端蓋的鉆Φ25孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含4張CAD圖.zip

端蓋的鉆Φ25孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含4張CAD圖.zip,25,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,CAD 目錄 1、端蓋的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2 1.1、端蓋的用途 2 1.2、端蓋的技術(shù)要求 2 1.3、審查端蓋的工藝性 2 1.4、確定端蓋的生產(chǎn)類型 3 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 3 2.1選擇毛胚 3 2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 4 2.3繪制端蓋毛坯簡圖 5 3、擬定端蓋工藝路線 5 3.1、定位基準的選擇 5 3.1.1．精基準的選擇 5 3.2.2．粗基準的選擇 6 3.2 、表面加工方法的確定 6 3.3、加工階段的劃分 6 3.4、工序的集中與分散 7 3.5、工序順序的安排 7 3.5.1機械加工工序 7 3.5.2．熱處理工序 7 3.5.3．輔助工序 8 3.6、確定工藝路線 8 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 8 5、切削用量、時間定額的計算 9 5.1、切削用量的計算 9 5.1.1鉆孔工步 9 5.1.2 擴孔工步 10 5.1.3精鉸工步 10 5.2、時間定額的計算 10 5.2.1．基本時間tj的計算 10 5.2.3. 其他時間的計算 12 5.2.4．單件時間tdj的計算 12 6、 夾具設(shè)計 14 6.1：問題的提出 14 6.2：定位基準的選擇 14 6.3：定位元件的設(shè)計 14 6.4定位誤差分析 15 6.5切削力的計算與夾緊力分析 15 6.6鉆套設(shè)計 16 3.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 17 總 結(jié) 17 參考文獻 18 1、端蓋的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1、端蓋的用途 端蓋主要用于零件的外部，起密封，阻擋灰塵的作用。故其在機器中只是起輔助作用，對機器的穩(wěn)定運行影響不是很大，其在具體加工的時候，精度要求也不是很高，加工起來也十分容易。 1.2、端蓋的技術(shù)要求： 該端蓋的各項技術(shù)要求如下表所示： 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 端蓋左端面 58 IT13 12.5 ↗ 0.03 B 端蓋右端面 58 IT13 3.2 ↗ 0.03 B 方形端面 115X115 IT13 12.5 端蓋中心孔 φ250+0.03 IT8 3.2 φ14孔 φ14 IT10 12.5 φ10孔 φ100+0.03 IT9 6.3 ↗ 0.03 B φ9孔 φ9 IT13 12.5 φ4孔 φ4 IT13 12.5 φ75外表面 φ75-0.04+0.O1 IT9 3.2 R33弧 R33 IT13 12.5 1.3、審查端蓋的工藝性 該端蓋結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，要求其端面跳動度相對中心軸線滿足0.03mm，其次就是φ25孔及φ10孔，φ25孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外φ10孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 1.4、確定端蓋的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得： N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 端蓋重量為0.5kg，由表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 2.1選擇毛胚 按照第五章第一節(jié)《鑄件尺寸公差與機械加工余量》（摘自GB/T6414-1999）確定，步驟如下。 求最大輪廓尺寸。根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長115，寬115，高58，故最大輪廓尺寸為115mm。 選取公差等級CT。 由表5-1，鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級范圍8~12級，取為9級。 求鑄件尺寸公差。根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件的公差等級CT，由表5-3查得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。 求機械加工余量等級。由表5-5，鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍E~G級，取為F級。 求RMA（要求的機械加工余量）。對所有加工表面取同一個數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為115mm、機械加工余量等級為F級，得數(shù)值為1.5mm。 求毛坯基本尺寸。φ14孔與Φ10孔，φ9孔、Φ4孔以及R33的圓弧尺寸較小，鑄成實心； 端蓋左右端面為雙側(cè)面加工，應由以下公式求： R=F+2RMA+CT/2=58+2X1.5+2/2=62 端蓋中心孔Φ25 0+0.03 屬于內(nèi)腔加工，應由如下公式計算 R=F-2RMA -CT/2=25-2X1.5-1.7/2=21.15 端蓋φ75外表面 為雙側(cè)加工，應由以下公式計算： R=F+2RMA+CT/2=75+2X1.5+2.2/2= 79.1 2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 項目 機械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 厚度58 1.5*2=1 2 62-11 表5-1至表5-5 方形斷面厚度15 1.5 1.6 17.3-0.80.8 表5-1至表5-5 φ75外圓面 1.5*2=3 2.2 79.1-1.11.1 表5-1至表5-5 φ25孔 1.5*2=1 1.7 21.15-0.850.85 表5-1至表5-5 2.3繪制端蓋毛坯簡圖 3、擬定端蓋工藝路線 3.1、定位基準的選擇 3.1.1．精基準的選擇 根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋右端面和φ25孔作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循“基準統(tǒng)一”原則。φ25孔的軸線是設(shè)計基準，選用其作竟基準定位端蓋兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用端蓋右端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”原則，因為該端蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準。 3.2.2．粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋左端面和φ60外圓面作為粗基準。采用φ60外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。 3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 φ75端面 IT11 12.5 粗銑-精銑 表1-6至表1-8 115x115端面 IT11 3.2 粗銑-精銑 表1-6至表1-8 φ60端面 IT11 3.2 粗銑-精銑 表1-6至表1-8 φ25孔 IT8 3.2 鉆-擴-鉸 表1-6至表1-8 φ10孔 IT9 6.3 鉆-鉸-精鉸 表1-6至表1-8 4xφ9孔 IT13 12.5 鉆 表1-6至表1-8 φ4孔 IT13 12.5 鉆 表1-6至表1-8 4xφ14孔 IT13 12.5 鉆-擴 表1-6至表1-8 φ75外圓面 IT9 3.2 粗車-半精車 表1-6至表1-8 3.3、加工階段的劃分 該端蓋加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（端蓋右端面和φ25孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑端蓋左端面、方形端面、車φ75外圓、3X.0.5倒角。在半精加工階段，完成端蓋左端面的精銑加工和φ10孔的鉆-鉸-精鉸加工及φ14孔等其他孔的加工。 3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。 3.5、工序順序的安排 3.5.1機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——端蓋右側(cè)端面和φ250+0.03mm孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋右側(cè)端面，再加工φ25孔。 3.5.2．熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。 3.5.3．輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：在、熱處理——基準加工——粗加工——精加工。 3.6、確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了端蓋的工藝路線。 