摇臂机械加工工艺及夹具设计（两套钻夹具设计）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 1 页 摘 要 使用一般的夹具对摇臂的空进行加工时，鉴于摇臂的弯曲角度和孔的位置限制，不方便对摇臂进行夹紧固定加工。为了更方便地对摇臂进行机械加工，我们必须要设计相对应的专用夹具。通过对摇臂的结构的观察得出需设计出两个专门的摇臂钻床夹具对摇臂进行夹紧固定。设计结果得知，在使用专门夹具夹紧摇臂加工时，能有效地对摇臂进行夹紧，并提高了孔的位置精度。 关键词：摇臂 专用夹具 位置精度 谢谢您对文章的赏识！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 2 页 he of on of in of to In to to we on of on in of on of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 3 页 目录 一、 前言 3 二、 零件的分析 4 （一）零件的作用 5 （二）零件的工艺分析 5 三、 确定毛坯图 5 四、 工艺规程设计 5 （一）定位基准的选择 6 （二）制订工艺路线 6 （三）选择加工设备及刀具、夹具、量具 6 （四）加工工序设计 7 五、 填写机械加 工工艺过程卡和机械加工工艺卡 13 六、 夹具设计 13 七、 致谢词 18 八、 参考文献 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 4 页 前言 本次设计是为毕业答辩而准备的。大学课程已全部结束，此次设计要把大学期间学的东西综合运用，使我们学的东西融会贯通，并结合生产实习中学到的实践知识独立地分析和解决工艺问题 。 本次设计是铣床的一个重要零件 摇臂。内容涉及到零件分析、确定毛坯、拟订工艺、工序设计以及两套夹具设计。此次设计把我们大学期间学的大部分内容都用上了，还用到了其它有关手册和图表。这次设计是在学校的最后一次设计，它是一次很好的锻炼机会，为我们未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力有限，经验不足，设计中有许多不足之处，希望各位老师多指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 5 页 一、 零件的分析 （一）零件的作用 当发动机曲轴旋转时， 凸轮 也开始旋转， 凸轮 上有许多偏圆心的突出部份对应着每个摇臂，摇臂又对应着气门，当突出部份转到下方时，在下方的气门摇 臂或液压挺杆就会在压力作用下动作，然后将 凸轮 传过来的力再传向气门，这时气门在下压力的作用下向下运动，来完成打开气缸排气通道，当 凸轮 上的突出部份经过半圈运动转向上方时，气门会在气门弹簧的反作用力下，向上升起，完成关闭排气道的工作。 （二）零件的工艺分析 外形尺寸为 60*8，材料为 45 钢，主要加工面由互垂直的传动轴孔组成，其中孔系 2、孔系 3为通孔，这给加工带来了不便，在选择刀具上及工件装夹上需要特殊要求。其它加工部分还包括各端面、辅助孔及各种紧固螺钉孔等。其中中心孔为精加工基准的定位孔，它与夹 具支承座上的销钉配合定位。工件的尺寸公差及主要技术指标为：工件传动轴孔尺寸精度 置度 轴度 面粗糙度 因工件的 5个面要加工，要求保证 3个传动轴孔的垂直度与同轴度要求。 二、 确定毛坯、画毛坯 零件的材料为 45 钢。根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的生产类型为大批生产。通过计算，该零件质量约为 21 坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于零件的中心孔需铸出，故还应放型芯。此外，为消除残余应力铸造后应安排人工时效。 参考文献【 1】表 确定加工余量等级为铸钢 ，加工余量等级 级，故取 0级， 级。 铸件的分型面选择通过中心孔轴线，且与 26和 冒口位置分别位于基准孔凸台的两侧。 