CA6140絲攻M4螺紋孔專用夾具設(shè)計概述

1、軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及 夾具設(shè)計 學(xué)院： 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 班級： 機(jī)制 076 姓名： 張赫學(xué)號：107011178 指導(dǎo)老師： 張小強(qiáng) 成績： 日期： 2010.7.16 編號 名 稱 件數(shù) 頁數(shù) 1 任務(wù)書和零件圖 一份 2 零件毛坯圖 一張 3 機(jī)加工工藝規(guī)程卡 一套 4 機(jī)加工工序卡 一套 5 零件定位方案圖 一張 6 夾具裝配圖 一張 7 夾具零件圖 （含夾具體 ） 一套 8 課程設(shè)計說明書 一份 9 機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計 設(shè)計題目 ：ZJKJXY-8 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班級：機(jī)制 076 學(xué)號：107011178 學(xué)生姓名：張赫 指導(dǎo)老師

2、：葉岳松 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 2010 年 7 月 16 日 機(jī)械加工工藝規(guī)程與機(jī)床夾具設(shè)計 設(shè)計任務(wù) 1. 設(shè)計課題 :軸承座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2. 絲攻 M4 螺紋孔專用夾具設(shè)計 3. 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 大批量生產(chǎn) 4. 設(shè)計要求： 1) 零件毛坯圖 1張 2) 機(jī)械加工工藝過程卡片 1套 3) 機(jī)械加工主要工序的工序卡片 1套 4) 夾具裝配圖 1張 5) 夾具零件圖 若干張 6) 設(shè)計說明書 1份 、設(shè)計說明書 目錄 序言 .5 一、 零件加工工藝設(shè)計 .6 1、零件的工藝性審查 . .6 2、基準(zhǔn)選擇原則 . .7 3、定位基準(zhǔn)選擇 .7 4、擬定機(jī)械加工工藝路線 .8 5、確定機(jī)械加

3、工余量，工序尺寸以及公差 .8 6、選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備 9 7、確定切削用量 9 二、夾具設(shè)計 .12 1、問題提出 .12 2、家具設(shè)計 . .13 三、小節(jié) 15 四、參考文獻(xiàn) .17 機(jī)械制造工藝及設(shè)備畢業(yè)設(shè)計是我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的一個極為重要 的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)， 是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本課程， 基本知識與基本技能 去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。 我們在完成課程設(shè)計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)， 有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工 作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)， 所以我們要認(rèn)真對待這次綜合

4、能 力運(yùn)用的機(jī)會！ 其主要目的是： 1. 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問題的獨立能力， 拓寬和深化 所學(xué)的知識。 2. 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計思維，掌握工程設(shè)計的一般程序， 規(guī)范和方法。 3. 培養(yǎng)學(xué)生正確的使用技術(shù)知識，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進(jìn) 行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力和技巧。 4. 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)整研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員 學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。 、零件加工工藝設(shè)計 ( 1) 零件的工藝性審查： 1) 零件的結(jié)構(gòu)特點 軸承座如附圖 1 所示。該零件是起支撐軸的作用。零件的主要工作表面為 40的

5、孔內(nèi)表面。 主要配合面是 22的軸孔。零件的形狀比較簡單， 屬于較簡 單的零件，結(jié)構(gòu)簡單。 2) 主要技術(shù)要求： 零件圖上主要技術(shù)要求： 調(diào)質(zhì)至 HB230-250,銳邊倒角， 未注倒角 0.5x45， 表面作防銹處理。 3) 加工表面及其要求： a) 總寬：為 18 0.05mm。 b) 軸孔： 22 的孔徑： 22+00.018 mm，表面粗糙度 Ra1.6um， c) 34 的外圓：直徑為 34-00.002057 mm，表面粗糙度為 Ra1.6um，外圓與內(nèi) 孔的同軸度不超過 0.02m.，軸肩距為 12mm。 d) 左端面：外圓直徑為 52，上下邊面距離 38mm。 e) 螺紋孔：大

6、徑為 4mm，軸心距離左軸肩 3mm。 f) 通孔：左端面均布 4- 4.5 通孔，左右中心距 36mm，上下中心距 27mm。 g) 退刀槽：距離右端面 12mm，尺寸為 1.5x 33 4) 零件的材料： 零件在整個機(jī)器當(dāng)中起的作用一般，不是很重要。選用 45#。 毛坯選擇： 1) 確定毛坯的類型及制造方法 零件為批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為粗加工后的產(chǎn)品。 2) 確定毛坯的形狀、尺寸及公差 毛坯的形狀及尺寸如附圖 2 所示。選用 55x20 的短圓棒。 3) 繪毛坯 根據(jù)附圖 1 所示的零件結(jié)構(gòu)形狀， 在各加工表面上加上加工余量， 繪制毛坯 零件圖如附圖 2 所示。 （ 2） 基準(zhǔn)原

