3.3.2工藝方案的確定10鑄造鑄造20熱處理人工時效30銑銑底面40銑銑右端面，保證尺寸15mm50銑銑寬度為30mm的槽60車車60H7mm孔至圖紙尺寸70鉆鉆孔3-M8底孔并進行攻絲80檢驗按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差90入庫清洗，加工表面涂防繡油，入庫（四）3.4機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立支架零件材料為HT200,毛坯重量約為1.6kg，生產(chǎn)類型為中批或大批生產(chǎn)，采用普通鑄造生產(chǎn)。普通鑄造，材料為HT200鋼，分模線平直對稱，材質(zhì)系數(shù)M1,復雜系數(shù)=1.56/1.80.87,為S1級，厚度為25mm，普通級，查的上下偏差分別為+1.4和-0.61.1.3 3.4.1兩側(cè)面毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，兩側(cè)面經(jīng)過四道工序，先粗銑端面B，再粗銑端面A，精銑端面B，最后精銑端面A，各步余量如下：粗銑：由機械加工工藝手冊第一卷表3.2-23，其余量值規(guī)定，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為1.0mm。精銑：由機械加工工藝手冊第一卷表3.2-25，其余量值規(guī)定，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為0.5mm。精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按機械加工工藝手冊表5.29，粗銑精銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。1.1.4 3.4.2毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按機械加工工藝手冊表5.29，粗銑精銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。1.2 3.5確定各工序切削用量及基本工時10.鑄造毛坯; 沒切削過程，無需計算20.人工時效 沒切削過程，無需計算 工序30. 銑底面取背吃到量，選用X52型立式銑床 ，每齒進給量工件材料 HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8確定銑削速度 采用X52k立式銑床 ，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實際銑削速度當工作臺每分鐘進給 為由工藝手冊得工序40. 銑右端面，保證尺寸15mm取背吃到量，選用X52K型立式銑床 ，每齒進給量工件材料 HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8確定銑削速度 采用X52立式銑床 ，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實際銑削速度當工作臺每分鐘進給 為由工藝手冊得工序50：銑寬度為30mm的槽。機床：銑床刀具：錯齒三面刃銑刀 粗銑槽切削深度：根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,根據(jù)參考文獻1表查得切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.174，取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 精銑槽根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,根據(jù)參考文獻1表查得切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.174，取。實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 本工序機動時間：工序60車60H7mm孔至圖紙尺寸本工序采用計算法。所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為的圓形鏜刀。.確定切削深度 =.確定進給量根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，鏜刀伸出長度為時： =0.150.40按CA6140機床的進給量（表4.29），選擇， =0.25.確定切削速度 = （3-9）式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =39 = （3-11）按CA6140機床的轉(zhuǎn)速，選擇 =160=2.6.計算基本工時選鏜刀的主偏角=，則=，則： =119 工序70：鉆孔3-M8底孔并進行攻絲鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機械加工工藝手冊第2卷。根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.200.35。 則取確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第2卷表10.4-9切削速度計算公式為 （3-20）查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實際切削速度為=2.64確定切削時間（一個孔） =（3）倒角機床：Z525鉆床刀具：倒角鉆頭量具：游標卡尺型夾具：專用夾具工序80. 按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差 無切削加工工序90. 清洗，加工表面涂防繡油，入庫 無切削加工四、夾具設計4.1車床夾具的設計要點（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求當加工回轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構和布置必須保證這一點。當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準來確定定位元件的位置。工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機床主軸的連接車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對于徑向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構。圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.050.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。 圖1 車床夾具與機床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構尺寸，可查閱有關手冊4.2 車床夾具設計要求說明車床夾具主要用于加工車60孔。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進給運動定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動，夾具做進給運動。由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。4.3 定位機構本工件在加工孔時采用一面擋銷作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點；本工件采用底面和擋銷作為定位基準，工件底面為第一定位基準，限制了x、y方向轉(zhuǎn)動，z方向移動三個自由度；圓柱銷為第二定位基準限制了x、y方向移動兩個自由度；菱形銷為第三定位基準，它和圓柱銷聯(lián)合限制了z方向轉(zhuǎn)動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理，采用對稱壓板將工件壓緊。4.4夾緊機構選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：2、 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；3、 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。4、 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。5、 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。工件夾緊方式的確定從夾緊動力源選擇：手動夾緊確定主夾緊機構： 螺栓壓板4.5零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：2. 確定圓柱銷的尺寸及公差圓柱銷直徑的基本尺寸d1工件孔1的最小極限尺寸=10mm圓柱銷按g6制造（T=0.011mm）即=mm按h6級確定公差：=5. 計算定位誤差目的是分析定位方案的可行性 因為定位方向與加工尺寸方向垂直，且被加工表面無尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為Ra12.5，故只需進行轉(zhuǎn)角誤差計算即可。=轉(zhuǎn)角誤差很小，符合定位要求，可以使用。定位方案設計如圖所示：4.6 確定夾具體結(jié)構尺寸和總體結(jié)構夾具體設計的基本要求（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（3）應有良好的結(jié)構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結(jié)構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結(jié)構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明（1）夾具的總體結(jié)構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 總結(jié)本次課程設計是對所學各課程的一次深入的綜合性復習，是一次對我們所學的專業(yè)基礎知識的掌握情況的重要考察和檢驗，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際，分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了CAD和PROE制圖軟件。這次課程設計，其設計圖主要用CAD制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯誤，首先，在設計夾具裝配件時過于匆忙，裝配支架時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習慣；其次是課程設計前準備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻都沒能借到（早已借空了），在借閱同學的相關資料時沒有時間認真琢磨和分析相關信息和數(shù)據(jù)；最后就是課程設計說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標準，公式，數(shù)據(jù)，計算上的錯誤沒有時間一一改正（確實，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯誤和缺憾）。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結(jié)合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用到各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊及各種參考資料，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學分工完成的，集中體現(xiàn)了團隊精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設計中培養(yǎng)了我獨立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎。 參考文獻1 徐洪本 機床夾具設計手冊遼寧科技大學出版社2004.32 鄧文英等金屬工藝學高等教育出版社2008.43 付風嵐等公差與檢測技術科學出版社2006.94王先逵等機械加工工藝手冊機械工業(yè)出版社2007.95陳宏鈞金屬切削速算手冊機械工業(yè)出版社2007.920