底座加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)

1、-作者xxxx-日期xxxx底座加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)【精品文檔】目 錄目 錄1第1章 引言2第2章 零件分析3 零件的作用3 零件的工藝分析3第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4 確定毛坯的制造形式4 毛坯的設(shè)計(jì)4 選擇定位基準(zhǔn)5 精基準(zhǔn)的選擇5 粗基準(zhǔn)的選擇6 制定工藝路線7 工藝路線7第4章 確定切削用量及基本工時9第5章 夾具設(shè)計(jì)17 設(shè)計(jì)夾具的目的17 本課題夾具設(shè)計(jì)17 問題的提出17 定位基準(zhǔn)的選擇17 切削力及夾緊力計(jì)算18 定位誤差分析19 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明19設(shè)計(jì)小結(jié)20參考文獻(xiàn)21第1章 引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率

2、和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個新的階段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無

3、論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。底座的加工工藝規(guī)程及其銑側(cè)面的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個教學(xué)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(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。第2章 零件分析2.1 零件的作用圖2.1 零件圖底座是一種基礎(chǔ)零件，是整個機(jī)械裝置的主體，起

4、密封、定位的作用，因此，對于關(guān)鍵聯(lián)接部位要求加工精度比較高。2.2 零件的工藝分析底座零件的材料為HT150，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。零件有2組加工面他們有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 一組是以底面為基準(zhǔn)的加工面，這組面主要是下底面，U形槽及其凸臺，尺寸90所對應(yīng)的兩側(cè)面，尺寸50所對應(yīng)的兩側(cè)面。(2) 以13孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是弧形槽，R2槽。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT150，由于零件為10000件/年，屬于中批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型

5、鑄造，采用機(jī)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。3.2 毛坯的設(shè)計(jì)底座零件材料為 HT150，毛坯重約5Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)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(jì)如下： 1. 底座的下端面該底座的下端面粗糙度都是6.3，只要進(jìn)行銑加工就能滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知，底座的下端面的單邊余量為2mm，符合要求。2. U形槽及其凸臺U形槽凸臺表面粗糙度為12.5，只要粗銑即可滿足要求，其

6、加工余量為2mm,U形槽表面粗糙度為12.5，只要粗銑即可滿足要求，其加工余量為2mm,3. 尺寸90所對應(yīng)的兩側(cè)面，尺寸50所對應(yīng)的兩側(cè)面尺寸90所對應(yīng)的兩側(cè)面表面粗糙度為6.3，經(jīng)過粗銑加工即可以，選用單邊余量為2mm。尺寸50所對應(yīng)的兩側(cè)面表面粗糙度為1.6，需經(jīng)過精加工，選用單邊余量為2mm?！暗鬃绷慵骱唸D?！暗鬃绷慵鲌D3.3 選擇定位基準(zhǔn)正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)(精基準(zhǔn))。

7、在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。應(yīng)從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。3.3.1 精基準(zhǔn)的選擇“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則應(yīng)選擇多個表面加工時都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工

8、表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設(shè)計(jì)制造工作?！盎榛鶞?zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)多次進(jìn)行精加工?！白詾榛鶞?zhǔn)”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。此外，精基準(zhǔn)的選擇還應(yīng)便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡化夾具結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述四條選擇精基準(zhǔn)的原則，有時是相互矛盾的。例如，保證了基準(zhǔn)統(tǒng)一就不一定符合基準(zhǔn)重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術(shù)要求為出發(fā)點(diǎn)，合理選用這些原則。對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問

9、題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報(bào)廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。選作粗

10、基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，底座零件還算比較規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)容易選擇。為了保證底面及其它加工表面的位置精度的要求，選擇底座底面作為粗基準(zhǔn)，加工出U形槽凸臺面，再以U形槽凸臺面精加工出底面，然后以此為精基準(zhǔn)，加工其它表面。 3.4 制定工藝路線3.4.1 工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是

11、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，可以考慮采用萬能型機(jī)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(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。方案一工序：鑄造工序：時效處理工序：以底面為粗基準(zhǔn)，銑U形槽凸臺面。工序：銑底面工序：銑U形槽工序：銑尺寸90兩端面工序：粗銑尺寸50兩端面，精銑尺寸50兩端面工序：鉆孔13工序：銑弧形槽工序X：銑R2槽工序XI：檢驗(yàn)方案二工序：鑄造工序：時效處理工序：粗銑底面工序：銑U形槽凸臺面工序：精銑底面工序：銑U形槽，工序：銑尺寸90兩端面，工序：鉆孔13工序：粗銑尺寸50兩端面，精

12、銑尺寸50兩端面工序X：銑弧形槽工序XI：銑R2槽工序XII：檢驗(yàn)工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一工序比較集中，方案二工序比較分散，工序集中比較利于中小批量生產(chǎn)，工序分散適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)，在本設(shè)計(jì)中，選用工序集中，并配以較多的專用夾具，比較合適，因此，本工藝設(shè)計(jì)選用方案一。第4章 確定切削用量及基本工時工序：以底面為粗基準(zhǔn)，銑U形槽凸臺面1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X5028立式銑床=2mm，=30mm，=42.5m/min，=3。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?2mm2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X

