機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-座體零件加工工藝及鏜φ80孔夾具設(shè)計(jì)

PAGEI說(shuō)明書(shū)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

摘要零件的成形過(guò)程非常復(fù)雜，包括零件的毛坯生成、各加工表面的加工過(guò)程、零件的尺寸效應(yīng)以及零件的棱角磨削。在這些環(huán)節(jié)中，機(jī)床加工是最重要的工作。分析零件的形狀和尺寸，設(shè)計(jì)合理的加工工藝，選擇合適的加工機(jī)床，然后根據(jù)加工工藝和實(shí)際生產(chǎn)模式的要求計(jì)算切削參數(shù)和加工時(shí)間。在加工過(guò)程中，還采用專用夾具來(lái)保證零件的加工位置，提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)課題要求在分析零件加工工藝的基礎(chǔ)上，在一定的工藝過(guò)程中設(shè)計(jì)專用夾具，包括定位裝置設(shè)計(jì)、夾緊裝置設(shè)計(jì)、切削力與夾緊力分析、夾具本體與主要零件。設(shè)計(jì)等內(nèi)容是對(duì)機(jī)械加工全過(guò)程的深刻理解和理解。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，我們不僅可以提高我們對(duì)知識(shí)的掌握程度，還可以給我們很多實(shí)際的操作和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，從而為未來(lái)的畢業(yè)生走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：毛坯；加工工藝；夾具；定位；夾緊；AbstractTheformingprocessofthepartsisverycomplicated,includingtheblankgenerationoftheparts,themachiningprocessofeachmachiningsurface,thedimensioneffectofthepartsandtheangulargrindingoftheparts.Intheselinks,machinetoolprocessingisthemostimportantwork.Analyzetheshapeandsizeoftheparts,designreasonableprocessingtechnology,selecttheappropriatemachinetool,andthencalculatethecuttingparametersandprocessingtimeaccordingtotherequirementsoftheprocessingtechnologyandtheactualproductionmode.Intheprocessofprocessing,specialfixtureisalsousedtoensurethemachininglocationofparts,improveproductionefficiency.Thisdesigntopicrequestsonthebasisoftheanalysisofthepartsprocessingtechnology,inacertainprocessdesignspecialfixture,includingpositioningdevicedesign,clampingdevicedesign,cuttingforceandclampingforceanalysis,fixturebodyandthemainparts.Designandothercontentisadeepunderstandingofthewholeprocessofmechanicalprocessingandunderstanding.Throughthisdesign,wecannotonlyimproveourmasteryofknowledge,butalsogiveusalotofpracticaloperationandproductionexperience,soastolayasolidfoundationforfuturegraduatestoenterthesociety.Keywords:Blank;Processingtechnology;Fixture;Positioning;Clamp;

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IIAbstract III第1章前言 1第2章零件的分析 22.1零件的作用 22.2零件的工藝分析 22.3毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定 3第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 53.1基準(zhǔn)的選擇 53.2加工工藝路線的確定 53.3切削用量及切削時(shí)間的確定 6第4章夾具設(shè)計(jì) 94.1設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇 94.2定位方案的確定 94.3夾緊方案的確定 104.4定位誤差分析 104.5切削力和夾緊力的計(jì)算 114.6夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要操作說(shuō)明 13結(jié)論 14致謝 15參考文獻(xiàn) 16PAGE4第1章前言通常我們所說(shuō)的機(jī)械加工的意思，就是按照字面所說(shuō)，使用傳統(tǒng)流傳的加工方法，結(jié)合零件給出的圖紙和技術(shù)要求等，最終加工出零件符合圖紙要求的外形和尺寸，以及符合技術(shù)要求合格的零件。