毕业设计（论文）-气缸套法兰耳零件的工艺规程及钻4-Ф12孔的工装夹具设计【全套图纸】.doc

设计说明书题目：气缸套法兰耳零件的工艺规程及钻4-12孔的工装夹具设计全套图纸，加153893706 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。气缸套法兰耳零件的加工工艺规程及其钻4-12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。ABSTRCTThis 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 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 3二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 32.3制定工艺路线 32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 42.5确定切削用量及基本工时5三 夹具设计173.1问题的提出173.2夹具设计173.3切削力及夹紧力计算173.4定位误差分析183.5夹紧误差183.6夹具设计及操作简要说明18总 结21致 谢22参考文献 23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。气缸套法兰耳零件的加工工艺规程及其钻412孔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。一、 零件的分析1.1 零件的作用气缸套法兰耳的作用，待查1.2 零件的工艺分析气缸套法兰耳有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，外圆自身和端面，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的钻削。二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为45，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用锻造。2.2 基面的选择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。粗基准的选择：对法兰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：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2.3 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：方案一工序：锻造工序：退火工序：粗车，半精车，精车内孔工序：210外圆及其端面，车退刀槽R5工序：220外圆及其端面，车退刀槽R5工序：铣台阶面工序：铣平台面工序：铣平台面周边工序：钻4-12孔工序X：质检、入库方案二工序：锻造工序：退火工序：210外圆及其端面，车退刀槽R5工序：220外圆及其端面，车退刀槽R5工序：粗车，半精车，精车内孔工序：铣台阶面工序：铣平台面工序：铣平台面周边工序：钻4-12孔工序X：质检、入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一把内孔加工放到了前面，根据粗基准选择原则，我们知道方案一相对合理。具体的工艺路线如下工序：锻造工序：退火工序：粗车，半精车，精车内孔工序：210外圆及其端面，车退刀槽R5工序：220外圆及其端面，车退刀槽R5工序：铣台阶面工序：铣平台面工序：铣平台面周边工序：钻4-12孔工序X：质检、入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定法兰零件材料为45，生产类型为大批量生产，采用锻造。1、 法兰的外圆和端面因轴套的外圆和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为2.5mm。3、法兰的内孔毛坯为空心，锻造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5表面粗糙度均1.61、 孔4-12端面采用2次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.2，根据参考文献，其余量为Z=2.5mm2.5确定切削用量及基本工时工序I：锻造工序II：退火工序III：粗车，半精车，精车内孔工步一：粗车198的内圆粗车198内圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=1.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时， t=i ;其中l=140mm; =1.5mm; =2mm; t=i=0.239(min)工步二：半精车199.4内圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=140mm; =0.7mm; =2mm; t=i=2.378(min)工步三：精车200内圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=140mm; =0.3mm; =2mm; t=i=2.372(min)工序：车210外圆及其端面，车退刀槽R5工步一：车210端面1） 车削深度，选择ap=2.5mm2）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=180min4） 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。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=(5+2.5)/475=0.016min。工步二：车210外圆 选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=2.5mm，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=180min4） 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。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=(70+2.5)/475=0.153min。工步三：车退刀槽R5工序：车220外圆及其端面，车退刀槽R5工步一：车220端面1） 车削深度，选择ap=2.5mm2）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=180min4） 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。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=(10+2.5)/475=0.026min。工步二：车220外圆 选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=2.5mm，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=180min4） 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。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=(40+2.5)/475=0.089min。工步三：车退刀槽R5工序：铣台阶面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成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 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为总的工时T=2=1.006min工序：铣平台面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 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 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为总的工时T=2=0.606min工序：铣平台面周边1. 选择刀具刀具选取立铣刀，。2. 决定铣削用量7） 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8） 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 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时：l=70mm ，则机动工时为总的工时T=2=0.780min工序：钻4-12孔1、钻头选择：钻头几何形状为：双锥修磨具刃，刀具材料YG8,钻头参数：12 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根据机械加工工艺师手册表281确定f=0.40.8mm2、按机床进给强度决定进给量： ,当b210MPa 012mm 可确定f=0.75。 按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.3、 决定钻头磨钝标准及寿命，当do=12mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.4、切削速度根据机械加工工艺师手册表282切削速度公式V=(CVd0zv/Tmapxvfyv)kv CV=22.2 Zv=0.45 Xv=0 yv=0.3 m=0.2确定修正系数：KTV=1.0 KMV=1.0 KWV=0.8 Ktv=1.0 kov=1.2 klv=1.0 kapv=1.0=21m/minn=1000V/D=334.4n/min 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/min和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际=17 m/min 5、 基本工时： 入切量及超切量查出+=6mm Tm=L/nf=(20+6)/280x0.62=0.150(min) 总的工时T=4=0.600min工序X：质检、入库三、 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。由指导老师的分配第IX道工序的钻4-12孔的钻床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于钻4-12孔，粗糙度为3.2，保证尺寸70，2703.2定位基准的选择本道工序加工4-12孔，精度不高，因此我们采用已加工 好的200孔定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求3.3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：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 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定位误差分析本工序选用的工件以心轴定位，工序基准和设计基准重合。3.5钻套设计12的加工需钻，当钻套磨损后，为了方便更换，选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。图 5.3 快换钻套图快钻套结构参数如下表：表 5.1 扩工艺孔钻套数据表dHD公称尺寸允差121618-0.006-0.018302610411113.6夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位，采用铰链压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产装配图附图：夹具体附图如下总 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