企板加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

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1、 寧XX大學(xué) 課程設(shè)計(論文) 企板加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 目 錄 前 言 1 1 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 3 2 工藝規(guī)程設(shè)計 3 2.1 毛坯的制造形式 3 2.2 基準(zhǔn)面的選擇 4 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 4 2.3 制訂工藝路線 4 2.3.1 工藝線路方案一 4 2.3.2 工藝路線方案二 5 2.3.

2、3 工藝方案的比較與分析 6 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時 8 2.5.1 工序Ⅰ：粗銑小頭端面（Φ192端面），使粗糙度達(dá)到6.3 8 2.5.2 工序Ⅱ：精銑小頭端面，使粗糙度達(dá)到3.2 9 2.5.3工序Ⅲ 翻面，銑大頭端面，使粗糙度達(dá)到12.5 10 2.5.4工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜孔mm孔 11 2.5.5 工序Ⅳ 鉆6—17, 8-M10-6H, 6-M12-6H 12 3專用夾具設(shè)計 15 3.1 問題的指出 15 3.2 夾具設(shè)計 15 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 15 3.2.2 切

3、削力及夾緊力的計算 15 3.3 定位誤差的分析 16 3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 16 參考資料 18 致謝 19 附 錄 20 前 言 畢業(yè)設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。 設(shè)計的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作

4、態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力. 畢業(yè)設(shè)計,通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對設(shè)計內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在xx教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計任務(wù),并編寫了設(shè)計說明書。 就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力和經(jīng)驗(yàn)的有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 1 零件的分析 1.1 零件的

5、作用 題目所給定的零件是企板，其主要作用是連接其他零件的作用。 1.2 零件的工藝分析 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》） 1． 以φ115軸為中心的加工部位。 包括：尺寸為φ115的軸，表面粗糙度為3.2, 尺寸為φ96的與φ115相接的肩面, 尺寸為φ100f8()與φ65H5（）的孔. 尺寸為φ156與φ115的孔,6-M12-6H的螺紋孔 2.以220X470為加工表面. 220X470底面,表面粗糙度為12.5,底面4-φ12. 3. 以140為寬度的2側(cè)面 以140為寬度的兩邊側(cè)面,2X8XM10的螺紋孔

6、4.中間寬度為76的矩形槽 5.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求. 2 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.2 基準(zhǔn)面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者

7、，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。） 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法： 當(dāng)中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的

8、錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。 2.3 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(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，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.3.1 工藝線路方案一 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 噴漆 10 粗銑小頭端面（Φ192端面），使粗糙度達(dá)到6.3 20 精銑小

9、頭端面，使粗糙度達(dá)到3.2 30 翻面，銑大頭端面，使粗糙度達(dá)到12.5 40 鏜孔Φ96 50 粗鏜孔Φ115至Φ114 60 精鏜孔Φ，達(dá)到圖紙尺寸公差 70 銑削（待鉆螺紋孔的）兩側(cè)面，保證尺寸Φ 80 銑削側(cè)面中間的矩形槽，保證寬度尺寸Φ 90 鉆側(cè)面8XM10螺紋孔底孔Φ8 100 攻絲8XM10螺紋孔 110 翻面，鉆側(cè)面8XM10螺紋孔底孔Φ8 120 攻絲8XM10螺紋孔 130 鉆小頭端面（Φ192端面）6XM12螺紋孔底孔Φ10 140 攻絲6XM12螺紋孔 150 鉆大頭端面4XΦ17通孔 160 鉗工打毛刺 17

10、0 檢驗(yàn) 180 入庫 2.3.2 工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 噴漆 10 鉆小頭端面（Φ192端面）6XM12螺紋孔底孔Φ10 20 攻絲6XM12螺紋孔 30 粗銑小頭端面（Φ192端面），使粗糙度達(dá)到6.3 40 精銑小頭端面，使粗糙度達(dá)到3.2 50 翻面，銑大頭端面，使粗糙度達(dá)到12.5 60 鏜孔Φ96 70 粗鏜孔Φ115至Φ114 80 精鏜孔Φ，達(dá)到圖紙尺寸公差 90 銑削（待鉆螺紋孔的）兩側(cè)面，保證尺寸Φ 100 銑削側(cè)面中間的矩形槽，保證寬度尺寸Φ 110 鉆側(cè)面8XM10螺紋孔