参考文献【表】 查表法确定各表面的总余量如表所示： 加工表面 基本尺寸（ 加工余量等级 加工余量数值 说明 26上平面 20 G 3 端面，单侧加工（上） 26下平面 20 G 3 端面，单侧加工（上） 20 G 3 端面，单侧加工（上） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 6 页 中心孔 44 3*2 孔降一级，双侧加工 中心孔端面 38 G 3*2 端面，双侧加工 查表 铸件主要尺寸的公差： 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 0 6 26 0 3 23 44 6 38 8 6 44 、 工艺规程设计 （一） 定位基准的选择 虑到以下几点要求，选择摇臂零件的重要孔即 44 的毛坯孔与 26 上平面作粗基准：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽 量均匀；第二，能够保证定位准确夹紧可靠。 44 孔与其上端面既是装配基准又是设计基准，用他们作精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现箱体零件的一面一孔加一销定位的定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了基准统一的原则 。定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方便。 （二）制订工艺路线 工艺路线： 铸造 退火处理 抛丸处理 涂底漆 6和 平面， 6上平面， 镗中心孔 端面 6上平面， 4的孔并倒角 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 7 页 、扩、粗铰、精铰 14、攻 28的螺纹 100. 钻 2、攻 29的螺纹 位及公差 （三） 选择加工设备及刀、量、夹具 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主、辅以少量专用机床和组合机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主。辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各 机床上的 装卸及各机床间的传送均由人工完成。 6和 平面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，查文献 1，表 用立式铣床 文献 1表 为 28的立铣刀、游标卡尺 0专用夹具、百分表。 20. 粗铣 26上平面。参考文献 1 表 用立式铣床 文献 1表 8的立铣刀、游标卡尺 0专用夹具、百分表。 镗中 心孔，选用铣镗床 0刀、游标卡尺0分表、专用夹具。 百分表、游标卡尺 0 50. 半精镗中心孔，刮端面。，选用铣镗床 0刀、游标卡尺 0分表、专用夹具。 6 上平面。采用立式铣床 考文献 1表 选择直径 D 为 28 的立铣刀，文献 1表 用夹具、专用检具和游标卡尺0 4 孔，并倒角。选用 铣镗床 D 为 20 刀、游标卡尺0分表、专用夹具。 。摇臂钻床 式锥柄麻花钻 12、游标卡尺0用丝锥 尺、游标深度尺、专用夹具。 钻、扩、铰 14臂钻床 式锥柄麻花钻 13、 刀 标深度尺、专用夹具 . 48 孔并攻丝。摇臂钻 式锥柄麻花钻 3、机用丝锥 用夹具、螺纹塞规、游标卡尺、游标深度尺 、锪刀 5。 100钻 9 孔并攻丝。摇臂钻 式锥柄麻花钻 3、机用丝锥 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 8 页 专用夹具、螺纹塞规、游标卡尺、游标深度尺、锪刀 5。 （四）加工工序设计 工序 10 查文献 1表 74，铣 26 和 下平面工序尺寸为 X=23,设计尺寸0,查文献 3表 2粗加工公差等级 T=11，其公差 T=2=23 序 20、 60 粗、精铣 26上平面。查文献 1表 74 平面加工余量得总加工余量为 3精为 1粗加工余量为 3计尺寸 0则精铣上平面的工序尺寸为 21文献 3表 2粗加工公差等级 T=11，其公差T=2=21 考文献 1表 考文献 4 表 10粗铣的每齿进给量 z。粗铣走刀一次。