CA6140车床滤油器体夹具设计——钻3-φ9孔
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课程设计 夹具设计
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包括夹具装配图、夹具体、产品图、毛坯图、工艺卡片、工序卡片和说明书等
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目录 序言 1 一、 零件的分析及生产类型的确定 1 1、 零件的作用 . 1 2、 零件的工艺分析 、 零件的生产类型 . 、零件毛坯的设计 . 、 选择毛坯 . 、 毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 .、 确定毛坯尺寸 .、 设计毛坯图 .、 零件的加工工艺设计 、 定位基准的选择 . 9 2、 零件表面加工方法的选择 .、 拟订工艺路线 .、工艺方案的比较与分析 、 工序设计 、 选择加工设备与工艺装备 、 确定工序尺寸 17 3、 数控加工工序 21 五、 夹具的设计 22 1、工件的定位 、 夹紧装置 、 定位误差分析 、 对刀装置 、 夹具体 、 结构特点 、 设计小结 、 参考文献 . 设计说明书 题目：车床滤油器零件的工艺规程及钻 3 孔的钻床夹具设计 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 车床滤油器零件的加工工艺规程及钻 3 孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工 艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 4 5 5 序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 7 三 夹具设计 10 题的提出 10 位基准的选择 11 削力及夹紧力计算 12 位误差分析 12 套设计 13 具设计及简要操作说明 14 总 结 15 致 谢 16 参考文献 17 第 1 页 共 18 页 序 言 机械制造业 是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 车床滤油器零件的加工工艺规程及其钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教 学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 第 2 页 共 18 页 一 本课题是“ 床滤油器体”的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计，滤油器在车床上是个 必不可少的部件，它有着过滤油液及缓冲的作用。因此在加工时，零件的配合部分 需进行精加工，保证其配合准确，提高车床的综合性能，又因为被加工零件的结构比较复杂，加工难度大，需进行专用夹具的设计与装配。 生产纲领为中批及大批量生产 零件的作用 ： 题目所给的零件是“ 车床滤油器体”，它位于车床主轴箱上面，主要作用是给主轴箱内供油及对油液起缓冲作用，零件的两端有两孔用于油液的进出，零件的中间有一个 48外圆柱面，用于与主轴箱以基轴制形式联接。 零件的工 艺分析 由车床“ 床滤油器体”的加工表面有： 1） 图纸所示）（用于精基准加工其他表面） 2） （用于联接车床主轴箱起固定作用） 3） 8 （用于过滤及缓冲油液） 4） 1 （用于联接进出油装备） 5） 8用于与车床主轴箱联接） 各表面的相互精度要求有： 1） 8基轴制联接，尺寸精度为 ） 保证其表面粗糙度外，尺寸精度 为 第 3 页 共 18 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 ： 根据零件图可知，零件材料为灰口铸铁，零件形状为非圆柱体，且属中批及大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使用工序集中来提高生产效率，除此之外，应当考虑经济效果，以便 使生产成本尽量下降。 1） 工序 I 机械砂型铸造毛坯 工序 清理表面残余沙粒 工序 人工时效温度（ 500 550）消除应力 工序 夹右圆柱面，磨左端面 工序 V 使用专用夹具夹左端面，车外圆柱面及退刀槽 工序 使用专用夹具夹左端面，磨 48 外圆柱面 工序 钳工划线定各孔的中心位置 工序 钻 38 的孔及 9 的孔 工序 扩 38 的孔及 9 的孔 工序 X 倒 38 的孔的 45角 工序 锪平 26（平面进出油口）及 30 的平面 工序 钻 21 及 2出油口） 工序 扩 21 及 2出油口） 工序 绞 出油口）细螺纹 第 4 页 共 18 页 工序 检验 2） 工序 I 机械砂型铸造毛坯 工序 清理表面残余沙粒 工序 人工时效温度（ 500 550）消除应力 工序 夹右圆柱面，磨左端面 工序 V 使用专用夹具夹左端面，车外圆柱面及退刀槽 工序 使用专用夹具夹左端面，磨 48 外圆柱面 工序 钳工划线定各孔的中心位置 工序 钻 38 的孔及 9 的孔 工序 倒 38 圆孔 工序 X 锪 26 平面（进出油口） 工序 钻孔 11（进油口） 余量扩孔至尺寸，对其在进行功丝 工序 锪 26 平面（出油口） 工序 钻孔 11（进油口） 余量扩孔至尺寸，对其在进行功丝 工序 检验 工艺方案的比较与分析 ： 上 述两个工艺方案的特点在于：方案一将工序分散，增加工人在钻床上装卸工件的次数， 不仅影响加工精度而且还浪费时间。方案二使用了工序集中的原则，减少了装 夹的次数，但有时在一道工序中要完成这么多工作，除了可以选用专用夹具来装夹外，还要适当选用万能车床，提高加工要求和质量，因此选用第二个方案，具体如 下： 工序 I 机械砂型铸造毛坯 第 5 页 共 18 页 工序 清理表面残余沙粒 工序 人工时效温度（ 500 550）消除应力 工序 夹右圆柱面，磨左端面 工序 V 使用专用夹具夹左端 面，车外圆柱面及退刀槽 工序 使用专用夹具夹左端面，磨 48 外圆柱面 工序 钳工划线定各孔的中心位置 工序 钻 38 的孔及倒 38 圆孔 工序 钻 9 的孔 工序 X 锪 26 平面（进出油口） 工序 钻孔 11（进油口） 余量扩孔至尺寸，对其在进行功丝 工序 锪 26 平面（出油口） 工序 钻孔 11（进油口） 余量扩孔至尺寸，对其在进行功丝 工序 检验 工余量确定及工序尺寸的计算 根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： “ 床滤油器体”零件材料为灰口铸铁，硬度 33，毛坯的重量约为 克。