彎軸支撐套筒的夾具設(shè)計(jì)及其工藝分析-課程設(shè)計(jì)說明書

1、課程設(shè)計(jì)說明書彎軸支撐套筒的夾具設(shè)計(jì)及其工藝分析姓名：楊林鋒學(xué)號(hào)：1245522127專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：12機(jī)制（1指導(dǎo)老師：吳愛勝目 錄序言31.課程設(shè)計(jì)的目的零件的分析41 .零件圖2 .零件的工藝分析3 .零件的生產(chǎn)類型工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)41 .定位基準(zhǔn)的選擇(1)粗基準(zhǔn)的選擇(2)精基準(zhǔn)的選擇2 .零件表面加工方法的選擇3 .制定工藝路線4 .機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)確定毛坯種類(2)確定工序余量、工序尺寸及其公差5 .確定切削用量及基本工時(shí)夾具設(shè)計(jì)151 .問題提出2 .夾具設(shè)計(jì)(1)定位基準(zhǔn)的選擇(2)定位方式的選擇(3)夾緊元件(4)導(dǎo)向元件(5)

2、自由度的限制(6)切削力及夾緊力的計(jì)算(7)定位誤差分析參考文獻(xiàn)18課程設(shè)計(jì)的目的本次課程設(shè)計(jì)，是在學(xué)完相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程后，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取 得感性知識(shí)后的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過本課程設(shè)計(jì), 獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)課程知識(shí)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、 走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過此次課程設(shè)計(jì)，希望達(dá) 到以下目的:(1)通過機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及其它有關(guān)先修課程，如機(jī)械制圖、測量與公差配合、金屬材料等相關(guān) 知識(shí)的能力。(2)通過對(duì)某一特定機(jī)構(gòu)的分析、設(shè)計(jì)，以及正確解決其工藝流程等問題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械設(shè) 計(jì)的一般步

3、驟和方法，最終獲得解決實(shí)際問題的能力(3)課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)材料，對(duì)運(yùn)用設(shè)計(jì)資料(如手冊(cè)、圖冊(cè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等)以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練，提 高技能水平。一、零件的分析1、零件圖2、零件的工藝性分析套筒共有4個(gè)加工表面，現(xiàn)分析如下：1、鉆兩個(gè)中20mmHg,保證粗糙度 Ra6.32、銃A面以及中50mmte孔的兩端面，保證粗糙度 Ra6.33、以A面為基準(zhǔn)鏈50mm4孔，保證粗糙度Ra1.64、鉆中5mm由孔，保證粗糙度 Ra12.5由以上分析可知，對(duì)這4個(gè)加工表面，要先加工其中一組表面, 然后借助專用夾具加工另一組表面

4、，保證它們的相對(duì)位置精度要求。3、零件的生產(chǎn)類型由設(shè)計(jì)任務(wù)書知，零件為中批量生產(chǎn)，故：(a)毛坯的制造方法與加工余量：使用砂型鑄造，由于零件加工精 度要求不高，所以只需要粗加工，加工余量小。(b)機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置：廣泛采用自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床，采用自 動(dòng)線或?qū)Ｓ脵C(jī)床流水線排列。(c)夾具及尺寸保證：高效專用夾具；定程及自動(dòng)測量控制尺寸。(d)刀具及量具：專用刀具、量具，自動(dòng)測量。(e)零件的互換性：全部互換。(f)工藝文件的要求：編制詳細(xì)的工藝規(guī)程、工序卡片。(g)生產(chǎn)率：高(h)成本：底(i)對(duì)工人的技術(shù)要求：對(duì)操作工人的技術(shù)要求較低，對(duì)調(diào)整工人 的技術(shù)要求較高。二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（一）、確

5、定毛坯的制造形式選用鑄件，就能滿足工作需要，由于零件的年產(chǎn)量為大批大量 生產(chǎn)，形狀較簡單，尺寸不大，可采用砂型鑄造。（二）、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的最重要的工作之一。定位基準(zhǔn)選擇的正確與否可以使加工質(zhì)量得到保證， 生產(chǎn)率得到提高。否則, 加工工藝過程中就會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢， 使工作無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證加工精度和確定加工順序都有決 定性的影響。在最初的一道工序中，只能用毛坯尚未加工的表面作為 定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn)。選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)可 以保證加工面與不加工面之間的相互位置精度，故對(duì)于一般零件而 言

6、，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。 而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工 件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基 準(zhǔn)。而對(duì)于此零件，選擇與 A面相對(duì)的右平面為粗基準(zhǔn)。1 、基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計(jì)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)一定位基準(zhǔn)。3 、互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個(gè)加工表面間的位置精度要求比較高的 時(shí)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(shí)，可選擇加工 表面作為自身的定位基準(zhǔn)?？紤]要保證零件的價(jià)加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便， 依據(jù)“基準(zhǔn)重合