7、則： 粗基準(zhǔn)的選用原則 1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當(dāng)有些不加工表面與加工表 面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準(zhǔn)。 2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。 應(yīng)選擇重要加工表面為粗基準(zhǔn)。 3、粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則。粗基準(zhǔn)的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復(fù)使用會造 成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)，通常只允許使用一次。 精基準(zhǔn)的選用原則 1、基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。 2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準(zhǔn)加工個表面，以保證各表面的位置 精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。 3、互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩

8、個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為 基準(zhǔn)的原則反復(fù)加工。 4、自為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的 定位基準(zhǔn)。 （ 3） 定位基準(zhǔn)選擇 由于附圖 1 所示的支座的零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以 22孔及其右 端面為設(shè)計基準(zhǔn)。 工藝順序的安排原則有四點： 、 1. 先加工基準(zhǔn)面，再加工其他面。 2. 一般情況下，先加工平面，再加工孔。 3. 先加工主要平面，再加工次要平面。 4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 根據(jù)上述四條工序安排原則以及粗、精基準(zhǔn)選擇的原則，確定各加工表面 的基準(zhǔn)如下： a）兩端面。 互為基準(zhǔn)，保證相互位置要求的原則 b) 22

9、 的孔 精基準(zhǔn)，統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。 c) 上下兩面。 互為基準(zhǔn)，保證相互位置要求的原則 d) 4 4.5 孔：左端面。 精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合原則。 e) M4 螺紋孔： 下端面。 精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合原則。 f) 1.5x 33 溝槽。 精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合原則。 (4)擬定機(jī)械加工工藝路線： 擬定加工路線： 一 銑左右端面。 鉆中心孔。 三 熱處理。 四 車內(nèi)孔 22。 五 車外圓。 六 銑大端面上下面。 七 鉆 4 4.5 。 八 絲攻 M4 螺紋孔。 九 車溝槽。 十 清洗，去毛刺，倒角 十一 檢驗。 由于進(jìn)行的是批量的生產(chǎn)，本工藝路線是采用工序分散的原則組織工序的， 被加工孔 4 4.5 可在普通鉆床

10、上用鉆模加工。優(yōu)點是裝夾次數(shù)少，夾具數(shù)目 也少，易于保證表面的位置精度，減少工序間的運(yùn)輸量，縮短生產(chǎn)周期。 (5)確定機(jī)械加工余量，工序尺寸及公差 根據(jù)上述原始資料及加工工藝， 查機(jī)械制造工藝技術(shù)手冊 ，分別確定各 加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下： 表 1 加工余量表 工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序一 銑左右端面 1 18 3.2 m 工序四 車內(nèi)孔 22 1mm 22mm 1.6 m 工序六 銑上下兩端面 5mm 60mm 3.2 m 工序七 鉆孔 4 4.5 2.75mm 4.5mm 12.5 m 工序九 車 1.5x 33 溝槽 1mm 1.5x 33mm

11、6.5 m 6）選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件， 為了滿足生產(chǎn)需要， 現(xiàn)選用各工序所用的設(shè) 備為： 工序一： X62 臥式萬能銑床， YT15 三面刃銑刀，專用夾具， 0200/0.2mm 游標(biāo)卡尺。 工序四：數(shù)控車床 CAK6136 ，K01 車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺。 工序七： Z4012鉆床， 4 4.5麻花鉆，專用夾具，游標(biāo)卡尺。 工序九：數(shù)控車床 CAK6136 ，K01 車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺。 （7）確定切削用量 1）工序一 銑左右兩端面 加工條件： X62 臥式萬能銑床，兩把 YT15 三面刃銑刀，刀盤直徑 125mm， 寬 12mm，齒數(shù) 20，專用夾具

12、， 0200、 0.2mm 游標(biāo)卡尺，柴油冷卻。 a. 確定背吃刀量 端面的總加工余量為 5mm，由毛坯圖已知銑削寬度為 ae=60mm，一次走刀加 工 ， ap=5 mm. b. 確定進(jìn)給量及基本工時 根據(jù)工藝手冊中表 4.2-38，萬能銑床 X62 ，刀桿直徑為 22mm，再查切 削手冊表 3.15 和工藝手冊表 4.2-38 可得，我們可以取進(jìn)給量 f=0.10mm/z。 c計算切削速度 根據(jù)切削手冊表 3.27 可得， Cv=186mm, qv=0.2, yv=0.4, uv=0.2, m=0.2, xv=0.1,Pv=0,修正系數(shù) kv=1.1,選擇刀具使用壽命 T=60min. v