工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 1 熱處理——退火 2 粗銑端蓋左右端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 3 精銑端蓋左右端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 4 粗車、半精車φ75外圓 CA6140 外圓車刀 游標卡尺 5 車3X0.5倒角 CA6140 端面車刀 6 鉆-擴-鉸φ25孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 7 鉆φ4孔 四面組合鉆床 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 8 鉆-鉸-精鉸φ10孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 9 鉆φ9孔 四面組合鉆床 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 10 鉆φ14孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸 卡尺、塞規(guī) 11 銑R33圓弧 數(shù)控銑床 立銑刀 游標卡尺 12 去毛刺 鉗工臺 平銼 13 清洗 清洗機 14 終檢 塞規(guī)、卡尺、百分表等 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 在這只確定鉆-擴-精鉸φ25孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表2-28可查得，精鉸余量Z精鉸=0.4mm；擴鉆余量Z擴鉆=1mm;鉆孔余量Z鉆=2.35mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT7；擴鉆：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.015mm;粗鉸：0.058mm;鉆：0.15mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：φ250+0.003mm;粗鉸Φ250+0.058mm;鉆：φ250+0.15mm。 5、切削用量、時間定額的計算 在這只計算鉆-擴-精鉸φ25孔此工序的切削用量和時間定額。 5.1、切削用量的計算 5.1.1鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap= 1.175mm. 2) 進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.1mm/r。 3）切削速度的計算 由表5-22，按鑄鐵硬度為200~241HBS計算，切削速度v選取為12m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=389.96 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392 r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=12.06 m/min。 5.1.2 擴孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.5mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r。 3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=63.95 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=3.0 m/min。 5.1.3精鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.25mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r。 3） 切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=127.4r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=4.4m/min。 5.2、時間定額的計算 5.2.1．基本時間tj的計算 步一鉆孔至φ23.5 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Φ14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 工步二：擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)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，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步3：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 5.2.3. 其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結(jié)時間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為： 鉆孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(28s+4.2s)=1.93s; 擴孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s; 精鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s; 5.2.4．單件時間tdj的計算 這里的各工序的單件時間分別為： 鉆孔工步tdj鉆=28s+4.2s+1.08s=34.13s; 粗鉸工步tdj粗鉸=42s+6.3s+2.90s=51.20s; 精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s; 因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。 將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。 6、 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導老師的分配，決定設(shè)計第六道工序鉆Φ250+0.03孔夾具設(shè)計。 6.1：問題的提出 本夾具主要用于加工Φ250+0.03孔，因為Φ250+0.03孔有位置精度要求，定位要較不高，因此我們在保證加工精度的同時在考慮提高生產(chǎn)效率的，加工Φ250+0.03孔時我們采用外圓定位。 6.2：定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用一面，一固定V型塊，一活動V型塊定位。 6.3：定位元件的設(shè)計 對于定位元件，因為定位基準為外圓，故選擇長V型塊作為定位元 件。 至于使用的V型塊個數(shù)，應使用2個V型塊進行定位。一個位固定長V型塊，它主要限制了y軸的旋轉(zhuǎn)、位移和z軸的旋轉(zhuǎn)、位移四個自由度，保證了孔的尺寸精度，另一塊為滑動長V型塊，防止過定位的形成。 具體的示意圖如下圖所示： 6.4定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設(shè)計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。 6.5切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 6.6鉆套設(shè)計 Φ25孔的加工需鉆，因為鉆后還要擴孔，鉸孔，為了我們鉆后能及時的的擴孔，鉸孔，我們切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔Ф250+0.03孔分鉆、擴、鉸三個工步完成加工。即的先用Ф23.5麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為Φ23.5。 圖 5.3 快換鉆套圖 擴工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 5.1 擴工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表 d H D 公稱尺寸 允差 23.5 25 35 +0.018 +0.002 52 46 12 5.5 21 21 3.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 使用手動夾緊，即可靠的夾緊。同時我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn) 鉆夾具裝配圖如下 總 結(jié) 課程設(shè)計即將結(jié)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(shè)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(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)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(jié)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(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 參考文獻 [1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎(chǔ). 高等教育出版社，1991 [10]張龍勛主編.機械制造工藝學課程設(shè)計指導及習題.機械工業(yè)出版社，1999.11 [11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2002