手柄(C1318自动车床手柄) 工艺及钻φ16孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 宁学 课程设计 (论文 ) 手柄 (动车床手柄 ) 工艺及钻 16 孔夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 要 本文是对手柄 (动车床手柄 )零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对手柄 (动车床手柄 )零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹 具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本 论文夹具 设计的主要内容是设计 手柄 (动车床手柄 )钻床夹具设计 。 关键词： 手柄 (动车床手柄 )，加工工艺 ，加工方法，工艺文件， 夹具 买文档送全套 纸 交流 414951605 is of of of In to of a in a it to to In of 2 目 录 摘 要 . 1 目 录 . 2 第 1 章 序 言 . 6 第 2 章手柄 (动车床手柄 )的加工工艺规程设计 . 7 件的分析 . 7 件的作用 . 7 件的工艺分析 . 7 定生产类型 . 8 定毛坯 . 9 定毛坯种类 . 9 定铸造加工余量及形状 . 9 制铸造零件图 . 10 艺规程设计 . 10 择定位基准 . 10 件表面加工方法的选择 . 10 定工艺路线 . 选择加工设备和工艺设备 . 13 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 13 定切削用量及基本工 时 . 14 章小结 . 20 第 3 章 钻 16 孔夹具设计 . 22 具的设计 . 22 位分析 . 22 位原理 . 22 位元件的分析 . 23 紧元件的选择 . 23 位误差的分析 . 24 买文档送全套 纸 交流 414951605 . 25 具设计及操作的简要说明 . 26 结 论 . 28 参 考 文 献 . 29 致谢 . 30 4 买文档送全套 纸 交流 414951605 6 第 1 章 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。 机壳零件加工工艺及夹具设计 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。 买文档送全套 纸 交流 414951605 第 2 章手柄 (动车床手柄 )的加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目所给的零件是手柄 (。 ,手柄 (的概念就是集合体 ,以便于应用 ,这样的好处是可以有更好的配合 ,更方便的使用 ,减少了使用厂家的成本 多种多样 ,可以安装在其中 . 件的工艺分析 图 柄 (动车床手柄 )零件图 零件的材料为 造性能和切削加工性能优良。以下是手柄 (动车床手柄 )需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 8 经分析，原图样的视图正确、完整、尺寸、公 差及技术要求齐全。各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。 16 的孔精度要求较高，公差等级为 并且和总长和中间手柄都有位置要求，其轴向设计基准是 16孔的下表面。 纹孔要求和中间手柄在同轴上，所以加工时应利用 16 孔制作专用夹具，保证其加工面在同轴向上。其余小孔尺寸容易保证，加工方便。总体来看，这个零件的工艺性良好。 定生产类型 已知此手柄 (动车床手柄 )零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工 装。 买文档送全套 纸 交流 414951605 定毛坯 定毛坯种类 零件材料为 虑零件零件结构简单，根据任务书，故选择铸造毛坯。毛坯类型：铸件，由于零件生产类型为成批生产，零件较为复杂，而铸造生产成本低，设备简单，故选择毛坯类型为铸件。铸造类型：砂型手工造型 定铸造加工余量及形状 查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册 172页表 1机械加工实用手册 型手工造型加工余量等级： 择加工余量等级 工余量等级： H ；表 和端面尺寸 均小于100工余量数值为： 度为 167 为 2则大径为 16径为 14 表 2 /定毛坯尺寸公 差 表 2 /坯尺寸 公差 偏差 10 8 0 70 8 4 31 件尺寸 单面加工余量 毛坯尺寸 根据 16及 3 10 参考文献 1 ：表 16（ 14 3及 3 8 24 3及 3 30 167 3 170 25 3及 3 31 10 制铸造零件图 图 零件毛坯图 艺规程设计 择定位基准 32外圆作为粗基准，加工 16保证壁厚均匀，减小偏心。同时铣 16证端面对 16 要考虑基准重合问题。选择 16的轴心线作为精基准，加工右端面 (面 )。 件表面加工方法的选择 本零件的 加工面有内孔，端面，小孔，螺纹孔等，材料为 公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。 买文档送全套 纸 交流 414951605 a. 16 公差为 面粗糙度为 m，需进行钻、半精镗、精镗。 b. 尺寸 24两端面，为未注公差尺寸，表面粗糙度为 m，根据定其公差等级选 进行粗铣、半粗铣、精铣。 c. 螺纹孔 端面，为未注公差尺寸，根据 定其公差等级选 面粗糙度为 m，需进行粗铣、半粗铣、精铣。 d. 纹孔，为未注公差尺寸 ，根据 定其顶径公差等级选本偏差为 G(+0)，底孔需进行钻、半精镗、精镗，最后在螺孔加工机床加工螺纹。 e. 工艺螺孔 5，在螺孔加工机床上完成 f. 锥销孔 4配作，先钻底孔，然后用锥铰刀铰成与锥销尺寸相同的锥孔。 g. 中间手柄的加工表面，上下端面和侧表面，粗糙度为 m，需进行粗车和半精车。 h. 半径为 面，表面粗糙度 定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定 的情况下 ,可以考虑采用各种机床配以专用夹具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 表 2工序：以 32孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗 16 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣 24铣 167的右端面；粗铣 25面； 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗 16 工序：以 16铣床粗铣、半精铣 25端面；半精铣 167的右端面；粗铣、半精铣 24 工序：以中间手柄和 167的右端面定位，在镗床精镗 16 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24端面；半精铣 25面； 工序：以 32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣 24端面；精铣 圆角 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗 2 孔 工序：丝锥加工 锥加工 工序：采用专用的分度夹具在立式 钻床加工 30角度的锥销孔 4； 工序： 面粗糙度 m 工序 ：终检 表 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣 24铣 167的右端面；粗铣 25面； 工序：以 16铣床粗铣、半精铣 25端面；半精铣 167的右端面；粗铣、半精铣 24 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24端面；半精铣 25面； 工序：以 32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣 