主軸尾堵機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆Φ14.5深38孔,攻螺紋M16x1.5深16夾具設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書題目： 主軸尾堵機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16夾具設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：機(jī)械工程系 年級(jí)專業(yè)： 09級(jí)機(jī)制一班 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：學(xué)院 基層教學(xué)單位：機(jī)械系 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）09機(jī)制設(shè)計(jì)題目 主軸尾堵機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1.年生產(chǎn)綱領(lǐng)： 件 2.加工要求：見(jiàn)零件圖設(shè)計(jì)要求 1.工藝規(guī)程必須保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率要求，合理可行。2.夾具設(shè)計(jì)要保證加工精度，并定位合理、夾緊可靠、操作簡(jiǎn)便；盡量采用機(jī)動(dòng)夾

2、緊、多件夾緊等。3.設(shè)計(jì)圖紙及說(shuō)明書符合規(guī)范。工作量零件圖 1張（A3/A4）毛坯圖 1張（A3/A4）夾具結(jié)構(gòu)裝配圖 1張（A1/A0）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片及工序卡片 1套課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份（不少于5千字）工作計(jì)劃第1周 抄畫零件圖，完成機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及毛坯圖。第2周 進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)及計(jì)算，完成結(jié)構(gòu)草圖。第3周 完成夾具裝配圖，編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書，答辯。參考資料機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械制造工藝手冊(cè)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 2012年 07月 26 日 目 錄第1

3、章 零件的分析 11.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析.11.2 零件的工藝分析.1第2章 主軸尾堵零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 22.1 毛坯的選擇.22.2 基準(zhǔn)的選擇 22.3 工藝路線的擬定 2 2.3.1表面加工方法及加工方案的確定 2.3.2加工順序的確定 2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定 32.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 4第3章 鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16 x1.5深16的工序夾具設(shè)計(jì) 73.1 任務(wù)的提出 73.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.2.1定位方案的確定 3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì) 3.2.3定位誤差的分析計(jì)算3.3 對(duì)刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計(jì) 8

4、3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.4.1夾緊方案的確定 3.4.2夾緊力大小的分析計(jì)算 3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)3.5 連接元件及夾具體設(shè)計(jì). 83.6 夾具操作及維護(hù)簡(jiǎn)要說(shuō)明. 8參考文獻(xiàn) 9附錄 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片.10附錄 機(jī)械加工工序卡片.12第1章 零件的分析1.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析 主軸尾堵，位于主軸的端部，通液壓油，連接油管和其它件?？子糜谕ㄓ停鈭A表面用于和其它表面配合。1.2 零件的工藝分析零件的視圖正確、完整，尺寸、公差和位置要求齊全。但孔12有點(diǎn)偏深，深80。該零件屬回轉(zhuǎn)體零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。應(yīng)該說(shuō)，這

5、個(gè)零件的工藝性較好。- 1 -第2章 主軸尾堵零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 毛坯的選擇該零件的材料為Q235。由于含碳適中綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性有較好的配合。由于零件為中批生產(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成型。中批生產(chǎn)考慮到經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，模具不宜太復(fù)雜，毛皮選用只有一個(gè)臺(tái)階面的形式。2.2 基準(zhǔn)的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇 考慮到粗基準(zhǔn)便于工件裝夾的原則，優(yōu)先選用70的外圓中心軸線為粗基準(zhǔn)，用三爪卡盤自動(dòng)定心即可達(dá)到要求。2、精基準(zhǔn)的選擇 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為60的外圓軸線，零件圖中70的外圓的同軸度要求是以60的外圓軸線為基準(zhǔn)，同時(shí)120的外圓的右端面的垂直度要求也以60的外圓軸線為基準(zhǔn)，考慮到

6、精基準(zhǔn)重合的原則，故以60的外圓軸線為精基準(zhǔn)。2.3 工藝路線的擬定2.3.1表面加工方法及加工方案的確定本零件的加工面有外圓，內(nèi)孔，槽及螺紋等，材料為Q235，以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，查閱工藝手冊(cè)中零件表面加工方法、加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度相關(guān)內(nèi)容，其加工方法選擇如下。（1）70的外圓面。保證其圓度誤差在0.025之內(nèi)，圓度誤差在0.08之內(nèi)，需要精加工。即粗車半精車精車。（2）120的外圓面及左端面。未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)按IT14，表面粗糙度為Ra12.5，不需精加工。即粗車。（3）120圓柱的右端面。保證其與圓柱中心軸線的垂直度誤差在0.05之內(nèi)，表面粗

