线圈铁芯零件的工艺规程及其铣宽3mm槽夹具设计（含全套CAD图纸）
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毕业设计 (论文 ) 题目：线圈铁芯零件的工艺规程及其 铣宽 3 夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 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。 线圈铁芯 零件的工艺规程及其 铣宽 3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。 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 4 6 序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 10 三 夹具设计 15 题的提出 15 位基准的选择 16 削力及夹紧力计算 16 位误差分析 17 具设计及操作简要说明 18 总 结 20 致 谢 21 参考文献 22 第 1 页 共 22 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。 线圈铁芯 零件的工艺规程及其 铣宽 3 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。 第 2 页 共 22 页 一、 零件的分析 零件的作用 线圈铁芯的作用，待查 零件的工艺分析 线圈铁芯有 2 组加工面他们有位置度要求。 这 2 组加工面的分别为： 1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括外圆自身，端面和内圆。 2：一个是以内圆为基准的加工面，这个主要是外圆的加工和各个孔，螺纹孔和槽。 第 3 页 共 22 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 根据技术 要求上要求毛坯为模锻，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用模锻。 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量 要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 第 4 页 共 22 页 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多 数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 粗基准的选择：对轴套这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。 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。 精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用孔做为精基准 . 第 5 页 共 22 页 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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定 以下两种工艺方案： 方案一 1 模锻 模锻 2 退火处理 退火处理 3 铣 车左端端面，外圆 4 铣 车右端端面，外圆 5 钻 车 26孔，车 36孔， 41锥孔 6 铣 车 38 退刀槽及其外圆 7 钻 钻 38 钻 钻 2孔，沉孔 6 9 钻 钻距离为 38的 210 钻 钻距离为 1610 铣 铣宽 312 检验 检验，入库 第 6 页 共 22 页 方案二 1 模锻 模锻 2 退火处理 退火处理 3 铣 车左端端面，外圆，退刀槽 4 铣 车右端端面，外圆 5 钻 车 26孔，车 36孔， 41锥孔 6 钻 钻 38 钻 钻 2孔，沉孔 6 9 钻 钻距离为 38的 210 钻 钻距离为 1611 铣 铣宽 312 检验 检验，入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案二把车退刀槽放在和左端面一起加工，看起来减少了工序，但是因为这是第一个工序，是粗加工，在此时就车退刀槽不利用保证精度要求，而方案一把车退刀槽放在加工中心孔后加工，这样可以利用加工过的中心孔作为定位基准， 这样 更有利于选择定位基准，提高了加工效率，这样就可以更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一。 第 7 页 共 22 页 具体的工艺路线如下 1 模锻 模锻 2 退火处理 退火处理 3 铣 车左端端面，外圆 4 铣 车右端端面，外圆 5 钻 车 26孔，车 36孔， 41锥孔 6 铣 车 38 退刀槽及其外圆 7 钻 钻 38 钻 钻 2孔，沉孔 6 9 钻 钻距离为 38的 210 钻 钻距离为 1610 铣 铣宽 312 检验 检验，入库 第 8 页 共 22 页 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 线圈铁芯 的毛坯形式是模锻， 生产类型为大批量生产，采用模锻毛坯。 1、 线圈铁芯 的外圆和端面 因外圆和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为 2 3、 线圈铁芯 的轴孔 毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为 2 确定切削用量及基本工时 工序 1： 模锻 工序 2：退火处理 工序 3： 车左端端面，外圆 刀具选用外圆车刀，机床选用 式车床 1） 车削深度，因为 尺圆弧面没有精度要求，故可以选择次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 式车床 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V 第 9 页 共 22 页 c=8*475/1000=146m/实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=146m/f z=z。 6）计算基本工时 L/ 12+30)/475= 工序 4： 车右端端面，外圆 刀具选用外 圆车刀，机床选用 式车床 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 86mm/s，n=500r/f=420mm/s 据 式车床 车床参数，选择 00r/20mm/s,则实际切削速度 V c=2*500/1000=113m/实 际 进 给 量 为 f fc/00/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 00r/20mm/s， V c=113m/第 10 页 共 22 页 f z=z。 