机械制造技术课程设计-挡盖的加工工艺及夹具设计

目录目录1第一章 绪 论1第二章 分析挡盖的零件图22.1挡盖工艺性的分析22.1.1挡盖结构功用分析22.1.2零件结构工艺性分析22.1.3主要技术的条件32.2 确定毛坯的结构3第三章 挡盖的加工工艺设计33.1 选取加工基面33.2 零件各加工部位加工方法的选择43.3 加工顺序的安排53.4 制定工艺路线53.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定63.5.1毛坯的种类分析63.5.2毛坯的加工余量73.6设备及其工艺装备确定83.7确定切削用量及基本工时8第四章 夹具设计164.1夹具设计要求164.1 .1 设计夹具的基本要求164.1.2. 对夹具体的要求164.2钻211mm孔夹具设计164.2.1引出问题174.2.2原始质料的研究174.2.3选择使用定位的基准174.2.4研究计算切削力与夹紧力174.2.5 研究误差和计算194.2.6 夹具设计及操作的使用要说明20第五章 总结21全套图纸加扣3012250582第一章 绪 论在整个设计过程中，我们将学到更多的知识。指出了零件的加工顺序和加工方法，并对工艺、安装、工作位置及工作步骤进行了划分。选择每个过程的机器模型、工具、夹具和测量工具。我们要从实际出发，理论联系实际，工人要走技术路线。在作出决定之前，常常需要提出几种分析和比较方案。参考“切削数据手册”和其他数据，并计算和确认。单件单件小批生产目前还没有规定切削用量，但根据实际经验，由操作人员选择，但对于自动生产线、装配线、切削用量必须确保生产节奏不得随意改变。计算加工余量、加工尺寸和公差是控制每个过程的质量，确保最终加工质量。工时定额一般是根据工厂实际经验收集的统计数据来估计的。随着生产的发展、技术的进步、新技术、新技术的出现，时间定额也应相应地进行相应的修改。1第二章 分析挡盖的零件图2.1挡盖工艺性的分析2.1.1挡盖结构功用分析：零件图是工程设计工人与机械加工工人之间语言对话的一种方法，因此它被叫做工程语言。根据所给的零件图，工人可以拟出相关的规程，来方便加工,挡盖零件是起密封防尘的作用，而且承受非常大的力,也有着定位的作用,使各个零件之间能够持有合理的位置。所以，挡盖零件的加工的质量，直接就影响到机器的精度以及寿命。2.1.2零件结构工艺性分析：零件的布局工艺性说的是满足正常使用的情况下，来想制造是不是可行，还有便是要尽量的省钱，还有他的生产效率的问题。零件结构工艺性分析可以联系下面这些方面：1 有利于达到所需求的加工质量(1)保证位置精度的可能性。2 有利于减少不必要的加工面积(1)尽可能减少不需要加工的面积；(2)尽可能不去对内部表面加工。3 有利于提高劳动生产率(1)零件的有关尺寸应求一致，并能用标准刀具加工；(2)减少零件的安装次数；(3)零件的结构应便于加工；(4)有利于许多工件同时加工。2.1.3主要技术的条件：铣10mm台阶平面的精度：铣20mm平面的尺寸与形状的误差，能够影响到挡盖工作的状态，因此对铣20mm平面的要求高，铣20mm平面的尺寸公差为钻211mm孔的精度：因为钻211mm孔对挡盖联接时的密封性能有影响，而且作为定位的加工基面，要不就可能对孔的加工的精度，具有非常大的影响，所以就要规定它加工的要求。2.2 确定毛坯的结构 挡盖的材质选用45钢。因为挡盖为生产批量200件大型生产加工的水平，而且挡盖的形状不是特别大，锻件平面的性能的要求不低，故能够使用锻件性能比较平稳的机器砂模锻造，不仅实用批量生产。也方便了锻造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。第三章 挡盖的加工工艺设计3.1 选取加工基面 合理的选取加工定位的基准，是挡盖加工过程的重要的要求，也是满足挡盖制造的精度的主要的问题。定位的加工基面可以分为粗与精及辅助几种。在首道加工工序中，选择挡盖毛坯的表面，待加工的表面来作为定位的基准，这种为粗加工的基面，在后面的制造的工序中，使用已经加工完成的表面，来当作为定位的基面，这种为精基准。在编制工艺的过程的时后，第一应该分析如何选取精加工基准，来满足精度的要求并加工出各个工序，而且为了让工件装夹方便。与容易得到所要的加工的精度，能够可在零件上面的一个部位，设计一个辅助的加工基准，来定位。基准面重叠的准则。就是最大限度地选择我们在设计时的基准作为加工的定位精基准。这能不会因为定位精基准和设计时的基准不对从发生的加工基准误差。加工基准选用的原则，一般是选用比较重合的定位做为加工基准。加工基准的重合每个区域面相连的位置和精度有着很重要的因素，这样可以叛逃基准转换所出现的误差，因为各工序都用的夹持工具都是一样的，那就能大大可降低夹具设计及制造成本。 