生产类型为中批或大批，采用机械砂型铸造毛坯。 1） 8 46： 48需精度要求高，需进行粗车 精车 磨。 第 6 页 共 18 页 粗车此时直径余量 2Z=3 ，精车此时直径余量为 ，精磨此时直径余量 满足加工要求，考虑 48度为 40，精度等级为 14，由铸造直接完成， 46 考虑其长度为 31 ，因为砂型铸造精度等级为 14 左右，能满足加工要求，因此直接铸造成型。 2） . 38， 30， 11， 3 由于无特殊加工精度等，在满足其表面粗糙度的条件下直接钻孔后可用扩孔来完成表面粗糙度要求。 3） 有外圆柱面 48铸造时毛坯尺寸有关，因此其他表面都使用铸造一次成型， 48外圆柱面的加工余量表如下，即毛坯的尺寸确定： 工序名称 工序余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精磨 48 48（ 精车 粗车 3 49 49（ 毛坯 +2+1 52 52+1+2 由表可 知，外圆柱面毛坯尺寸为 52 定切削用量及工时 . 工序 ，扩，铰 3 个 9 孔 1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径 d=8头几何形状为（表 1 及表 2）：双锥修磨横刃，030 01202 第 7 页 共 18 页 01 702 00 50a 050 2） 选择切削用量 （ 1） 确定进给量：由表 5 当加工要求为 7 级精度，材料铸铁时 d=8 =r 由 0/ 99.0时 =钻头强度确定进给量 由表 7 当灰铸铁 07233 时 d=8： 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁 d=8：机床机构允许的轴向力为9800N。 许最大为 15690N。 进给量 =此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 =r 由表 16 可以查出钻孔时的轴向力在=r d14 时为： 2360 轴 向 力 修 正 系 数 为 故 5 6 9 01 2 3 6 0 故 =r 可用 2）确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表 9 d=8 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 500 3） 确定切削速度 第 8 页 共 18 页 由表 10 加工性为第三类 =r 双横刃磨的钻头 d=8 =16m/削 修正系数 0.1 85.0 0.1故 = k=16m/ 0 01 0 0 0 0 4） 加工工时 其中 0 由表 22 0 所以 080 扩孔： 9 400 0 2 0 01 0 0 0 按机床取 以 实 际 切 削 速 度 工时： 切入 0 第 9 页 共 18 页 0 所以 t 080 铰孔： 9 800 0 060 vn 0 01 0 0 0 取机床标准 s 所以实际切削速度： 0 0 0 所以工时： 080 第 10 页 共 18 页 三 位基准的选择 粗基准：选取已经被车削的直径为 48 的外圆粗基准，选用距离中心 42侧面作为辅助的定位基准，即采用的是 2 面 1 销定位，一个面限制 3 个自由度， 48 外圆限制 2 个自由度，另外一个面限制旋转方向的自由度，这样空间 6 个自由度都已经限 制完毕， 削力及夹紧力的计算 切削刀具：高速钢麻花钻头，则 中： D f r ， 1pK（ 2） 计算结果 = 用压板压紧，实际加紧力 N 应为 3 9 9 71 式中， 1 和 2 是夹具定位面及加紧面上的摩擦系数， 1 2 压板用螺母拧紧，由机床夹具设计手册表 1N 4200拧根据杠杆原理压板实际加紧力为 2 6 0 034 2 0 0 压 此时压460N 的夹紧力，故本夹具可安全工 第 11 页 共 18 页 作。 位误差分析 我们采用 38 外圆定位， 38 外圆和定位套筒间隙配合，其定误差在于 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向 与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： 因为工件上的 3和其他没有任何位置度要求，在圆周方向上也是自由公差，因此定位误差分析不予计算，即可满足要求。 具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比夹紧设计及操作的简要说明 但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较大等原因，我们采用翻转钻模板，使用翻转钻模板的好处就是当我加工完工件，需要取出工件的时间，我们 可以把钻模板掀开，然后取出工件，如果使用固定钻模板的话，将无法取出工件，为了防止钻孔的时间钻模板震动，我们采用一菱形螺母压紧钻模板。 第 12 页 共 18 页 总 结 课程设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实 践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。 这次课程设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以 及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到 第 13 页 共 18 页 完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当 然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕
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