悬架的工艺规程及铣右端面的工装夹具设计（全套图纸） .pdfVIP

毕业设计说明书毕业设计说明书 题目： 悬架的工艺规程及铣右端面的工装夹 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。 悬架的加工工艺规程及其铣右端面的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。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstrct this design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal- cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. the reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目目 录录 序言序言1 一一. 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二二. 工艺规程设计工艺规程设计3 2.1 确定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的选择传 4 2.3 制定工艺路线 5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 2.5 确定切削用量及基本工时8 三三 夹具设计夹具设计28 3.1 问题的提出28 3.2 定位基准的选择28 3.3 切削力及夹紧力计算29 3.4 定位误差分析31 3.5 定向键和对刀装置设计31 3.6 夹具设计及操作简要说明34 总 结37 致 谢38 参考文献参考文献 39 第 1 页 共 36 页 序序 言言 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。 悬架的加工工艺规程及其铣右端面的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 36 页 一、一、 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 悬架的作用，待查 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 从悬架的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加 工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以右端面为中心的加工面 这一组加工面包括：左端面和外圆及倒角，右端面 2. 以62j7孔为中心的加工面 这一组加工面包括：62j7孔，190面上锪平8-19，钻8- 11孔，两个25的小凸台及其面上的螺纹，两个34的凸台及 其面上的螺纹和孔， 100面上的螺纹和孔， 右端面上的螺纹和孔， 第 3 页 共 36 页 其中两62中心线相对于右端面的圆跳动公差为0.025,相对于 100平面的圆跳动公差为0.03，相对于156端面的圆跳动公差为 0.03，两个62的孔的圆柱度公差为0.008 二二. 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 ht200，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击 性载荷， 采用这种材料零件的强度也能保证。 由于零件成批生产， 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。 悬架零件材料为 ht200，硬度选用260hbs，毛坯重约1kg。 生产类型为成批生产， 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： 1. 左端外圆和端面 因左端外圆和端面粗糙度为12.5，6.3，3.2，所以只需要粗 加工和半精加工即可满足要求，查机械设计工艺分析及夹具设 计指导得，余量z=3.0mm 2.62孔 因孔的粗糙度为3.2， 需要经过粗镗和精镗两次加工才能满足 要求，查机械设计工艺分析及夹具设计指导得，单边余量 z=2.0mm 3. 两个25凸台，两个34的凸台 因其粗糙度无要求，进行一次粗加工即可满足要求，查机 械设计工艺分析及夹具设计指导得，余量z=2.0mm 4. 工件上的其他孔和螺纹 因其最大的才有19大，很难铸造出，所以才用实心铸造所 得。 因其它表面均为不加工表面，而且砂型机器造型铸造铸造出 第 4 页 共 36 页 的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面 上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、 工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和 尺寸见图.2 “悬架”零件毛坯简图。 2.2 基面的选择的选择基面的选择的选择 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，悬架属于类似于回转 类零件， 所以粗基准容易选择。 我们选62的毛坯孔作为粗基准， 以保证孔的轴心线与叉口的x、y方向的位置要求，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 第 5 页 共 36 页 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。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与 工序基准不重合时， 应该进行尺寸换算， 这在以后还要专门计算， 此处不再重复。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 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。 方案一 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：车悬架左端面及外圆及倒角 工序：铣悬架右端面 工序：锪平 8-19，钻 8-11 工序：粗镗，精镗62j7 孔 工序：铣下端25 的两个小凸台 工序：铣上端34 的小凸台 工序：铣另一个34 的小凸台 工序 x：钻100 面上的 4-m8-6h 的螺纹底孔6.7 和一个 6.7 的孔，攻丝 4-m8 工序 xi：钻右端面上的 4-m8-6h 的螺纹底孔6.7 和一个 第 6 页 共 36 页 6.7 的孔及 m12 的螺纹底孔10.2，攻丝 4-m8，m12 工序 xii：钻下端两个25 凸台上的 m12 螺纹底孔10.2 攻 m12 工序 xiii：钻上端34 凸台上的20 孔 工序 e：钻另一个34 凸台上的25 孔，28 沉头 2 工序 f：质检，入库 方案二 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：车悬架左端面及外圆及倒角 工序：铣悬架右端面 工序：铣下端25 的两个小凸台 工序：铣上端34 的小凸台 工序：铣另一个34 的小凸台 工序：锪平 8-19，钻 8-11 工序：粗镗，精镗62j7 孔 工序 x：钻100 面上的 4-m8-6h 的螺纹底孔6.7 和一个 6.7 的孔，攻丝 4-m8 工序 xi：钻右端面上的 4-m8-6h 的螺纹底孔6.7 和一个 6.7 的孔及 m12 的螺纹底孔10.2，攻丝 4-m8，m12 工序 xii：钻下端两个25 凸台上的 m12 螺纹底孔10.2 攻 m12 工序 xiii：钻上端34 凸台上的20 孔 工序 e：钻另一个34 凸台上的25 孔，28 沉头 2 工序 f：质检，入库 对上述两种方案进行比较，我们发现方案二是先加工所有的 面然后再加工所有的孔和螺纹，而方案一则是先加工了左右 端面及外圆面后，就加工左端面上的8-11，这样做为我们 后序加工提供了方便，节约了时间，提高了效率。为此我们 第 7 页 共 36 页 选用方案一。 具体的加工路线如下 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：车悬架左端面及外圆及倒角 工序：铣悬架右端面 工序：锪平 8-19，钻 8-11 工序：粗镗，精镗62j7 孔 工序：铣下端25 的两个小凸台 工序：铣上端34 的小凸台 工序：铣另一个34 的小凸台 工序 x：钻100 面上的 4-m8-6h 的螺纹底孔6.7 和一个 6.7 的孔，攻丝 4-m8 工序 xi：钻右端面上的 4-m8-6h 的螺纹底孔6.7 和一个 6.7 的孔及 m12 的螺纹底孔10.2，攻丝 4-m8，m12 工序 xii：钻下端两个25 凸台上的 m12 螺纹底孔10.2 攻 m12 工序 xiii：钻上端34 凸台上的20 孔 工序 e：钻另一个34 凸台上的25 孔，28 沉头 2 工序 f：质检，入库 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 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 余量和工步如下： 1. 