7、糙度為Ra3.2需要精加工。即粗車半精車精車。（4）60h7的外圓面。保證圓柱度誤差為在0.08之內(nèi)，公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra3.2，需要精加工。即粗車半精車精車。（5）54.5 ，寬為4.8 的槽。有圓角要求且側(cè)面及外圓面的粗糙度為Ra1.6，精度要求較高，需精加工。另外溝槽用普通車刀不易進(jìn)行加工，所以選用高速鋼成型車刀（W18Cr4V）進(jìn)行精車加工。即（6）70外圓上的平面。未注公差尺寸，公差等級(jí)按IT14，表面粗糙度為Ra12.5，只需粗加工即可。即粗銑。（7）4x30 的倒角。表面粗糙度要求為Ra3.2，需精加工。- 2 -（8）1x45 的倒角及2x45 的倒角。表面粗糙度

8、要求為Ra12.5，粗加工即可。即粗車。（9）孔的加工。零件中的孔均無(wú)公差要求，粗糙度要求為Ra12.5，只需鉆孔，不需擴(kuò)孔和鉸孔的精加工。其中15深10的沉孔，不易加工，可采用反向锪鉆的方法進(jìn)行加工；M16x1.5深16的螺紋可用攻螺紋的方法進(jìn)行加工。2.3.2加工順序的確定按照先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面的原則，應(yīng)先加工60的外圓表面。再有先安排粗加工工序，后安排精加工工序的原則和先加工平面后加工孔的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行加工。工序1：以70的外圓及端面為粗基準(zhǔn)定位，粗車60的端面，外圓及120的外圓及右肩面。工序2：以60的外圓及其肩面為精基準(zhǔn)定位，粗車70的端面，外圓及其

9、肩面。工序3：半精車70的外圓。工序4：以70的外圓及端面定位，半精車60的外圓及120的外圓右肩面。工序5：精車60的外圓及120的外圓右肩面，車 445倒角。工序6：用高速鋼成型車刀車溝槽，倒圓角。工序7：鉆49通孔，反向锪鉆15深10的孔。工序8：鉆12深孔80。工序9：粗銑70外圓上的平面。工序:10：鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16。工序11：鉗工去毛刺。工序12：終檢。2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定1.粗車工序：60的外圓及120的右端面，70的端面及外圓及120的外圓左端面。加工余量為外圓雙邊余量2.3mm，端面單邊余量2.3mm。2.半精車工序：70的

10、外圓，60的外圓及120的外圓右端面。加工余量為外圓雙邊余量：1.5mm。端面單邊余量1.5mm3.精車工序：60的外圓，70 外圓及120的外圓右端面，車 445，倒角145倒角。精車余量為外圓雙邊余量0.3mm。端面單邊余量0.3mm4.粗銑工序：70外圓上平面。加工余量：2.5mm5.鉆孔工序：鉆9通孔，鉆12深孔80，反向锪鉆15深10的孔，鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16。6.其他耗時(shí)：終檢，換刀，裝夾等。- 3 -2.5 切削用量及工時(shí)定額的確定工序七：鉆49通孔，反向锪鉆15深10的孔自由度限制分析：9的孔在平面上有位置要求，需限制X、Y方向上的移動(dòng)且需限制X、Y

11、的轉(zhuǎn)動(dòng)；，。說(shuō)明：使用平面+V型塊定位，使用圖示夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。限制自由度：平面：Z移動(dòng)，X轉(zhuǎn)動(dòng)，Y轉(zhuǎn)動(dòng)V型塊：X移動(dòng)，Y移動(dòng)工序7 ：鉆49通孔反向锪鉆15深10的孔 選用機(jī)床：KZ2-B18組合鉆床1. 鉆49mm通孔 d=9 f=0.220.28/r (見(jiàn)切削手冊(cè)表2.7) 選修正系數(shù)k=1 f=（0.220.28）1=0.22-0.28（mm/r） 取f=0.28mm/r v=10.51110.85=8.9 (見(jiàn)切削手冊(cè)表2.13及表2.14，按第七類加工性考慮) Ns=1000vD=315.8r/min 選用較大N=351r/min(按工藝手冊(cè)表4.2-2) 所以實(shí)際切削速度V=DN1