互换加工基准的准则。应该在选择精加工基准时，同时有两个加工区域面，这样就能互用基准进行反复精加工。(4).以自为基准加工原则。有时精加工和光滑加工的工序要求的余量要小而也要均匀，这样能选用精加工表面做为本身的基准。就我们这个设计来说想保证孔的尺寸和孔、孔上面的平面、这个平面和另一平面中的位置，要确保挡盖在这个加工生产过程里，一般上都可以用一个基准面进行定位。在挡盖CAD图分析知道，零件左右安装平面与侧面及孔平直，它占有的区域面积也很大，能用来作精基准加工使用。但是使用一个平整面进行定只能确定工件的三个自由度，要想再使用左右两侧面来定位，就得配合合理的夹具，就能可加工生产正面和两侧个面的平面。3.2 零件各加工部位加工方法的选择本工件的加工的部位有平面、端面外圆和孔和台阶孔等，材料是45钢。根据参考资料机械制造工艺设计简明手册上的有关的数据，它加工的方法选取如下：（1）20mm平面的为未注的公差的尺寸，根据参考资料机械制造工艺设计简明手册，参照GB180079的规定，它公差等级的按照IT8，表面的粗糙度是Ra6.3 ，就需要进行铣加工根据表(1.4-9)。（2）挡盖零件的铣75mm平面平面根据参考资料机械制造工艺设计简明手册，结合GB180079的规定，它公差等级按照IT8，表面的粗糙度是Ra6.3，按照附表（2.3-9）可知，需要进行粗精铣。（3）钻攻46孔：表面粗糙度是Ra6.3，加工可以选择钻攻来完成。（4）钻211mm孔：表面的粗糙度是Ra6.3，需要进行钻。3.3 加工顺序的安排零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。零件加工顺序安排的是否合适，对加工质量、生产效率率和经济性有较大的影响。3.4 制定工艺路线编制机械制造的路线，重要的就是合理使用制造过程中的方法与划分加工的阶段。思路一工序号工序名称工 序 内 容10锻锻造20热热处理30钻钻211孔40钻钻4-6孔50车车中间孔60铣铣平面70铣铣两侧面80钳去毛刺、清洗90检总检入库思路一工序号工序名称工 序 内 容10锻锻造20热热处理30铣铣平面40铣铣两侧面50车车中间孔60钻钻211孔70钻钻4-6孔80钳去毛刺、清洗90检总检入库思路方案的选取方案二和方案一不一样的是把加工孔的工序 放到了后面。铣削完平面在来加工孔，别的先与后的顺序都没有变化。经过研究知道方案变动了以后挡盖生产的效率有了提高。并且相对于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,满足了先加工面后加工孔的制造工艺的原理。 第一加工20mm平面，然后在用20mm右平面来作为加工的精基准，来对20mm左进行加工，这样右，左侧两平面的精度的要求就得到了保证，也为20mm的平面上几种孔径位置度的要求得到了保障。达到了先加工面再来加工孔原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,装夹起来不是特别的方便，并且挡盖毛坯的端平面与轴的轴线，是垂直还是不垂直，就知道加工出的孔的轴线与轴的轴线是平行，还是不平行的。因此知道方案一并不适合。加入选用方案二加工，先来铣面，再来加工孔，就能满足孔的所要求的位置度的要求从提高制造零件的效率和保证精度的两个因数下来讲，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案来加工挡盖。最终的详细方案见卡片3.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定3.5.1毛坯的种类分析毛坯的成型方式有两种情况，第一种情况是 锻件，比较适合那种毛坯形状复杂的零件。还有一种就是 锻件，比较适合那种形状简单但是对强度有一定要求的零件毛坯。材料的加工精度同样会影响到对于毛坯的成型方式的选取。我们知道的是，这个毛坯的表面有很多面，复杂。锻造无法满足要求，所以必须采用锻造。考虑到他的精度的要求和生产所属的类型应用模锻造。3.5.2毛坯的加工余量加工余量就是加工好的零件和毛坯的尺寸之差。在加工的每一个工序里，切去的金属层厚度用这个符号来表达;在锻件的时候，相对内部结构更加硬的是存在的。以下是零件的毛坯图：挡盖的毛坯图对挡盖20mm的加工，所采用的是铣削，因为零件的毛坯所选用的方式为锻造，所以加工前的热处理是必不可少的。3.6设备及其工艺装备确定机床选用 X62铣床 Z512钻床 选用工装该挡盖为大批量生产的生产方式，因此选择专用的工装。刀具的选用各步的加工工序在铣床上面进行的，选择铣刀的材料为硬质合金，就能够满足挡盖零件图纸的质量的要求。因为挡盖要求的精度比较的高，可以选择铣刀来对其加工，各个孔的工序加工，选择材质为硬质合金的钻头就可以满足要求量具的选用孔加工的检验都选择极限的量规,游标卡尺。