、精铣 24端面；精铣 圆角 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰 16 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗 工序：丝锥加工 锥加工 工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔 4； 工序： 面粗糙度 m 工序：终检 工艺方案的比较与分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工 工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣 24铣 167 买文档送全套 纸 交流 414951605 的右端面；粗铣 25面； 工序：以 16铣床粗铣、半精铣 25端面；半精铣 167的右端面；粗铣、半精铣 24 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24端面；半精铣 25面； 工序：以 32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣 24端面；精铣 圆角 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰 16 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻 工序：以 32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗 工序：丝锥加工 锥加 工 工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔 4； 工序： 面粗糙度 m 工序：终检 择加工设备和工艺设备 机床的选择 工序 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9采用 床 工序 5、 6、 7、 11采用 选择夹具 该手柄 (的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。选择量具 加工的孔均采用极限量规。 其他 对垂直度误差采用 千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下： 14 表 济度、粗糙度 工序号 工序内容 加工余量 经济精度 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗铣 323 粗铣上端孔侧面的工艺凸台 3 粗镗 321 1 4 精镗 32 粗铣32粗铣左面 3 铣右面 6 钻 8的孔 1 1 定切削用量及基本工时 32 孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣 24端面；粗铣 167 的右端面；粗铣 25端面、侧面； 机床： 刀具：两块镶齿套式面铣刀 (间距为 80)，材料： 15 100D ，齿数 20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3以铣削深度3pa 买文档送全套 纸 交流 414951605 每齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m i 1 4 2 0 0 ， 按照参考文献 3表 245 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i m m s m m a：根据参考文献 3表 0切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 42l ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 2 0 0 2 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 7 . 6 刀具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m i l lt f 查参考文献 1，表 以 16和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣 25端面；半精铣 167 的右端面；粗铣、半精铣 24端面； 机床： 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 粗铣 铣削深度 :3a 齿进给量据机械加工工艺手册表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6/V m s 16 机床主轴转速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 6 6 0 2 8 7 / m i 1 4 4 0 0 ，取 300 / m 实际铣削速度 V ： 0 3 . 1 4 4 0 0 3 0 0 6 . 2 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 0 . 5 / 6 3 0 / m i m m s m 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 16l 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121 1 6 4 2 2 0 . 0 9 5 m i l lt f 查参考文献 1，表 以 32 孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24端面 ；半精铣 25面； 机床： 刀具：两块镶齿套式面铣刀 (间距为 80)，材料： 15 200D ，齿数 20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3以铣削深度3pa 齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m i 1 4 2 0 0 ， 按照参考文献 3表 245 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /a Z n m m s 买文档送全套 纸 交流 414951605 工作台每分进给量1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i m m s m m a：根据参考文献 3表 0切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 42l ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 2 0 0 2 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 7 . 6 刀具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m i l lt f 查参考文献 1，表 以 32 孔外圆和下端面定位，在 钻 床 钻铰 16； 机床： 刀具： 16确定钻削 用量 确定进给量 f 根据参考文献 2，表 28查出 0 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表，查床说明书，取 0 /f m m r 。 根据参考文献 2表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据参考文献 2，表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 2，表 28插入法 得 1 7 / m ， 47325 1 T N M表， 18 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献 2，由表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 7 4 . 