机械制造技术课程设计-制定拨动顶尖座零件的加工工艺，设计钻6-φ12孔的钻床夹具【全套图纸】 .pdf

机械制造技术课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书 设计题目：设计题目： 制定拨动顶尖座零件的加工工艺，制定拨动顶尖座零件的加工工艺， 设计钻设计钻 6-12h7 孔的钻床夹具孔的钻床夹具 专专 业：业： 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 机械工程系机械工程系 2012 年年 11 月月 15 日日 哈尔滨理工大学课程设计 i 哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学 机械制造技术基础课程设计任务书机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目设计题目：制定拨动顶尖座零件（图 5- 19）的加工工艺，设计钻 6- 12 孔的钻床夹具 设计要求设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容：设计内容： 1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工工艺过 程卡一张和钻 6- 12 孔工序的工序卡。 3、设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说明书、工 艺过程卡和工序卡，并交电子文稿 。 设计时间设计时间：2013 年 11 月 12 日至 12 月 15 日 答辩时间答辩时间：2013 年 12 月 13 日 班班 级：级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 系系 主主 任：任： 2013 年年 11 月月 6 日日 哈尔滨理工大学课程设计 ii 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基 础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所 学各课程的一次深入的综合性的总复习。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器 零件的生产工艺过程， 巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识， 理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻 炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础， 并且为后续课程的学习大好基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 哈尔滨理工大学课程设计说明书 目录目录 设计任务书 i 序言 ii 课程设计说明书正文： 第 1 章 零件的分析 . 1 1.1 零件的作用 . 1 1.2 零件的工艺分析 . 1 第 2 章 工艺规程设计 . 2 2.1 确定毛坯的制造形式 . 2 2.2 几面选择 . 2 2.3 制定工艺路线 . 2 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 3 2.5 确定切削用量及基本工时 . 4 第 3 章 专用夹具设计 . 8 3.1 设计主旨 8 3.2 夹具设计 8 3.2.1 定位基准的选择 8 3.2.2 切削力和加紧力计算 8 3.2.3 定位误差分析 8 3.2.4 卡具设计及操作的简要说明 9 参考文献 . 10 致谢 . 11 哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 第第1章章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 拨动顶尖座是用于装夹多工位的钻削工具。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、 内孔等，其中表面粗糙度要求最高的是18h7 对62h6 同轴度公差 0.005，表面粗糙度为 0.8um。 1、18mm孔为中心的加工表面。 这一组加工表面包括：孔18h7 及其倒角，外圆62h671 外圆 及其倒角，槽605。 2、25mm外圆为中心的加工表面。 这一组加工表面包括：外圆25h85, 65h8 及其倒角，632 的 槽。 3、71mm外圆为中心的加工表面。 这一组加工表面包括：孔 612h7，螺纹 6m5。 4、62mm外圆为中心的加工表面。 这一组加工表面包括：键槽 205h9。 图 1- 1 拨动顶尖座 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 第第2章章 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 零件材料为优质 t10 碳素工具钢，选用棒料；零件为中批量生产， 零件的轮廓尺寸也不大，所以采用棒料，这对于提高生产率、保证加工 质量也是有利的。 2.2 几面选择几面选择 定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线 面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确、合 理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问 题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。 