转向器壳体加工工艺及钻φ52孔端4-Ｍ8孔夹具设计

转向器壳体加工工艺及钻52孔端48孔夹具设计学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 2017年06月.摘要能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排以及工艺尺寸的确定等问题，确保证零件的加工的质量学会使用图表资料以及手册，掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，能够做到熟练的使用。所以，它在我们的大学的生活当中占有比较重要的地位。就我自己个人来说，我希望能够经过这次的课程设计对自己未来从事的工作，进行一次适应性的训练，从中锻炼自己考虑问题以及解决问题的能力，为自己今后的工作打下一个比较良好的基础。因为能力有所限制，设计当中可能会有不足的地方，恳请各位老师给予批评与指正。全套图纸加扣3012250582AbstractCan through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.目 录1 转向器壳体加工工艺规程设计11.1 零件的分析11.1.1零件的作用11.1.2零件的工艺分析21.2孔和平面的加工顺序21.3转向器壳体加工定位基准的选择31.4转向器壳体加工主要工序安排32 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定53确定切削用量及基本工时55 专用夹具设计135.1钻52孔端4-M8夹具设计5.1.1定位基准的选择135.1.2切削力及夹紧力计算135.1.3定位误差分析135.1.4夹具设计及操作说明14结论19参考文献20致 谢211 转向器壳体加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1零件的作用本课题老师所指定的是转换器壳体零件的工艺和夹具的设计，转换器壳体的主要的作用，对里面零部件所起到容纳以及支撑的作用，使它们满足规定的相对的位置，能够起到正常需要的作用以及足够的精度，并且它还具有安全保护与密封及防尘和隔震的作用，还有起到了保护内部的零件能够不受到外部不好环境因数侵害的作用。因此在平常的生活工作当中使用得比较广泛，也因此起到啦比较重要的作用。1.1.2零件的工艺分析工件的材料是RUT340，生产工艺不复杂，铸造的性能不错，减震性能也较好。壳体零件所需要加工的表面和加工面的位置的要求。分析如下几点：（1）主要的加工表面：1）粗精铣52孔端平面要保证尺寸到174mm平行度的误差到0.032）粗精铣铣106左面，106mm厚度至平面平行度误差是0.023）粗精铣台阶孔右侧面平面等尺寸要求，并要保证各位误差的要求4）钻52孔端4-M8孔5）钻2-M14孔6）镗35孔7）钻攻8-M8孔7）镗35孔（2）主要的基准表面：1）以镗35孔及平面当作基准的加工的表面此组加工的表面所包括：零件的左侧表面各个孔与端表面2）以侧面当作基准加工的表面这组所要加工的表面所包括：主要要加工的是35孔及平面。1.2孔和平面的加工顺序转向器壳体零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工转向器壳体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。转向器壳体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。转向器壳体零件的加工工艺应遵循粗先加工基准面的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。这样处理还有一个好处就是在粗加工以后零件表面有应力集中的现象，粗精分开可以在粗加工以后进行热处理以消除应力。1.3转向器壳体加工定位基准的选择（1）选取粗加工基准 相对本壳体工件来讲，根据互为的加工基准的选取的原则，选取本壳体的左平面来当作要加工的粗加工的基准，利用左面定位块支承和端面来作为主要的定位的基准，来控制z，z，y，y，五个的自由度。然后以一面来定位消除x，向的自由度，以满足定位的目的。（2）选取精加工基准，主要就要分析到加工基准重合的问题，与方便装夹的方案，选择已经加工完成的35孔来当作零件精加工的基准。1.4转向器壳体加工主要工序安排对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。转向器壳体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。按照先加工基准面及先粗后精的原则，确定工艺路线：方案11工 序 号 工 名 序 称工序内 容1铸造铸造2时效时效3镗镗35孔4镗镗52孔5钻钻52孔端4-M8孔6钻钻左端平面4-M8孔7钻钻2-M14孔8铣粗,精52左端平面9铣粗,精铣52右平面10铣粗精铣左侧面11铣粗精铣台阶孔右侧面12钳工去毛剌13检终检方案2工 序 号 工 名 序 称工序内 容1铸造铸造2时效时效3铣粗,精52左端平面4铣粗,精铣52右平面5铣粗精铣左侧面6铣粗精铣台阶孔右侧面7镗镗35孔8镗镗52孔9钻钻52孔端4-M8孔10钻钻左端平面4-M8孔11钻钻2-M14孔12钳工去毛剌13检终检上述两个工艺方案的特点在于：方案二采用的基准统一原则，减少了加工误差，从而能更好的保证加工精度，同时生产之间可以相通，粗精加工分开，对提高产品质量有好处，对生产效率提高有效果。