取精铣每转进给量f=r,精铣走刀一次 粗铣 参考文献 1 表 粗铣的主 轴转速为 150r/铣刀直径为 28故相应的切削速度为：m 00 00 取精铣的主轴转速为 300r/铣刀的直径为 28，故相应的切削速度为： m 0 0 283 00 精 校核机床功率（一般只校核粗加工工序）： 切削功率 取 Z=8 N=150/60=s 6 z 0 * 又由文献 1 表 机 床 功 率 为 若 取 效 率 为 时 : l1+l2+l)i/ )( +13 5 f=r d=28 6 0=30mm/ l=26 )2628(26 )+2= 26+)*2/30= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 9 页 操作内容 每次时间 次数 时间 装夹工件 轴停、开 开或关闭切削液 向快速移动工作台 靠近 开 向快速移动工作台 靠近 开 降工作台 动夹具 动工件 量 工件 屑 f=B=f=文献 1表 K= B*K=x B*K=取部分时间为 中等件 33 移动床鞍 1保证定位 使用夹具 10 试刀 7 由题目知生产量为 6000件则 Te/n=(33+1+0+7)/6000=d j+x=c d+Te/n=序 30、 50、 70 粗镗、半精镗、精镗 44孔。查文献【 1】表 粗镗以后孔的直径买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 10 页 为 42，半精镗后的直径为 镗后的直 径为 44知 44 42Z 精 =镗、半精镗、精镗工序的余量和工序尺寸及公差列表如下： 加工表面 加工方法 余量 精度等级 工序尺寸及公差 44 粗镗 4 44 半精镗 9 44 精镗 7 因粗、半精 、精镗孔时都以 26 及 下平面为基准定位，系基准重合，所以不需做尺寸链计算。 与 60上下面的垂直度 粗镗孔时因余量为 4，故 文献【 4】表 V=s=24m/进给量为 f=r。 N=1000v/ d=1000*24/2=182r/文献【 1】表 0 V*取 180， 1， 0， 1 则 00 *180*4*1 =80*4*=m=03 =机床效率为 机床功率足够。 半精镗孔时，因余量为 文献【 4】 V=s=72m/ f=r N=1000v/ d=72*1000/镗孔时，因余量为 文献【 4】 V=s=90m/ f=r N=1000v/ d=90*1000/4=651r/时 l+l1+l2+l3)i/ l1=ap/23) 5 查文献【 1】，已知 l=38镗 孔： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 11 页 5 f=r N= 182r/ i=1 +3=7 l=38 38+7+4+5)i/82=精镗： 5 f=r N= i=1 +3= l=38 38+5)i/镗： 5 f=r N= 651r/ i=1 +3= l=38 38+5)i/51=. 辅助时间 估算为 序 80 文献 1表 f=r v=s=一次钻出，故其钻削余量为 12/2=6=1000v/ D=1000*2=525r/文献 1表 实际转速为 500 r/实际切削速度为 V= 000=00*12/1000=核： 2.7*d0*m=2*=2413N M=44*们均小于机床的最大进给力 7848 、铰 14 查文献 1表 f=r v=s=削余量为 13/2=1000v/ D=1000*3=485r/文献 1表 实际转速为 500 r/实际切削速度为 V= 000=00*13/1000=核： 2.7*d0*m=3*=2616N M=69*文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 12 页 他们均小于机床的最大进给力 7848 扩孔的切削速度为（ 1/21/3） V 钻，故取 V 扩 =1/2*为扩的是盲孔，所以进给量取得很小，参考机床实际进给量，取 f=r 由此可以算出转速 N=1000v/ D=1000*机床的实际转速取 N=250 r/ 查文献 1，铰孔的进给量取 f=r（因铰的是盲孔，所以进给量取得很小）。 