机械制造技术课程设计-转换套零件加工工艺及铣63侧面夹具设计.doc

机械制造技术课程设计姓 名： 学 号： 院 部： 专 业： 题 目：转换套零件加工工艺及铣63侧面夹具设计 全套图纸加扣3012250582 指导教师： 评阅者 ： 2019年 6月 中文摘要本次的设计课题为转换套零件加工工艺以及其铣床夹具设计。在这次的整个过程中，主要的内容包括利用到了制图软件进行有关图形的绘制、工艺规程设计、专用夹具设计以及包括文字编写排版等过程。设计过程首先，先对转换套这个零件的结构和作用分析，主要是分析零件的作用以及转换套零件加工工艺分析。从而了解它的工艺方面。通过了解转换套零件的结构以及工艺分析可以得出选择毛坯的材料以及制作毛坯的形式。制作毛坯的过程要按照转换套零件的结构特点进行。接下来是进行设计机械加工工艺路线，进行定位基准分析以及选择。确定加工的粗基准以及精基准。进行工艺路线的制定，一般制作几条工艺路线规程然后进行挑选最为合适的一条。适合包括路线的加工精度、制作成本以及加工效率等方面。而且要制作一个合理的专用夹具，本次制作的专用夹具主要是用于转换套钻孔加工，夹具的设计结构方面。要做到结构简单，便于操作。关键词：转换套零件、工艺、毛坯、夹具3Abstract：Part of the preparation processing, in processing machinery occupies very important position, part process system is reasonable, which is directly related to the final part quality requirements can be met; fixture design is an indispensable part of, it is related to can improve the efficiency of the problem. Therefore both in the mechanical processing industry is a vital link.In machine tool of mechanical parts of the process, in order to ensure the processing precision of the workpiece, first of all to guarantee the workpiece holds the correct position on the machine, then by clamping the workpiece in the correct position is fixed, this task is by the machine tool fixture. For single and small batch production, the use of universal fixture should be as far as possible, so that the production cost of the workpiece can be reduced. But because the universal fixture is suitable for various workpiece clamping, so clamping tend to spend more time and the operation is complex, the production efficiency is low, it is difficult to guarantee machining accuracy, so it is necessary to design a special fixture.The design content involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Keywords ： process, process, cutting dosage, clamping, positioning目录绪论4第一章 加工工艺规程设计51.1零件的分析51.2毛坯的制造形式51.3加工工艺的特点61.4基面的选择61.5加工阶段的区分61.6加工工序的原则71.7制定加工工艺路线7（1）工艺路线一7（2）工艺路线二81.8确定切削用量及基本工时9第二章 铣床夹具设计152.1问题的提出152.2 定位基准的选择152.3 定位元件的设计152.4定位误差分析162.5切削力的计算与夹紧力分析162.6夹具设计及简要说明18总 结19致 谢20参考文献21 绪论机械制造业是当今社会的主题，在人们的生活中占有非常重要的角色。由于人们对机械行业产品的不断追求，所以如今的机械越来越先进。但现在越来越多的机械行业发展已经给地球带来了极大的污染问题。所以本世纪的机械行业不但要做到追求更高质量、高效率的产品。也应注意环保问题。是本世纪追求的目标。要做到一个高效率、高质量的机械产品，那么需要的是根源部分，那就是车间的工艺加工。要确定好每个工序和工步的加工情况，要做到每个工步加工的粗糙度以及公差达到图纸的要求。在进行工艺设计时工艺上每个步骤都应该做到非常地详细。但在这些基础上要根据实际的加工车间以及车床进行出发。做到根据实际点出发进行指导加工的工艺流程。如今越来越多的先进加工设备，所以在设计的过程中考虑到要引进先进的设备。进行高效地加工。要想做到一个产品的这些要求，还少不了夹具的设计。机械行业在设计夹具的目的包括为了提高零件的精度，还能够提高生产效率，因为机械行业生产的零件往往都是大批量生产。特别是现代的机械生产，车间加工的产品都少不了夹具这个工艺装备。