機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)制訂軸承端蓋工藝及直徑為10mm孔夾具設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械制造基礎(chǔ)夾具課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：制訂軸承端蓋工藝及直徑為10mm孔夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 零件的分析二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）、確定毛坯的制造形式 （二）、基面的選擇（三）、制訂工藝路線（四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的確定（五）、確定切削用量及基本工時(shí)三、 夾具設(shè)計(jì)四、 參考文獻(xiàn) 一、 零件的分析（一）零件的工藝分析 軸承端蓋具有密封，定位的作用，因此結(jié)合面要有比較高的表面質(zhì)量，孔系加工也要求有比較高位置精度和形狀精度，這個(gè)零件從零件圖上可以看出，所有加工表面是以16mm為中心的，包括：32h7mm及倒角，尺寸為11mm，7mm的沉頭孔及螺

2、紋孔，m5螺紋底孔，11mm，10mm進(jìn)油孔，以及56mm圓柱面，16mm孔與56mm柱面同心度為0.025；由以上分析可知，對(duì)于這些加工表面而言，我們首先加工出56mm外圓柱面，并以此為粗基準(zhǔn)加工出關(guān)鍵部分孔16mm，并以此為基準(zhǔn)加工其它表面，并且保證其它表面與孔之間的位置精度要求。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式 零件材料為ht200，考慮到該零件在車(chē)床中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為中批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金屬模砂型鑄造。（二）基面的選擇1 基準(zhǔn)選擇原則粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求

3、，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 1) 選擇重要表面為粗基準(zhǔn) 2) 選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 3) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn) 以便工件定位可靠、夾緊方便。 4) 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。 精基準(zhǔn)的選擇1)基準(zhǔn)重合原則 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3）自為基準(zhǔn)原則 4)互為基準(zhǔn)原則 5)便于裝夾原則 2 基準(zhǔn)選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：以未加工外圓表面作為粗基準(zhǔn)。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選16mm用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 （三） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的

4、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)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序 鑄造成型。 工序 時(shí)效處理。 工序 車(chē)90mm，52mm外圓。工序 鉆孔32mm，16mm，擴(kuò)孔32mm，16mm，鉸孔32mm， 16mm。工序 粗車(chē)，半精車(chē)，精車(chē)56mm外圓及端面。工序 鉆11mm沉頭孔，7mm螺紋孔，m5螺紋底孔。工序 鉆油孔10mm。工序 鉆孔11mm。工序 攻絲m5。工序 攻絲m12。工序 清洗檢查。 2.工藝路線方案二 工序 鑄造

5、成型。 工序 時(shí)效處理。 工序 車(chē)90mm，車(chē)52mm及端面。 工序 粗車(chē)56mm外圓及端面。工序 鉆孔32mm至31mm，16mm孔至15mm。工序 半精車(chē)，精車(chē)56mm外圓及端面工序 擴(kuò),鉸16mm孔工序 半精鏜,精鏜32mm至32h8mm。工序 鉆11mm沉頭孔，7mm螺紋孔。工序 加工m5螺紋底孔, 攻絲m5工序 鉆進(jìn)油孔11mm。工序 鉆進(jìn)油孔10mm，攻絲m12。工序xiii 清洗檢驗(yàn)工藝方案的比較與分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一先加工圓柱面，再以圓柱面為基準(zhǔn)加工中心孔。方案二是先加工孔，再以孔為精基準(zhǔn)加工圓柱面。兩種方案比較，零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是中心孔，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選用

6、方案二更合理。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 端蓋零件材料為ht200，毛坯重量約為1.00kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用金屬砂型鑄造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 車(chē)外圓及端面考慮右端面的粗糙度ra為3.2，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)以下簡(jiǎn)稱“手冊(cè)”，表143，確定工序尺寸為 z=1.0mm，其中粗加工的加工余量z=0.5mm，精加工的加工余量z=0.25mm。2. 鉆孔32，半精鏜32，精鏜32。鉆32： 2z=30半精鏜：32 2z=1.5精鏜：32 2z=0.5 3鉆孔16，擴(kuò)孔16，鉸孔16根據(jù)“手冊(cè)”表14

7、9，擴(kuò)孔16 2z=1.6鉸孔16 z=0.4毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見(jiàn)毛坯圖。圖1 毛坯圖（五）確定切削用量及基本工時(shí) 1）工序 車(chē)90mm，車(chē)52mm及端面。機(jī)床：c6140車(chē)床刀具：yt15硬質(zhì)合金車(chē)刀確定切削用量及加工工時(shí)：確定加工余量為2mm， 查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)3表1 當(dāng)用yt15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鑄鐵時(shí)： ;切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 車(chē)端面 min2） 粗車(chē)56mm外圓及端面。機(jī)床：c6140車(chē)床刀具：yt15硬質(zhì)合金車(chē)刀確定切削用量及加工工時(shí)確定加工余量為1mm， 查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)3表1 當(dāng)用yt15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鑄

8、鐵時(shí)： ;切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 車(chē)端面 min3）工序 鉆孔32mm至31mm，16mm孔至15mm機(jī)床：z535刀具：高速鋼麻花鉆確定切削用量及工削工時(shí)f=0.75mm/rk=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=3.48r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s 切削工時(shí) l=80mm，l= 10mm，l=2mm t= =6s=0.1min 鉆16mm孔至15mm機(jī)床：z535刀具：高速鋼麻花鉆確定切削用量及工削工時(shí)f=0.75mm/rk=0.750.