13、c= Cvd0qvkv / (TmapxvfyvaeuvzPv) =1861250.21.1/(60 0.250.10.1 0.2600.2 200) 4.6m/min. d. 確定銑床主軸轉(zhuǎn)速 n w=1000vc/( dw)=1000 4.6/(3.14 22) 66.6 r/min 根據(jù)工藝手冊表 4.2-39 ，與 66.6r/min 相近的轉(zhuǎn)速為 75r/min ?，F(xiàn)選擇 nw=75r/min. 所以實際切削速度為 v=5 m/min. e. 計算基本時間 按工藝手冊表 6.2-7 ， l =80mm, l 1 0.5(d d2 a2e ) +(13) 0.5(125 1252 60

14、2 ) +(13)=9mm. l 2=2mm. 時間 t= l l1 l 2 fMz = 80 9 2 =0.1 20 75 =0.61min，取時間 t=40s。 2) 工序七 鉆孔 4.5 加工條件 Z4012鉆床， 4.5mm標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆， 專用夾具， 0200、0.2mm 游標(biāo)卡尺，柴油冷卻。 a. 確定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表 2.7，f=1.01.2，查工藝手冊 4.2-16，根據(jù)機(jī)床實際縱 進(jìn)給量取 f=0.12mm/r b. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削手冊表 2.12 可得，鉆頭后刀面的最大磨損限度為 0.81.2mm,使 用壽命為 70min. c. 計算切削速度 根

15、據(jù)切削手冊表 2.30，Cv=4.8, zv=0.4, xv=0, yv=0.7,m=0.2, 表2，31得，修 正系數(shù) kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=4.8391.0/(70 0.2 19.5 00.12 0.7) 18m/min n v=1000vc/( dw)=1000 18/(3.14 39) 147r/min 根據(jù)工藝手冊表 4.2-15 ，按機(jī)床實際鉆速選取 nw=125r/min, 則實際切削速 度為 v=15m/min. e. 計算基本時間 按工藝手冊表 6.2-7 ， l =60mm, l1 D cot r (1 2) =12mm， r=90

16、 ，取l 1=2mm. 2 l 2=2mm. 時間 t= l l1 l 2 60 2 2 =4.3min，取時間 t=260s nw f125 0.12 3) 工序四 車內(nèi)孔 22 加工條件 數(shù)控車床 CAK6136 ，K01 車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺， 22 孔 用塞規(guī)，柴油冷卻。 a. 確定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表 2.10， f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊 4.2-16，根據(jù)機(jī)床 實際縱進(jìn)給量取 f=0.9mm/r b. 計算切削速度 根據(jù)切削手冊 表 2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表 2，31 得， 修正系數(shù) kv=1.

17、0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5400.61.0/(25 0.2540.20.9 0.3) 52.6m/min n v=1000vc/( dw)=1000 52.6/(3.14 40) 418.8r/min 根據(jù)工藝手冊表 4.2-15 ，按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取 nw=500r/min, 則實際切削速 度為 v=63m/min. c. 計算基本時間 為減少輔助時間，參照鉆孔得時間 t=260s. 4) 工序九 車溝槽 1.5* 33 加工條件 數(shù)控車床 CAK6136 ，K01 車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺，22 孔用塞規(guī)，柴油冷卻。 a.確定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表 2.

18、10， f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊 4.2-16，根據(jù)機(jī)床 實際縱進(jìn)給量取 f=0.9mm/r b.計算切削速度 根據(jù)切削手冊 表 2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表 2，31 得， 修正系數(shù) kv=1.0. zv m xv yv 0.6 0.25 0.2 0.3 vc=Cvd0 kv/(T ap f )=16.5400.6 1.0/(25 0.2540.20.9 0.3) 52.6m/min n v=1000vc/( dw)=1000 52.6/(3.14 40) 418.8r/min 根據(jù)工藝手冊表 4.2-15 ，按機(jī)

19、床實際轉(zhuǎn)速選取 nw=500r/min, 則實際切削速 度為 v=63m/min. c. 計算基本時間 為減少輔助時間，參照鉆孔得時間 t=260s. (8)填寫工藝文件 按上述確定的工藝過程填寫機(jī)械加工工藝過程卡片(附表1)和機(jī)械加工工 序卡片(附表 2附表 5) 二、夾具設(shè)計 (1)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， 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第八道工序攻絲 M4 的夾具。 本工序的加工要求為： M4 ，軸心距離左軸肩 3mm 本工序的主要加工條件為：手用絲錐上 M4*1.25 ， 3.8 麻花鉆，上下兩 端面已加工好，達(dá)設(shè)計圖樣要求。