11、底孔Φ8 120 攻絲8XM10螺紋孔 130 翻面，鉆側(cè)面8XM10螺紋孔底孔Φ8 140 攻絲8XM10螺紋孔 150 鉆大頭端面4XΦ17通孔 160 鉗工打毛刺 170 檢驗(yàn) 180 入庫 2.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用先加工端面，；方案二是使用鉆削方式加工端面孔。兩相比較起來可以看出，加工端面孔缺少定位基準(zhǔn)，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線一。 因此，最后的加工工藝路線確定如下： 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 噴漆 10 粗銑小頭端面（Φ192端面），使粗糙度達(dá)到6.3 2

12、0 精銑小頭端面，使粗糙度達(dá)到3.2 30 翻面，銑大頭端面，使粗糙度達(dá)到12.5 40 鏜孔Φ96 50 粗鏜孔Φ115至Φ114 60 精鏜孔Φ，達(dá)到圖紙尺寸公差 70 銑削（待鉆螺紋孔的）兩側(cè)面，保證尺寸Φ 80 銑削側(cè)面中間的矩形槽，保證寬度尺寸Φ 90 鉆側(cè)面8XM10螺紋孔底孔Φ8 100 攻絲8XM10螺紋孔 110 翻面，鉆側(cè)面8XM10螺紋孔底孔Φ8 120 攻絲8XM10螺紋孔 130 鉆小頭端面（Φ192端面）6XM12螺紋孔底孔Φ10 140 攻絲6XM12螺紋孔 150 鉆大頭端面4XΦ17通孔 160 鉗工打

13、毛刺 170 檢驗(yàn) 180 入庫 以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程卡片”。 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “填料箱蓋”零件材料為HT200鋼，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1） 表面考慮到尺寸較多且相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為φ96、φ115、φ階梯軸式結(jié)構(gòu)，除φ115以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R12.5um,只要粗車就可滿足加工要求,以φ115為例,2Z=5mm已能滿足加工要求.

14、 （2） 表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明 手冊》（以下簡稱〈〈工藝手冊〉〉表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。 （4）內(nèi)孔φ115 ()。查表2.3-9, 粗鏜φ110 2Z=4.5 精鏜 φ114.5 2Z=0.5 (5) φ60H8()孔底面加工. 按照<<工藝手冊>>表2.3-21及2.3-23 1. 研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010 2. 磨削余量 Z=0.2~0.3

15、 取Z=0.3 3. 銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69 (6)底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度. Z=0.5 (7) 4—孔及2X8—M10—6H孔、6—M12—6H深32孔。均為自由尺寸精度要求。 1．6—孔可一次性直接鉆出。 2．查〈〈工藝手冊〉〉表2.3—20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為φ8.5的孔。 鉆孔 φ8.5 攻螺紋 M10 3．6—M12—6H深32孔 查〈〈工藝手冊〉〉表2.3—20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為φ10的孔。 鉆孔 φ10 攻螺紋 M12 2.5 確定切削用量及基本工時 2

16、.5.1 工序Ⅰ：粗銑小頭端面（Φ192端面），使粗糙度達(dá)到6.3 本工序采用計算法確定切削用量 加工條件 工件材料：HT200，鑄造。 加工要求：粗銑小頭端面（Φ192端面），使粗糙度達(dá)到6.3。 機(jī)床：X62W臥式車床。 刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°=12 r=0.5mm。 計算切削用量 確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》表1.4,

17、當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時,以及工件直徑為φ160時。 f=0.5~0.7mm/r 按說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.5 mm/r計算切削速度: 按《切削手冊》表1.27,切削速度的 計算公式為 V=(m/min)…………………………2.1 式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見《切削手冊》表1.28,即 k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97 所以 V= =66.7(m/min) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n===253(r/min)