1 粗基准的选择 对轴类零件而言，以外圆作为粗基准完全合理。 2 精基准的选择 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。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 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 1：下料。 工序 2：车端面。 工序 3：粗车外圆71mm。 工序 4：切槽60mm5、65mm2。 工序 5：粗车外圆65mm，25mm，62mm。 工序 6：钻、扩、铰孔18mm。 工序 7：去除毛刺。 工序 8：倒角。 工序 9：精车外圆65mm，25mm，62mm，并倒角。 工序 10：钻、扩、铰12mm 孔。 工序 11：去除毛刺。 工序:12：钻 m5 螺纹孔。 工序 13：去除毛刺。 工序:14：攻 m5 螺纹。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 工序 15：粗、半精铣键槽。 工序 16：去除毛刺。 工序 17：淬火处理。 工序 18：精磨18mm、16mm 内孔。 工序 19：终检。 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 “拨动顶尖座”零件材料为碳素工具钢毛坯重量为 7kg，生产类型 为中批量生产，采用棒料。 1 外圆表面（65，71，62，25） 毛坯加工表面长度为 50mm，直接取其毛坯外圆表面直径为 75mm，71,25 表面粗糙度值为 3.2um。65, 62 表面粗糙度值为 0.8um， 粗车余量为 1.6mm， 差 工艺手册 表 2.3- 2， 精车余量为 0.2mm， 差工艺手册表 2.3- 3。 2.内孔 18 和12 的表面粗糙都值为 0.8um，查工艺手册表 2.3- 8 表 2.3- 12。 钻孔：11mm 扩孔：11.9mm 2z=0.75 mm 铰孔：11.98mm 2z=0.1mm 磨孔：12mm 钻孔：17mm 扩孔：17.75mm 2z=0.75mm 铰孔：17.98mm 2z=0.1mm 磨孔：18mm 3.螺纹 m5工艺手册表 2.320 钻孔：4.2mm 攻丝 m5 p=0.8 4.键槽工艺手册表 2.322 长为 20：粗铣后半精铣余量为 1.5mm 宽为 5：粗铣偏差为 0.2mm0.18mm 深为 3.2：半精铣偏差为 0.075mm 5.拨动顶尖座毛坯： 见图 2- 1。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 图 2- 1 拨动顶尖座毛坯 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：钻、扩、铰12孔。本工序采用计算法确定切削用量。 1）钻12 孔： 莫式圆锥 2 号，d=11，l=175，根据工艺手册表 3.1- 10=30，2 =118，=40，当d020 ，钻头后刀面磨损极限值为 0.8，耐 用度 t=60min。查切削手册 。表 2.12 （1）背吃刀量：钻孔时 2 0-11 ap =5.5 （2）进给量： f= （0.250.31）0.75=0.180.23，f=0.2r查切 削手册表 2.7 （3）计算切削速度： vc = yv xvm v fapt c dz v 0 kv 式中：cv=4.4,zv=0.4,xv=0,y v =0.7，m=0.2，kt v =1.0，km v =0.88，ks v =1.1，kt v =1.0，kx v =0.87，kl v =0.87查切削手册 表 2.31 所以 kv=kt v kmvksvktvkxvklv=10.881.110.870.85=0.72 vc = 7 . 002 . 0 4 . 0 2 . 05 . 560 114 . 4 0.72=11.24 m/min 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 0 1000 d v s c n = = 11 11.241000 minr=325minr 根据z3025机床标准主轴转速，n=315minr，实际转速为 s n= 1000 n d = 1000 31511 =10.89m/min （4）基本时间： t m= nf lll fw1 + 式中已知lw=42 ，3cos 2 += kr dw lf=12.13，l1=3 ，f=0.2r， n=315minr，所以孔的基本时间： t m= 3152 . 0 13.12342+ =0.9min 2）扩孔12 ： 锥柄扩孔钻， 莫氏锥度 2 号， d=11.75， l=228 查 工艺手册 表 3.1- 8， t=30min查切削手册 。表 2.12 （1）背吃刀量 2 17-75.17 ap =0.375 （2）进给量：f=0.50.6，按机床选取 f=0.5r （3）计算切削速度 vc = yv xvm v fapt c dz v 0 kv 式中：cv=11.1,zv=0.4,xv=0.2,y v =0.5， m=0.2， kt v =1.0， kmv =0.88， kap r =1.0，k wv =1.0，kt v =1.0查切削手册表 2.31 所以 kv=kt v kap r kmvktvkwv=0.88 vc = 5 . 02 . 02 . 0 4 . 0 5 . 0375 . 0 30 75.11 1 . 