夾具座鉆攻2-M8螺紋夾具設(shè)計說明書

1 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 夾具座的工藝規(guī)程及鉆攻 2-M8 螺紋的工裝夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接 部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞 ：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 2 目 錄 序言 1 一 . 零件分析 2 二 . 工藝規(guī)程設(shè)計 3 2.1 確定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的選擇傳 4 2.3 制定工藝路線 5 2.4 確定切削用量及基本工時 7 三 夾具設(shè)計 26 3.1 問題的提出 26 3.2 定位基準的選擇 26 3.3 切削力及夾緊力計算 26 3.4 定位誤差分析 26 3.5 鉆套的設(shè)計 28 3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 29 總 結(jié) 31 致 謝 32 參考文獻 33 第 1 頁 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講 ，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻 2-M8 螺紋的工裝夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。 本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié) 合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第 2 頁 一、 零件的分析 夾具座共有八組加工表面，現(xiàn)分述如下： 1. 320 155面 2. 105兩側(cè)面及 320 25面 3. 6- 9孔、 6- 13 4. 320 38面 5. 320 67面 6. 6-M8螺紋深 20 7. 2 6錐孔 8. 2-M8螺紋 第 3 頁 二 . 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT150，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，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 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 夾具體零件材料為 HT150，硬度選用 260HBS，毛坯重約 1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型， 2級精度組。 根據(jù)上述原始 資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計如下： 1. 320 155面 320 155面，表面粗糙度為 Ra0.8， 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，知鑄件機械加工余量 Z=5.0mm. 粗銑 單邊余量 Z=3.0mm 半精銑 單邊余量 Z=1.5mm 精銑 單邊余量 Z=0.4mm 磨削 單邊余量 Z=0.1mm 2. 105兩側(cè)面及 320 25面 105兩側(cè)面及 320 25面， 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，知鑄件機械加工余量 Z=3.0mm. 3. 6- 9孔、 6- 13孔 6- 9孔、 6- 13孔的尺寸不大，采用實心鑄造。 4. 320 38面 第 4 頁 320 19面，表面粗糙度 Ra0.8， 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，知鑄件機械加工余量 Z=3.0mm. 粗銑 單邊余量 Z=2.0mm 半精銑 單邊余量 Z=0.5mm 精銑 單邊余量 Z=0.4mm 磨削 單邊余量 Z=0.1mm 5. 320 67面 320 67面，表面粗糙度 Ra1.6， 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，知鑄件機械加工余量 Z=3.0mm. 粗銑 單邊余量 Z=2.0mm 半精銑 單邊余量 Z=0.8mm 精銑 單邊余量 Z=0.2mm 6. 6-M8螺紋深 20 6-M8螺紋深 20， 螺紋尺寸不大，采用實心鑄造。 7. 2 6錐孔 2 6錐孔，尺寸不大，采用實心鑄造。 8. 2-M8螺紋 2-M8螺紋，螺紋尺寸不大，采用實心鑄造。 9. 其它表面均為不加工表面，砂型機器鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 2.2 基面的選擇的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，第 5 頁 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)無法進行。 粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇 重要 表面為粗基準。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面。因此， 夾具座以 320 67的槽作為定位粗基準。 