支架的工艺规程及钻Φ52孔的工装夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 设计说明书 题目： 支架的工艺规程及钻 52孔的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 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。 支架零件的工艺规程及钻 52 孔的工装夹具设计 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。 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 3 3 4 序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 及基本工时 6 三 夹具设计 21 题的提出 21 位基准的选择 21 削力及夹紧力计算 21 位误差分析 22 套的设计 22 具设计及操作简要说明 25 总 结 28 致 谢 29 参考文献 30 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 1 页 共 30 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。 支架零件的工艺规程及钻 52 孔的工装夹具设计 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。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 2 页 共 30 页 一、 零件的分析 零件的作用 支架的作用，待查 零件图如图： 零件的工艺分析 支架有两组加工面他们之间没有位置度要求。 这两组加工面的分别为 1，以下表面为基准的加工面，这组加工面包括下表面，上表面，左右端面，前后端面 2：一个是以 52 孔为基准的加工面，这个主要是 52 孔， 16 18 28 ， 14孔， 16孔， 223孔，锪沉头孔 20深 10 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 3 页 共 30 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 毛坯的设计 支架零件材料为 度选用 200产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型， 2级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初 步设计如下： 表面，左右端面，前后端面 支架下表面，上表面，左右端面，前后端面的粗糙度为 机械加工工艺的基础知识，表 2 Z=2 孔 52 孔的粗糙度为 钻，扩，铰三步方能满足要求，查机械加工工艺的基础知识，表 2单边佘量 Z=6 18 28 ， 14孔， 16孔 ， 23孔，锪沉头孔 20深 10 这些孔最大才 18，很难直接铸造出，所以采用实心铸造 毛坯图如下： 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 4 页 共 30 页 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，气门摇臂零件比较不规则，依照粗基准的选择原则 （即当零件有不加工表面时， 应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。因此我们选择工件的下表面作为粗基准， 精基准的选择应满足以下原则： （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定买文档送全套 纸，交流 14951605 第 5 页 共 30 页 位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工 表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 错误 !未找到引用源。 52的孔和其端面作为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来，方案如下： 工序 1： 准备铸件毛坯 工序 2： 时效处理 工序 3： 发蓝 工序 4： 铣工件上表面 工序 5： 铣工件下表面 工序 6： 铣工件左端面 工序 7： 铣工件右端面 工序 8： 铣工件前端面 工序 9： 铣工件后端面 工序 10： 钻孔至 51，扩 51 孔至 至买文档送全套 纸，交流 14951605 第 6 页 共 30 页 52 工序 11： 钻、铰 38（ +0）， 16 序 12： 钻 16， 14 孔及 2螺纹底孔 丝 2序 13：钻 23 孔，锪沉头 20，深 10 的孔 工序 14：检验，入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 支架零件材料为 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 表面，左右端面，前后端面 支架下表面，上表面，左右端面，前后端面的粗糙度为 机械加工工艺的基础知识，表 2 Z=2 孔 52 孔的粗糙度为 钻，扩，铰三步方能满足要求，查机械加工工艺的基础知识，表 2单边佘量 Z=6 18 28 ， 14孔， 16孔， 23孔，锪沉头孔 20深 10 这些孔最大才 18，很难直接铸造出，所以采用实心铸造 确定切削用量及基本工时 工序 1： 准备铸件毛坯 工序 2： 时效处理 工序 3： 发蓝 工序 4： 铣工件上表面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 7 页 共 30 页 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750501 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 05 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 120521 工序 5： 铣工件下表面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决 定铣削用量 1）决定铣削深度 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 8 页 共 30 页 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750501 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003）计算工时 切削工时： 05 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 120521 工序 6： 铣工件左端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀， 刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 9 页 共 30 页 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750501 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003）计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 316521 工序 7： 铣工件右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 10 页 共 30 页 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750501 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003）计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 316521 工序 8： 铣工件前端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 11 页 共 30 页 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750501 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003）计算工时 切削工时： 05 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 120521 工序 9： 铣工件后端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 12 页 共 30 页 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750501 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003）计算工时 切削工时： 05 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 120521 工序 10： 钻孔至 51，扩 51 孔至 至 52 工步一钻孔至 51 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 10 时， 。