12、000=9.92（m/min） 所以取較小f=0.19 切削工時(shí)：L=16mm L1+L2=10mm Tm=0.39(min)2. 反向锪鉆15深10的孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)切削速度和進(jìn)給量約為鉆孔時(shí)1/2-1/3 故： f=1/3f鉆=（0.31-0.37）1/3=0.12（mm/r） v=1/3v鉆=6（m/min） Ns=1000vD=127(r/min) 按機(jī)床選取N=125（r/min） 所以實(shí)際切削速度 v=DN1000=5.89（m/min） 切削工時(shí) L=10 L1+L2=8 T=（L+L1+L2）nf=1.2 min工序八：鉆12mm，深80mm孔1)加工材料為Q2

13、35，b=300MPa2)選擇鉆頭：根據(jù)加工要求選取硬質(zhì)合金麻花鉆d=12mm3)確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削手冊(cè)表2.7，當(dāng)鋼的b800MPa,d=12時(shí)，f=0.250.31mm/r.由于本零件在加工12孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)- 4 -乘系數(shù)0.75，則： F=(0.250.31) 0.75=0.190.23(mm/r)根據(jù)Z550機(jī)床說(shuō)明書，現(xiàn)取f=0.19mm/r4)切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13及表2.14，查得切削速度V=10.2Ns=1000V/dw=100010.2/12270.7r/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取Nw=250r/min,故實(shí)際切削速度為： V=dNw/1000=

14、12250/1000=9.42m/min5)切削工時(shí)：L=80,L1+L2=10mm Tm=(80+10)/(2500.19)=1.89min 工序九：銑70外圓上平面。1、加工條件 工件材料：Q235，b=300Mpa、模鍛。 加工要求：標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀粗銑，加工余量h=21mm用乳化液冷卻。 機(jī)床：立式銑床XA5032。2、選擇刀具 1）YT15硬質(zhì)合金刀片 銑削深度4mm時(shí)，端銑刀直徑為80mm，為60mm。但已知銑削深度為32.08mm。齒數(shù)Z=4。 2）銑刀幾何形狀：由于b800Mpa，故選擇=60 ，=30 ，=5 ，=8 ，=10 ，s=-15 ，=-5 。3、 選擇切削用量1

15、） 決定銑削深度 由于加工余量較大，故選擇六次走刀切削寬度=3.5mm。2） 決定每齒進(jìn)給量 當(dāng)實(shí)用YT13，銑床功率7.5KW =0.090.18mmz。所以=0.18mmz。3） 最大磨損量0.8mm，刀具壽命T=180min。4） 當(dāng)=80mm，z=4，4mm，=0.18mmz時(shí)，=123mmin，=313rmin，=263mmmin。- 5 -根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書可知：=300rmin，=235mmmin，因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 5） 檢驗(yàn)機(jī)床功率 近似為。故。，1） 6) 計(jì)算基本工時(shí) L=l+y+ l=72mm y+=25mm 所以工序十：鉆14.5孔1.進(jìn)給量f：根據(jù)切削手冊(cè)表

16、2.7，d0=14.5mm，f=0.31-0.37mm，修正系數(shù)為1.0。取f=0.28mm。2.切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13和2.14，查的切削速度v=11.5mm/min，乘以修正系數(shù)0.85，v=11.50.85=9.8mm/min，ns=1000vdw=100011.53.1414.5=215.2r/mm。根據(jù)選定機(jī)床的說(shuō)明書，取nw=250r/mm，所以實(shí)際切削速度為v=dwnw1000=3.1414.52501000=11.38mm/min。3.切削工時(shí)：l=38，l1+l2=8，tm=（l+ l1+l2）fnw=（38+8）0.28250=0.66min.攻螺紋m16:1.進(jìn)