为了方便，制作的夹具用在机床上进行装备加工的夹具，我们统一称为机床夹具。如今对机械产品的需求非常的大，所以考虑加工的效率也是工艺中非常重要的部分。其中夹具对这些有直接的影响，所以夹具在机械行业参演的角色非常重要。本次论文是转换套零件的工艺及钻孔夹具展开设计，在这设计其中会存在一定的不足，待老师批改与修正。第一章 加工工艺规程设计1.1零件的分析 本次的课题零件为转换套。它可以直接影响到工作的精度，还有性能和寿命。所以转换套的加工表面精度非常重要。做到加工满足加工要求。见下为转换套零件图。其中有具体的尺寸、加工公差以及各个表面的粗糙度。 图1 转换套零件图1.2毛坯的制造形式转换套的零件采用材料是20钢，其加工类型为大批量生产类型。材料的硬度在190210HB。根据转换套零件的这些，选择制作毛坯的方案。毛坯的材料正确选择，需要从很多方面去考虑。要根据转换套零件的结构和工艺方面去选择，它们相结合。综合可以得出转换套零件的毛坯材料选择锻造比较适合。那是因为要是选择型材，那么加工的余量浪费巨大，这些从经济方面角度考虑不合理利用型材，不但浪费材料还给刀具和机床等制造机器带来很大的消耗，使得工作艰难还浪费材料。所以这次设计选择的毛坯材料为锻造，它具有的性能为抗扭也抗拉等。强度适合。经济合理这些特点。 1.3加工工艺的特点通过转换套零件的结构以及工艺方面的分析，得出零件需要加工主要是面和一些孔系。要做到两者都能够达到精度，那么必须要按照先加工面在加工孔的原则进行加工。本设计主要是做到能够保证孔的尺寸精度，因为表面的加工精度比孔的精度更容易达到。由此可以得出，转换套零件加工要做到保证尺寸精度、个孔系位置精度、以及形状精度等。1.4基面的选择加工的定位基准选择是工艺规程环节中最为重要的组成部分之一。反而，如果选择的定位基准不正确，会使得加工的质量得不到保证，严重还使得零件报废。影响加工效率的同时，还使得浪费了材料的制作成本。下面是基准选择的基本要求，要根据这些要求出发选择一个正确的定位基准进行加工：（1）粗基准的选择。这个选择也是比较重要的过程。它为后面的加工保留一定的加工余量供给加工。要选择粗基准那么需要根据零件的结构特点选择，一般挑选加工余量为最小的表面为粗基准面。一般挑选比较均匀、干净、整齐、等表面为粗基准。所以本次的要做到拨叉零件加工的各个位置为正确位置，那么加工的选择定位也是非常重要的一步。为了能够保证这些的要求。那么最好在加工时选用统一的基准进行定位。这样减少加工的定位误差。为了定位基准的选择要满足上面的这些要求。（2）精基准的选择。根据盘类零件的工艺加工方面等因素进行挑选。挑选的精基准要满足一些要求，位置精度得到保证。要做到互为基准的原则。1.5加工阶段的区分 粗加工阶段这个阶段可以说是第一阶段，其加工的目的就是切掉多余的金属。可以说就是为接下来半精车或者精车做好准备。然后利用粗加工的过程看工件是否符合加工要求，如果发现有不良情况或者缺陷，要做出立刻做出相应的处理。 半精加工阶段这个阶段可以说是第二阶段，其加工的目的就是为精加工做准备。 精加工阶段精加工是加工的最后一个阶段，在进行了前面的粗加工或者半精加工的前提下进行加工。利用前者已经加工后的条件进行工件的工序最终需要的加工精度。加工至符合图纸要求。1.6加工工序的原则工艺规程中的工序数。要按实际的加工办法出发，根据加工类型以及加工的零件技术等方面出发考虑工序数。所以制作工艺中的工序过程中要保证能够有一定的工序原则。这些原则包括如下所示分析。（1）工序分散原则。工序分散这个原则一般设计出来的工序需要很多的工人以及种类多的加工设备和加工装备。（2）工序集中原则。一条工艺制作需要考虑的是怎样使得加工的设备以及工艺装备能够减少的情况下不影响加工的质量。能够把需要加工的工件时间缩短。那么需要的是设计工序要有集中的原则。这样可以降低了劳动力和缩短了加工时间。使得加工生产能够得到简单化。有利于管理。1.7制定加工工艺路线工艺路线的设计出发点要从很多方面出发，首先结合需要加工的转换套零件结构、形状以及工艺加工要求等等来设计工艺路线。加工要做到和保证了这些条件下，要考虑制作工艺路线的成本。把制作路线的费用成本降为最低进行，同时也能够提高加工效率的工艺路线。综合这些的要求可以把转换套零件工艺规程设计为如下几种方案，然后再在这几种工艺规程流程中挑选一条合适的加工工艺路线。、根据以上这些要求的分析，现把转换套加工工艺路线制作如下所示：（1）工艺路线一：工序10：锻造毛坯工序20：退火（消除内应力），热处理工序30：车削U形，粗车左端、外圆以及外圆的台阶工序40：精车右端、外圆以及外圆的台阶工序50：精车左端，钻孔6.8，攻丝M8工序60：粗车孔30mm。工序70：车30H7mm孔至尺寸要求。工序80：钻3孔直径为3mm工序90：铣尺寸为63的台阶面工序100：去毛刺，清洁工序110：检查，入库（2）工艺路线二：工序10：锻造毛坯工序20：退火（消除内应力），热处理工序30：钻3孔直径为3mm工序40：车削U形，粗车左端、外圆以及外圆的台阶工序50：精车右端、外圆以及外圆的台阶工序60：精车左端，钻孔6.8，攻丝M8工序70：粗车孔30mm。工序80：车30H7mm孔至尺寸要求。工序90：铣尺寸为63的台阶面工序100：去毛刺，清洁工序110：检查，入库上面两个艺方案比较与分析：两个加工方案工序数都一样，但它们不同之处是加工的顺序。方案二把钻孔工序调整到加工其他面的前面了，这些使得后面的加工面找不到定位基准，从而满足不了转换套零件的加工精度要求。所以方案一符合加工要求。所以本次设计的工艺流程选择方案一进行加工。1.8确定切削用量及基本工时工序10：锻造毛坯，无需计算工序20：退火（消除内应力），无需计算工序30：车削U形，粗车左端、外圆以及外圆的台阶加工材料：20钢加工刀具：铣刀，各个参数为。