参考文献【 4】，取铰孔的切削速度为 V=s=18m/此可以算出转速 N=1000v/ D=1000*18/11r/ 机 床 的 实 际 转 速 取 N=400 r/ 则 实 际 切 削 速 度 为 V= 000=00*000=. 基本时间 钻、攻 Tj=l/fn=l1+l+l2/ (2) n=500 f=l=20 4 d=12 2/2*j=20+*500= 攻丝 = 钻、扩、铰 14：钻盲孔时 Tj=l/fn=l1+l / (2) n=500 f=0.4 l=12 d=13 3/2*考文献【 1】表 扩孔和铰孔的计算公式为： Tj=l/fn=l1+l+l2/ 12） 扩盲孔和铰盲孔时 扩 +=12 将以上数据及前面已选定的 f和 2+*250=铰 +=12 将以上数据及前面已选定的 f和 2+*400=铰、精铰 2*机动时间 + 操作内容 每次时间 次数 时间 主轴变速 速进给量 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 13 页 升降钻杆 2 卸套筒刀具 尺测量 规测量 停车 轴运转 屑 f=B=f=文献 1表 K=3% B*K=%=x B*K=取部分时间为 中等件 33 移动床鞍 1保证定位 使用夹具 10 试刀 7 由题目知生产量为 6000件则 Te/n=(33+1+0+7)/6000=d j+x=c d+Te/n=序 90/100 查文献 5表 12 f= v=s=1000v/ D=1000*=2293r/文献 1表 实际转速为 2500 r/实际切削速度为 V= 000=*2500/1000=核： 2.7*d0*m=*=*3*m 他们均小于机床的最大进给力 7848 2. 基本时间 钻长 88 孔： Tj=l/fn=l1+l+l2/ (2) n=450 f= l=88 4 d=3 *+j=8+2/500=攻丝 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 14 页 钻长 99 孔： Tj=l/fn=l1+l+l2/ (2) n=450 f= l=99 4 d=3 *+j=9+2/500=攻丝 = =. 辅助时间 估算为 B=f=文献 1表 K=3% B*K=%=x B*K=取部分时间为 中等件 33 移动床鞍 1保证定位 使 用夹具 10 试刀 7 由题目知生产量为 6000件则 Te/n=(33+1+0+7)/6000=d j+x=c d+Te/n=孔 5估算 、填写机械加工艺过程卡和机械加工工序卡 六、夹具设计 （一）钻夹具一： 本次设计的夹具为第 80道工序： 钻、攻 时钻、扩、粗铰、精铰 14 夹具适用于摇臂钻床。 1. 确定设计方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 15 页 本工序所加工的孔是垂直于 44两个孔， 孔， 14通孔按照基准重合原则，以 44孔和 44 端面及 端面定位，工件以 44 端面放在支撑板上定位，采用螺栓夹紧稳定可靠、操作简单。 夹具以夹具体安装面和孔定位（定位销定位），用螺栓夹紧。 工件以 44孔和 44 端面在夹具上定位，限制了 5 个自由度，另外 1个自由度也必须限制。 方案：以芯轴和端面限制 5个自由度外，再在夹具体上支撑板， 作为辅助支撑，承受钻削力限制工件的转动，这样就限制了工件的六个自由度，并在 14下方安装一个可调支撑钉，这样可以使定位面紧密接触，也作为辅助支撑。最后用用芯轴螺栓螺母加紧。这种方案定位可靠，加紧也较方便，为了不影响钻孔，用一个套筒放在孔内，外径 26压住 22孔。 b、导向方案 为能快速、准确的确定刀具和夹具的相对位置，钻夹具上设有引导刀具的部件钻套，因为有很多工序，所以用快换钻套，钻套与工件之间有排屑空间。 c、钻模类型选择 根据工件的尺寸、形状、重量加工要求和对比确定为快换钻模，该钻模加工的孔的为 14工精度要求高，所以适用于本套工序。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 16 页 因为夹具的夹紧力与切削方向相反，实际所需夹紧力 之间的关系为 K=3 由前面的计算可知 F=2413N，所以 2413N 3=7239N 参考文献【 5】表 4强度考虑，因一个 20的螺栓能承受 376800N 的许用夹紧力，所以用 从夹具的刚度和整体结构的对称性考虑，这里选用 4的位置精度由钻模保证。