夾具課程設(shè)計(jì)導(dǎo)軌鉆38的孔的鉆床夾具制定加工工藝

1、不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印目錄摘要I第1章 零件分析11.1 零件的作用11.2 零件的工藝分析1第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)22.1 確定毛坯的制造形式22.2 基面的選擇22.3 工藝方案的確定22.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的確定4第3章 夾具設(shè)計(jì)93.1 鉆孔夾具概述93.2 確定設(shè)計(jì)方案93.3 切削力及夾緊力的計(jì)算113.4 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明12參考文獻(xiàn)15千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行零件分析零件的作用零件的工藝分析1.以銑下端面為基準(zhǔn)的加工

2、面，這組加工面主要是銑頂端面，鉆，擴(kuò)，鉸8孔。 2. 以8孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是銑底面。3. 以銑左端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是銑右端面，鉆，擴(kuò)，鉸8孔。由以上分析可知，對(duì)于這三組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并保證它們之間的位置精度要求。零件圖如圖1-1所示。圖1-1 夾具體底座零件圖工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)確定毛坯的制造形式該零件材料為HT200，從結(jié)構(gòu)上看，零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再?zèng)Q定。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型。這對(duì)于

3、提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的?；娴倪x擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。本零件先以左端面為粗基準(zhǔn)，粗銑右端面，再以右端面為粗基準(zhǔn)，粗銑左端面，再以左端面為精基準(zhǔn)，精銑右端面，然后以左端面為基準(zhǔn)鉆出兩個(gè)8的孔，并對(duì)兩個(gè)8的孔粗鉸和精鉸。以右端面為基準(zhǔn)，銑前表面，然后再以前表面為基準(zhǔn)，銑后表面。以上端面為粗基準(zhǔn)，粗銑下端面，再以下端面為粗基準(zhǔn)，粗銑上端面，然后以上端面為精基準(zhǔn)，精銑下端面，再以下端面為精基準(zhǔn)，精銑上端面，然后鉆出三個(gè)8的孔，并對(duì)三個(gè)8的

4、孔粗鉸和精鉸。工藝方案的確定制定工藝路線應(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)確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。根據(jù)加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求擬定了兩種工藝方案。第一種工藝方案如表一所示。表一 工藝路徑規(guī)劃方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 1鑄造 2熱處理 3粗銑右端面 4粗銑左端面 5精銑右端面 6精銑左端面 7鉆，倒角，擴(kuò)孔2×8 8鉆，倒角，粗鉸，精鉸孔2×8 9鉆，倒角，擴(kuò)孔3×8 10鉆，倒角，粗

5、鉸，精鉸孔3×8 11去毛刺 12清洗 13終檢第二種工藝方案如表二所示。表二 工藝路徑規(guī)劃方案二 工序號(hào)工序內(nèi)容1鑄造2鉆，倒角，擴(kuò)孔2×83鉆，倒角，粗鉸，精鉸孔2×84鉆，倒角，擴(kuò)孔3×85鉆，倒角，粗鉸，精鉸孔3×86粗銑右端面7粗銑左端面8精銑右端面9精銑左端面10去毛刺11熱處理12清洗13終檢機(jī)械加工工序應(yīng)遵循“先粗后精”、“先主后次”、“基準(zhǔn)先行”、“先面后孔”的原則。鑄造成型后切邊，進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制硬度為190220HBS，并進(jìn)行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛胚表面因脫碳而對(duì)機(jī)械加工帶來的不利影響；綜合

6、考慮，應(yīng)該選擇第一種方案。機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的確定“夾具底座”零件材料為HT200，硬度190HBS，毛坯重量約為2.8KG，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。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，工序及毛坯尺寸如下：1.底座的各個(gè)面的加工余量通過查找相關(guān)資料可知加工余量留2mm比較合適。2.通孔8mm的加工余量毛坯為實(shí)心，不沖孔。通孔精度要求介于IT7IT8之間，參照工藝手冊(cè)表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：2mm 鉆孔：6mm 2Z=4mm 擴(kuò)孔：7mm 2Z=1mm 粗鉸：7.6mm 2Z=0.6mm 精鉸：8mm 2Z=0

