油杯加工工艺及夹具设计【2副】【1副含三维】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 I 毕业 设计论文 油杯加工工艺及夹具设计【 2 副】 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 01339828或 11970985 要 油杯 零件加工工艺及 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 买文档就送您 01339828或 11970985 is of In of of to of a of of is to of a of a as a of of to 文档就送您 01339828或 11970985 录 摘 要 1 章 绪论 1 第 2 章 加工工艺规程设计 2 件的分析 2 件的作用 2 件的工艺分析 2 杯零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 3 和平面的加工顺序 3 系加工方案选择 3 杯零件加工定位基准的选择 4 基准的选择 4 基准的选择 4 杯零件加工主要工序安排 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 定切削用量及基本工时（机动时间） 7 第 3 章 铣底面夹具设计设计 15 究原始质料 15 位、夹紧方案的选择 16 削力及夹紧力的计算 16 差分析与计算 17 3. 5 定向键与对刀装置设 计 18 定夹具体结构和总体结构 20 具设计及操作的简要说明 21 第 4 章 钻孔夹具设计 22 究原始质料 22 位、夹紧方案的选择 22 买文档就送您 01339828或 11970985 V 削力及夹紧力的计算 22 差分析与计算 25 具设计及操作的简要说明 26 总 结 27 参考文献 28 致 谢 29 买文档就送您 01339828或 11970985 文档就送您 01339828或 11970985 文档就送您 01339828或 11970985 文档就送您 01339828或 11970985 文档就送您 01339828或 11970985 1 第 1 章 绪论 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。 油杯 零件加工工艺及 钻床夹具设计 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 的基础下，进行的一个全面的考核 。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， 保证尺寸 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。 买文档就送您 01339828或 11970985 2 第 2 章 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 油杯 零件 。 油杯 零件 的主要作用 向内部加入油液 ，并保证 正确安装。因此 油杯 零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精 度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 , 件的工艺分析 由 油杯 零件 图可知。 油杯 零件是一个 油杯 零件 ，它的外表面上有 4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1）以 底 面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括： 底 面的 铣 削加工；其中表面粗糙度要求为 （ 2）以 4 孔 为主要加工表面的加工面。 买文档就送您 01339828或 11970985 3 （ 3） 以 6 孔 为主要加工面 。 杯 零件 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 油杯 零件 的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于 油杯 零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 和平面的加工顺序 油杯 零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工 油杯 零件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 油杯 零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 油杯 零件 的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 系加工方案选择 油杯 零件孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据 油杯 零件 图所示的 油杯 零件的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （ 1）用镗模法镗孔 在大批量生产中， 油杯 零件孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高 工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （ 2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模买文档就送您 01339828或 11970985 4 板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用 坐标法镗孔，需要将 油杯 零件孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 杯 零件 加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）保证各重要孔的加工余量均匀； （ 2）保证装入 油杯 零件的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以 油杯 零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度 。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 基准的选择 从保证 油杯 零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证 油杯 零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 油杯 零件 图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方 法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是 油杯 零件的装配基准，但因为它与 油杯 零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 杯 零件 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 油杯 零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 油杯 零件加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定 位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于 油杯零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是买文档就送您 01339828或 11970985 5 先精加工孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在 粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现将 油杯 零件加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10 铸造 铸造毛坯 20 时效 时效处理 30 铣 铣底面 40 钻孔 钻 4 孔 50 钻孔 钻 42 孔深为 0 车 车 60 端面 70 车 车 45 内孔 80 钻孔 钻顶部 6 孔 90 去毛刺 钳工去毛刺 100 终检 按图样要求检验 110 入库 入库 工艺路线二： 10 铸造 铸造毛坯 20 时效 时效处理 30 铣 铣底面 40 车 车 60 端面 50 车 车 45 内孔 60 钻孔 钻 4 孔 70 钻孔 钻 42 孔深为 0 钻孔 钻顶部 6 孔 90 去毛刺 钳工去毛刺 100 终检 按图样要求检验 110 入库 入库 买文档就送您 01339828或 11970985 6 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后， 就会发现仍有问题， 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一： 工艺路线一： 110 铸造 铸造毛坯 20 时效 时效处理 30 铣 铣底面 40 钻孔 钻 4 孔 50 钻孔 钻 42 孔深为 0 车 车 60 端面 70 车 车 45 内孔 80 钻孔 钻顶部 6 孔 90 去毛刺 钳工去毛刺 100 终检 按图样要求检验 110 入库 入库 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 油杯 零件”零件材料采用 造。材料为 度 170 241，生产类 型为大批量生产，采用 铸造 毛坯。 （ 1） 底 面的加工余量。 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 余量值规定为 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 （ 3）孔 毛坯为实心，不冲孔。 （ 4）端面加工余 量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 加工余量规定为 现取 半精铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷，其加工余量值取为 精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为 买文档就送您 01339828或 11970985 7 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 30： 铣底面 机床：铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 油杯 零件底面 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加 工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 油杯 零件底面 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量 0 买文档就送您 01339828或 11970985 8 工作台每分进给量 m 3 0/被切削层长度 l ：由毛 坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间2m mj 本工序机动时间 m 工序 40： 钻 4 孔 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参 数为 , 刀具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为1000 v=确定切削时间（一个孔） t = 28 工序 50： 钻 42 孔 深为 床： 立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9选 高速钢 锥柄麻花钻头。 切削深度4pa 文档就送您 01339828或 11970985 9 进给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 8 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 8 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 工序 60车 60 端面 所选刀具为 据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 = （ 3 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在 机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 买文档就送您 01339828或 11970985 10 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = （ 3 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根据 0n=125 这时实 际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 买文档就送您 01339828或 11970985 11 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： =W （ 3 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 工序 70 车 45 内孔 所选刀具为 据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 买文档就送您 01339828或 11970985 12 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 工序 80： 钻 顶部 6 孔 选择钻床： 床 1、 刀具的选择： 选择高速钢麻花钻，其直径0 6d 买文档就送您 01339828或 11970985 13 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 表 可选择 钻头 的 几何形状为：标准，3 0 ( 2 4 3 2 ) ， 2 118 ， 12 70 ， 0 1 2 (1 2 1 5 )a ， 5 5 ( 4 5 5 5 ) 。 2、选择切削用量 1） 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 可得 钢的强度 800b M ，钻头的直径5od 时， 0 . 1 4 0 . 1 8 /f m m r 。 因为 /3，所以不需要乘孔深修正系数。 2） 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 根据 钻头强度决定进给量：当600b M ， 0 5d ，钻头强度允许的进给力 0 /f m m r 。 3） 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 机床进给机构强度决定进给量：当640b M ， 0 ， 机 床 进 给 机 构 允 许 的 轴 向 力 为 8330N( 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ，表 ，进 给量为 0 /f m m r 。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为0 . 1 4 0 . 1 8 /f m m r 。根据 床说明书，选择 0 /f m m r 。 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 0 /f m m r ，0 ， 查得 轴向力 1770 轴向力的修正系数 为： 0 . 8 8 , 1 . 3 3 , 0 . 9 ,M F P F W Fk k k 故 1 7 7 0 0 . 8 8 1 . 3 3 0 . 9 1 8 6 4 。 查 床 的使用 说明书，机床进给机构 所 允许的最大轴向力为m 830由于 所以 0 /f m m r 可用。 （ 2）决定钻头磨钝标准及寿命 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 0 20d ， 可取得 钻头 的 后刀面最大磨损量取为 刀具的 寿命 T=15 （ 3）决定切削速度 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 可查得 ， ， ， ， ， 。 则 1 . 1 6 0 . 8 0 . 9 2 8 。 0 a p f= 0 . 40 . 2 0 0 . 74 . 8 5 0 . 9 2 8 1 7 / m i 5 0 . 1 7 m 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 可查得 ， ， ， ，故： 1 7 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 7 / m i v k m 买文档就送您 01339828或 11970985 14 01 0 0 0 1 0 0 0 1 7/ m i n 1 0 8 25 r/ 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 头 的使用 说明书，可 以 考虑选择9 6 0 / m ，但因为所选转数计算转数较高，会使刀具寿命下降， 所以 可将进给量 级，即取 0 m m / ，也可 以 选择较低一级 的 转数 6 8 0 / m i 仍用0 /f m m r ，比较这两种选择方案： 1）第一方案 0 /f m m r , 9 6 0 / m 6 0 0 . 1 3 1 2 4 . 8 / m i f m m 2）第二方案 0 /f m m r , 6 8 0 / m 8 0 0 . 1 7 1 1 5 . 6 / m i f m m 因为第一方案本工时较少，故第一方案好。这时0 /f m m r , 9 6 0 / m 。 （ 4）检验机床扭矩及功率 查 切 削 用 量 简 明 手 册 ， 根据 表 0 /f m m r ，0 ，9 m 。 扭 矩 的 修 正 系 数 为 可 查 得 0 . 8 8 , 0 . 8 7M M w ， 所以9 . 1 8 0 . 8 8 0 . 8 7 7 . 0 3 m 。根据 床 的使用 说明书，当 9 6 0 / m 时，2 9 m 。 由于故选择之切削用量可用，即 f=r, 9 6 0 / m i n r, 1 7 / m 买文档就送您 01339828或 11970985 15 第 3 章 铣底面夹具设计 设计 究原始质料 利用本夹具主要用来 加工 铣底面夹具设计 ， 加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足 两 孔轴线 间 公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 一、机床夹具定位元件 工件定 位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1支承钉 常用支承钉的结构形式如图 6头支承钉（图 a）用于支承精基准面；球头支承钉（图 b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图 c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二 个 自 由 度 ； 不 在 同 一 直 线 上 的 三 个 支 承 钉 限 制 三 个 自 由 度 。图 6 常用支承钉的结构形式 2支承板 常用的支承板结构形式如图 6面型支承板（图 a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图 b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组 合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。 图 6常用支承