方案一不符合先面后孔的原则，对产品质量没有好处，因此选用第二个方案很有好处。 以上工艺过程详见机械加工工艺卡片。2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定转向器壳体零件材料为RUT340，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。生产的类型是中批量的生产的方式。因为零件毛坯选择金属模的铸造成型,零件的毛坯的尺寸最终确定如下图：3确定切削用量及基本工时工序 粗精铣左侧面粗铣左侧面26所给定的条件：零件的材质选择RUT340，铸造成型。机床选择X52K式铣床。根据参考书7的表3135刀具选择铣刀，材质为硬质合金三面刃的圆盘（面铣刀）， ，齿数选择，选粗齿型的铣刀。因为此单边的余量是 mm因此铣削加工的深度是：进给量各个齿是：按照参考书3的表2.2-77，选择铣加工的速度是：根据参考书7附表3237，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）公式当中 V铣削加工的速度； d铣刀的直径。根据公式2.3铣床主轴的转动速度：根据参考书3附表3.2-76 实际铣削加工的速度：进给量： 机床工作台每分钟的进给量： ：按照参考书7附表2.6-87,精铣左侧面已知条件：箱体体的材质选择RUT340，铸造成型。铣床选择X52K式铣床。文献资料7附表3538铣刀选用材质铣刀或者面铣刀：， ，齿数选择12，此铣刀为细齿。精加工此平面的单边的余量： mm铣加工的深度：每一个齿的进给量：按照参考书7附表3136，选择铣加工的速度：根据参考资料7附表3236，选择铣床主轴的转动速度，根据公式（2.4）得：根据参考资料7附表3.2-38 实际的铣削加工的速度：由进给量，根据公式（1.3）有：工作台每分钟的进给量： 粗铣加工的切削工时被切削层的长度：根据壳体体毛坯的尺寸， 加工铣刀切入时的长度： 铣刀切出时的长度事：可得走刀的次数是1机动的时间的公式是：由参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间得精铣的切削工时被切削层长度的：根据毛坯尺寸可知道 刀具切入长度的：精铣时为刀具切出长度的：取得走刀的次数为1所需机动的时间：差参考资料5附表2.6-49可以得到铣削加工的辅助的时间钻左端平面4-M8孔机床：Z535立式钻床刀具：麻花钻切削深度： 进给量：根据机械加工工艺手册1表2.4-39，取切削速度：参照机械加工工艺手册1表2.4-41，取机床主轴转速，代入（式3.1）得：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度： （式3.5）式中： 钻孔的孔径 钻头的主偏角由实际钻孔知道，取16mm,所以代入（式3.5）得： 刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：攻丝M8切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册1表2.4-58，取切削速度：参照机械加工工艺手册1表2.4-60，取机床主轴转速：机床主轴转速，代入（式3.1）得：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度： （式3.6）式中： 钻孔的孔径 丝攻的主偏角 经查手册得：=17.85mm，则代入（式3.6）得： 刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：孔加工机动时间：本工序机动时间。工序：粗,精铣52左平面粗铣机床：铣床X52K刀具：硬质的合金端面铣刀 机床齿数10（1）粗铣铣削深度：每齿的进给量：据相关的机械加工工艺手册中的表2.3.73，取铣削速度：据相关的机械加工工艺手册中的表2.3.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：参照书籍机械加工工艺手册中的表2.3.81,机床刀具切入长度：机床刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：精铣铣削深度：精铣每齿的进给量：参照书籍机械加工工艺手册表2.3.73，取精铣铣削的速度：参照书籍机械加工工艺手册表2.3.81，取机床传动主轴的转速：，取精铣实际铣削速度：精铣进给量：精铣机床工作台每分进给量： 精铣刀具切入长度：精铣时精铣刀具切出长度：取精铣走刀次数为1精铣机床机动时间：所以本工序机床机动时间工序 镗孔52机床：车床C516-A刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序：镗35的孔机床：C516-A车床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=6.