7、.4mm確定切削用量及基本工時(shí)在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度>確定進(jìn)給量>確定切削速度(3)具體要求是：由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度：可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)

8、作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。1工序粗、精銑左右端面（1） 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度a p：?jiǎn)芜吋庸び嗔縕=1.5±0.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：a p=1.5mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:根據(jù)切削手冊(cè)表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz

9、=0.140.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值。現(xiàn)?。篺z=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊(cè)表3.16可以查Vc：由 ap=1.5mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min 6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=50mm l2=2 T=0.2

10、8min（2）精銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度ap：由于單邊加工余量Z=0.5，故一次走刀內(nèi)切完，則：ap= 0.5 mm。3）、確定每齒進(jìn)給量fz:由切削手冊(cè)表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，半精銑取較小的值。現(xiàn)取：fz=0.14mm/z。4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端

11、銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊(cè)表3.16可以查Vc：由ap4mm fz=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z。根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min 6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=40 mm , l2 =2 所以本工序的基本時(shí)間為： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min2. 工序鉆2個(gè)8mm孔(1)、加工條件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：鉆鉸孔8mm。機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z5140A（見機(jī)械制造技術(shù)基

12、礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P115頁表5-6）(2)、確定切削用量及基本工時(shí)選擇8mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P32頁表2-19）d=40mm L=25mm f機(jī)=0.48mm/r (見金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-37) Vc查=13m/min （見金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-38）按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min（按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-36）所以實(shí)際切削速度： m/min.基本工時(shí)： l1=80mm l2=14mm(取4mm)按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-44公式計(jì)算1.24（min）。夾具設(shè)計(jì)鉆孔夾具概述本夾具主要用于鉆8孔，由于該孔精度要求不高，所以，在本道

13、工序加工時(shí)，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。確定設(shè)計(jì)方案、定位基準(zhǔn)的選擇：由零件圖可知，8孔對(duì)上表面有垂直度要求。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以8孔定位的定心夾具。、切削力及夾緊力計(jì)算：刀具：YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位鉆頭(見切削手冊(cè)表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=75，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.5×4.50.9×0.180.74×75×10/(100×2550)444.64(N)水平分力：FH=1.1F實(shí)489.1(

14、N)垂直分力：FV=0.3F實(shí)133.39(N)在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù): K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.5×1.1×1.1×1.1）×489.1=976.48 (N)實(shí)際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=976.48/0.5=1952.96 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=

15、19000 NM D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=10405 (N)此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的1952.96的加緊力F加，故本夾具可安全工作。心軸取材料為Q235查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為： 158Mpa彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4×32×0.028/3.14×(0.022)×2=2.67<< 許用彎曲應(yīng)力158Mpa。(3)定位誤差分析 由于基準(zhǔn)重合,故軸徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的心軸的制造

16、精度和安裝精度。且工件是以內(nèi)孔在心軸上定位，下端面靠在定位塊上，該定位心軸的尺寸及公差現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔有公差相同。因?yàn)閵A緊與原定位達(dá)到了重合，能較好地保證了鉆8mm孔所得到的尺寸和下端面形位公差要求。(4) 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用活動(dòng)手柄，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位槽可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于鉆削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。切削力及夾緊

17、力計(jì)算（1）刀具： YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位鉆頭 機(jī)床： Z3050 搖臂鉆床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) n=255 CF=54.5 qF=1.0 XF=0.9 YF=0.74 UF=1.0 ap=4.5 Z=10 WF=0 代入上式，可得 F=444.64N 水平分力：FH 1.1F實(shí)489.1N 垂直分力：FV=0.3F實(shí)133.39N 因在計(jì)算切削力時(shí)，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 F=KFH=（1.5×1.1×1.1×1.1）

18、15;489.1=976.48 (N)（2） 夾緊力的計(jì)算 實(shí)際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=976.48/0.5=1952.96 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的1952.96的加緊力F加。夾緊螺釘：公稱直徑d=10m，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 心軸取材料為Q235查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為： 158Mpa彎曲