11 0.88=17.01 m/min 0 1000 d v s c n = = 17.75 17.011000 minr=460.98minr 根据z3025机床标准主轴转速，n=500minr，实际转速为 s n= 1000 n d = 1000 50011.75 =18.46m/min （4）基本时间 哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 t m= nf l ll 21+ + 式中已知l=42 ，2cos 2 1 1 + = k d l r d =2.6，l2=4 ，f=0.5r， n=200minr，所以孔的基本时间： t m= 5005 . 0 46 . 242+ =0.193min 3）铰孔12 直柄机用铰刀，l=151mm，d=12mm，查工艺手册表 3.1- 16， t=40min查切削手册 。表 2.12 （1）背吃刀量 2 75.1112 ap =0.125 （2）进给量：f=0.651.4，按机床选取 f=1.0r （3）计算切削速度 vc = yv xvm v fapt c dz v 0 kv 式中：cv=12.1,zv=0.3,xv=0.2,y v =0.65， m=0.4，kt v =1.0， kmv =0.66，ktv=1.0，查切削手册表 2.31 所以 kv=kt v kmvktv=0.66 vc = 65 . 0 2 . 02 . 0 4 . 0 1125 . 0 40 12 1 . 12 0.66=5.78m/min 0 1000 d v s c n = = 12 5.781000 minr=153.3minr 根据 z3025 机床标准主轴转速，n=200 minr ，实际转速为 s n= 1000 n d = 1000 50017.75 =7.54m/min （4）基本时间 t m= nf l ll 21 + 式中已知l=42 ，2cos 2 1 1 + = k d l r d =2.6， l2=18 ， f=0.63 r， n=200minr，所以孔的基本时间： 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 t m= 2001 186 . 242+ =0.313min 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加 工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 第第3章章 专用夹具设计专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计 专用夹具。 经过与指导师协商，决定设计第 5 道工序钻12mm内孔的钻床 专用夹具。 3.1 设计主旨设计主旨 本夹具主要用来钻12mm内孔，对孔进行预加工。 3.2 夹具设计夹具设计 3.2.1 定位基准的选择定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔18 为定位基准。在 加工此道工序时零件为完全对称结构，所加工的六个孔为对称分布，且 六个孔在零件上的位置无要求，故六个孔之间的位置由钻模板保证。保 证加工基准和设计基准重合，再使用手动螺栓夹紧机构进行夹紧。 3.2.2 切削力和加紧力计算切削力和加紧力计算 本步加工按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。 钻削轴向力 ： ndfkcf zf y fffi 1980112 . 00 . 1600 17 . 0 0 = 扭矩 ： mnkfdct t ytzt t = 68 . 0 0 10207 . 0 0 . 111305 . 0 夹紧力为 n f f f 1 . 12 2 = 取系数 s1=1.5 s2=s3=s4=1.1 则实际夹紧力为 f=s1*s2*s3*s4*f=24.1n 使用螺栓螺母机构进行人工夹紧，调节夹紧螺母，即可达到可靠的 夹紧力。 3.2.3 定位误差分析定位误差分析 由于加工基准和设计基准重合，所以能够保证了加工精度。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 3.2.4 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 所加工的零件尺寸不大，并且所需夹紧力不是很大，为使夹具简单， 操作方便灵活，故使用手动夹紧。 夹紧螺栓与夹具体之间采用铰链连接，便于零件的装卸。所选螺栓 比计算值要大，这样便于操作。 装配图： 图 3- 1 夹具装配图 哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 参考文献参考文献 1吴 拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业 出版社，2010 2艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册m.北京：机械工业出版社. 3李益民主编.机械制造工艺设计简明手册m .北京：机械工业出版社， 1993 4孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991 5王 栋主编.机械制造工艺课程设计指导书m.北京：机械工业出版社 6梅 伶主编.模具课程设计指导北京：机械工业出版社，2010 7王卫卫主编.材料成形设备北京：机械工业出版社，2010 8甘永立主编.几何公差与检测上海：上海科学技术出版社，2008 9孙 桓、陈作模、葛文杰主编.机械原理 北京：高等教育出版社， 2006 10崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993 11王绍俊