套筒零件的加工工藝,設(shè)計銑槽8的銑床夾具,要求快速夾緊

1、 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：制定套筒零件（如圖）的加工工藝，設(shè)計銑槽8的銑床夾具,要求快速夾緊 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 12-3 學(xué) 號： 1230120309 姓 名： 姜萌軍 指導(dǎo)教師： 張中然 機械工程系2014年11月21日哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書目錄序言- 1 -一 零件的分析- 2 -1.1 零件的作用- 2 -1.2 零件的工藝分析- 2 -二 工藝方案的分析及確定- 3 -2.1 確定毛坯的制造形式- 3 -2.2 基面的選擇的選擇- 3 -2.3 制定工藝路線- 4 -2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定- 5 -2.5 確定切削用量及基本

2、工時- 7 -三 夾具設(shè)計- 21 -3.1 問題的提出- 21 -3.2 定位基準的選擇- 21 -3.3 切削力和夾緊力的計算- 21 -3.4 定位誤差分析- 23 -3.5 夾具操作的簡要說明- 24 -總結(jié)- 25 -致謝- 26 -參考文獻- 27 - 1 -序言機械制造工藝課程設(shè)計是在我們完成了全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習(xí)之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。通過本次課程設(shè)計，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：1.能熟練運用機械制造工藝設(shè)計中的基本理論

3、以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，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，保證零件的加工質(zhì)量。2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3.會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。就我個人而言，通過這次設(shè)計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計，機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計等。并學(xué)會了使用和查閱各種設(shè)計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學(xué)理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計過程中，

4、學(xué)到了很多課堂上沒有學(xué)到的東西。一 零件的分析1.1 零件的作用 套筒零件是耐磨件1.2 零件的工藝分析法蘭盤的加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：a. 以毛坯外園表面為初基準加工b. 以30的內(nèi)孔為基準的加工表面c. 以45h6的外圓為加工表面二 工藝方案的分析及確定2.1 確定毛坯的制造形式零件材料是45#冷拉圓鋼，形狀近似于零件外形便于零件的加工，且不需要額外的處理就能進行加工。材料產(chǎn)量大市場廣，對于大規(guī)模生產(chǎn)來說不需要擔(dān)心貨源問題2.2 基面的選擇的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程

5、中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正進行。、粗基準的選擇冷拉圓鋼的表面很光滑,尺寸精度很高,它的機械性能高,由于尺寸精度高不經(jīng)加工可直接使用，因此以毛坯外圓為基準鉆孔。再以鉆孔為粗基準加工兩件外圓。、精基準的選擇主要就考慮基準重合問題,當(dāng)設(shè)計基準與定位基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。這在以后還要專門計算，此處不再計算。本零件的加工面為套筒的外圓，端面，內(nèi)孔，槽。1 45h6外圓面：公差等級為IT8，表面粗糙度為12.5，采用粗車精車的加工方法。2 45h6端面：公差等級為IT8，表面粗糙度為12.5，采用粗車精車的加工方法。3 30內(nèi)孔：公差等級為IT8，表面粗糙度為12

6、.5，采用鉆孔擴孔粗鉸的加工方法。4 8×6槽：公差等級為IT6，表面粗糙度為3.2，采用銑的加工方法2.3 制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以志用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工藝路線方案一(1) 工序 備料(2) 工序 正火(3) 工序 鉆孔 15孔(4) 工序 擴孔 28孔(5) 工序 粗車 45h6端面 45h6外圓面(6) 工序 調(diào)質(zhì)(7) 工序 鉸孔 30內(nèi)孔(8) 工序 精車 45

7、h6端面 45h6外圓面(9) 工序 銑槽 8×6槽2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤”零件材料為45#，硬度229HB，毛坯重量約為0.92KG，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用冷拉圓鋼。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械加工余量，工序及毛坯尺寸如下： 1.45h6外圓面，此外圓表面為IT8級，參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差毛坯5050+_0.6 粗車外圓1.5470.10 470 -0.10精車外圓1450.04450 -0.042.45h6端面，參照機械制造工藝設(shè)計簡明

8、手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量毛坯65粗車4精車13.孔30，參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸公差工序尺寸毛坯300鉆孔15150.115+0.10 0擴孔13280.08428+0.084 0鉸孔2300.03330+0.033 04.8×6槽工序名稱工序余量工序基本尺寸公差工序尺寸銑8×68×6IT68×62.5 確定切削用量及基本工時一工序鉆孔 15孔（1） 刀具選擇 根據(jù)切削用量簡明手冊表2.1選用F15高速鋼雙橫錐柄麻花鉆，后角 0=120 ，二重刃長度b=2.5，棱帶長度l 1=1