需要用到的技術(shù)加工就是在實(shí)現(xiàn)上面所說(shuō)的內(nèi)容時(shí)，采用并利用了一系列的加工方式，最后要求就是按照這種方式能夠加工出來(lái)我們需要的合格的零件。機(jī)械加工的整個(gè)過(guò)程就是零件成型的過(guò)程和主要步驟，利用機(jī)械加工流程，可以將零件的毛坯形狀變成外形和尺寸符合零件技術(shù)要求的過(guò)程。完成一個(gè)零件的加工就是把零件從毛坯狀態(tài)加工到圖紙要求。比方說(shuō)一般經(jīng)常說(shuō)的粗加工——精加工——檢驗(yàn)裝配的環(huán)節(jié)就是說(shuō)的一個(gè)零件的正常加工過(guò)程。毛坯的加工過(guò)程可以分為毛坯的制造過(guò)程和加工過(guò)程，使用的設(shè)備有很多種，根據(jù)不同的加工工藝選用不同的加工設(shè)備，計(jì)算不同的時(shí)間實(shí)際參數(shù)和加工工時(shí)。然后要將這些內(nèi)容都寫(xiě)到技術(shù)文件里面，這項(xiàng)工作由技術(shù)人員完成。每一個(gè)企業(yè)之間的要求不一樣，實(shí)際的生產(chǎn)也不一樣，一般都是按公司的需求來(lái)制定工藝流程文件的編制。對(duì)零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，必須要研究零件的圖像及結(jié)構(gòu)，分析及設(shè)計(jì)零件的加工過(guò)程，根據(jù)尺寸確定零件的加工余量、毛坯形式等等，通過(guò)零件各加工表面的分析，確定零件的最終加工方案，反推零件的整條加工路線，最終制動(dòng)零件的工藝加工過(guò)程，并且填寫(xiě)和編制工序卡。對(duì)生產(chǎn)中的每個(gè)工步的切削參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，確定加工工藝參數(shù)，最終確定零件的的加工工時(shí)。設(shè)備及夾具的選擇是加工工藝設(shè)計(jì)的重要部分，設(shè)備的選擇直接關(guān)系到能否加工出達(dá)到圖紙精度的零件，加工設(shè)備對(duì)精度要求很重要，夾具將零件固定住，然后再固定到機(jī)床，使零件與機(jī)床保持一個(gè)不變的相互關(guān)系，夾具的選擇也顯得至關(guān)重要。此次設(shè)計(jì)的零件為典型的零件，在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中要了解清楚零件的加工一般選擇的加工裝夾方法，最終要為零件選擇設(shè)計(jì)一種夾具的夾緊方式。第2章零件的分析2.1零件的作用

座體是銑床加工的重要組成元件之一，它的制造工藝對(duì)銑削加工的尺寸精度有顯著的影響。其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：圖2.1零件圖2.2零件的工藝分析對(duì)零件進(jìn)行分析，分析知道零件有一些地方需要進(jìn)行加工：零件的端面；零件的孔系；加工時(shí)按國(guó)標(biāo)公差和粗糙度值進(jìn)行加工，最終實(shí)現(xiàn)零件圖的技術(shù)要求為目的?，F(xiàn)在我們對(duì)零件進(jìn)行分析，零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削。（1）零件底端端面的加工，具有較高的精度要求，是加工的關(guān)鍵表面。（2）φ115的端面要求精度相對(duì)較低，Ra值6.3。（3）零件φ80內(nèi)孔的表面粗糙度Ra的值為1.6，精度要求高，是加工的重要表面。（4）M6螺紋孔及φ11的孔直接加工。（5）其余表面要求不高，不用加工，通過(guò)鑄造就可以達(dá)到加工要求。2.3毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定考慮和設(shè)計(jì)毛坯成型方式，必須要考慮零件材料的適應(yīng)性。要根據(jù)零件應(yīng)用的環(huán)境和調(diào)節(jié)，然后再進(jìn)行材料分析。為了把設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品變成實(shí)物，首先要把原材料制成類似零件形狀的坯料。根據(jù)機(jī)械零件不同尺寸、形狀和材料的特點(diǎn)，毛坯的生產(chǎn)方式有很多種：包括鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金、注塑等方法。（1）零件的特性可以對(duì)零件材料的選擇產(chǎn)生影響的，材料需滿足結(jié)構(gòu)需求。毛坯的類型在很大程度上取決于設(shè)計(jì)圖中指定零件的材料。例如，鑄鐵零件必須鑄造才能產(chǎn)生毛坯。如果是鋼制零件，那就要考慮一下相關(guān)材料的力學(xué)性能。例如，應(yīng)該盡可能選擇鍛件或焊接件，以確保制造高壓閥門(mén)的材料具有良好的機(jī)械性能。（2）決定毛坯形式的主要因素就是零件的形狀。零件的外形和尺寸會(huì)是毛坯成型的一種主要的要素。舉個(gè)例子，有些很復(fù)雜的零件最好是鑄造成型。大尺寸閥體可在砂模中澆注，小尺寸閥體可在投資模中澆注。（3）選擇毛坯要考慮企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模。