機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝及車φ52孔夾具設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝及車52孔夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2017年06月.摘要能通過(guò)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(shí)習(xí)中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過(guò)程中的定位.夾緊以及工藝路線安排以及工藝尺寸的確定等問(wèn)題，確保證零件的加工的質(zhì)量學(xué)會(huì)使用圖表資料以及手冊(cè)，掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱及出處，能夠做到熟練的使用。所以，它在我們的大學(xué)的生活當(dāng)中占有比較重要的地位。就我自己個(gè)人來(lái)說(shuō)，我希望能夠經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作，進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己考慮問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力，為自己今后的工作打下一個(gè)比較良好的基礎(chǔ)。因?yàn)槟芰τ兴拗?，設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)有不足的地方，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)與指正。全套圖紙加扣3012250582AbstractCan through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.目 錄1 轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)21.1 零件的分析21.1.1零件的作用21.1.2零件的工藝分析21.2孔和平面的加工順序31.3轉(zhuǎn)向器殼體加工定位基準(zhǔn)的選擇31.4轉(zhuǎn)向器殼體加工主要工序安排32 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定53確定切削用量及基本工時(shí)54 專用夾具設(shè)計(jì)1341問(wèn)題的提出1842定位基準(zhǔn)的選擇1843切削力及夾緊力計(jì)算1844定位誤差分析1845夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明18 結(jié)論19參考文獻(xiàn)20致謝211 轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1 零件的分析1.1.1零件的作用本課題老師所指定的是轉(zhuǎn)換器殼體零件的工藝和夾具的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換器殼體的主要的作用，對(duì)里面零部件所起到容納以及支撐的作用，使它們滿足規(guī)定的相對(duì)的位置，能夠起到正常需要的作用以及足夠的精度，并且它還具有安全保護(hù)與密封及防塵和隔震的作用，還有起到了保護(hù)內(nèi)部的零件能夠不受到外部不好環(huán)境因數(shù)侵害的作用。因此在平常的生活工作當(dāng)中使用得比較廣泛，也因此起到啦比較重要的作用。1.1.2零件的工藝分析工件的材料是RUT340，生產(chǎn)工藝不復(fù)雜，鑄造的性能不錯(cuò)，減震性能也較好。殼體零件所需要加工的表面和加工面的位置的要求。分析如下幾點(diǎn)：（1）主要的加工表面：1）粗精銑52孔端平面要保證尺寸到174mm平行度的誤差到0.032）粗精銑銑106左面，106mm厚度至平面平行度誤差是0.023）粗精銑臺(tái)階孔右側(cè)面平面等尺寸要求，并要保證各位誤差的要求4）鉆52孔端4-M8孔5）鉆2-M14孔6）鏜35孔7）鉆攻8-M8孔7）鏜35孔（2）主要的基準(zhǔn)表面：1）以鏜35孔及平面當(dāng)作基準(zhǔn)的加工的表面此組加工的表面所包括：零件的左側(cè)表面各個(gè)孔與端表面2）以側(cè)面當(dāng)作基準(zhǔn)加工的表面這組所要加工的表面所包括：主要要加工的是35孔及平面。1.2孔和平面的加工順序轉(zhuǎn)向器殼體零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工轉(zhuǎn)向器殼體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。轉(zhuǎn)向器殼體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。轉(zhuǎn)向器殼體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗先加工基準(zhǔn)面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個(gè)好處就是在粗加工以后零件表面有應(yīng)力集中的現(xiàn)象，粗精分開(kāi)可以在粗加工以后進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力。1.3轉(zhuǎn)向器殼體加工定位基準(zhǔn)的選擇（1）選取粗加工基準(zhǔn) 相對(duì)本殼體工件來(lái)講，根據(jù)互為的加工基準(zhǔn)的選取的原則，選取本殼體的左平面來(lái)當(dāng)作要加工的粗加工的基準(zhǔn)，利用左面定位塊支承和端面來(lái)作為主要的定位的基準(zhǔn)，來(lái)控制z，z，y，y，五個(gè)的自由度。