左端外圆和端面 因左端外圆和端面粗糙度为12.5，6.3，3.2，所以只需要粗 加工和半精加工即可满足要求，查机械设计工艺分析及夹具设 计指导得，余量z=3.0mm 2.62孔 因孔的粗糙度为3.2， 需要经过粗镗和精镗两次加工才能满足 要求，查机械设计工艺分析及夹具设计指导得，单边余量 z=2.0mm 第 8 页 共 36 页 3. 两个25凸台，两个34的凸台 因其粗糙度无要求，进行一次粗加工即可满足要求，查机 械设计工艺分析及夹具设计指导得，余量z=2.0mm 4. 工件上的其他孔和螺纹 因其最大的才有19大，很难铸造出，所以才用实心铸造所 得。 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序：铸造工序：铸造 工序工序 ii：时效处理：时效处理 工序工序 iii：车悬架左端面及外圆及倒角：车悬架左端面及外圆及倒角 工步一：车悬架左端面及外圆 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择 ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 t=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 vc98mm/s， n=439r/min,vf=490mm/s 据 ca6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,vfc=475mm/s,则实际切削速度 v c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=v fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册pcc=1.1kw,而机床所能提供功率 为 pcmpcc。故校验合格。 第 9 页 共 36 页 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,vfc=475mm/s， v c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tml/ vf=(14+30)/475x0.14min=0.662min。 工步二：倒角 工序：铣悬架右端面工序：铣悬架右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 yg8, mmap0 . 2=，mmd120 0 =，min/125mv =，4=z。 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 mmap0 . 2= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 x51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 min/3 .367 120 12510001000 r d v ns= = 按机床标准选取 w n 425min/r min/ 1 . 160min/ 1000 425120 1000 mm dn v w = = 当 w n 425r/min 时 rmmznff wzm /34042542 . 0= 按机床标准选取rmmfm/350= 第 10 页 共 36 页 3）计算工时 切削工时：mml22=，mml5 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 min353 . 0 2 . 0425 3522 21 = + = + = xfn lll t w m 工序：锪平工序：锪平 8-19，钻，钻 8-11 工步一：锪平 8-19 1、加工条件 加工材料: ht200，硬度 200220hbs，铸件。 工艺要求：孔径 d=18mm。通孔，精度 h12h13,用乳化液冷却。 机床：选用 z525 钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢锪刀（如图 3 所示） ，其直径 d=18mm 3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 2.7，当铸 铁硬度200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= , 0 20dmm200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= , 0 20dmm200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= , 0 20dmm200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= , 0 20dmm 时， 18/min c vmm= 。 切削速度的修正系数为： 0 . 1= tv k ， 0.88 mv k= ， 0.75 sv k= ， 0 . 1= tv k ， 故 vc kvv= 18 1.0 1.0 0.75 1.0/minm= 13.5/minm= 0 1000v n d = 第 26 页 共 36 页 =mmr x x / 2514 . 3 5 . 131000 =156.1r/mm 根据 z525 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可 选择n=175r/mm， 13.06/min c vmm= 。 4计算基本工时 根据公式 nf l tm= 式中， +=yll ，l=18mm，入切量及超切量由切削用量 手册表 2.29 查出 6ymm+ = ，计算得， l=（18+6）mm=24mm 故有： t=min 4 . 0175 24 x =0.343min 工步二：锪孔28 深 2 根据有关资料介绍，其进给量与切削速度与钻孔同样尺寸的 实心孔时的进给量与切削速度之关系为 钻 ff)8 . 12 . 1 (= 钻 vv) 3 1 2 1 (= 式中的 钻 f、 钻 v 加工实心孔进的切削用量. 现已知 钻 f=0.36mm/r (切削手册)表 2.7 钻 v =42.25m/min (切削手册)表 2.13 第 27 页 共 36 页 1、 给量 取 f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取 0.5mm/r 2、 削速度 v=0.442.25=16.9m/min. 3、 定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 28 9 .161000 271.8r/min 与 271.8r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取 w n =275r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn =min/ 4 . 17 1000 27518 m= 5、切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=2mm; 1l =2.5mm; 2l =0mm; tm= fn l w 21 ll + = 0.5275 5 . 4 =0.091(min) 工序 f：质检，入库 第 28 页 共 36 页 三、三、 夹具设计夹具设计 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。 由指导老师的分配，决定设计第工序：铣悬架右端面 的铣床夹具。 3.1 问题问题的的提出提出 本夹具主要用于铣端面，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。 因其为加工后的第二道工序， 所以我们选择已加工的左端面和124 的内孔来定位，工件被限 制五个自由度，也就是欠定位，经我们分析这时的欠定位是完全 可以的，所以我们对绕 z 轴旋转的自由度就不再设计，这样可以 节省加工成本。 3.2 定定位位基基准准的选择的选择 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。选择已加 工的左端面和124 的内孔来定位，工件被限制五个自由度，也 就是欠定位，经我们分析这时的欠定位是完全可以的，所以我们 对绕 z 轴旋转的自由度就不再设计。为了提高加工效率，缩短辅 第 29 页 共 36 页 助时间，决定用简单的铰链压板作为夹紧机构。 3.3 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用端铣刀 120mm