由于本零件在加工 51 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 13 页 共 30 页 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 251 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 1 7 5511 0 0 0 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按机床说明书取 8 ，实际切削速度为 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 14 页 共 30 页 m 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m 52 孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机 床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m 1： 钻、铰 38（ +0）， 16 步一钻孔至 定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 时， 。由于本零件在加工 时属于低刚度零件，故进给量买文档送全套 纸，交流 14951605 第 15 页 共 30 页 应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2查得切削速度 8 所以 m 2 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 3 7 0 0 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 3 T=3t=工步二：铰 38孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 16 页 共 30 页 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 4 T=3t=步三：钻 16 定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 60 时， 。由于本零件在加工 16 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 3 7 5161 0 0 0 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 17 页 共 30 页 m 5386521 2： 钻 16， 14 孔及 2螺纹底孔 丝2步一：钻 16 孔 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 60 时， 。由于本零件在加工 16 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度 ：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 3 7 5161 0 0 0 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5386521 14 孔 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 18 页 共 30 页 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 40 时， 。由于本零件在加工 14 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 3 7 5141 0 0 0 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 2螺纹底孔 用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 艺表 16查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 19 页 共 30 页 1000 1 0 0 0 1 6 6 0 0 ( / m i n )8 . 5 查查按机床选取 5 4 5 / m 8 . 5 5 4 5 1 4 5 5 ( / m i n )1 0 0 0 1 0 0 0c 机机基本工时：12 1 0 3 3 0 . 1 0 ( m i n )5 4 5 0 . 2 8l l lt 机 机总的工时： T=2t=步四：攻螺纹 2择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )8 查按机床选取 2 7 2 / m 6 m i 基本工时：12 1 0 3 3 0 . 0 5 ( m i n )2 7 2 1 . 2 5l l lt 机总的工时： T=2t=序 13：钻 23 孔，锪沉头 20，深 10 的孔 工步一：钻 23孔 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 30 时， 。由买文档送全套 纸，交流 14951605 第 20 页 共 30 页 于本零件在加工 13 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考 文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 013 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 375131 0 0 0 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m 0 T=2t=步二：锪沉头孔 20深 10 根据有关资料介绍，利用钻头进行锪钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 钻钻3121(式中的钻f、钻v 加工实心孔进的切削用量 . 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 21 页 共 30 页 现已知 钻f=r (切削手册 )表 v= (切削手册 )表 、给量 取 f=r 按机床选取 r 2、 削速度 v= 3、 定机床主轴转速 20 近的机床转速为 275r/选取75r/ 所以实际切削速度 000 m 0 27 520 m5、切削工时，按工艺 手册表 tm=i ;其中 l=101l = 2l =0tm=总的时间： T=2t=序 14：检验，入库 三 夹具设计 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 22 页 共 30 页 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计 工序 10： 钻孔至 51，扩 51孔至 至 52 孔的 夹具 题的提出 本夹具主要用于 钻孔至 51，扩 51 孔至 2 孔 ，粗糙度要求为 于第 10道工序，和其他面没有任何精度要求，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直 接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。上下表面已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位基准，采用套筒，圆柱销，手柄定位夹紧。 削力及夹紧力计算 由于本 道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 23 页 共 30 页 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 7 8 9174 . 2 015 819 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相垂直。因此进行夹紧立计算无太大意义 定位误差分析 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知， T= 96a 。d ）（根据经验公式， 易知此结果符合 套的设计 52孔加工需钻，扩，铰，因为钻后还要扩铰，为了我们钻后能及时的扩铰，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用 51 的麻花钻钻孔。查机床夹具标准件可知 51 相配的快换钻套的具体结构如下 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 24 页 共 30 页 具体的尺寸如下 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 25 页 共 30 页 因为快换钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和 51 快换钻套相配的螺钉的尺寸为 机床夹具标准件可知， 换钻套压紧螺钉的具体结构如下 具体的尺寸如下 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 26 页 共 30 页 夹具设计及操作简要说明 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。本道工序为钻床夹具选择了定位销和手柄夹紧方式。本工序为钻切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不 大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构 . 夹具装配图如下 买文档送全套 纸，交流