然后以一面來(lái)定位消除x，向的自由度，以滿足定位的目的。（2）選取精加工基準(zhǔn)，主要就要分析到加工基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，與方便裝夾的方案，選擇已經(jīng)加工完成的35孔來(lái)當(dāng)作零件精加工的基準(zhǔn)。1.4轉(zhuǎn)向器殼體加工主要工序安排對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。轉(zhuǎn)向器殼體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，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。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，確定工藝路線：方案11工 序 號(hào) 工 名 序 稱工序內(nèi) 容1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效3鏜鏜35孔4鏜鏜52孔5鉆鉆52孔端4-M8孔6鉆鉆左端平面4-M8孔7鉆鉆2-M14孔8銑粗,精52左端平面9銑粗,精銑52右平面10銑粗精銑左側(cè)面11銑粗精銑臺(tái)階孔右側(cè)面12鉗工去毛剌13檢終檢方案2工 序 號(hào) 工 名 序 稱工序內(nèi) 容1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效3銑粗,精52左端平面4銑粗,精銑52右平面5銑粗精銑左側(cè)面6銑粗精銑臺(tái)階孔右側(cè)面7鏜鏜35孔8鏜鏜52孔9鉆鉆52孔端4-M8孔10鉆鉆左端平面4-M8孔11鉆鉆2-M14孔12鉗工去毛剌13檢終檢上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二采用的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，減少了加工誤差，從而能更好的保證加工精度，同時(shí)生產(chǎn)之間可以相通，粗精加工分開(kāi)，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有好處，對(duì)生產(chǎn)效率提高有效果。方案一不符合先面后孔的原則，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有好處，因此選用第二個(gè)方案很有好處。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝卡片。2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定轉(zhuǎn)向器殼體零件材料為RUT340，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。生產(chǎn)的類型是中批量的生產(chǎn)的方式。因?yàn)榱慵鬟x擇金屬模的鑄造成型,零件的毛坯的尺寸最終確定如下圖：3確定切削用量及基本工時(shí)工序 粗精銑左側(cè)面粗銑左側(cè)面26所給定的條件：零件的材質(zhì)選擇RUT340，鑄造成型。機(jī)床選擇X52K式銑床。根據(jù)參考書(shū)7的表3135刀具選擇銑刀，材質(zhì)為硬質(zhì)合金三面刃的圓盤（面銑刀）， ，齒數(shù)選擇，選粗齒型的銑刀。因?yàn)榇藛芜叺挠嗔渴?mm因此銑削加工的深度是：進(jìn)給量各個(gè)齒是：按照參考書(shū)3的表2.2-77，選擇銑加工的速度是：根據(jù)參考書(shū)7附表3237，選擇。銑床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度： 式（2.1）公式當(dāng)中 V銑削加工的速度； d銑刀的直徑。根據(jù)公式2.3銑床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度：根據(jù)參考書(shū)3附表3.2-76 實(shí)際銑削加工的速度：進(jìn)給量： 機(jī)床工作臺(tái)每分鐘的進(jìn)給量： ：按照參考書(shū)7附表2.6-87,精銑左側(cè)面已知條件：箱體體的材質(zhì)選擇RUT340，鑄造成型。銑床選擇X52K式銑床。文獻(xiàn)資料7附表3538銑刀選用材質(zhì)銑刀或者面銑刀：， ，齒數(shù)選擇12，此銑刀為細(xì)齒。精加工此平面的單邊的余量： mm銑加工的深度：每一個(gè)齒的進(jìn)給量：按照參考書(shū)7附表3136，選擇銑加工的速度：根據(jù)參考資料7附表3236，選擇銑床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，根據(jù)公式（2.4）得：根據(jù)參考資料7附表3.2-38 實(shí)際的銑削加工的速度：由進(jìn)給量，根據(jù)公式（1.3）有：工作臺(tái)每分鐘的進(jìn)給量： 粗銑加工的切削工時(shí)被切削層的長(zhǎng)度：根據(jù)殼體體毛坯的尺寸， 加工銑刀切入時(shí)的長(zhǎng)度： 銑刀切出時(shí)的長(zhǎng)度事：可得走刀的次數(shù)是1機(jī)動(dòng)的時(shí)間的公式是：由參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間得精銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度的：根據(jù)毛坯尺寸可知道 刀具切入長(zhǎng)度的：精銑時(shí)為刀具切出長(zhǎng)度的：取得走刀的次數(shù)為1所需機(jī)動(dòng)的時(shí)間：差參考資料5附表2.6-49可以得到銑削加工的輔助的時(shí)間鉆左端平面4-M8孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：麻花鉆切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)1表2.4-39，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)1表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： （式3.5）式中： 