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KCSJ 06 镗孔 夹具 设计

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课程设计(论文)题 目:角板的机械加工工艺规程及典型夹具 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日目 录目 录21.序 言12 计算生产纲领、确定生产类型13 审查零件图样的工艺性14 选择毛坯35 工艺过程的设计35.1 定位基准的选择35.2 零件表面加工方法的选择45.3 制订工艺路线46 确定机械加工余量及毛坯尺寸57 工序设计67.1 选择机床67.2 夹具选择67.3 选择刀具67.4 确定工序尺寸68 确定切削用量及基本工时79 专用夹具设计13参考文献16总结与展望1720角板的机械加工工艺规程及典型夹具1.序 言角板的加工工艺规程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，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。2 计算生产纲领、确定生产类型课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为5000台，其设备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。件/年 角板零件的年产量为5550件，可确定其生产类型为中批生产。3 审查零件图样的工艺性角板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔要求较高，可以通过粗镗、半精镗、精镗进行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困难；角板上的4个沟槽加工精度不高，可以直接用立铣刀铣出；角板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔，再攻丝。角板加工表面和有一定的位置要求，主要是上表面与轴线的平行度为0.06。经过以上的分析，我们可以先选定粗基准，加工精基准所在的加工表面，然后借助夹具对其他表面进行加工，从而保证相应的位置精度。 角板(铸件)图 角板加工图4 选择毛坯 角板有HT250铸造，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，又属成批生产，故毛坯可以采用铸造成型。零件的形状不复杂，因而毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，用砂型铸造，上下分模铸造出来。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定。5 工艺过程的设计5.1 定位基准的选择 本零件是带孔的角板，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，选定角板外圆端面为粗基准，加工孔，此后选用孔为精基准，加工其余的表面以及铣槽。5.2 零件表面加工方法的选择本零件的的加工面有内孔、上表面、槽及螺纹孔等，材料为HT250。参阅手册，其加工方法选择如下：（1）的内孔，表面的粗糙度为，公差等级为IT7，需要粗镗、半精镗、精镗。（2）角板端面的粗糙度为，只需要粗铣即可达到要求。（3）角板上表面的粗糙度为，公差等级为IT10，需要经过粗铣、半精铣才能达到要求。（4）角板上的槽的内表面的粗糙度为，公差等级为IT10，需要经过粗铣、半精铣才能达到要求。（5）凸台粗糙度为，只需要粗铣即可达到要求。（6）螺纹孔需要经过钻孔、攻丝。5.3 制订工艺路线铣削加工在排列加工工序时，一般遵循基准先行、先主后次、先粗后细、先面后孔的原则，因而角板的加工工艺路线先加工角板端面，再加工孔，最后加工角板的上表面。按照上述的原则以及工序集中的特点，角板的加工可按下述工艺路线进行：010：以处外圆及上端面定位，粗铣外圆的另外一个端面，粗镗孔。020：以外圆及粗铣后的端面定位，粗铣另外一个端面，半精镗孔。030：以外圆及端面定位，精镗孔。040：以的孔及端面定位，粗铣角板的一个表面。050：以的孔及端面定位，粗铣角板的另一表面以及凸台。060：以的孔及端面定位，半精铣角板的一表面。070：以的孔及端面定位，半精铣角板的另一表面。080：以的孔及端面定位，粗铣角板的一表面的槽。090：以的孔及端面定位，粗铣角板的另一表面的槽。100：以的孔及端面定位，半精铣铣角板的一表面的槽。110：以的孔及端面定位，半精铣铣角板的另一表面的槽。120：以外圆端面定位，钻底孔。130：以外圆端面定位，攻丝。140：钳工去毛刺。150：终检。6 确定机械加工余量及毛坯尺寸角板毛坯尺寸数据表零件尺寸单面加工余量铸件尺寸28102.5333113603及2.565.5角板毛坯尺寸允许公差数据表铸件尺寸公差1.8311365.51.81.62.27 工序设计7.1 选择机床（1）工序010、020、040、050、080、090是粗铣，060、070、100、110是半精铣。各工序额工步数不多，成批生不要求很高的生产率，选用卧式铣床就能满足要求。本零件的外形轮廓不大，精度要求不是很高，选用X61W即可满足要求。（2）工序030是精镗，表面粗造的，加工精度要求高，选用T740K即可满足要求。（3）工序120是钻孔后攻丝，可选用Z525型立式钻床。7.2 夹具选择本零件角板出铣角板表面及铣槽需要专用的夹具外，其他的用通用夹具即可。镗孔和铣端面选用三爪自定心卡盘，钻孔和攻丝选用短销固定即可。7.3 选择刀具（1）铣削角板表面、端面和凸台时，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，直径。（2）铣削槽时，选用直柄键槽铣刀，直径。（3）钻孔时，选用直柄麻花钻，直径。7.4 确定工序尺寸（1）的工序尺寸及公差用查表确定各道工序的加工余量及毛坯余量总余量如下：精镗加工余量0.5mm；半精镗加工余量1.0mm；粗镗加工余量3.5mm，则毛坯的总余量为5mm。各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精镗尺寸；粗镗尺寸；毛坯的尺寸。