7、” 原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn) 行尺寸換算。本零件選擇50mn®孔軸線為精基準(zhǔn)。（三）、制訂工藝路線工序1：以50mmpL與側(cè)平面為基準(zhǔn)兩次鉆、20m 20mmfL,保證尺寸20mm選用立式鉆床Z525。工序2 :以右平面為粗基準(zhǔn)銃 A面，保證粗糙度Ra6.3,選用立式銃 床 X51。工序3 :以A面為精基準(zhǔn)粗銃50m吊L右端面，證粗糙度 Ra6.3, 選用立式銃床X51。工序4 :以50mmfL右端面為精基準(zhǔn)粗銃50mmfL左端面，保證粗糙度Ra6.3,選用立式銃床X51。工序5 :以A面為精基準(zhǔn)鏈孔中50mm先粗鏈至小49.8mnr）再精鏈至中5

8、0mm保證粗糙度Ra1.6,選用金剛鍵床T740k。工序6 :以中50m吊為基準(zhǔn)鉆中5mmz由孔。工序7 :去毛刺工序8 :終檢（四）、機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定彎軸套筒零件材料為灰鑄鐵，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，采用砂 型造型鑄造的毛坯。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：加工表面工序（mm工序余量工仔基本尺寸（mm公差等級(jí)公差（mm表面粗糙度（mm 20mnfL鉆孔18錢孔2Z=220IT103.2銃A面粗銃79IT136.3毛坯Z=179銃 50mn!fL左端面粗銃64IT136.3毛坯Z=1.564銃 50mn!fL左端面粗

9、銃64IT136.3毛坯Z=1.564鍵 50mn!fL粗鏈2Z=0.850IT91.62Z=0.250鉆中5mmz由孔鉆孔5IT1312.5（五）、確定切削用量及基本工時(shí)（注：以下查表數(shù)據(jù)參考 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)工件材料：HT15Q b = 150MPa硬度125-205HBW 選用砂型鑄造。）工序 1:鉆 2* <t>20mnfL1 . 加工要求：保證H9機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：18mnft花鉆、20mm刀2 .計(jì)算切削用量（1）鉆中 18mmp11）確定背吃刀量：ap=Z/2=9mm2 ）進(jìn)給量：查表4.123和表4.43,取進(jìn)給量f=0.30mm/r3 ）確定

10、切削速度：查 4-123,取 V=50m/min由 ns=1000V/Ttd,得 ns =884.19 （r/min ）查表 4.43 ,取 nr=960 (r/min )此時(shí)，實(shí)際切削速度 V= ns %d/1000=54.29 (m/min)4)切削工時(shí)：查表得：t m= (Lw+LI+L /fnL=dcotk/2=5.22mm , L1=23mm Lw=14mm帶入公式得：t m =0.074min(2)錢 20mmFL1 )確定背吃刀量：ap=Z/2=1mm2 )進(jìn)給量：查表4.132和表4.43,取進(jìn)給量f=0.20mm/r3 )確定切削速度：查 4-132,取 V=10m/min由

11、 ns=1000V/；td,得 ns=159.15 (r/min )查表 4.43 ,取 ns=140 (r/min )此時(shí)，實(shí)際切削速度 V= ns兀d/1000=8.80 (m/min)4)切削工時(shí)：查表得：t m= (Lw+L1+L /fnL=dcotk/2=5.22mm , L1=23mm Lw=14mm帶入公式得：t m = 1.235min工序2:粗銃A面1 .加工要求：保證粗糙度Ra6.3機(jī)床：立式銃床X51 刀具：100面銃刀2 .計(jì)算切削用量(1)粗銃A面1) 背吃刀量：ap=Z=1mm2) 進(jìn)給量：f=0.20mm/z3) 計(jì)算銃削速度：查表 4.113 ,按 d/z=10

12、0/6 ,f=0.20mm/z 的條件選取 v=109m/min由 ns=1000V/；td,得 ns=358.6 (r/min ),查表 4.4ns =380r/min此時(shí)，實(shí)際切削速度 V= ns %d/1000=119.3 (m/min)4)切削工時(shí)：查表得：t m = (L1+L2+L3)/fnL1=90mm, L2=29.48mm L3=0mm帶入數(shù)據(jù)得：t m =1.00min工序3：以A面為精基準(zhǔn)粗銃50mmFL右端面1) 背吃刀量：ap=Z=1.5mm2) 進(jìn)給量：f=0.15mm/z3)計(jì)算銃削速度：查表 4.113 ,按 d/z=100/6 ,f=0.15mm/z 的條件選

13、取 v=123m/min由 ns=1000V/；td,得 ns =391.72 (r/min ),查表 4.47ns =380r/min此時(shí)，實(shí)際切削速度 V= ns %d/1000=119.3 (m/min)4)切削工時(shí)：查表得：tm= (L1+L2+L /fnL1=64mm, L2=11.58mm L3=0mm帶入數(shù)據(jù)得：t m=0.63min工序4：以50mmpL右端面為精基準(zhǔn)粗銃50mmfL左端面1)背吃刀量：ap=Z=1.5mm2) 進(jìn)給量：f=0.15mm/z3)計(jì)算銃削速度：查表 4.113 ,按 d/z=100/6 , f=0.15mm/z 的條件選 v=123m/min由 n