根據(jù)零件的生產(chǎn)計(jì)劃不同，使用高效高產(chǎn)能的方案將會(huì)是最好的方式，經(jīng)濟(jì)性良好。（4）加工生產(chǎn)毛坯的方式。要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，依據(jù)現(xiàn)有的工藝和設(shè)備，結(jié)合后進(jìn)行最優(yōu)化的生產(chǎn)方式，最先進(jìn)的制造形式。設(shè)計(jì)和分析零件加工余量，就是要考慮零件加工面的毛坯余量，分析零件的外形再增加加工量，便于加工。將發(fā)現(xiàn)的毛坯總余量與零件分析得到的毛坯總加工余量進(jìn)行比較，如果毛坯總余量小于毛坯總加工余量，則需要調(diào)整毛坯總余量，以保證有足夠的加工余量;如果毛坯總余量大于加工總余量，如何考慮增加刀具數(shù)量或減少毛坯總余量?繪制毛坯圖:毛坯的外形輪廓使用粗實(shí)線繪制，零件實(shí)體采用雙點(diǎn)線繪制。這個(gè)比例盡可能是1:1。銑刀頭座體零件的材料為鑄鐵，硬度為200HBS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。端面加工比較平整，預(yù)留加工余量2.5mm即可；φ80的孔孔徑比較大，需要用鑄造毛坯然后再加工，預(yù)留加工余量4mm；其余孔和螺紋孔孔徑小于30mm，直接實(shí)心鑄造。圖2.2毛坯圖PAGE16第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基準(zhǔn)的選擇選擇定位的基準(zhǔn)，必須要以減少加工的誤差為前提，確保零件最終能加工到技術(shù)要求，這個(gè)時(shí)候要求選擇的基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是重合的最好，如果實(shí)在不行，不能重合的話，那就要把零件尺寸在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上進(jìn)行標(biāo)注，或按形狀分析方法標(biāo)注。當(dāng)部件比較復(fù)雜時(shí)，通常僅在一個(gè)方向上選擇一個(gè)基準(zhǔn)是不夠的，還需要添加一些基準(zhǔn)。主基準(zhǔn)稱為主基準(zhǔn)，輔助基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。主引用和輔助引用之間應(yīng)該有一個(gè)連接大小。1.選擇的粗基準(zhǔn)就是還沒(méi)有加工的那個(gè)面，面是個(gè)粗糙表面，但是一般只能用一次最好，使用這個(gè)面進(jìn)行加工以后，后面就不要再用這個(gè)面了。2.將加工后的表面作為基準(zhǔn)是一種精確的基準(zhǔn)。3.精確基準(zhǔn)的選擇遵循兩個(gè)原則。3.1在相同基準(zhǔn)下，加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)裝配基準(zhǔn)一致。3.2使用一個(gè)基準(zhǔn)，就是把基準(zhǔn)統(tǒng)一一下。如帶兩個(gè)銷的殼體的一側(cè)、軸的中心孔、齒輪箱的同軸基準(zhǔn)、齒條的加工底部等。分析和考慮以上的選擇原則，對(duì)本次設(shè)計(jì)的零件加工進(jìn)行定位基準(zhǔn)的選擇：（1）粗基準(zhǔn)的選擇：選擇零件φ80的毛坯孔φ72及φ115的外圓作為粗基準(zhǔn)進(jìn)行其余表面的加工。（2）精基準(zhǔn)的選擇：零件加工好的底端端面作為精基準(zhǔn)進(jìn)行零件內(nèi)孔及其他位置表面的加工。3.2加工工藝路線的確定（1）加工工藝布置原則:1.首先對(duì)基準(zhǔn)面進(jìn)行加工，然后用基準(zhǔn)面對(duì)其他曲面進(jìn)行定位，以保證加工質(zhì)量。2.先粗后精:即先粗后精，后粗后分。3.表面上進(jìn)行第二次加工，要是表面是裝配用的面，那第二次加工的面就是鎖孔、連接光孔等。4.先面后孔，加工孔之前要先把面加工好，面平穩(wěn)容易固定，也方便加工，然后用這個(gè)面作為基準(zhǔn)進(jìn)行鉆孔加工。（2）編制零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟:1.閱讀圖紙，明確零件的技術(shù)要求和功能。2.制定技術(shù)路線。3.編制好了工藝流程和加工路線，決定了加工的步驟，也就可以確定機(jī)床選型、量具的選擇、加工基準(zhǔn)選擇以及測(cè)量基準(zhǔn)選擇了。4.選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備。5.計(jì)算工時(shí)和物料。6.審批程序。本次設(shè)計(jì)研究零件的加工工藝路線如下表：表3.1工序號(hào)工名序稱工序內(nèi)容5銑粗銑底端面10銑粗銑?115的兩端面15銑半精銑底端面20銑精銑底端面25銑半精銑、精銑?115的兩端面30鉆鉆4-?11孔，锪孔?2235鏜粗鏜?80的孔40鏜精鏜?80的孔45鉆鉆左端6xM6螺紋孔50鉆鉆右端6xM6螺紋孔55檢驗(yàn)60入庫(kù)3.3切削用量及切削時(shí)間的確定工序：粗鏜?80的孔進(jìn)給量：刀桿伸出取。因此確定進(jìn)給量。