9、.5，橫刃長度b=1.5，弧面長度l=3，硬度380HBS，機床選用Z550型立式鉆床。（2）進給量f選擇 按加工要求確定 查表2.7 得f=0.310.37 L/d=60/15=4，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k lf=0.95 則f=(0.310.37)×0.95mm/r=0.290.35mm/r 按鉆頭強度確定 查表2.8 得最大值f=0.93mm/r 按機床確定 查表2.36 得f=0.32mm/r 且軸向力為5880N（3）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 查表2.12 得后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命T=45min（4）決定切削速度 查表2.14 加工性分類為第五類 再由表2.13 得切

10、削速度v=17m/min 切削速度修正系數(shù) k=1.0×1.0×0.85×1.0 故v=v*k=17×0.85=14.4m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=(1000×14.4)/(3.14×15)r/min=305.7r/min 根據(jù)表2.36 查得鉆床主軸轉(zhuǎn)速n=351r/min 主軸傳遞扭矩M=203n.m 實際切削速度v=dn/1000=3.14×15×351/1000m/min=16.5m/min（5）計算工時 查表2.29 得超切量y=8 t=L/nf=(l+y)/nf=68/351×0.

11、32=0.6min 二工序 擴孔 28孔（1）刀具選擇 根據(jù)切削用量簡明手冊表2.1選用F28高速鋼雙橫錐柄麻花鉆，后角 0=100 ，二重刃長度b=2.5，棱帶長度l 1=1.5，橫刃長度b=1.0，弧面長度l=3，硬度380HBS，機床選用Z550型立式鉆床。（2）進給量選擇 按加工要求確定 查表2.7 得f=0.450.55 L/d=60/15=4，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k lf=0.95 則f=(0.450.55)×0.95mm/r=0.430.53mm/r 按機床確定 查表2.36 得f=0.4mm/r 且軸向力為8740N（3）確定鉆頭磨鈍標準及壽命 查表2.12 得后刀面最

12、大磨損量取1.2mm，壽命T=40min（4）確定切削速度 查表2.14 加工性分類為第六類 再由表2.13 得切削速度v=17m/min 切削速度修正系數(shù) k=1.0×1.0×0.85×1.0 故v=v*k=17×0.85=14.4m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=(1000×14.4)/(3.14×28)r/min=163.8r/min 根據(jù)表2.36 查得鉆床主軸轉(zhuǎn)速n=185r/min 主軸傳遞扭矩M=384.6n.m 實際切削速度v=dn/1000=3.14×28×185/1000m/min=16.

13、3m/min（5）計算工時 查表2.29 得超切量y=15 t=L/nf=(l+y)/nf=75/185×0.4=1.01min3 工序粗車45h6端面 （1） 刀具選擇 選用YT15偏頭車刀，參看切削用量簡明手冊車床選用CA6140臥式車床，中心高度200mm。選擇車刀幾何形狀，前刀面形狀為平面帶倒棱型，前角為10°，后角8°，主偏角30°，副偏角10°，刀尖圓弧半徑0.5mm，卷屑槽圓弧半徑30mm，槽寬8mm，刃傾角0°，刀片厚度4.5mm。刀桿16×25mm。（2）確定背吃刀量 粗車的余量為2mm由于刀桿截面取最大吃

14、刀深度為4.5mm所以一次走刀完 成即ap =2mm。（3） 確定進給量 查表1.4 得f=0.40.5mm/r 查表1.31 CA6140車床的f=0.48mm/r（4）選擇磨鈍標準及耐用度 查表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8-1.0。（5） 確定切削速度 查表1.27 得切削速度計算公式v=C*k v/Tm*apx*fy 查表1.27 得C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2 查表1.28 得k v=0.77×0.9×1.13 得出v=62.4m/min（6） 確定主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/d=1000×62.4/3.14×55=3

15、61r/min 查表1.31 CA6140車床的實際轉(zhuǎn)速n=400r/min 實際切削速度v=dn/1000=69.1m/min粗車45h6外圓面（1） 刀具選擇 與粗車45h6端面用相同的刀具（2）確定背吃刀量 粗車的余量為1.5mm由于刀桿截面取最大吃刀深度為4.5mm所以一次走刀完成即ap =1.5mm。（3） 確定進給量 查表1.4 得f=0.40.5mm/r 查表1.30 CA6140車床的f=0.51mm/r（4）選擇磨鈍標準及耐用度 查表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8-1.0。（5） 確定切削速度 經(jīng)過計算v=116m/min（6） 確定主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/d=100

16、0×116/3.14×55=671r/min 查表1.31 CA6140車床的實際轉(zhuǎn)速n=710r/min 實際切削速度v=dn/1000=122.6m/min（7） 計算工時 查表1.26超切量y=4.5 t=L/nf=64.5/710×0.51=0.178min4 工序 鉸孔30內(nèi)孔（1）刀具選擇 根據(jù)切削用量簡明手冊表2.6選用F30高速鋼鉸刀，后角 0=100 ，齒背傾斜角=200 ，主偏角K=600 ，刀齒螺旋角=00 ，機床選用Z550型立式鉆床。（2）進給量f選擇 查表2.11 得f=0.81.8mm/r L/d=60/15=4，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k