對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線 的出發(fā)點，應(yīng)當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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 方案一 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效 工序 03： 粗銑、半精銑、精銑 320 155 面 工序 04： 銑 105 兩側(cè)面及 320 25 面 工序 05： 鉆 6- 9 孔、擴 9 孔到 13 工序 06： 粗銑、半精銑、精銑 320 19 面 工序 07： 粗銑、半精銑、精銑 320 67 面 第 6 頁 工序 08： 鉆、攻 6-M8 螺紋深 20 工序 09： 與件 3 配作 2 6 錐孔 工序 10：鉆、攻 2-M8 螺紋 工序 11：磨 320 155 面 工序 12：磨 320 38 面 工序 13： 去毛刺 工序 14： 檢驗至圖紙要求 工序 15： 入 庫 方案二 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效 工序 03： 粗銑、半精銑、精銑 320 155 面 工序 04： 銑 105 兩側(cè)面及 320 25 面 工序 05： 粗銑、半精銑、精銑 320 19 面 工序 06： 粗銑、半精銑、精銑 320 67 面 工序 07： 鉆 6- 9 孔、擴 9 孔到 13 工序 08： 鉆、攻 6-M8 螺紋深 20 工序 09： 與件 3 配作 2 6 錐孔 工序 10：鉆、攻 2-M8 螺紋 工序 11：磨 320 155 面 工序 12：磨 320 38 面 工序 13： 去毛刺 工序 14： 檢驗至圖紙要求 工序 15： 入庫 方案一與方案二的區(qū)別在于鉆 6- 9孔、擴 9孔到 13加工第 7 頁 的先后，孔加工之后為后面工序的加工提供了定位基準，簡化了夾具設(shè)計，減少了成本，提高了效率，故采用方案一，具體的加工路線如下 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效 工序 03： 粗銑 、半精銑、精銑 320 155 面 工序 04： 銑 105 兩側(cè)面及 320 25 面 工序 05： 鉆 6- 9 孔、擴 9 孔到 13 工序 06： 粗銑、半精銑、精銑 320 19 面 工序 07： 粗銑、半精銑、精銑 320 67 面 工序 08： 鉆、攻 6-M8 螺紋深 20 工序 09： 與件 3 配作 2 6 錐孔 工序 10：鉆、攻 2-M8 螺紋 工序 11：磨 320 155 面 工序 12：磨 320 38 面 工序 13： 去毛刺 工序 14： 檢驗至圖紙要求 工序 15： 入庫 2.4 確定切削用量及基本工時 工序 01：鑄造 工序 02：人工時效 工序 03： 粗銑、半精銑、精銑 320 155 面 工步一：粗銑 320 155 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, 第 8 頁 mma p 0.3 ， mmd 600 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 mma p 0.3 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 mmf z ，則 m in/663601251 0 001 0 00 rd vn s 按機床標準選取wn 675 min/r m i n/2.127m i n/1000 675601000 mmdnv w 當wn 675r/min 時 rmmznff wzm /5 4 06 7 542.0 按機床標準選取 rmmfm /5003） 計算工時 切削工時： mml 320 ， mml 0.31 ， mml 32 ，則機動工時為 m in4 1 5.22.06 7 5 333 2 021 fn llltwm工步二：半精銑 320 155 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, mma p 5.1 ， mmd 600 ， min/125 mv ， 4z 。 第 9 頁 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 mma p 5.1 2） 決定每次進給量及切削速度 根 據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 mmfz ，則 m in/663601251 0 001 0 00 rd vn s 按機床標準選取wn 675 min/r m i n/2.127m i n/1000 675601000 mmdnv w 當wn 675r/min 時 rmmznff wzm /5 4 06 7 542.0 按機床標準選取 rmmfm /5003） 計算工時 切削工時： mml 320 ， mml 5.11 ， mml 32 ，則機動工時為 m i n4 0 4.22.06 7 5 35.13 2 021 fn llltwm工步三：精銑 320 155 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, mma p 4.0 ， mmd 600 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 第 10 頁 1）決定銑削深度 mma p 4.0 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 mmfz ，則 m in/663601251 0 001 0 00 rd vn s 按機床標準選取wn 675 min/r m i n/2.127m i n/1000 675601000 mmdnv w 當wn 675r/min 時 rmmznff wzm /5 4 06 7 542.0 按機床標準選取 rmmfm /5003） 計算工時 切削工時： mml 320 ， mml 4.01 ， mml 32 ，則機動工時為 m i n3 9 6.22.06 7 5 34.03 2 021 fn llltwm工序 04： 銑 105 兩側(cè)面及 320 25 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合雙面刃銑刀，刀片采用 