座零件加工工藝設(shè)計(jì)鉆6×M8底孔鉆床夾具

1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：制定夾具座零件的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆6*M8底孔的鉆床夾具專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)班級(jí)：機(jī)電11-2班學(xué) 號(hào)：1130320228姓名：楊鋒指導(dǎo)教師：張學(xué)偉機(jī)械工程系2013年11月15日目錄第1章緒論 41.1課題背景 41.2目的 41.3夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn) 41.4夾具設(shè)計(jì)需保證的條件 51.5夾具的發(fā)展趨勢(shì) 51.6設(shè)計(jì)要求 51.7設(shè)計(jì)內(nèi)容 6第2章零件的分析 72.1零件的作用 72.2零件的工藝分析 7第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 83.1確定毛坯的制造形式 83.2基面的選擇 8粗基準(zhǔn)的選擇 8精基準(zhǔn)的選擇 83.3制訂工藝路線 8工藝路線方案 83.4機(jī)械加工

2、余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 93.5確立鉆孔用量及基本工時(shí) 10粗加工切削用量的選擇原則 11精加工時(shí)切削用量的選擇原則 123.6選擇切削用量 63.7選擇鉆頭標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 63.8鉆，擴(kuò)，鉸© 8孔 7選擇鉆頭 7選擇切削用量、確定進(jìn)給量 7確定切削速度 8加工工時(shí) 8第4章夾具設(shè)計(jì) 144.1定位基準(zhǔn)的選擇 144.2切削力及夾緊力的計(jì)算 144.3定位誤差分析 15第5章 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 16設(shè)計(jì)體會(huì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。第1章緒論1.1課題背景制定夾具座的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆孔的鉆床夾具，運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué) 課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)

3、中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)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。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被 加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的 夾具的能力。學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料 的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。1.2目的課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián) 系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做 完這次課程設(shè)計(jì)之后，我得到一次綜合性訓(xùn)練，我在想我能在多個(gè)方面得 到鍛煉。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的

4、工 作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的 能力，為今后參加祖國(guó)建設(shè)打一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì) 尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教，本人將表示真誠(chéng)的感謝！ 1.3夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)1. 夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。2. 專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)性。3. “確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任 務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來 保證。夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的 夾具可以減少廢品率。1.4夾具設(shè)計(jì)需保證的條件1. 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)

5、規(guī)模相適應(yīng)。2. 保證工件的精度。3. 保證使用方便與安全。4. 正確處理作用力的平衡問題。5. 注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、 刀具、量具之間的聯(lián)系。1.5夾具的發(fā)展趨勢(shì)1. 發(fā)展通用夾具的新品種，由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此 需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間， 提高生產(chǎn)效率。2. 發(fā)展調(diào)整式夾具。3. 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4. 加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。5. 大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。6. 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計(jì)和制造夾具。1.6設(shè)計(jì)要求1. 制訂零件機(jī)械加工工藝，填寫機(jī)械加工工藝過程卡一張

6、，設(shè)計(jì)夾具 工序的工序卡一張；2. 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖；3. 編寫機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)說明書一份；4. 中批生產(chǎn)；5. 盡量選用通用設(shè)備。1.7設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 繪制零件圖；2. 編制零件的加工工藝過程，并填寫加工工藝卡及工序卡各一張；3. 設(shè)計(jì)指定的工序夾具，繪制卡具裝配總圖，要求用計(jì)算機(jī)繪圖;4. 設(shè)計(jì)卡具的非標(biāo)零件圖，要求計(jì)算機(jī)繪圖；5. 編寫設(shè)計(jì)說明書一份，按畢業(yè)論文的格式打印文稿。第2章零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是夾具座，它位于鉆床內(nèi)。主要作用是用于支撐定位2.2零件的工藝分析1此工件共有六處加工孔，其間有一定位置要求：（1）以端面為基準(zhǔn)定位

7、。（2）以底面為基準(zhǔn)的加工孔。2.由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先以端面、底面為基準(zhǔn)定位，再進(jìn)行鉆 孔。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的材料為HT15Q考慮到零件的幾何形狀，所以用鋼件的形式進(jìn)行 毛坯的制造。3.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理 可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問 題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。321粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于零件而言，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)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，