与其有关的夹具尺寸，取工件公差的 1/4,即夹具尺寸公差为，钻套与孔同轴度，中心尺寸由钻模决定。定位心轴与孔的配合参考文献【 3】表 2为最大配合间隙为（ + （ =轴相对于孔的最大位移量为 不应该超过工件公差的 1/3，即1/3。衬套与夹具体模板的配合为 H7/孔时，刀具与导套内孔的配合为F8/外，夹具上还应标注一下技术要求： 钻套轴线与定位面的垂直度为 位面的平面度为 位面与夹具安装面的垂直度为 夹具定位孔与卧轴转台定位销的配合为 110 H7/具定位销与卧轴转台档的配合。 将工件套入芯轴，旋转压板，略微拧紧夹紧螺栓后，拧紧辅助可调螺旋支撑，再拧紧夹紧螺栓 后，即可钻孔，钻完后，松掉两螺栓，旋转压板，卸下工件，即可重复上述动作重复工作。 影响加工精度的因素 用夹具夹装工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件精度的因素很多，与夹具有关的因素有定位误差 D，对刀误差 T，夹具在机床上的安装误差 T。机械加工工艺系统中，影响加工精度的其他因素统称为加工方法误差 G。上述各项误差均为导致刀具相对于工件的位置不够准确，从而形成总的加工误差。所以在成批加工工工件钱，必须试制加工工件，在检验合格后才能进行批量加工，而且加工后 也要不定时的抽检，防止因夹具问题出现买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 17 页 报废件。 （二）钻夹具二： 本次设计的夹具为第 90 道工序： 先钻 2 2 88 的螺纹；该夹具适用于摇臂钻床 本工序所加工的孔是两个成一定夹角的两个细长孔，钻 2 28 的螺纹孔，按照基准重合原则，以 44孔和 44 端面及 端面定位，旋转一定角度使孔与水平面垂直，工件以 44 端面放在支撑板上定位，采用螺栓夹紧稳定可靠、操作简单。 夹具以夹具体安装面和孔定位（定位心轴定位），用螺栓夹紧。 工件以 44孔和 44 端面在夹具上定位，限制了 5 个自由度，另外 1个自由度也必须限制。 方案：以芯轴和端面限制 5个自由度外，再在夹具体上支撑板， 作为辅助 支撑，承受钻削力限制工件的转动，这样就限制了工件的六个自由度，并在 14下方安装一个可调支撑钉，这样可以使定位面紧密接触，也作为辅助支撑。最后用用芯轴螺栓螺母加紧。这种方案定位可靠，加紧也较方便，攻螺纹时，翻转钻模板即可。为不影响钻孔，心轴上在相应位置上需钻出 4孔 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 18 页 为能快速、准确的确定刀具和夹具的相对位置，钻夹具上设有引导刀具的部件钻套，因为有很多工序，所以用快换钻套，钻套与工件之间有排屑空间。 根据工件的尺寸、形状、重量加工要求和对比确定为固定钻模，该钻模加工的孔 的为钻 2 2以适用于本套工序。 因为夹具的夹紧力与切削方向相反，实际所需夹紧力 之间的关系为 K=3，由于第一套夹具设计可知，本次由于钻削孔径小，切削力也小，所以参考第一套夹具，本次设计这里选用 钻 2 2的位置精度由钻模保证。与其有关的夹具尺寸如 7】表 工件公差的 1/4,即夹具尺寸公差为，钻套与孔同轴度，中心尺寸由钻模决定。定位心轴与孔的配合参考文献【 3】表 2为最大配合间隙为（ + （ =轴相对于孔的最大位移量为 不应该超过工件公差的 1/3，即1/3。衬套与夹具体模板的配合为 H7/孔时，刀具与导套内孔的配合为F8/外，夹具上还应标注一下技术要求： 钻套轴线与定位面的垂直度为 位面的平面度为 位面与夹具安装面的垂直度为 夹具定位孔与卧轴转台定位销的配合为 110 H7/具定位销与卧轴转台档的配合。 将工件套入芯轴，放入压板，略微拧紧夹紧螺栓后，拧紧辅助螺栓，再拧紧夹紧螺栓后，即可钻孔，钻完后，松掉两螺栓，卸下工件，即可重复上述动作重复工作。 影响加工精度的因素 用夹具夹装工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件精度的因素很多，与夹具有关的因素有定位误差 D，对刀误差 T，夹具在机床上的安装误差