YG8, mma p 0.3 ， mmd 800 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 第 11 頁 切削工時： mml 320 ， mml 5.11 ， mml 32 ，則機動工時為 m in014.12.01 6 0 0 35.132021 fn llltwm工步三：精銑 320 19 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, mma p 4.0 ， mmd 600 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 mma p 4.0 2） 決定 每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 mmf z ，則 m in/3.1 5 92251251 0 001 0 00 rd vn s 按機床標準選取wn 1600 min/r m i n/6.125m i n/1000 1600251000 mmdnv w 當wn 1600r/min 時 rmmznff wzm /1 2 8 01 6 0 042.0 按機床標準選取 rmmfm /12003） 計算工時 切削工時： mml 320 ， mml 4.01 ， mml 32 ，則機動工時第 12 頁 為 m in011.12.01 6 0 0 34.032021 fn llltwm工序 07： 粗銑、半精銑、精銑 320 67 面 工步一：粗銑 320 67 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃 銑刀，刀片采用 YG8, mma p 0.2 ， mmd 1000 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 mma p 0.2 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 mmf z ，則 m in/3 9 8. 1100 1251 0 001 0 00 rd vn s 按機床標準選取wn 375 min/r m i n/8.117m i n/1000 3751001000 mmdnv w 當wn 375r/min 時 rmmznff wzm /3 0 03 7 542.0 按機床標準選取 rmmfm /3003） 計算工時 切削工時： mml 320 ， mml 0.21 ， mml 32 ，則機動工時第 13 頁 為 m in333.42.0375 30.232021 fn llltwm工步二：半精銑 320 67 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀，刀片采用 YG8, mma p 8.0 ， mmd 1000 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 mma p 8.0 2） 決定每次進給量 及切削速度 根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 mmf z ，則 m in/3 9 8. 1100 1251 0 001 0 00 rd vn s 按機床標準選取wn 375 min/r m i n/8.117m i n/1000 3751001000 mmdnv w 當wn 375r/min 時 rmmznff wzm /3 0 03 7 542.0 按機床標準選取 rmmfm /3003） 計算工時 切削工時： mml 320 ， mml 8.01 ， mml 32 ，則機動工時為 第 14 頁 m i n3 1 7.42.03 7 5 38.03 2 021 fn llltwm工步三：精銑 320 67 面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀，刀片采用 YG8, mma p 2.0 ， mmd 1000 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1 為 m i n3 0 9.42.03 7 5 32.03 2 021 fn llltwm工序 08： 鉆、攻 6-M8 螺紋深 20 工步一：鉆 6-M8 螺紋底孔 6.8 選用 mm8.6 高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表 3.1 6） 由切削表 2.7 和工藝表 4.2 16 查得 0 .2 8 /f m m r機1 6 / m incVm查（切削表 2.15） m i n/2.351m i n/8.6 5.710001000 rrD Vn c 按機床選取 n=375r/min m in)/m0.81000 3758.61000V c （ Dn基本工時： m i n2 5 1 4.0m i n28.0375 34.32021 nf lllt總的工時： T=6t=1.509min 工步二：攻絲 6-M8 深 20 第 15 頁 選擇 M8mm 高速鋼機用絲錐 f 等于工件螺紋的螺距 p ，即 1 .2 5 /f m m r 7 .5 / m i ncVm機m i n/2.341m i n/8 5.710001000 rrD Vn c 按機床選取 n=375r/min 基本工時： m i n0 5 0 3.0m i n25.1375 36.02021 nf lllt總的工時： T=6t=0.302min 工序 09： 與件 3 配作 2 6 錐孔 1、加工條件 加工材料 : HT150，硬度 200220HBS，鑄件。 工藝要求：孔徑 d=6mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷 卻。 機床：選用 Z3025 鉆床和專用夾具。 