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献3，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min工序：钻2-M14孔孔的直径式14mm。加工的机床选择Z535的钻床，加工的工序选用麻花钻头为12。进给的量：按照参考资料5附表2.5-39，选择切削加工的速度：根据参考书5附表2.4-46，选择根据公式（2.6）钻床主轴的转动速度：，选择实际切削加工的速度：被切削加工层的长度：钻头切入的长度：钻头切出的长度：走刀的次数是1按照参考书5附表2.3-46可以知道加工的辅助的时间攻螺纹M14mm： 选取M14mm高速钢机用的丝锥 f等于工件螺纹的螺距p，得 按钻床选得 基本的加工工时：工序 去毛刺，检验5 专用夹具设计5.1钻52孔端4-M8夹具设计为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过分析，决定设计工序钻52孔端4-M8夹具设计，本夹具将用在钻床上。利用本夹具主要用来加工4-M8的螺纹孔，由于还要攻螺纹，所以这个孔没有表面粗糙度要求。因此本工序的加工精度容易保证，主要考虑如何定位夹紧以节省操作时间提高生产率。5.1.1定位基准的选择由零件图知，加工4-M8的螺纹底孔最合适的方法是以52mm孔的内表面以定位销定位。定位销的工作表面一般按h7、g6或f7制造，装卸工件方便、但定心精度不高。为了减小因配合间隙而造成的工件倾斜，工件常以孔和端面联合定位。因而要求工件定位孔与定位端而之间、定位销的圆柱工作表而与端而之间有较高的垂直度最好能在一次装夹中加工出来。所以在设计夹具时可以考虑把以把定位销设计成带台阶面的,采用定位销同时对端面与中孔定位。夹紧则用一块开口压板和螺母就可以了。x,y方向的移动与转动自由度由心轴限制，Z向移动则由定位销台阶面的上表面限制。转动自由度则另一个螺钉控制。因此工件的定位为完全定位，所以这一定位方案可行。5.1.2切削力及夹紧力计算钻孔刀具为高速钢麻花钻6.7mm钻孔时的轴向力查机械设计手册 则 由于工件所受加紧力与切削力方向相互平行且竖直向下，故z方向夹紧即可，不需太大的加紧力，固定即可。由于钻削的时候在x,y方向的水平的分力很小，定位销完全可以承受，故这里不再计算水平方向的分力。5.1.3定位误差分析 这里心轴是最主要的定位，所以我们这里就只分析心轴的定位的误差。 定位销的工作表面一般按h7、g6或f7制造，在前述中是以52mm孔的内表面以圆柱定位销定位的，所以根据设计和经验这里确定定位销和孔的配合尺寸为 。由零件图查手册可知52H7的公差数值为，和52K6的公差数值为，两配合处产生的最大侧向间隙为由此而引起的零件最大转角a为则即最大侧隙能够满足零件的精度要求。5.1.4夹具设计及操作说明工件在夹具中装夹包括定位相夹紧两个过程。工件的定位是指在夹具中，工件的定位基准与定位元件相接触或配合，从而使同一批工件在夹具中都能获得正确的位置这就是工件在夹具中定位的实质。工件的正确定位将保证加工精度的稳定性工件的定位是夹具设计中的一个重要问题。前面已经确定定位销完全能够承受水平方向的切削力，所以心轴的尺寸可以按照被加工零件的尺寸确定，固定定位销的夹具体的尺寸也可按照经验得到。考虑到钻4个孔需要分度，这里设计了钻模板，同时加工完4个零件后才可以取下钻模板,这样保证了各个孔的位置精度。同时设计一个底座零件便于夹具与工件联结.为了提高加工效率，可设计4个钻套。因为是钻同一尺寸的孔，故可设计一固定钻套。其尺寸根据所钻孔的直径，可查设计手册得到。钻床夹具的装配图及夹具体零件图分别见图纸。5 结论转向器壳体零件，钻床夹具的设计具有很多相似性。通过对转向器壳体零件加工工艺的制订和夹具的设计，使我自己在大学对机械加工的知识有了更全面的掌握。转向器壳体零件工艺规程制订过程中，所需内容包括零件工艺分析、加工路线的确定、切削用量的确定、工时定额的计算、加工余量的确定、定位误差的分析，夹具设计等环节。这是我学习过的知识的一次大综合的运用。通过对钻床夹具的设计，让我巩固了工件在夹具中的定位、夹紧以及夹具精度的计算等知识，虽然在进行夹具设计时，遇到了不少的困难，但通过分析，解决了这些问题，让我学习到了不少的东西。本次设计内容都用电子文档形式，增加了我的编辑电子文档的操作熟练度，同时也提高了CAD操作熟练度，通过这次设计，自己也收集了很多关于机械方面的电子书籍。 通过这次设计，我不仅学习到了许多新知识，而且很好的将以前学过的知识的复习和总结。同时也存在一些问题需要解决，但是最重要的是培养了我分析问题，解决问题的能力，有利于以后实际工作的需要。参 考 文 献1 李洪主编.机械加工工艺手册M.北京：北京出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.2 孟少农主编.机械加工工艺手册（第1卷）：机械工业出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.4 廖念钊、古莹奄、莫雨松、李硕根、杨兴骏编.互换性与技术测量（第四版）J.北京：中国测量出版社，