星輪 加工工藝和-鉆3-φ4孔夾具設計【版本5】

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目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………3 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………4 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………5 2.3制定工藝路線 ……………………………………………8 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………11 2.5確定切削用量及基本工時………………………………14 三 夾具設計……………………………………………………16 3.1問題的提出………………………………………………16 3.2夾具設計…………………………………………………17 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………18 3.4定位誤差分析……………………………………………19 3.5夾緊誤差…………………………………………………20 3.6夾具設計及操作簡要說明………………………………21 總 結………………………………………………………………23 致 謝………………………………………………………………24 參考文獻 …………………………………………………………25 課程設計說明書 題目：星輪輪零件的工藝規(guī)程及鉆3-4孔的工裝夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 星輪加工工藝規(guī)程及其鉆孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………3 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………4 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………5 2.3制定工藝路線 ……………………………………………8 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………11 2.5確定切削用量及基本工時………………………………11 三 夾具設計……………………………………………………12 3.1問題的提出………………………………………………12 3.2夾具設計…………………………………………………12 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………13 3.4定位誤差分析……………………………………………13 3.5夾具設計及操作簡要說明………………………………15 總 結………………………………………………………………16 致 謝………………………………………………………………17 參考文獻 …………………………………………………………18 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 星輪的加工工藝規(guī)程及其鉆3-44孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 星輪輪的作用，待查 1.2 零件的工藝分析 星輪輪有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 1，以外圓為基準的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，和內(nèi)圓， 2：一個事以內(nèi)圓為基準的加工面，這個主要是外圓的加工和三個臺階面的加工 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。 2.2 基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對雙聯(lián)齒輪這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說，選擇好粗基準是至關重要。對回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外圓作為粗基準。 精基準的選擇：精基準 的選擇要考慮基準重合的原則，設計基準要和工藝基準重合。因此我們采用孔做為精基準 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：車小端外圓，退刀槽和端面。 工序Ⅳ：車大端外圓和端面 工序Ⅴ：精車一端外圓和端面 工序Ⅵ：精車另一端外圓和端面 工序Ⅶ：鉆，擴，絞，直徑為28的孔 工序Ⅷ：銑鍵槽 工序Ⅸ：鉆直徑為3-2的 孔， 工序X：鉆3-4的孔 工序XI：質(zhì)檢 工序XII：入庫 方案二 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：車小端外圓，退刀槽，端面 工序Ⅳ：車大端外圓，端面 工序Ⅴ：鉆28的孔 工序Ⅵ：銑鍵槽， 工序Ⅶ：鉆3-2的孔 工序Ⅷ：鉆3-4的孔 工序Ⅸ： 質(zhì)檢。 工序X：入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一增加了一個精車的工序，增加精車工序后就更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一 具體的工藝路線如下 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：車小端外圓，退刀槽和端面。 工序Ⅳ：車大端外圓和端面 工序Ⅴ：精車一端外圓和端面 工序Ⅵ：精車另一端外圓和端面 工序Ⅶ：鉆，擴，絞，直徑為28的孔 工序Ⅷ：銑鍵槽 工序Ⅸ：鉆直徑為3-2的 孔， 工序X：鉆3-4的孔 工序XI：質(zhì)檢 工序XII：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 雙聯(lián)齒輪零件材料為45， 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 星輪的外圓和端面 因星輪的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。 3、星輪的的軸孔 毛坯為實心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為 鉆 ，擴，絞Ⅰ孔 鉆孔： 擴： 鉸： 拉：花鍵 表面粗糙毒均為1.6 1、 孔Ⅰ端面 采用銑一次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.2，根據(jù)參考文獻，其余量為Z=2.5mm 2.5 確定切削用量及基本工時 車：小端外圓，端面，退刀槽 選硬質(zhì)合金車刀 工步一：車小端端面 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+30)/475=0.052min。 工步二：車 小端外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+20)/475=0.050min。 工步3：車退刀槽 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+2)/475=0.34min。 工序二 車大端外圓和端面 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(5+50)/475=0.1157min。 工步二：車大端外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+20)/475=0.067min。 工序III和工序IV工序一與工序二相同，不再累述 工序VII：鉆 擴 鉸孔 鉆孔 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 2、擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 2、 鉸孔 根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 工序IV： 銑鍵槽 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為12.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?98 當＝198r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 工序VII： 工序VII：鉆 孔 鉆孔 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 三、 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第九道工序鉆3-Φ4孔夾具設計 1：問題的提出 本夾具主要用于加工3-Φ4孔，定位要求不高，因此我們主要考慮提高生產(chǎn)效率的，因此我們只需要在下面增加一調(diào)整塊來調(diào)整孔相對于水平面的垂直度就可以了。 2：定位基準的選擇 加工3-Φ4孔時我們以一端面和孔為定位基準采用心軸定位。同時底面采用調(diào)整塊來調(diào)整孔相對于水平面的垂直 3：切削力和 夾緊力的計算 由于本工序主要是鉆3-Φ4的孔沒有精度要求，所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算，及夾緊力和鉆削力的計算。 鉆孔時的切削力計算： 根據(jù)（《機械加工工藝手冊》 李洪 主編 ）表2.4-69 鉆孔時的切削力為： N.m 夾緊力的計算： 根據(jù)（《機床夾具設計手冊》 第三版 王光斗 王春福 主編）表1-3-11 =90526 N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù) 式中：—基本安全系數(shù)；取1.5 —加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1 —刀具鈍化系數(shù)；取1.1 —斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1 則 N 鉆削力小于夾緊力 ，所以該夾緊裝置可靠。 4：定位誤差的分析與計算 因為鉆孔時的孔的位置度沒有精度要求，因此定位誤差不予考慮。 5：夾具設計及簡要操作說明 我們采用Φ28內(nèi)孔和端面定位，用開口壓板壓緊，當我們需要裝工件時，我們通過心軸把工件的端面和夾具體靠緊，同時通過定位塊把把工件定位在正確的位置，需要卸工件時我們可以先松開螺釘，然后抽掉開口壓板，使其離開壓緊面，把工件順著心軸拉出以取出工件，這樣裝卸方面快速，適合與批量生產(chǎn) 夾具裝配圖附圖如下 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上海科學技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 18 頁 共 22 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 星輪 工序號 IX 零件名稱 星輪 零件號 零件重量 同時加工件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆直徑為3-4的孔 高速鋼錐柄麻花鉆 游標卡尺 15 1 設計者 指導老師 共 1 頁 第 1 頁 機械加工工藝過程卡片 零件號 工序號 工序名稱 設備 夾具 刀具 量具 名稱 型號 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 Ⅰ 鑄造 Ⅱ 時效處理 Ⅲ 車一端外圓，退刀槽和端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 高速鋼端銑刀 Ⅳ 車另一端外圓，退刀槽和端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆 Ⅴ 精車一端外圓和端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆 Ⅵ 精車另一端外圓和端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆 Ⅶ 鉆，擴，絞直徑為28的孔 臥式車床 Z525 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆 VIII 銑鍵槽 立式銑床 X51 專用夾具 鍵槽銑刀 IX 鉆3-4的孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆 X 質(zhì)檢 XI 入庫