3 / m i . 5v m m 表查 床说明书，取 175 / m 。实际切削速度为 0 2 0 . 5 1 7 5 / m i . 2 6 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由 参考文献 2， 表 281 M F M ，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 0 /f m m r ， 175 / m ， 1 1 / m 相应地 5016， m， 切削工时 被切削层长度 l ： 32l 刀具切入长度 1l ： 1 2 0 . 5( 1 2 ) 1 2 0 1 6 . 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间23 2 6 . 9 3 0 . 5 6 m i 4 3 1 7 5 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 买文档送全套 纸 交流 414951605 32 孔外圆和下端面定位，钻 孔，丝锥加工 纹底孔 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 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 钻头直径小于 10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 , 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 孔攻丝 锥加工 纹 采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔 4； 机床：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。 钻孔 切削深度 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 1 7 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 20 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 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 攻丝 床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥 进给量 f ：由于其螺距 ,因此进给量 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 m 48.0 机床主轴转速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 丝锥回转转速0n：取 50 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 由工序 2 可知： 0 02l 走刀次数为 1 机动时间m i fn 面粗糙度 m 手工加工没有切削计算。 章小结 本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出 买文档送全套 纸 交流 414951605 进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。 22 第 3 章 钻 16 孔夹具设计 具的设计 在本次夹具设计中，设计 钻 16 孔 孔的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。 位分析 在工件的定位中有很多种不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心轴定位，工件以小 根据零件的形状，我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准，以便减小加工误差。所以在这道设计中采用外圆表面以及底平面和一侧端面为定位基准。 位原理 在机械加工过程中，为了保证工件某道工序的加工要求，必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时，是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置，必须做到以下三点： （ 1） 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置； （ 2） 使夹具在机床上占有正确的位置； （ 3） 使刀具相对于夹具占有正确的位置。 工件在夹具中定位，就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置，这就可以通过设置定位支承点，限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之前，可视为一个处 于空间自由状态的刚体，根据运动原理学可知，任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度，即沿三个坐标轴轴向移动的自由度，分别用 X 、 Y 、 Z 来表示；绕三个坐标轴的转动的自由度，分别用 X 、 Y 、 Z 来表示。由此看来，未限制六个自由度的工件的位置是不确定的，当然也 是无法加工的。因此要使工件在夹具中处于正确的位置，必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。 买文档送全套 纸 交流 414951605 工件的六个自由度都是客观存在的，是工件在夹具中所占空间位置确定的最高程度。也就是说。工件最多只有六个自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夹具中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位，意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。 位元件的分析 在加工过程中，因为该零件较为复杂，加上零件的特殊性，因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度，定位板限制了零件的 X 、 Y 的移动方向和旋转方向， 设计一拉杆限制了零件绕 Z 轴旋转的方面，一共限制了零件的五个自由度，达到不完全定位状态。 不完全定位可分为下列两种情况： . 由于工件的加工前的结构特点，无法也没有必要限制某些方面的自由度； . 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。 紧元件的选择 工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中，即使有很小的夹紧力也可以产生很大的应力，由于定加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。但是后面还要考虑液压缸的活塞杆与工作台的相对位置安装误差，必 须进行自位平衡，则钻模板和夹具体之间采用铰链连接，使钻模板形成自位平衡。本次设计中钻模板材料为 45钢，其外还有自制导轨。 钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体上或钻模板中。钻套有固定钻套，固定钻套直接压入钻模板采用 67 67 合，磨损后不容易更换，适用于中、小批量生产或用来加工孔距较小以及孔距精度较高的孔。 可换钻套：可换钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定，以防止转动。钻套与衬套 间采用 67 67 合，钻套磨损后，可以迅速更换。适于大批量生产。 快换钻套：当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时方向转动使螺