6）计算基本工时 L/ 5+50)/500= 工序 5： 车 26孔，车 36 孔， 41 锥孔 刀具选用内圆车刀，机床选用 式车床 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=200） 计算切削速度 按切削手册，查得 32mm/s，n=600r/f=500mm/s 据 式车床 车床参数，选择 00r/00mm/s,则实际切削速度 V c=6*500/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/00/(500*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 00r/00mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 15+20)/600= 第 11 页 共 22 页 工序 7： 钻 3纹孔 工步 1：钻 纹底孔 5用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16 查得 f 0 m m /r机 8 m / m 切削表 0 0 v 1 0 0 0 x 1 8 1 1 4 6 r / m i nD x 5n 机机 按机床选取 1 2 0 0 / m i Dn x 8 x 1 2 0 0 3 0 m / m i 0 0 1 0 0 0 机机 基本工时： 12 1 6 3 3 0 . 0 7 3f 1 2 0 0 0 . 2 5l l lt 机 机步 2：攻螺纹 择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f mm r 1 2 / m 1000 1 0 0 0 1 2 6 3 7 ( / m i n )6 查按机 床选取 7 0 0 / m 1 3 / m 基本工时：12 1 2 3 3 0 . 0 2 1 ( m i n )7 0 0 1 . 2l l lt 机 第 12 页 共 22 页 工序 8：钻 2孔，沉孔 6 机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 5 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=25m/)确定机床主轴转速 1000 25 5 1592r/ 1592r/近的机床转速为 1600r/选取600r/ 所以实际切削速度000 5 1 6 0 0 2 5 . 1 2 / m i m 5) 切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=81l =4 2l =3t tm= 8 4 31600 =工序 9: 钻距离为 38的 2纹孔 工步 1：钻 纹底孔 2用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16 查得 f 0 m m /r机 第 13 页 共 22 页 2 m / m 切削表 0 0 v 1 0 0 0 x 8 1 2 7 4 r / m i nD x 2n 机机 按机床选取 1 3 0 0 / m i Dn x 2 x 1 3 0 0 8 . 1 6 m / m i 0 0 1 0 0 0 机机 基本工时： 12 8 3 3 0 . 0 6f 1 3 0 0 0 . 1 8l l lt 机 机步 2：攻螺纹 择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f mm r 8 / m 1000 1 0 0 0 8 8 4 9 ( / m i n )3 查按机床选取 9 0 0 / m 8 . 4 8 / m i 基本工时：12 8 3 3 0 . 0 1 ( m i n )9 0 0 1 . 5l l lt 机工序 10:钻距离为 16 2钻距离为 16和钻距离为 38的 2纹孔的切削用量和工时计算相同，在此不再累述。 工序 11：铣宽 3 机床选用卧式铣床 择刀具选取 锯片 铣刀，刀片采用 第 14 页 共 22 页 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 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 510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 771000 1450501000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床 标准选取 11603） 计算工时 切削工时： 21 ， 2 ，则机动工时为 m 5 32221 fn 15 页 共 22 页 三、 夹具设计 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。 本次夹具我们设计的是 铣宽 3铣床夹具设计 本夹具主要用于铣宽 3，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率 上，精度则不予考虑。因为 3面与水平方向有 30夹角要求，因此我们加工的时候应该旋转角度，使其垂直放置，这样有利于对刀。 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。 26的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 26孔和其端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，以两销和已加工好的 26孔及其端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 第 16 页 共 22 页 削力和夹紧力计算 刀具： 采用锯片铣刀 3z=4 机床： 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 代入上式，可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 具钝化系数 K 为断续切削系数 以 第 17 页 共 22 页 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G G 为工 件自重 N 夹紧螺钉： 公称直径 d=12料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉 的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 第 18 页 共 22 页 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 位误差分析 本工序采用一心轴，一定位销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 具的简要操作说明 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。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具我们采 用一面两销定位， 使用螺母快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。这样就可以开始加工工件了，加工的时间，从左边用对刀块对好刀后，向右空走一刀，然后从右边向左边开始加工。 第 19 页 共 22 页 装配图附图： 夹具体附图： 第 20 页 共 22 页 总 结 这次设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好 的更熟练的利用我们手中的各种设计
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