制定叉形支架零件的加工工艺-设计钻M6底孔的钻床夹具说明书

学 毕业设计 论文 叉形支架工艺及钻 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 摘要 本次设计是叉形支架件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。叉形支架的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保 证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并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加工精度。基准选择以工件前面 、工件前端面及工件右侧面作为定位粗基准，以叉形支架后面作为精基准。 关键词： 叉形支架 ；加工工艺；专用夹具 is of is By of to So of to to in of as as a 目录 摘要 2 3 1 零件的分析 6 件的作用 6 件的工艺分析 6 6 7 2 确定零件的生产类型 8 件的生产类型 8 坯的确定 8 定毛坯的种类及其制造方法 8 确定注件加工余量 8 制铸件毛坯图 9 3 定位基准的选择 10 10 10 4 制定机械加工工艺路线 11 5 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定 12 12 13 6 (钻 夹具设计 24 24 25 5 定位基准的选择 25 切削力及夹紧力的计算 25 26 套、衬套、钻模板设计与选用 26 28 总 结 29 参考文献 30 致 谢 31 6 1 零件的分析 件的作用 叉形支架是用来起支撑作用的构架，承受较大的力，也具有定位的作用，使零件之间保持正确的位置。 件的工艺分析 件图 叉形支架零件图如下图所示 3 7 工表面及孔 在叉形支架高 601507间有 10个 3610出部分热处理。 主要加工表面 3012 25部倾斜 60凸出部分中间孔 810 螺纹孔和 11孔。 (1) 选用灰铸铁 50 200 (2) (3) (4) 属夹杂物。 (5) 平面度 m m 60凸出部分中间孔内表面 (6) 且易变形。 8 2 确定零件的生产类型 件的生产类型 零件的生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生 产纲领是包括备品和废品在内的年产量。零件的年生产纲领 N 可按下式计算： 式中： N 零件的生产类型（件 /年）； Q 产品的年产量（台、辆）； m 每台（辆）产品中该零件的数量（件 /台、辆）； a 错误 !未找到引用源。 备品率，一般取 2 错误 !未找到引用源。 4 错误 !未找到引用源。 ； b 错误 !未找到引用源。 废品率，一般取 误 !未找到引用源。 误 !未找到引用源。 根据上式计算求得零件的生产纲领，通过查表可得刀架的生产 类型为中批生产。 坯的确定 定毛坯的种类及其制造方法 零件的材料为 虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，毛坯可选用铸造成型零件形状不复杂，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。 9 确定注件加工余量 查机械制造工艺设计简明手册，选用铸件尺寸公差等级 用加工余量为 根据毛坯的基本尺寸可知：叉形支架各表面的机械加工余量为 Z=件上的孔，因尺寸不大，故采用实心铸造。 制铸件 毛坯图 3 定位基准的选择 正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为粗基准、精基准及辅助基准。选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准和加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。 通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后在考虑 选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。 择粗基准 按照有关粗基准的选择原则，按照粗基准的选择原则：选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。故选择 工件前面 6850、工件前端面及工件右侧面 为定位粗基准。 择精基准 精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算 以叉形支架后面 8050 及 2孔 作为精基准。 4 制定机械加工工艺路线 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，使工序集中来提高生产效率。除此之外还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 工艺路线方案 工序 01:铸造 工序 02: 时效处理 工序 03: 粗铣、半精铣、精铣工件后面 80 50面 工序 04: 粗铣、半精铣、精铣工件前面 68 50面 工序 05: 粗铣、半精铣工件顶面 工序 06； 粗铣、半精铣工件底面 工序 07: 钻 3 孔、锪 34深 9沉孔 工序 08: 钻、攻 2工序 09: 钻、铰 10工序 10: 钻、攻 纹 工序 11：铣宽 10 槽 工序 12：钻、铰 4边通） 工序 13：去毛刺 工序 14：检验至图纸要求并入库 12 5 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定 工余量和工序尺寸的确定 前面根据资料已初步确定工件各表面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量的如下： 加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 尺寸偏差 表面粗糙度 后面 铸件 粗铣 精铣 铣 面 铸件 粗铣 精铣 铣 面 铸件 粗铣 精铣 面 铸件 粗铣 精铣 3 9 钻 9 90+ 14 锪 14 140+8 钻 攻螺纹 攻螺纹 10 钻 100+12 钻 攻螺纹 宽10槽 铣 100+ 4 钻 40+定切削用量及时间按定额 工序 01:铸造 工序 02: 时效处理 工序 03: 粗铣、半精铣 、精铣工件后面 80 50面 工步一：粗铣工件后面 80 50面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 14 p ， 00 ， 00 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 31601001 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取500 r m 000 500601000 w 3）计算工时 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 精铣 工件后面 80 50面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 00 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 31601001 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取500 r m 000 500601000 w 3）计算工时 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 精铣工件后面 80 50面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 00 ， 4z 。 15 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 31601001 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取500 r m 000 500601000 w 3）计算工时 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 4: 粗铣、半精铣 、精铣工件前面 68 50面 工步一：粗铣工件前面 68 50面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 00 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 31601001 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取500 r m 000 500601000 w 3）计算工时 切削工时： 8 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 精铣 工件前面 68 50面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 00 ， 4z 。 16 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 31601001 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取500 r m 000 500601000 w 3）计算工时 切削工时： 8 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 精铣工件前面 68 50面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 00 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 31601001 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取500 r m 000 500601000 w 3）计算工时 切削工时： 8 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 5: 粗铣、半精铣 工件顶面 工步一：粗铣工件顶面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 0 ， 4z 。 