13、5028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 =0.2mm/齒，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取475r/minm/min當(dāng)475r/min時= 3475=285mm/min3）計(jì)算工時切削工時：，則機(jī)動工時為.兩個凸臺，工序：銑底面1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X5028立式銑床=2mm，=130mm，=42.5m/min，=8。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?2mm2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.2mm/齒，則r

14、/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取118r/minm/min當(dāng)104r/min時= 8104=166mm/min3）計(jì)算工時切削工時：，則機(jī)動工時為.工序：銑U形槽1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X61W萬能銑床=1mm，=120mm，=42.5m/min，=20。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?1mm2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.1mm/齒，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取125r/minm/min當(dāng)125r/min時= 20125=250mm/m

15、in3）計(jì)算工時切削工時：，則機(jī)動工時為.兩個U形槽，工序：銑尺寸90兩端面1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X5028立式銑床=2mm，=60mm，=42.5m/min，=6。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?2mm2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.2mm/齒，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取235r/minm/min當(dāng)235r/min時= 6235=282mm/min3）計(jì)算工時切削工時：，則機(jī)動工時為.銑兩個面，.工序：粗銑尺寸50兩端面，精

16、銑尺寸50兩端面粗銑尺寸50兩端面1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X5028立式銑床=1.5mm，=49mm，=42.5m/min，=6。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.2mm/齒，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取300r/minm/min當(dāng)300r/min時= 6300=360mm/min3）計(jì)算工時切削工時：，則機(jī)動工時為.精銑尺寸50兩端面1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8

17、，機(jī)床采用X5028立式銑床=0.5mm，=50mm，=42.5m/min，=6。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.2mm/齒，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取300r/minm/min當(dāng)300r/min時= 6300=360mm/min3）計(jì)算工時切削工時：，則機(jī)動工時為.工序：鉆孔13機(jī)床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆131)進(jìn)給量 取2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機(jī)床主軸

18、轉(zhuǎn)速=735r/min與735r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為735r/min?，F(xiàn)選取=735r/min。所以實(shí)際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =4mm; =3mm;=2（） =2（）=0.282(min)工序：銑弧形槽1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X5028立式銑床=2mm，=13mm，=42.5m/min，=2。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅?0次加工完成=2mm2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.2mm/齒

19、，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取950r/minm/min當(dāng)950r/min時= 2950=380mm/min3）計(jì)算工時切削工時：則機(jī)動工時為，十次走刀.加工兩個工序X：銑R2槽1.選擇刀具及機(jī)床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機(jī)床采用X5028立式銑床=2mm，=4mm，=42.5m/min，=2。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅?次加工完成=2mm2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X5028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 =0.2mm/齒，則r/min按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1180r/minm/min當(dāng)1180r/min時= 21

20、180=472mm/min3）計(jì)算工時切削工時：則機(jī)動工時為，2次走刀.第5章 夾具設(shè)計(jì)5.1 設(shè)計(jì)夾具的目的在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測的裝置。在機(jī)械制造中采用大量的夾具，機(jī)床夾具就是夾具中的一種。它裝在機(jī)床上，使工件相對刀具與機(jī)床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用。機(jī)床夾具的作用主要有以下幾個方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因?yàn)橛脢A具裝夾工件時，工件相對機(jī)床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高

21、勞動生產(chǎn)率，因?yàn)椴捎脢A具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，因?yàn)槭褂脤Ｓ脢A具可以改變機(jī)床的用途、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，例如，在在車床或搖臂轉(zhuǎn)床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全，因?yàn)槭褂脤Ｓ脵C(jī)床夾具可以減輕工人的勞動強(qiáng)度、改善勞動條件，降低對工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。5.2 本課題夾具設(shè)計(jì)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(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第工序：銑尺寸90兩端面。5.3 問題的提出 本夾具主要用于銑尺寸90兩端面，銑面之前，底面與U形槽已加工出

22、來，本道工序加工精度要求不是很高，為此，本夾具主要考慮如何提高生產(chǎn)效率。5.4 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度。我們采用已加工的底面、和U形槽為定位基準(zhǔn)，用底面、定位銷和一定位擋

23、銷限制工件六個自由度，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母壓板作為夾緊機(jī)構(gòu)。5.5 切削力及夾緊力計(jì)算 刀具： 高速鋼端銑刀 60mm z=6機(jī)床： x5028型立式銑床 由3 所列公式 得 8 得其中： 修正系數(shù) z=6 代入上式，可得 F=1889.4N 因在計(jì)算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中： 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 由于7544N不是很大，經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，5.6 定位誤差分析本工序?qū)γ婕庸ぞ纫蟛桓?，采用本夾具能滿足加工要求。5.7 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓板夾緊方式。本工序?yàn)榍邢髁^大，手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求，但是要注意擰到位。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。設(shè)計(jì)小結(jié)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識、