切削速度，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照T616鏜床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層：刀具切入：刀具切出：取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序：鉆左端6xM6螺紋孔工步一：選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）按機(jī)床選取基本工時(shí)：min工步二：攻螺紋M6mm：選擇M6mm高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距，即按機(jī)床選取基本工時(shí)：第4章夾具設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇在生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)一種專門(mén)用在加工上的專用夾具，本次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)鏜φ80孔的專用鏜床夾具。設(shè)計(jì)加工孔的夾具，根據(jù)加工工藝路線及加工精度的要求，選用臥式鏜床進(jìn)行加工。鏜床的應(yīng)用范圍很廣泛，可以進(jìn)行多方面的加工，比如鉆孔、鏜孔等，還可以進(jìn)行平面加工，當(dāng)然了，如果安裝一些配件，那還可以當(dāng)做車床使用，或者是用銑床使用。圖4.1臥式鏜床4.2定位方案的確定4.2.1限制自由度分析一個(gè)零件在空間上最多只有六個(gè)自由度零件的自由度，所以這個(gè)時(shí)候零件定位就必須要限制自由度。然后零件在這個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)停止，確定在那個(gè)方向上的位置。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了用零件的內(nèi)孔和端面定位，零件的定位原理就是一面兩孔的形式，端面進(jìn)行定位限制三個(gè)自由度了，用支承板進(jìn)行定位，限制了三個(gè)自由度。用零件的一個(gè)孔進(jìn)行定位，定位銷做定位元件，限制兩個(gè)自由度。還有一個(gè)孔做定位，用菱形銷做定位元件限制一個(gè)自由度，零件限制了六個(gè)方向自由度，也就是零件可以定位完成。4.2.2定位元件選擇本次設(shè)計(jì)選擇定位元件為：定位銷、支承板、菱形銷。4.3夾緊方案的確定對(duì)夾緊裝置的基本要求：1、夾緊力的大小要合適，加工時(shí)的夾緊力要不變，要保證加工時(shí)零件一直處于不變的位置，不能振動(dòng)不用產(chǎn)生形變，夾緊力穩(wěn)定的情況下所產(chǎn)生的誤差就會(huì)變小和降低。2、夾緊機(jī)構(gòu)不能太復(fù)雜或者太簡(jiǎn)單，要與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)需求相符合?？紤]到本次設(shè)計(jì)的夾具其零件并不是十分的復(fù)雜，并且為本夾具是進(jìn)行鉆孔加工，工件在垂直方向有移動(dòng)趨勢(shì)，采用的是用壓塊對(duì)垂直方向進(jìn)行夾緊。圖4.2夾緊機(jī)構(gòu)4.4定位誤差分析定位誤差是否合格是因?yàn)榱慵趭A具上的位置不準(zhǔn)確而引起產(chǎn)生的加工誤差，它由基準(zhǔn)不重合誤差組成。夾具使用用的定位方式為一面兩銷定位。圖4.3定位簡(jiǎn)圖由加工工藝孔工序簡(jiǎn)圖可計(jì)算出兩工藝孔中心距L由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差未標(biāo)注，取0.3mm。兩工藝孔尺寸為Φ11，取偏差為（0.1,0）兩定位銷偏差對(duì)圓柱銷查參考文獻(xiàn)表8-7，極限偏差取r6即圓柱銷尺寸為。對(duì)削邊銷查參考文獻(xiàn)表8-7，。削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙4.5切削力和夾緊力的計(jì)算4.5.1切削力的計(jì)算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)：由參考文獻(xiàn)查表可得：圓周切削分力公式：式中查表得：查[5]表取由表可得參數(shù)：即：同理：徑向切削分力公式：式中參數(shù)：即：軸向切削分力公式：式中參數(shù)：即：4.5.2切削力的計(jì)算由公式μ1--工件與夾具間摩擦因素μ2-工件與定位間摩擦因素有：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：式中：因素安全系數(shù)F取軸向最大力為2982N所以根據(jù)切削力，夾緊力的等的因素影響，改夾緊力符合要求。4.6夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要操作說(shuō)明夾具設(shè)計(jì)和總體規(guī)劃應(yīng)適應(yīng)生產(chǎn)。在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量使用各種快捷，縮短具有時(shí)效性的和先進(jìn)的控制方法，并在生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效率，，必須滿足照明功能的前提下，使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，固定裝置易于制造，降低了制造成本保持架。一個(gè)結(jié)構(gòu)良好的過(guò)程，以方便生產(chǎn)和加工，裝配，檢查和維護(hù)設(shè)備，以滿足這些需求。圖4.3裝配圖

結(jié)論大