机械制造技术课程设计-底座工艺规程及钻2-M6孔的工装夹具设计【全套图纸】 .pdf

毕业设计说明书毕业设计说明书 题目：底座工艺规程及钻 2-m6 孔的工装夹 具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 目目 录录 序言1 1. 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 2. 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 3 2.3 制定工艺路线 4 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 2.5 确定切削用量及基本工时6 3. 夹具设计夹具设计7 3.1 问题的提出7 3.2 定位基准的选择7 3.3 切削力及夹紧力计算8 3.4 定位误差分析9 3.5 夹具设计及操作简要说明10 总 结12 致 谢13 参考文献参考文献 14 i 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。 底座加工工艺规程及其钻 2-m6 孔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。 ii 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 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 第 1 页 共 18 页 引引 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。 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 18 页 1.零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用 底座的作用待查 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 从底座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. 以底面为基准的加工面 这一组加工面包括： 2-13mm孔以及对其倒角，端面 2. 以2-13孔为基准的加工面 这一组加工面包括：其余各面和孔 第 3 页 共 18 页 2. 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，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。 2.2 毛坯的设计毛坯的设计 底座零件材料为 ht200，硬度选用260hbs，毛坯重约2kg。 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. 25mm的孔 因为孔只有25mm大，因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛 坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛 坯的成功率。 2. 底面的底面 该底座的底面是定位基准面， 都是6.3， 进行一次粗铣即可满 足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为g，选取尺寸 公差等级为9级。 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。 第 4 页 共 18 页 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，底座零件较规则，所 以粗基准选择比较容易。我们选用不加工的底面为粗基准 （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。 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：铣底面 工序：钻 2- 13 孔锪孔30 工序：钻，扩，铰17 孔 工序：钻，扩，铰25 孔 工序 vii：刨下底面宽 60mm 的槽 工序 viii：铣宽 40mm 的槽面 工序 ix：钻 m6 螺纹并攻丝 工序 x：检验 方案二 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣底面 第 5 页 共 18 页 工序：钻，扩，铰17 孔 工序：钻，扩，铰25 孔 工序：钻 2- 13 孔锪孔30 工序 vii：刨下底面宽 60mm 的槽 工序 viii：铣宽 40mm 的槽面 工序 ix：钻 m6 螺纹并攻丝 工序 x：检验 方案二 方案一和方案二的比较分析，方案一先钻2-13孔，然后以 2-13孔为定位基准，加工余下工序。这样大大提高了生产 效率适合于批量生产，因此我们选择方案1 具体的加工路线如下 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣底面 工序：钻 2- 13 孔锪孔30 工序：钻，扩，铰17 孔 工序：钻，扩，铰25 孔 工序 vii：刨下底面宽 60mm 的槽 工序 viii：铣宽 40mm 的槽面 工序 ix：钻 m6 螺纹并攻丝 工序 x：检验 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： 因为各个面粗糙度要求均不高， 因此我们粗加工即可满足要 求， 查机械加工工艺及夹具设计手册知， 我们单边余量为2mm比较 合适。 第 6 页 共 18 页 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 vii：的切削用量及基本工时的确定：钻mm8 . 4f底孔，攻螺 纹 m6mm。 工步一：钻 m6 螺纹底孔8 . 4f 确定进给量 f ：根据参考文献表 2- 7，当 钢的mpa b 800s，mmd8 . 4 0 f=时，rmf/47 . 0 39 . 0 =。 由于本零件在加工mm8 . 4f孔时属于低刚度零件，故进给量应乘 以系数 0.75，则 ()rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 = 根据 z525 机床说明书，现取rmmf/25 . 0 = 切削速度：根据参考文献表 2- 13 及表 2- 14，查得 切削速度min/18mv =所以 min/ 6 . 1061 4 . 5 1810001000 r d v n w s = = pp 根据机床说明书，取min/965rnw=，故实际切削速度为 min/ 3 . 16 1000 9654 . 5 1000 m nd v ww = = pp 切削工时：mml10=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机 动工时为 min20 . 0 25 . 0 965 3910 21 = + = + = fn lll t w m 工序：攻丝 m6 第 7 页 共 18 页 攻螺纹 m6mm 。 mmmv/15= min/217rns= 按机床选取min/195rnw=，则mmrv/4 .13= 机动时 mml10=，mml5 1 =，mml3 2 = 攻 m6 孔 min9 . 1 1 . 0195 )3510()( 21 = + = + = nf lll tm 第 8 页 共 18 页 3、 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，决定设计第九道工序钻 2- m6 孔的钻床 夹具。 3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于钻 2- m6 孔，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。 3.2 定位基准的选择定位基准的选择 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。2-13 孔 已加工好， 为了使定位误差减小， 选择已加工好的 2-13 孔和其 端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，一面 2 销定位。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。 3.3 切削力和夹紧力的计算切削力和夹紧力的计算 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： 第 9 页 共 18 页 钻削力 6 . 08 . 0 26hbdff = 式（5-2） 钻削力矩 6 . 0 8 . 09 . 1 10hbfdt = 式（5-3） 式中：10.5dmm= ()() maxmaxmin 11 187187 149174 33 hbhbhbhb=-=-= 1 0.20fmm r-= 代入公式（5-2）和（5-3）得 0.80.6 26 10.5 0.201741664fn= 1.90.80.6 10 10.50.2017446379tn mm= 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因 此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、 刚度适当即能满足加工要求。 3.4 定位误差分析定位误差分析 2 一面两销定位误差 (1)移动时基准位移误差 yj d yj d min111 xdd+d+d= （式 5-5） 式中： 1 dd 圆柱销孔的最大偏差 1 dd 圆柱销孔的最小偏差 1min d 圆柱销定位孔与定位销最小配合 间隙 代入（式 5-5）得： yj d min111 xdd+d+d=0.00900.016+ + =0.025mm (2) 转角误差 l xddxdd tg 2 min222min111 +d+d+d+d =d q （式 5-6） 式中： 1 dd 圆柱销孔的最大偏差 1 dd 圆柱销孔的最小偏差 第 10 页 共 18 页 1min d 圆柱销定位孔与定位销最小配合 间隙 2 dd 削边销孔的最大偏差 2 dd 削边销孔的最小偏差 2min x 削边销定位孔与定位销最小配合 间隙 其中：) 2 (2 min1 min2 x x lglx -+=dd 则代入（式 5-6）得： 0.00900.0160.00900.004 0.0000622 2 305.29 tg q + + + d = 则： 0.00006219q= 3.5 夹具设计及操作简要说明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。本道工序为车床夹具选择了压紧螺钉夹 紧方式。本工序为车切削余量小，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。 夹具装配图附图如下夹具装配图附图如下 第 11 页 共 18 页 夹具体附图如下夹具体附图如下 第 12 页 共 18 页 总总 结结 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 设计手册和 autocad 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基 础。 设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的， 还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师 给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们 的这次设计的机会，它将