8、現(xiàn)選取底面作為粗基準(zhǔn)，利用凸輪壓緊 作主要定位面，限制6個(gè)自由度，達(dá)到完全定位，然后進(jìn)行鉆孔。322精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。3.3制訂工藝路線工藝路線方案工序1鋼件2 粗銑底面3 粗銑端面4 精銑底面5 鉆、擴(kuò)、鉸6X© 8孔6 檢查3.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定合理確定加工余量，對(duì)確保加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本都有重 要的意義。余量確定過小，不能完全切除上道工序留在表面的缺陷和各種 誤差，也不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)工件的裝夾誤差；余量確定過大，不僅增 加了機(jī)械加工量降

9、低了生產(chǎn)率，而且浪費(fèi)原材料和能源，增加刀具等工具 消耗，使加工成本升高。確定加工余量的方法 ：1經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法；2查表法; 3分析計(jì)算法。機(jī)械加工中毛坯尺寸與完工零件尺寸之差，稱為毛坯的加工余量（零 件的表面如務(wù)須機(jī)械加工，則該表面上即無加工余量）。加工余量的大小， 取決于加工過程中各個(gè)工步應(yīng)切除的金屬層厚度的總和，以及毛坯尺寸與 規(guī)定的公稱尺寸之間的偏差數(shù)值。查文獻(xiàn)【1】表12-1，毛坯的表面層厚度為14mm這里采用查表法，為了防止余量不夠而產(chǎn)生廢品，在查表所得的數(shù)的 基礎(chǔ)上加大一些。零件材料為45,毛坯重量1.12kg，生產(chǎn)類型中批量。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量

10、、工序 尺寸及毛坯尺寸如下：鉆孔的加工余量及公差。查工藝手冊(cè)表。工序尺寸加工余量：鉆孔4mm擴(kuò)孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸0mm3其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì) 算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。3.5確立鉆孔用量及基本工時(shí)正確的選擇切削用量，對(duì)提高切削效率，保證必要的工具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有相當(dāng)重要的作用。粗加工切削用量的選擇原則粗加工時(shí)，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此，選擇粗加工切削用量時(shí)，要盡量保證較高的單位時(shí)間金屬切除量（金屬切 除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度 V進(jìn)給

11、量F和切削深度a p） 中，提高任何一項(xiàng)，都能提高金屬切削率。但是對(duì)刀具耐用度影響最大的 是切削速度，其次是進(jìn)給量，切削深度影響最小。所以，粗加工切削用量 的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度a p,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量F，最后確定一個(gè)合適的切削速度 V。精加工時(shí)切削用量的選擇原則精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時(shí)應(yīng)著重考慮，如何保證加工質(zhì)量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以，在精加工時(shí)，應(yīng)選用較小的切削深度a p和進(jìn) 給量F，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V, 以保證加工質(zhì)量和表面質(zhì)量。3.6選擇切

12、削用量1.確定鉆孔深度ap：由于加工余量不大，可在二次走刀內(nèi)完成;2為了保證加工精度，先鉆孔再鉸孔。3.7選擇鉆頭標(biāo)準(zhǔn)及耐用度由表7鉆頭最大磨損量為0.8mm ;由于鉆頭直徑8mm故耐用度3T =10.8 10 s1.確定加工速度V和每秒鐘進(jìn)給量Vf切削速度由表 13 : d=40mm ap 蘭5mm，af <0.24mm/z時(shí),vt = 205m/s， nt = 6.51rps ， vft = 6.84mm/ s。各修正系數(shù)為：kmvkmnkmvksnksv= 0.8v =vt kv =2.05 1.0 0.8 =1.64m/s n=nt kn =6.51 1.0 0.8 =5.21r

13、psvf = vft kvf = 6.84 1.0 0.8 =5.47mm/s。根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇比=6.25rps， vf = 6.25mm/s因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量二d0n3.14 80 6.25vc 一1.57m/ s1000 1000Vfc 6.25 cc zafc0.2mm/zncz 6.25 5Vf2.計(jì)算基本工時(shí)，tm二丄，式中L =1 y , 40mm，由表20 不對(duì)稱安裝鉆頭切削量及超切削量y：E=：12mm , L =52mm ,故t=48s。3.8鉆，擴(kuò)，鉸© 9孔選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑d=4mm鉆頭幾何形狀為（表1及表2）