工序尺寸的公差及其偏差：精镗前的半精镗取IT11级，得；粗镗取IT12级，得；毛坯公差取。工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗 ；半精镗 ；粗镗 ；毛坯 。（2）确定各加工表面的工序加工余量工序加工表面总加工余量工序加工余量010020040050060070080090100下端面上端面角板表面角板表面角板表面角板表面槽槽槽5.55.533331010102.532211101010110槽10108 确定切削用量及基本工时工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铣宽60mm2端面，60mm2端面粗糙度要求为12.5.一次粗铣加工即可满足要求，我们选用X51立式铣床，高速钢端铣刀加工工步一：铣60mm上端面， 1. 选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，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.工步二铣60mm下端面的切削用量及基本工时的计算如上在此不再累述：工序四：钻，扩，绞40孔工步一钻孔至39确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工31孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序五：铣2个74x60mm端面，60mm2端面粗糙度要求为6.3一次粗铣加工即可满足要求，我们选用X51立式铣床，高速钢端铣刀加工工步一：铣74x60上端面， 1. 选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，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.工步二：铣74x60右端面的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述工序六：铣长为12的R4的半圆槽选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。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： ，则机动工时为铣削其余机床的切削用量及基本工时的计算，如上在此不再累述。工序VII:15端面. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量10） 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11） 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12） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序VIII：钻M8螺纹孔的切削用量及基本工时的确定：选用Z525立式钻床，选用d=6.8的麻花钻，M8的机用丝锥 选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时： min攻螺纹M8mm： 选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时： 9 镗孔夹具设计9.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。9.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，底面孔进行了钻、铰加工。9.3切削力及夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数： 由参考文献5查表可得：圆周切削分力公式： 式中 查5表得： 查5表 取 由表可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： 式中参数： 即：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。9.4 误差分析与计算该夹具以一个平面和和个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位误差： 当短圆柱销以任意边接触时 当短圆柱销以固定边接触时 式中为定位孔与定位销间的最小间隙通过分析可得： 因此：当短圆柱销以任意边接触时 2 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。9.5 零、部件的设计与选用9.5.1定位销选用 本夹具选用一可换定位销和挡销来定位，其参数如下：表4.1 定位销参数9.5.2夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如下表：表4.3 移动压板参数公称直径L645208196.67M659.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，该工件不但可以采用心轴夹紧、定位，还可设计圆环套来夹紧，但由于心轴的夹紧有可能破坏其定位，不选用该方式，而设计圆环套不易装、取工件，也不选用，为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。参考文献【1】李洪主编 机械加工工艺手册 北京：北京出版社，1990【2】孟少农主编 机械加工工艺手册 第一卷 北京：机械工业出版社，1991【3】东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学主编 机床夹具设计手册 上海：上海科学技术出版社，1990【4】王绍俊主编。机械制造工艺设计手册 北京：机械工业出版社，1987【5】郑修本主编，冯冠大主编 机械制造工艺学 北京：机械工业出版社，1991【6】郑友才，肖继德主编 机床夹具设计 北京：机械工业出版社，1991【7】邹青主编 课程设计指导教程【8】于骏一主编 机械制造技术基础 北京：机械工业出版社，2009【9】李坤淑主编 公差配合与测量技术 北京：机械工业出版社，2010