17、 lf=0.95 則f=(0.81.8)×0.95mm/r=0.761.71mm/r 按機床確定 查表2.36 得f=0.9mm/r（3）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 查表2.12 得后刀面最大磨損量取0.5mm，壽命T=80min（4）決定切削速度 查表2.30 公式 v=(Cv*dx)/(Tm*apz*fy) 且Cv=12.1，d=30，z=0.3，x=0.2，y=0.65，m=0.4，T=80，ap=0.2，f=0.9 得v=7.18m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=(1000×7.18)/(3.14×30)r/min=76r/min 根據(jù)表2.36 查得鉆

18、床主軸轉(zhuǎn)速n=89r/min 主軸傳遞扭矩M=814.2n.m 實際切削速度v=dn/1000=3.14×30×89/1000m/min=8.38m/min（5）計算工時 查表2.29 得超切量y=10 t=L/nf=(l+y)/nf=60/89×0.9=0.75min五工序 精車45h6端面 （1）刀具選擇 與粗車45h6端面用相同的刀具（2）確定背吃刀量 粗車的余量為0.5mm由于刀桿截面取最大吃刀深度為4.5mm所以一次走刀完成即ap =0.5mm。（3）確定進給量 查表1.6 得f=0.40.55mm/r 查表1.30 CA6140車床的f=0.51mm/

19、r（4）選擇磨鈍標準及耐用度 查表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.4-0.6。（5）確定切削速度 查表1.10 得v=156m/min（6）確定主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/d=1000×156/3.14×45=1104r/min 查表1.31 CA6140車床的實際轉(zhuǎn)速n=1120r/min 實際切削速度v=dn/1000=158.3m/min（7）計算工時 查表1.26超切量y=5 t=L/nf=25/1120×0.51=0.04min精車45h6外圓面（1）刀具選擇 與粗車45h6端面用相同的刀具（2）確定背吃刀量 粗車的余量為0.5mm由于刀桿截面取最大吃刀

20、深度為4.5mm所以一次走刀完成即ap =0.5mm。（3）確定進給量 查表1.6 得f=0.40.55mm/r 查表1.30 CA6140車床的f=0.51mm/r（4）選擇磨鈍標準及耐用度 查表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.4-0.6。（5）確定切削速度 查表1.10 得v=156m/min 且外圓的修正系數(shù)都為1.0，所以外圓與端面的切削數(shù)據(jù)一樣（6）確定主軸轉(zhuǎn)速 n=1000v/d=1000×156/3.14×45=1104r/min 查表1.31 CA6140車床的實際轉(zhuǎn)速n=1120r/min 實際切削速度v=dn/1000=158.3m/min（7）計算工

21、時 查表1.26超切量y=5 t=L/nf=60/1120×0.51=0.10min6 工序 銑槽8×6槽（1）刀具選擇 銑槽深度ap=8mm，槽寬ae=6mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1選用三面刃銑刀，材料為高速鋼，直徑d=80mm。查表3.9得齒數(shù)z=6。查表3.2得前角15°，后角16°，副偏角2°，刀齒螺旋角10°，機床用XA6132萬能銑床。（2）確定進給量 查表3.3 得f=0.080.15mm/z（3）選擇磨鈍標準及耐用度 查表3.8，取車刀后面最大磨損量為0.6。刀具壽命T=120min（4）確定切削速度 查表3.9

22、 得vt=25m/min，nt=99r/min，vf=44mm/min 修正系數(shù)Kmv=Kmn=0.69，Ksv=Ksn=0.8 vt=25×0.69×0.8=13.6m/min n=99×0.69×0.8=54.6r/min vf=44×0.69×0.8=24.3mm/min 實際切削速度 v=dn/1000=15.1m/min 實際進給量 f=vf/nz=0.07mm/z（5）檢驗機床功率 查表3.19的切削功率Pe=0.9kw 查表3.30機床功率7.5kw×75%=5.7kw（6）計算工時 查表3.25超切量y=23

23、 t=L/vf=58/23.5=2.9min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。由指導(dǎo)老師的分配工序07：粗車、半精車、精車60孔的車床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于粗車、半精車、精車60孔，精度等級8級，表面粗糙度Ra3.2，與基準A的平行度公差為0.02，這些加工的時候要考慮在內(nèi)。3.2 定位基準的選擇 本道工序加工粗車、半精車、精車60孔，采用基準面A及兩側(cè)面作為定位基準。3.3 切削力和夾緊力的計算（1）刀具：采用內(nèi)孔車刀 機床：CA6150臥式車床由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=

24、889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：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)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘：公稱直徑d=6mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠。3.4 定位誤差分析一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形

25、成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設(shè)計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。3.5 夾具操作的簡要說明基準面A作為第一定位基準，與支承板1相配合限制三個自由度，60×15端面作為第二定位基準，與支承板相配合限制兩個自由度，70×15端面作為第三定位基準，與一圓柱銷相配合限制一個自由度，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位?？偨Y(jié)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)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)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。 設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次設(shè)計雖然只有