2、 基本工時： m i n0 4 8 2.0m i n25.13 7 5 36.01921 nf lllt總的工時： T=2t=0.096min 工序 11：磨 320 155 面 工件材料：灰鑄鐵 HT150 加工要求： 磨 320 155 面 機床：平面磨床 M215A 刀具：砂輪 量具：千分尺 （ 1） 選擇砂輪 第 16 頁 見工藝手冊表 4.8 2 到表 4.8 8，則結(jié)果為 WA46KV6P350 40 127 其含義為：砂輪磨料 為白剛玉，粒度為 46 號，硬度為中軟1 級，陶瓷結(jié)合劑， 6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40127（ D B d） （ 2） 切削用量的選擇 砂輪轉(zhuǎn)速為 N 砂 =1500r/min,V 砂 =27.5m/s 軸向進給量 fa =0.5B=20mm(雙行程 ) 工件速度 Vw =10m/min 徑向進給量 fr =0.015mm/雙行程 （ 3） 切削工時 f fa v1000 k Zbb L 2 tm 工藝手冊 式中 L 加工長度， L=320mm Zb 單面加工余量， Zb =0.1mm K 系數(shù)， 1.10 V 工作臺移動速度（ m/min） fa 工作臺往返一次砂輪軸向進給量（ mm） fr 工作臺往返一次砂輪徑向進給量（ mm） m i n291.10. 01520101000 0. 051. 1110320 2 tm 工序 12：磨 320 38 面 工件材料：灰鑄鐵 HT150 加工要求： 磨 320 38 面 機床：平面磨床 M215A 刀具：砂輪 量具：千分尺 （ 4） 選擇砂輪 見工藝手 冊表 4.8 2 到表 4.8 8，則結(jié)果為 第 17 頁 WA46KV6P350 40 127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46 號，硬度為中軟1 級，陶瓷結(jié)合劑， 6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40127（ D B d） （ 5） 切削用量的選擇 砂輪轉(zhuǎn)速為 N 砂 =1500r/min,V 砂 =27.5m/s 軸向進給量 fa =0.5B=20mm(雙行程 ) 工件速度 Vw =10m/min 徑向進給量 fr =0.015mm/雙行程 （ 6） 切削工時 f fa v1000 k Zbb L 2 tm 工藝手冊 式中 L 加工長度， L=320mm Zb 單面加工余量， Zb =0.1mm K 系數(shù)， 1.10 V 工作臺移動速度（ m/min） fa 工作臺往返一次砂輪軸向進給量（ mm） fr 工作臺往返一次砂輪徑向進給量（ mm） m i n291.10. 01520101000 0. 051. 1110320 2 tm 工序 13： 去毛刺 工序 14： 檢驗至圖紙要求 工序 15： 入庫 第 18 頁 三、 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計工序 10： 鉆、攻 2-M8螺紋 的夾具設(shè)計，選用機床： Z525 立式鉆床 3.1、問題提出 本夾具主要用來鉆、攻 2-M8 螺紋，生產(chǎn)批量：中大比量，鉆、攻2-M8 螺紋與其他面沒有任何位置度要求，設(shè)計時主要考慮效率上。 3.2 定位基準的選擇 以加工后的 9孔和 320 155 的端面作為定位基準進行定位。 3.3 定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為二孔、一平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對一面兩銷進 行設(shè)計。 3.4 切削力和夾緊力的計算 1、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 6.08.026 HBDfF 式（ 5-2） 鉆削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式（ 5-3） 式中： 10.5D mm 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 2、夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 FKffN 21 第 19 頁 其中 f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.021 ffF= zP +G G 為工件自重 Nff FN 4.355121 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 ss s=3.54 取 s=4 得 MPa120 8.2242c HdF 滿足要求 M P adNc1543.1 2 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 3.5:定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差yjyj m in111 XDd （式 5-5） 式中： 1d 圓柱銷孔的最大偏差 1D 圓柱銷孔的最小偏差 1min 圓柱銷孔與工件 9 孔最小配合間隙 代入（式 5-5）得： yj m in111 XDd =0.019+0-0.015 =0.004（ mm） 第 20 頁 (2) 轉(zhuǎn)角誤差 L XDdXDdtg 2 m i n222m i n111 （式 5-6） 式中： 1d 圓柱銷孔的最大偏差 1D 圓柱銷孔的最小偏差 1min 圓柱銷孔與定位銷最小配合間隙 2d 削邊銷孔的最大偏差 2D 削邊銷孔的最小偏差 2minX 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： )2(2 m in1m in2 XX LgLx 則代入（式 5-6）得： 0000622.0472 01.00015.0015.00019.0t g 則： 0 .0 0 0 0 6 2 1 9 3.6 夾具設(shè)計及簡要操作說明 本工件采用圓柱銷定位，通過圓柱銷和工件的過盈配合來固定工件，通過一削邊銷防止工件轉(zhuǎn)動，這們工件被完全定位。這樣操作更加簡單，迅速，特別適合大批量