机械制造技术课程设计-方刀架工艺规程及钻8-M16螺纹孔夹具设计（全套图纸）.doc

设计说明书 题目：方刀架工艺规程及钻8-M16螺纹孔夹具设计 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。方刀架加工工艺规程及其钻M12螺纹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153893706ABSTRCTThis 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 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择 32.3制定工艺路线 52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 82.5确定切削用量及基本工时9三 夹具设计 153.1问题的提出153.2定位基准的选择163.3切削力及夹紧力计算163.4定位误差分析183.5夹具设计及操作简要说明20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。方刀架的加工工艺规程及其钻M16螺纹孔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 零件的作用方刀架的作用，待查1.2 零件的工艺分析方刀架有2组加工面他们没有位置度要求。这2组加工面的分别为1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括50孔和25孔，16孔2：以50，16孔为基准的加工面，这组加工面主要包括各个螺纹孔的端面，钻8-M16螺纹孔，钻2-8.1孔和4-M6螺纹孔。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，选用砂型机锻造。2.2 基面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：对方刀架这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。精基准的选择：根据基准重合原则，选取孔及一端面作为精基准。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：方案一1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣下端面4铣铣上端面5铣铣四周面6钻钻25孔，钻，扩，铰50孔7钻钻4-16孔8钻钻8-M16螺纹孔9钻钻2-8.1孔和4-M6螺纹孔10铣铣四周槽11检验检验12入库入库方案二1锻造锻造2退火处理退火处理3钻钻25孔，钻，扩，铰50孔4钻钻4-16孔5铣铣下端面6铣铣上端面7铣铣四周面8钻钻8-M16螺纹孔9钻钻2-8.1孔和4-M6螺纹孔10铣铣四周槽11检验检验12入库入库工艺方案一和方案二的区别在于工序一把先加工上下端面，然后开始钻50孔，然后利用加工好的50孔作为定位基准加工其他工序，工序安排紧凑合理，而方案二则把他们放颠倒了不利于保证加工精度，方案一省了夹具的制造成本，减少了我们的工时同时保证了加工精度，能更好地适应大批量生产，具体的加工路线如下1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣下端面4铣铣上端面5铣铣四周面6钻钻25孔，钻，扩，铰50孔7钻钻4-16孔8钻钻8-M16螺纹孔9钻钻2-8.1孔和4-M6螺纹孔10铣铣四周槽11检验检验12入库入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定方刀架零件材料为45，生产类型为批量生产，采用锻造毛坯。方刀架各个面的余量由于方刀架的四周各个面要不与其他接触面接触，即加工一刀就行，因此余量为2mm，底面要要与工作台连接粗糙度要求0.8，需要磨才能达到，按机械切削手册，粗铣，精铣，磨加工余量为3mm上面要与其他部分连接，加工精度不高，粗铣，精铣一下就可以其余量为2.5毛坯为空心，铸造出孔。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钻 ，扩，绞孔钻孔：扩： 铰： 1、 孔端面采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为12.5，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：铣下端面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1） 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1450当1450r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：铣上端面铣方刀架上端面的切削用量及基本工时和铣下端面完全相同，在此不在累述。工序：铣四周面铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表30-13，取铣削速度：参照机械加工工艺师手册表30-23，取，取=30, =63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册表11-4，取实际铣削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据机械加工工艺师手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=132x10刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1取，代入公式（2-3）得：机动时间：工序：钻，扩，铰50孔工步一钻孔至47钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工47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：，则机动工时为工步二：精铣下端面工时和上端面相同，故本工序机动工时为在此不再累述。工序：铣四周面机床选X51刀具：圆柱铣刀1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金圆柱铣刀，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，故可在一次走刀内铣完，则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1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工序：钻扩绞16H 7孔机床Z535刀具麻花钻，扩孔钻，铰刀钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工47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：钻M16孔的切削用量及基本工时。机床：Z525刀具，麻花钻，丝锥钻M12底孔10.2： 选用10.2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：攻螺纹M16mm： 选择M16mm高速钢机用丝锥 f等于工件螺纹的螺距p，即 按机床选取 基本工时：工序：铣四周槽选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8, 卧式铣床X62，。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X62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，决定设计第8道工序钻8-M16螺纹孔的钻床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于钻8-M16螺纹孔，精度要求不高，只和50孔有位置度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑，我们采用50孔和16孔和底面为定位基准，即经典的一面2销定位。3.2定位基准的选择我们采用50孔和16孔和底面为定位基准，即经典的一面2销定位，一面限制三个自由度，半轴限制两个自由度，削边销限制一个旋转方向的自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了。3.3切削力及夹紧力计算 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 定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴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5-6）得：则： 经检验合格3.5 夹具设计及操作简要说明 使用圆柱销和削边销定位，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。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而