17 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3130 5010001000 rd vn s 按机床标准选取500 r m i n/i n/1000 500301000 w 3）计算工时 切削工时： 40 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 精铣工件顶 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3130 5010001000 rd vn s 按机床标准选取500 r m i n/i n/1000 500301000 w 3）计算工时 切削工时： 40 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 021 6； 粗铣、半精铣工件底面 工步一：粗铣工件 底面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 0 ， 4z 。 18 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3130 5010001000 rd vn s 按机床标准选取500 r m i n/i n/1000 500301000 w 3）计算工时 切削工时： 40 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 精铣工件底面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3130 5010001000 rd vn s 按机床标准选取500 r m i n/i n/1000 500301000 w 3）计算工时 切削工时： 40 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 021 7: 钻 3 孔、锪 34深 9沉孔 工步一：钻 3 孔 确定进给量 f ：根据参考文献表 2钢的 00， 0 时， 。由于本零件在加工 9 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 19 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献表 2得切削速度 8 所以 m 379 181 0 0 01 0 0 0 rd vn 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 34 深 9沉孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=14孔深 9，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢锪刀，其直径 d=143选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根 据 切 削 用 量 手 册 表 当 铸 铁 硬 度 b =200 220， 0 /f m m r , m 0m 00 时，切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 m i n/i n/511/ 0 01 0 0 0 0 根据 简明手册表 选择 n=500r/ 。 20 4计算基本工时 根据公式 式中， l=9切量及超切量由切削用量手册表 出 ，计算得， L=（ 9+ 故有 ： t= m 序 08: 钻、攻 2工步一：钻 2床： 床 刀具：高速钢麻花钻 根据切削手册查得，进给量为 f z, 系数为 f=（ *z ， 现取 f=z， v=28m/： m 3 1 81 0 0 01 0 0 0 rd 查简明手册表 360 rn w 。所以实际切削速度为： m 91000 计算切削基本工时： m i 6 0 2纹 选择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=r 7 m m 0 01 00 0 rD 299r/机床选取 n=300r/1 切削工时： 51 ， ， 3 则机动工时为 m i i 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0 （切削表 m 01 00 01 00 0 rD 624r/机床选取 n=600r/m w 切削工时： 51 ， ， 3 则机动工时为 m i i 选择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=r 7 m m 0 01 00 0 rD 398r/机床选取 n=400r/削工时： 51 ， ， 3 则机动工时为 m i i 0 9: 钻、铰 10工步一钻孔至 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 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得切削速度 8 22 所以 m 8 81 0 0 01 0 0 0 rd vn 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 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 rn w ，实际切削速度 .9 。 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0: 钻、攻 纹 工步一：钻 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0 （切削表 m 010001000 rD 624r/机床选取 n=600r/m 00 00 w 切削工时： 01 ， ， 3 则机动工时为 m i i 选择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=r 5 23 m 2 151 00 01 00 0 rD 398r/机床选取 n=400r/削工时： 01 ， ， 3 则机动工时为 m i i 0 1：铣宽 10 槽 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金三面刃铣刀，刀片采用 p ， 000 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在 7次走刀内铣完，则 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 98100 1251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取400 r m 571 0 00 4001251 0 00 w 当00r/ 按机床标准选取 3003）计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 327521 fn 2：钻、铰 4边通） 工步一钻孔至 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得切削速度 24 所以 m 1 1 0 0 01 0 0 0 rd vn 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 00 00 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 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 rn w ，实际切削速度 .9 。 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 3：去毛刺 工序 14：检验至图纸要求并入库 6 (钻 纹底孔 )夹具 设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为 钻 专用夹具，本夹具将用于 在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首 先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。 机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确 位置。 25 3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。 4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。 5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 具设计 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 切削力及夹紧力的计算 刀具： 钻头 D=5。 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 F=420 )(2 1 2 N 转矩 T=CT Z 式中 : =( 功率 7 2 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 26 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 4416 )( 所以 ,时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 位误差的分析 制造误差 1）中心线对定位件中心线位置精度 . 取 . （ 2）内外圆同轴度误差（查表 . 故，2222252423222 . 则 . 知此方案可行。 套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 27 图 换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 表 套 d H D 1D 2D h 1h m C r 公称尺寸 允差 6 11 +2 18 10 4 9 8 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 图 定衬套 其结构参数如下表 28 表 定衬套 d H D C 1C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 2 10 + 钻模板选用固定式钻模板，用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。 具设计及操作的简要说 明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但底面是经精铣的面，定位是允许的。 29 总 结 加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时 ，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，并夹紧