机械制造技术课程设计-上压盖的加工工艺及钻2-Φ18孔夹具设计（全套图纸）.pdf

课程设计说明书课程设计说明书 题目：上压盖零件的工艺规程及钻 2-18 孔的钻床夹具设计 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。 上压盖加工工艺规程及钻 2-18 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。 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 3 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 6 2.5 确定切削用量及基本工时7 三三 夹具设计夹具设计11 3.1 钻夹具的设计11 3.1.1 问题的提出11 3.1.2 定位基准的选择11 3.1.3 切削力及夹紧力计算12 3.1.4 定位误差分析12 3.1.5 钻套设计13 3.6 夹具设计及简要操作说明16 总 结17 致 谢18 参考文献参考文献 19 第 1 页 共 19 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。 上压盖的加工工艺规程及其钻和铣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 19 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 上压盖的作用，待查 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 上压盖有 3 个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。 1：一底面为基准的加工面，这组加工面主要是底面，上表面和 35.5 的孔， 2：以18 孔为基准的加工面，这组加工面主要是镗35.5 的孔 及拉18 第 3 页 共 19 页 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 45，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，选用锻造，锻造精度为 2 级，能保证锻件的尺寸要 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 基面的选择的选择基面的选择的选择 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 第 4 页 共 19 页 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。 （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。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的 生产是非常重要的。先选取 64x54 的面作为定位基准， 。 2.3 精基准的选择精基准的选择 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 第 5 页 共 19 页 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。 以已经加工好的18 孔和一端面为定位精基准， 加工其它表 面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基 准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专 门的计算，在此不再重复 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。 制定以下两种工艺方案： 方案一 工序：锻造 工序：退火处理 工序：铣基准面 B 工序：铣 80X180X250 的面 工序：钻 2- 18 孔锪34 深 5 孔 工序：铣基准面 A 及其对称面 工序：镗35.5 孔，拉宽 1418 工序：铣宽 12 的槽 第 6 页 共 19 页 工序：检验 方案二 工序：锻造 工序：退火处理 工序：铣基准面 B 工序：铣 140X80X25 的面 工序：铣基准面 A 及其对称面 工序：钻 2- 18 孔锪34 深 5 孔 工序：镗35.5 孔，拉宽 1418 工序：铣宽 12 的槽 工序：检验 工艺方案一和方案二的区别在于方案一把钻孔孔放在了前 面，这样我们铣面的时间就可以利用钻好的孔做为定位基准。 具体的加工路线如下 工序：锻造 工序：退火处理 工序：铣基准面 B 工序：铣 140X80X25 的面 工序：钻 2- 18 孔锪34 深 5 孔 工序：铣基准面 A 及其对称面 工序：镗35.5 孔，拉宽 1418 工序：铣宽 12 的槽 工序：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 上压盖材料为 45 重量为 5Kg 生产类型为大批量生产，采用锻造。 1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直 接获得。 第 7 页 共 19 页 2、上压盖的底面 由于上压盖底面要与其他接触面接触， 同时又是35.5 孔的中心 线的基准。粗糙度要求为 2.5，查相关资料知余量留 2.5 比较合 适。 3、上压盖的孔 锻件为空心，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 2.5mm 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：钻工序：钻 2- 18 孔锪孔锪34 深深 5 孔孔 工步一工步一：钻钻 2- 18 孔孔 确定进给量 f ：根据参考文献表 2- 7，当钢的MPa b 800， mmd17 0 =时，rmf/47 . 0 39 . 0 =。由于本零件在加工18 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/152 17 1810001000 r d v n w s = = 根据机床说明书，取min/175rnw=，故实际切削速度为 min/98.71 1000 17517 1000 m nd v ww = = 第 8 页 共 19 页 切削工时：mml30=，mml5 . 8 1 =，mml3 2 =，则机 动工时为 min443 . 0 25 . 0 375 35 . 830 21 = + = + = fn lll t w m 总的工时：T=6tm=2.658min 工步二：锪孔mm28 利用锪孔刀将mm17孔扩大至mm28深 5mm， 根据有 关手册规定， 锪孔的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ()() rmm ff /87 . 0 585 . 0 75 . 0 65 . 0 8 . 12 . 18 . 12 . 1 = = 钻 根据机床说明书，选取rmmf/57 . 0 = min/4612 3 1 2 1 3 1 2 1 mvv= = = 钻 则主轴转速为min/346 .51rn =，并按车床说明书 取min/68rnw=，实际切削速度为 min/8 . 6 1000 6828 1000 m nd v ww = = 切削工时：mml16=，mml5 . 5 1 =，mml3 2 =，则机 动工时为 min632 . 0 57 . 0 68 35 . 516 21 = + = + = fn lll t w m 总的工时：T=6tm=3.792min 第 9 页 共 19 页 工序：铣宽工序：铣宽 12 的槽的槽 加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 12-0.055 0mm，长 L=137mm，加工余量 6mm 由于此工步的设计尺寸精度要求不高，一次即可达到要求 选择刀具：立铣刀 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。 由指导老师的分配第 V 道工序钻 2- 18 孔和第 VIII 道工序 的铣宽 12 的槽的夹具设计。 3.1 钻床夹具的设计钻床夹具的设计 3.1.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于钻 2- 18 孔，精度要求不高，和其他面没有 任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不 予考虑， 。 3.1.2 定位基准的选择定位基准的选择 本道工序加工 2- 18孔，精度不高，因此我们采用已加工 好的底面和两 侧面定位，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 3.1.3 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 第 10 页 共 19 页 削手册得： 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 （1） 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面，一定位销，一挡销。 （2） 工件的工序基准为底面，当工件底面为最大，定位销 的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于 底面与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在钻床上加 工，所以工件底面与夹具上的定位销保持固定接触。此 时可求出底面在接触点与销中心连线方向上的最大变动