18、 按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與253r/min相近的機(jī)床 轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min。現(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min， 則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min 計算切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1,取 L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t==0.59(min) 2.5.2 工序Ⅱ：精銑小頭端面，使粗糙度達(dá)到3.2 進(jìn)給量: 見《切削手冊》表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: n

19、===204(r/min) 按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度 V===75.1 m/min 檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力 F=CFafvk…………………………………2.2 式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15 k=( k=0.73 所以 F=900 切削時消耗功率 P= 由《切削手冊》表1.30中機(jī)床說明書可知,主電動機(jī)功率為7.5KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。 檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力F=598N,

20、徑向切削力F按《切削手冊》表1.29所示公式計算 F=CFafVk………………………………2.3 式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0 k=( k=0.5 所以 F=530 而軸向切削力 F=CFafvk 式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0 k=( k=1.17 軸向切削力 F=450 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N(見<<切削手冊>>表1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時： t= 式中： L=

21、105mm, L=4mm, L=0 所以 t= 2.5.3工序Ⅲ 翻面，銑大頭端面，使粗糙度達(dá)到12.5 f=0.41mm/r （見《切削手冊》表2.7） r=12.25m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） 按機(jī)床選?。? =136r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 所以實(shí)際切削速度 切削工時計算： ， =10mm， =4mm = 2.5.4工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜孔mm孔 （1） 粗鏜孔至Φ114.5mm 2Z=4.5mm則 Z=2.25mm 查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/m

22、in，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。 ， ， 則： = （2） 精鏜孔至Φ114.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min 計算切削工時 ， ， 則： = （3） 細(xì)鏜孔至mm 由于細(xì)鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。 f=0.1mm/r =425r/min V=80m/min 2.5.5 工序Ⅳ 鉆6—17, 8-M10-6H, 6-M12-6H （1） 鉆6-17 f=0.35mm/

23、r V=17mm/min 所以 n==401(r/min) 按機(jī)床選取： 所以實(shí)際切削速度為： 切削工時 ， ， 則： = t=6t=60.157=0.942min （2） 鉆2底孔Φ8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以n==487r/min 按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度 切削工時 ， ， 則： = （3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n==487r/min 按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度 切削工時 ， ， 則： = （3） 攻螺紋孔2 r

24、=0.2m/s=12m/min 所以 按機(jī)床選取 則 實(shí)際切削速度 計算工時 ， ， 則： = （4） 攻螺紋4-M10 r=0.2m/s=12m/min 所以 按機(jī)床選取 則 實(shí)際切削速度 計算工時 ， ， 則： = 3專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計工序——鉆6-M12螺紋孔的底孔10的鉆床專用夾具。 本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。 3.1 問題的指出 本夾具主要用來鉆6-M12螺紋孔的底孔10的孔，由于工

25、藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 3.2 夾具設(shè)計 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，6孔中，6-M12螺紋孔的底孔10在圓周上均勻分布156, 使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準(zhǔn)。 為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對12孔進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為10。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式中： C=420， Z

26、=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F

27、所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 3.3 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)加大螺絲擰緊力以增加力。結(jié)果，

28、本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。 鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖3及附圖4。 參考資料 1.《機(jī)床夾具設(shè)計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 4. 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社 6. 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔? 7. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計圖冊》南京

29、市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 8. 《機(jī)械原理課程設(shè)計手冊》 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11．《機(jī)械制造工藝水學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》 （教材） 12．《機(jī)械零件設(shè)計手冊》 13．《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》， 機(jī)械工業(yè)出版社 14．《機(jī)床夾具設(shè)計》 王啟平主編 哈工大出版社 15 《汽車制造工藝學(xué)》 侯家駒主編 機(jī)械工業(yè)出版社 16．《汽車構(gòu)造與修理圖解》 唐藝 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 17．《汽車傳動與行使部分檢修問答》 劉文舉 主編 人民郵電出版社 19