20、未淬硬 鋼實 心毛 坯上 鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度 為 IT1112 ， 表面 粗糙 度為 Ra=12.5 m，在鉆床夾具上加工時適當(dāng)控制切削用量， 可保證孔的尺寸精度要求 和表面粗糙度要求。 因此， 在本工序加工時， 主要考慮的是要如何保證孔軸線與 3.8 孔軸線的位置度要求。 （2）夾具設(shè)計 1）定位方案及定位元件的確定與設(shè)計 1 定位方案的確定 根據(jù)工序加工的要求，我將定位方案確定如下： 以左端面為主要定位基準(zhǔn)，限制 3 個自由度，以內(nèi)孔為輔助定位，限制 2 個自由度，以下底面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)， 限制 1個自由度。 用螺栓螺母夾緊孔 22 的另 一端面。 本方案是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的， 有利于夾具的設(shè)

21、計制造， 裝卸工件較方 便，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。 2 定位元件的設(shè)計 根據(jù)定位方案，設(shè)計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示 22 孔采用短銷大平面組合定 位，限制 5 個自由度，下底面采用兩個支撐釘，防止其轉(zhuǎn)動，采用緊固螺釘 圖 1 定位圖 根據(jù)所確定的定位方案，圓柱心軸與孔的配合為 20H9 f8 影響位置度的定 位誤差為： D Dmax dmin =22.112mm 21.936mm=0.176mm 由于工件對位置度公差沒有特別要求， 則我們認(rèn)為該影響位置度的定位誤差 滿足加工要求。 4 夾緊力的計算 本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)夾具設(shè)計手冊表 1-2-7 可得， 切削力 Px 6

22、67Df 0.7K p D鉆頭直徑 f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 (mm) Kp修正系數(shù) 查表 1-2-8 可得， Kp=0.4 Px 667Df 0.7Kp=66740.36 0.70.4=522N 查機(jī)械設(shè)計手冊可得，摩擦因數(shù) 0.22 P 522N 理論夾緊力 F=Px 522N 2372.5N 0.22 實際夾緊力 FK=FK K安全系數(shù)。 對于該工件的加工，安全系數(shù) K 可按下式計算： K=1.01.0 1.0 1.3 1.0 1.0=1.3 實際夾緊力 FK=2372.5 1.3=3084.25N 取實際夾緊力 FK=3.5 KN. 2) 導(dǎo)向方案的選擇 1 導(dǎo)向方案的選擇 如圖所示， 由于零件是

23、批量生產(chǎn)， 考慮鉆模磨損后可以更換， 選擇標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 的可換鉆模。根據(jù)夾具的手冊表 1-7-4 ，鉆模至工件表面的 距離按 (11.5)d 8 12mm選取，考慮本工序加工時鉆頭較細(xì)，防止切屑將鉆頭憋斷， 應(yīng)有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取 10mm。 小節(jié) 時光飛逝，為期兩個星期的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。回首這 段時間的設(shè)計過程，感慨萬千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。 受益匪淺！ 在這次設(shè)計過程中，使我真正的認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué) 到的知識，在這次設(shè)計當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設(shè)計將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、 公差

24、與配合、 機(jī)械制圖、 工程材 料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來， 起到了穿針引線的作用， 鞏固了所學(xué) 知識的作用。 在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中，首先是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這 樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等， 因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中還用到了 CAD制圖和一些計算機(jī)軟件，因為學(xué) 的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但 不久就能熟練的畫了。 CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。 因此，這次真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實際應(yīng)用中來了。 在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計

25、中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè) 計，因為機(jī)床夾具的設(shè)計在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識講的， 并沒有親自設(shè) 計過，因此，在開始的設(shè)計過程中， 存在這樣那樣的問題， 在老師的細(xì)心指導(dǎo)下， 我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計， 畫圖， 查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料， 終于將 它設(shè)計了出來， 我感到很高興， 因為在這之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識， 也 懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多知識，有一點更是重要， 就是我能作為一個設(shè)計人員， 設(shè)計一個零件， 也因此，我了解了設(shè)計人員的思想， 每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員， 在設(shè)計的過程中一點不能馬虎， 每個步驟都必須有理有據(jù)， 不是憑空捏造的。 而 且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)， 查閱大量資料， 而且設(shè)計一個 零件