9、95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=5.2r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s 切削工時(shí) l=80mm，l= 10mm，l=2mm t= =0.133min 4）工序 半精車(chē)，精車(chē)56mm外圓及端面機(jī)床：c6140車(chē)床刀具：yt15硬質(zhì)合金車(chē)刀確定切削用量及加工工時(shí)確定加工余量為0.25mm， 查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)3表1 當(dāng)用yt15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鑄鐵時(shí)： ;切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 半精車(chē)端面 min精車(chē)精車(chē)端面 min4）工序 粗

10、鏜32mm至31mm機(jī)床：臥式鏜床刀具：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：6）工序 擴(kuò),鉸16mm孔擴(kuò)孔 16機(jī)床：z535立式鉆床刀個(gè)：高速鋼擴(kuò)孔鉆切削用量及工時(shí)：f=1.07 (表354) =0.175m/s （10.5m/min） n=3.48r/s 按機(jī)床選取 n=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 =0.16m/s 切削工時(shí) l=

11、20mm，l= 3mm，l=1.5mm t= s （0.168min）鉸孔 16機(jī)床：z535立式鉆床刀具：鉸刀f=1.07 (表354) =0.175m/s （10.5m/min） n=3.48r/s 按機(jī)床選取 n=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 =0.16m/s 切削工時(shí) l=20mm，l= 3mm，l=1.5mm t= s （0.168min）7）工序 半精鏜,精鏜32mm至32h8mm。機(jī)床：臥式鏜床刀具：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

12、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： 精鏜32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：8）工序 鉆11mm沉頭孔，7mm螺紋孔，m5螺紋底孔, 攻絲m5。 機(jī)床：z535立式鉆床 鉆沉孔 刀具：高速鋼麻花鉆f=0.75mm/rk=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=10.13r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s

13、切削工時(shí) l=5mm，l= 10mm，l=2mm t= =0.029min t總tm*6=0.175min 鉆7mm螺紋孔 刀具：高速鋼麻花鉆 確定切削用量及工時(shí)f=0.75mm/rk=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=15.92r/s 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s 切削工時(shí) l=17mm，l= 10mm，l=2mm t= =0.121min t總tm*6=0.725min 工序x 鉆m5底孔4,攻絲m5機(jī)床：z535鉆床刀具：高速鋼麻花鉆由機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)表15-41

14、 f=0.30mm/r 由機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)表10.4-9v=0.161m/s=9.86r/s=12.8r/min按機(jī)床選取： 對(duì)于孔1：記算工時(shí) ： 攻絲m5 a/加工條件：機(jī)床：z535立時(shí)鉆床. 刀具：機(jī)用絲錐 其中d=5mm, .b/計(jì)算切削用量：=1.3mm由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表15-53，表15-37可知：.f=1mm/r v=0.12m/s. 確定主軸轉(zhuǎn)速： n=286r/min . 按機(jī)床選?。?實(shí)際機(jī)床選取： v= 切入，切出 l1.+l2=4mm l=12mm 切削工時(shí)： .8）9序i 鉆進(jìn)油孔11mm。機(jī)床： z535立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆確定切削用量及工時(shí)定額f=0

15、.75mm/rk=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=10.13r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s 切削工時(shí) l=16.5mm，l= 10mm，l=2mmt= =0.12min工序i 鉆油孔10mm，攻絲m12。機(jī)床：z535立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆 絲錐f=0.75mm/rk=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=11.21r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=720r/min

16、=12r/s 故實(shí)際切削速度 =0.38m/s 切削工時(shí) l=32mm，l= 10mm，l=2mmt= =52s=0.868min攻絲m12由機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)表16.2-4=143r/min 計(jì)算得t=0.38min四、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。本課題選擇工序 加工m5螺紋底孔, 攻絲m5專用夾具。（二） 提出問(wèn)題利用本夾具主要用來(lái)鉆m5螺紋底孔4。在加工本工序前，其他重要表面都已加工，因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何保證中心對(duì)齊，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而精度則不是主要問(wèn)題。（三） 夾具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知

17、，為了定位誤差為零，選擇零件的上下表面為主要定位基準(zhǔn)面。2切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：高速鋼鉆頭，直徑d=4mm，f=0.71mm/r 鉆頭轉(zhuǎn)速 n=12.8r/s工件材料：灰鑄鐵 hb=210則： 切屑扭矩 m=10 （表336） =225.6340.711.05910 =3.818（nm）軸向力 f=588.6040.711.059 =1895（n） 其中 k=k=()=()=1.059切削功率 p=2mn10 =23.143.81812.810 =0.31 kw由零件定位、裝夾方式可知，只有鉆削時(shí)產(chǎn)生的軸向力能引起零件的松動(dòng)。由夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力應(yīng)滿足下式： p=kf式中，安全系數(shù)為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.2；為斷續(xù)切削系數(shù)1.2。所以 （n）所需的實(shí)際夾緊力為3783n是不算很大，為了使得整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用雙螺紋壓塊夾緊機(jī)構(gòu)。1 位誤差分析定夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷：定