14、s=1000V/兀 d,得 ns=391.72 (r/min ),查表 4.47 ns =380r/min此時(shí)，實(shí)際切削速度 V= ns兀d/1000=119.3 (m/min)4)切削工時(shí)：查表得：t m= (L1+L2+L3)/fnL1=64mm, L2=11.58mm L3=0mm帶入數(shù)據(jù)得：t m=0.63min工序5 :以A面為精基準(zhǔn)鏈孔50mm1 ）加工要求：以A面為基準(zhǔn)，保證垂直度，保證粗糙度 Ra1.6機(jī)床：金剛鏈床T740k刀具：p20鏈刀2 )計(jì)算切削用量(1)粗鏈至49.8mm1) 背吃刀量：ap=Z/2=0.4mm2) 進(jìn)給量：f=0.1mm/r3) 確定主軸轉(zhuǎn)速：查表

15、得：V=130mm/min由 ns=1000V/；td,得 ns=827.6 (r/min )4)切削工時(shí)：查表得：tm= (L1+L2+L3) /fnL1=67mm, L2=3mm L3=4mm帶入數(shù)據(jù)得：t m =0.89min(1)粗鏈至050mm1. 加工要求：保證粗糙度 Ra1.6機(jī)床：金剛鏈床T740k刀具：p05鏈刀2. 計(jì)算切削用量3. )粗鏈至49.8mm1) 背吃刀量：ap=Z/2=0.1mm2) 進(jìn)給量：f=0.05mm/r3) 確定主軸轉(zhuǎn)速：查表得：V=130mm/min由 ns=1000V/；td,得 ns=827.6 (r/min )4)切削工時(shí)：查表得：tm= (

16、L1+L2+L3) /fnL1=67mm, L2=3mm L3=4mm帶入數(shù)據(jù)得：t m =1.79min工序6 :以50mmfL為精基準(zhǔn)鉆中5mmz由孔1 .加工要求：保證粗糙度 Ra12.5機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：麻花鉆2 .計(jì)算切削用量(1)鉆油孔5mm1) 背吃刀量：ap=Z/2=2.5mm2) 進(jìn)給量：??？ =0.10mm/r ,根據(jù)表4.123和表4.433) 確定切削速度：查表 4.123,取 V=20m/min由公式 n s=1000V/% d=1273.24r/min查表 4.43 ,取 n=1360r/min故實(shí)際切削速度為V=n兀d/1000=21.36m/min4)

17、 )切削工時(shí)查表得：tm=Lw+L1+LLw=7mm , L1=2mm L=dcotk/2=1.45mm代入數(shù)據(jù)得：t m=0.077mi三、夾具設(shè)計(jì)1、問題提出本夾具主要用來粗銃彎軸支撐套筒 A面，對(duì)A面的要求是表面粗 糙度要求為Ra6.3。本道工序只要一次粗銃即可達(dá)到要求。因此，在 本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證加工精度，如何提高生產(chǎn)效率， 降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2、夾具設(shè)計(jì)(1)夾具類型的確定該零件的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，采用通用夾具無法完成裝夾，同時(shí) 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，所以需要設(shè)計(jì) 專用夾具X51銃床。選取其中一道工序一一粗銃 A面，進(jìn)行機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì)。本 夾

18、具用于粗銃彎軸支撐套筒 A面。(2)定位基準(zhǔn)的選擇本夾具主要用來對(duì)彎軸支撐套筒孔的加工，以 ?49孔和右平面為基準(zhǔn)。在本道工序加工時(shí)，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞 動(dòng)強(qiáng)度。(3)定位方案夾具主要由夾具體、支承板、鉆模板、心軸及各種螺釘螺母等組成。工件以心軸和定位釘定位。心軸限制了 5個(gè)自由度，定位釘限制了 1個(gè)自由度。再由螺母進(jìn)行夾緊。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可靠性高。(4)切削力及夾緊力的計(jì)算1 .切削力刀具：高速鋼面銃刀，直徑100mm Z=6。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查銃削時(shí)切削力的計(jì)算公式為:CfapF £并aeF zd0qFN wF式中，Cf =650, apXf 1.0, Yf 0.72, Zf 0.86,ae 2mm, 48mm, 'qF 0.86,wF 0,Z 10,d0 80mm帶入數(shù)據(jù)得226067N650 481.0 0.2072 20.86 1 08(f86 12 .夾緊力采用機(jī)械夾緊方式。在計(jì)算切削力時(shí)需要考慮安全系數(shù) KK k1 k2 k3 k4k1-基本安全系數(shù)，1.5;k2-加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 ；k3-刀具鈍化系數(shù)