， ，齿数。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：确定每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速：，按照机床实际参数取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层长度：， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序40：精车右端、外圆以及外圆的台阶加工材料：20钢铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速：，根据机床实际参数取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：工序50：精车左端，钻孔6.8，攻丝M8加工材料：20钢切削深度。进给量。，取切削速度。，由此可以求得机床主轴的转速值为：计算主轴转速依据机床说明书取实际的速度基本时间的确定 钻削基本工时的计算公式：刀具切入为，取3刀具切出为=（14），取4钻孔深度l=39mm所以工序60：粗车孔30mm切削深度。 。进给量。 根据实际情况取。切削速度。=65m/min。由此可以求得机床主轴的转速值为：计算主轴转速依据机床说明书取n=255r/min实际的速度基本时间的确定 基本工时的计算公式：主轴转速为n=255r/min，所以得出工作台的进给量值为：=。依据机床说明书取=480mm/min。由于L=28mm，=7，所以基本工时为工序70：车30H7mm孔至尺寸要求。加工材料：20钢查出文献资料得出如下进给量。，取切削速度。，由此可以求得机床主轴的转速值为：计算主轴转速依据机床说明书取实际的速度基本时间的确定 钻削基本工时的计算公式：刀具切入为，取3刀具切出为=（14），取4钻孔深度l=16mm所以 工序80：钻3孔直径为3mm加工材料：20钢选择加工刀具为：麻花钻选择加工机床为：Z525立式钻床选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面最大磨损限度为0.50.8mm，T = 60 min确定进给量：进给量为f=0.250.65,按照实际说明书取f=0.60。确定切削速度： V=12=10.32 钻床的主轴转速为： = =131 按照机床的实际说明书取 n = 150实际切削速度 ：钻孔时加工机动时间计算公式为: 式中 l=，l=5， l=23所以得工序90：铣尺寸为63的台阶面加工的材料:20钢加工的刀具为：铣刀，其中刀具的参数值为确定深度加工： 确定的宽度：确定的进给量：根据文献3表2.3，取确定的速度：取所以机床主轴的转速：根据机床的实际参数取 所以实际的速度：加工的进给量为： 按照机床的实际参数取 计算基本加工工时：工序100：去毛刺，清洁。无需计算工序110：检查，入库。无需计算第二章 钻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，决定设计铣63侧面的铣床夹具。2.1 问题的提出 本夹具主要用于铣63侧面，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率，降低劳动强度2.2 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。由零件图和工艺过程得，选40右端面和两个7孔作为定位基准。2.3定位元件的设计选择已加工好的40右端面和两个7孔来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是支承板和A型固定式定位销及B型固定式定位销。因此进行定位元件的设计主要是支承板和A型固定式定位销及B型固定式定位销。1、 40右端面与支承板相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2、 7孔与A型固定式定位销相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。 3、 另一个7孔与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即Z轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。2.4定位误差分析1、移动时基准位移误差 （式3-1）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： =0.015+0+0.013 =0.028（mm) 2、 转角误差 （式3-2）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式4-2）得：则：=0.03362.5切削力的计算与夹紧力分析 本夹具是铣63侧面，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，只有粗铣一道工序，故按粗铣时计算切削力。计算切削力如下：查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式：由深8槽的工时计算知，=0.2mm，即 =8964.7N2.6夹具设计及简要说明如前所述，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。本道工序为铣床夹具选择用螺母、螺杆、圆垫圈、弹簧、移动压板、调节支承和带肩螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的