17、給量f：根據(jù)切削手冊(cè)表2.7，d0=16mm，f=0.31-0.37mm，修正系數(shù)為1.0。取f=0.37mm。2.切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13和2.14，查的切削速度v=10mm/min，ns=1000vdw=1000103.1416=199r/mm。根據(jù)選定機(jī)床的說(shuō)明書，取nw=185r/mm，所以實(shí)際切削速度為v=dwnw- 6 -1000=39.3mm/min。3.切削工時(shí)：l=16，l1+l2=8，tm=（l+ l1+l2）fnw=（16+8）0.37185=0.35min。第三章 鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16工序夾具設(shè)計(jì)3.1任務(wù)的

18、提出為了在考慮零件的技術(shù)要求的前提下降低勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)專用夾具來(lái)來(lái)鉆14.5孔和攻螺紋M16x1.5，該孔相對(duì)于平面有一定的技術(shù)要求。加工底槽的夾具將用于Z550鉆床，刀具采用14.5麻花鉆和m16絲錐。3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 定位方案的確定 由零件圖可知：加工的孔位于70的粗銑平面上，采用v型塊定位下圓面，上面采用壓板定位，一共限制了6個(gè)自由度。3.2.2 定位元件及裝置設(shè)計(jì)定位元件有v型塊和上壓板。3.2.3定位誤差的分析計(jì)算1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為v型塊,在加工時(shí)要保證夾具定位塊的位置要求.2）

19、計(jì)算鉆套中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差。鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為： 0.031mm。- 7 -3.3 對(duì)刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且保證精度應(yīng)用固定鉆模板作為刀具的導(dǎo)向元件。該夾具放在機(jī)床工作臺(tái)上，鉆對(duì)準(zhǔn)鉆套，并用壓板將夾具固定在鉆床工作臺(tái)上，以確定夾具在機(jī)床上相對(duì)于刀具的正確位置。這樣加工時(shí)只需將工件裝夾到夾具上，就可方便的鉆孔，以保證工序尺寸及位置公差要求。在壓板上設(shè)置一個(gè)鉆套，因?yàn)殂@完孔要攻螺紋，故采用快換鉆套。3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1夾緊方案的確定V型塊和壓板一起夾緊。3.4.2夾緊力大小

20、的分析計(jì)算刀具：硬質(zhì)合金麻花鉆，d=14.5mm 由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺(tái),查切削手冊(cè)表2.3，切削力計(jì)算公式為： 其中：，d0=14.5mm，f=0.28mm/r ，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則： F=41014.51.20.280.751.0=3906N3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì) 夾緊機(jī)構(gòu)為v型塊和上壓板，鉆套安裝在壓板上，既壓緊工件，又方便刀具導(dǎo)引。3.5 連接元件及夾具體設(shè)計(jì)采用滑柱式鉆模，在底座上固定一個(gè)v型塊，鉆模板上固定鉆套，把襯套加長(zhǎng)用來(lái)定位壓緊工件平面。- 8 -

21、3.6 夾具操作及維護(hù)簡(jiǎn)要說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)手臂，將滑柱式鉆模板升起來(lái)，將工件70外圓面放在v型塊上，120端面挨緊v型塊，轉(zhuǎn)動(dòng)手臂，將鉆模板降下來(lái)，使襯套底面壓緊70平面，然后14.5麻花鉆直接鉆下來(lái)即可，鉆完14.5后，將快換鉆套換為內(nèi)徑為16的，在進(jìn)行攻螺紋。夾具的維護(hù)與滑柱式鉆模的維護(hù)類似。參考文獻(xiàn)1 趙家齊機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社，2000年10月：141。2 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社，2007年8月：13183。- 9 -燕山大學(xué)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁(yè) 第 頁(yè)材料牌號(hào)Q235毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)備注序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)夾具刀具量具準(zhǔn)終單件1車粗車60的端面，外圓及120的外圓及右肩面車床CA6140 2車粗車70的端面，外圓及其肩面車床CA61403車半精車70的外圓車床CA61404車半精車60的外圓及120的外圓右肩面車床CA61405車精車60的外圓及120