鉆孔的孔徑 鉆頭的主偏角由實(shí)際鉆孔知道，取16mm,所以代入（式3.5）得： 刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：攻絲M8切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)1表2.4-58，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)1表2.4-60，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： （式3.6）式中： 鉆孔的孔徑 絲攻的主偏角 經(jīng)查手冊(cè)得：=17.85mm，則代入（式3.6）得： 刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間：本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間。工序：粗,精銑52左平面粗銑機(jī)床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)的合金端面銑刀 機(jī)床齒數(shù)10（1）粗銑銑削深度：每齒的進(jìn)給量：據(jù)相關(guān)的機(jī)械加工工藝手冊(cè)中的表2.3.73，取銑削速度：據(jù)相關(guān)的機(jī)械加工工藝手冊(cè)中的表2.3.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：參照書(shū)籍機(jī)械加工工藝手冊(cè)中的表2.3.81,機(jī)床刀具切入長(zhǎng)度：機(jī)床刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：精銑銑削深度：精銑每齒的進(jìn)給量：參照書(shū)籍機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3.73，取精銑銑削的速度：參照書(shū)籍機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3.81，取機(jī)床傳動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)速：，取精銑實(shí)際銑削速度：精銑進(jìn)給量：精銑機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 精銑刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)精銑刀具切出長(zhǎng)度：取精銑走刀次數(shù)為1精銑機(jī)床機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以本工序機(jī)床機(jī)動(dòng)時(shí)間工序 鏜孔52機(jī)床：車床C516-A刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序：鏜35的孔機(jī)床：C516-A車床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=6.0mm。因此確定進(jìn)給量。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-41取實(shí)際切削速度：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)3，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min工序：鉆2-M14孔孔的直徑式14mm。加工的機(jī)床選擇Z535的鉆床，加工的工序選用麻花鉆頭為12。進(jìn)給的量：按照參考資料5附表2.5-39，選擇切削加工的速度：根據(jù)參考書(shū)5附表2.4-46，選擇根據(jù)公式（2.6）鉆床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度：，選擇實(shí)際切削加工的速度：被切削加工層的長(zhǎng)度：鉆頭切入的長(zhǎng)度：鉆頭切出的長(zhǎng)度：走刀的次數(shù)是1按照參考書(shū)5附表2.3-46可以知道加工的輔助的時(shí)間攻螺紋M14mm： 選取M14mm高速鋼機(jī)用的絲錐 f等于工件螺紋的螺距p，得 按鉆床選得 基本的加工工時(shí)：工序 去毛刺，檢驗(yàn)4 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師安排，決定設(shè)計(jì)工序- 加工52孔夾具設(shè)計(jì)。本夾具將用于車床。刀具為合金鏜刀對(duì)工件的52孔進(jìn)行加工。41 問(wèn)題的提出本夾具用來(lái)車削52孔時(shí)工件的裝夾。此外圓對(duì)其左端面及4-M8 孔有一定的技術(shù)要求。但在本道工序之前其左端面及2-M14孔都尚未加工。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。42 定位基準(zhǔn)的選擇。由零件圖可知70外圓應(yīng)對(duì)52內(nèi)孔有位置度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)為70外圓中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以70定位的自定心夾具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過(guò)于復(fù)雜，因此這里只選用以70外圓為主要定位基面。 