14、: 雙錐修磨橫刃，一：=30°，2,120°，21=70°，be = 4.5mm，a。= 50°，= 50°， b = 2.5mm， l = 5mm。選擇切削用量、確定進(jìn)給量由表5當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，材料45時(shí)，f = 0.78 0.96mm/r ，由 kf =0.99 時(shí)，f = （0.78 0.96） 0.99 = 0.77 0.95mm/r，按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量，由表7按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量，由表8, 45鋼HRc乞50時(shí)，d=8mm時(shí)：機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N Z535允許最大為15690M進(jìn)給量f =0.41mm/r，

15、由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取f二0.78mm/ r ，由表16可以查出鉆孔時(shí)的軸 向力在f二0.78mm/ r d°豈23.5mm時(shí)為：Ft =1 2 3 6N），軸向力修正系數(shù)為1.0，故 Fc =12360N 15690N，故 f =0.78mm/r，可用。3.9確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度由表9， d° =23.5mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.8mm，耐用度T 二 4500s。確定切削速度由表10加工性為第三類f = 0.78mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d=4mmvt = 0.40m/s，切削修正系數(shù) ktv =1.0，=1.0，k” =0.85，心

16、=1.0,故v = vtkv =0.40 1.0 1.0 0.85 1.0 =0.34m/s， n=4.6r/min。加工工時(shí)tm二其中 L =丨 y 二，I 二 80mm，由表 22 二 y = 10mm，所以 nft=65s。.c d擴(kuò)孔：8，f =1.1mm/r，T = 2400s ,vv1 -m60 TZv0m xvapyv= 0.125m/s1000v1000 0.125 =1.61r/s，按機(jī)床取 nw =1.67r/s，所以實(shí)際切削3.14 24.7dn速度 v 二 24.7 1.61 = 0.124m/ s。1000工時(shí)：切入L=I y 二，I = 80mm，二 y = 10m

17、m，所以 t=L/nf=69s 。鉸孔：© 8，f = 1.3mm/r， T = 4800s.zvCrd°0 215.6 25 .v 荷 m xv60 Tap兀 kv =6054800 0.3800.11.30.5 ".075m/s，= 100 = 1000 0.075 = 0.955r/s，取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)1.13r/s，所以實(shí)際切削 dw3.14 25兀匯25疋1 13 速度：v 二 一=0.088m/s，所以工時(shí)：t=61s。1000第4章夾具設(shè)計(jì)4.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，鉆6X© 8孑L,用底面，偏心輪限制6個(gè)自由度來定位。 實(shí)際就變?yōu)槎ㄎ坏膴A

18、具。4.2切削力及夾緊力的計(jì)算鉆© 8mm孑時(shí)切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮鉆© 8mm 孔時(shí)的切削力和加緊力。切削刀具：高速鋼鉆頭，則主切削力Fz =9.81x60nFzCFzapXFz f汗它耳叭式中：ap = 2mm vc = 55.6m/min，f = 0.5mm/r，查表 22-1 nF = 0，xF =1， Yf 0.75， Cfz =92，計(jì)算結(jié)果Fz = 1752.74N，徑向切削力 F9.8V<60nFyC apxFy f yFyvnFyk，式中：ap = 2mm vc = 55.6m/min， f = 0.5mm/r，查表 22-1，

19、nFy = 0，xFy = 0.9，yFy =0.75，CFy=54，計(jì)算 結(jié)果 Fy = 598.03N，走刀力 Fx =9.81 漢 60nFxCFxapxFx f yFxVcnFxkFx ,式中： ap = 2mm vc = 55.6m/min， f = 0.5mm/r，查表 22-1 nFx=0， xFx =1，Yfx =0.4 , Cfx =46，計(jì)算結(jié)果Fx= 1073.55N。實(shí)際加緊力N應(yīng)為N F型01460N，式中，J1和）2是夾具定位面及加緊面上已+40.5+0.5的摩擦系數(shù)，亠二2二0.5。壓板用螺母擰緊，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表1-2-23得螺母擰緊力N擰=4200N，根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為 N壓=4200 0.5= 2100N，此時(shí)N壓已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全 工作。4.3定位誤差分析定位元件尺寸及公差確定，夾具的主要定位為平面和偏心輪，工件的 工序基準(zhǔn)為平面，本夾具是用來在立式鉆床上加工，工件的定位基準(zhǔn)為平 面。工序加工孔的方向與基準(zhǔn)平面方向相同垂直，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin本工序采用偏心輪定位，工件始終靠在夾具主體上，偏心輪在夾緊時(shí) 使工件自重帶來一定的平行于夾具體基準(zhǔn)底面的偏離，因此，工件使加工 位置有