為提高生產(chǎn)效率，經(jīng)指導(dǎo)老師安排采用手動(dòng)夾緊。43切削力及夾緊力計(jì)算。 切削力（見(jiàn)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.29） （3-1）式中： =900 =1.0 =0.75 =0 =0.57 =1412（N）在計(jì)算切削力的時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=1.5 =14121.5=2118（N） （3-2） 徑向切削力（見(jiàn)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.29）式中： =530 =0.9 =0.75 =0 =0.57 =762（N） （3-3）在計(jì)算切削力的時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=1.5 7621.5=1143（N） （3-4） 軸向力（見(jiàn)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.29） （3-5）式中： =450 = 1.0 = 0.4 =0 =0.57 =662（N） 考慮到安全系數(shù)，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-4得安全系數(shù)K=1.5 （3-6）由于設(shè)計(jì)的夾具有一個(gè)支承面，可以與軸向里相平衡，所以不用考慮軸向力。因此就只有徑向切削力，對(duì)夾緊裝置會(huì)有作用力，徑向切削力與夾緊力平衡才能保證車削加工能順利進(jìn)行。因此夾緊力的計(jì)算就是與徑向切削力的平衡。計(jì)算過(guò)程如下： 因?yàn)槭巧线厞A緊，所以設(shè)計(jì)單邊夾緊力為Q，所以有： =Q （3-7） （3-8） （3-9）44定位誤差分析由零件圖可知，該加工工序的外圓位置是由70mm外圓來(lái)保證的。所以用一個(gè)V型塊定位，配合夾具的從上面夾緊，可以使基準(zhǔn)重合，這樣就只存在位移誤差，在加上時(shí)夾緊，保證了70mm外圓和所加工孔的中心同軸，這樣又減少了一個(gè)方向位移誤差，只存在定位V型塊與外圓在配合上的的偏差。所以定位誤差的計(jì)算如下：52mm孔的上偏差是：+0.03mm 下偏差是：0mm定位V型塊與外圓是間隙配合查公差配合與技術(shù)測(cè)量表1-4選用定位公差尺寸為的間隙配合。45夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 此零件屬批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率需采用專用夾具。在加工52mm孔時(shí)，選擇采用手動(dòng)夾具可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。工件以定位銷，平面及夾緊保證了裝夾及定位的合理性。加工時(shí)，工件安裝在正確的位置， 用壓緊螺栓進(jìn)行壓緊，壓緊牢固后就可以加工了。結(jié)論轉(zhuǎn)向器殼體零件，鉆床夾具的設(shè)計(jì)具有很多相似性。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向器殼體零件加工工藝的制訂和夾具的設(shè)計(jì)，使我自己在大學(xué)對(duì)機(jī)械加工的知識(shí)有了更全面的掌握。轉(zhuǎn)向器殼體零件工藝規(guī)程制訂過(guò)程中，所需內(nèi)容包括零件工藝分析、加工路線的確定、切削用量的確定、工時(shí)定額的計(jì)算、加工余量的確定、定位誤差的分析，夾具設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。這是我學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)的一次大綜合的運(yùn)用。通過(guò)對(duì)鉆床夾具的設(shè)計(jì)，讓我鞏固了工件在夾具中的定位、夾緊以及夾具精度的計(jì)算等知識(shí)，雖然在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，遇到了不少的困難，但通過(guò)分析，解決了這些問(wèn)題，讓我學(xué)習(xí)到了不少的東西。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容都用電子文檔形式，增加了我的編輯電子文檔的操作熟練度，同時(shí)也提高了CAD操作熟練度，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，自己也收集了很多關(guān)于機(jī)械方面的電子書(shū)籍。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我不僅學(xué)習(xí)到了許多新知識(shí)，而且很好的將以前學(xué)過(guò)的知識(shí)的復(fù)習(xí)和總結(jié)。同時(shí)也存在一些問(wèn)題需要解決，但是最重要的是培養(yǎng)了我分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，有利于以后實(shí)際工作的需要。參 考 文 獻(xiàn)1 李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè)M.北京：北京出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.2 孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第1卷）：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.4 廖念釗、古瑩奄、莫雨松、李碩根、楊興駿編.互換性與技術(shù)測(cè)量（第四版）J.北京：中國(guó)測(cè)量出版社，2