其它的工序对位置度的误，选择使用千分表来进行检验，对角度的尺寸使用专用的工装来满足，其它的尺寸选择使用通用的量具就可以了。量具：选用游标卡尺、专用塞规、专用量具3.7确定切削用量及基本工时工序，铣20mm平面从所给出的条件可以知道：挡盖待加工件的材料指定45钢，毛胚可以锻件生产。使用62形式的铣床来对工件进行加工。根据查阅的资料7里面的表31.36选择硬质合金的材料制造的铣刀， ，选择，为粗型齿状的铣刀。加工时的切削的余量为： 深度切削制造：每一个齿的吃刀量：根据查阅的资料3里面的表2.4.71，使用制造时后的速度：根据查阅的资料7 里面的表32.23，使用。铣床主轴加工挡盖时时的转动速度： 根据公式（3.1）公式中 加工时的速度； 铣刀的直径。根据公式2.5铣床主轴加工挡盖时的转动的速度：根据查阅资料书中的4里面的表3.1.75 故加工时的的速度实际得：制造过程中的走刀量： 制造时每分钟的走刀量： ：根据查阅资料书中的7 里面的表2.3.81,工序铣两侧面从所给出的条件可以知道：挡盖待加工件的材料指定45钢，毛胚可以锻件生产。使用62形式的铣床来对工件进行加工。根据查阅资料书中的7里面的表31.36选择硬质合金的材料制造的铣刀：， ，使用12齿的，这个铣刀的类型为细齿的。加工77mm的右平面切削时的余量： 深度切削制造加工：每一个齿的吃刀量：根据查阅资料书中的7 里面的表30.31，使用制造时后的速度：根据查阅资料书中的7 里面的表22.31，使用铣床主轴加工挡盖时的转动的速度，按照里面的公式（2.5）可以的出：根据查阅资料书中的7 里面的表3.1-33 每一个齿的吃刀量：制造过程中的走刀量，根据查阅资料书中的里面的表（1.7）知：制造时每分钟的走刀量： 加工这个步骤所要的时间挡盖制造的宽度：根据挡盖毛坯件的图纸 知道， 所用刀具制造的宽度： 所用刀具制造的宽度：知道切削1次可以完成制造所使用的时间：根据查阅资料书中的5 里面的表2.1.44能够计算出辅助费时加工所花费的时间切削层的宽度：根据挡盖毛坯件的图纸 知道 所用刀具制造的宽度：精细加工铣刀切出制造时的宽度：计算知道切削1次可以完成制造所花费的时间：根据查阅资料书中的5 里面的表2.4.45能够计算出辅助费时制造这道工序所花费时间： +工序 车中间孔用钻头加工底孔直径181. 选YT15当作刀具的材料，刀杆的尺寸大小是,=90,=15,=12,=0.5mm2算出切削的用量1) 往毛坯的长度方向去算，加工余量留2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mm2) 进给量大小要看手册查表,刀杆确定是大小，超过13mm,工件的直径确定为100的话，那么得到=0.100.35mm/r车床型号是CA6140，查相关切削手册确定=0.16mm/r3) 求出切削的速度，根据切削手册查表,切削速度是 (m/min) (寿命时长=60min)因为=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数可以查表，得到=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。那么 = (m/min)4)求出机床主轴的转速 ns= r/min每款机床都有说明书，查对应的工艺手册，接近316r/min转速的有300或400r/min。那么选=300r/min。算出实际情况下切削的速度达=110r/min。5) 开始切削加工的时候，查表， ， ， tm= (min)镗60各台阶孔1. 用45钢的材料 来进行锻造选YT15当作刀具的材料，刀杆的尺寸大小是,=90,=15,=12,=0.5mm2算出切削的用量1) 往毛坯的长度方向去算，加工余量留2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mm2) 进给量大小要看手册查表,刀杆确定是大小，超过13mm,工件的直径确定的话，那么得到=0.100.35mm/r这次车床型号是CA6140，查相关切削手册确定=0.16mm/r3) 求出切削的速度，根据切削手册查表,切削速度是 (m/min) (寿命时长=60min)因为=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数可以查表，=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。那么算出 = (m/min)4) 求出机床主轴的转速 ns= r/min每款机床都有说明书，查对应的工艺手册，接近r/min转速的有500或600r/min。那么选=r/min。算出实际情况下切削的速度达=r/min。5) 开始切削加工的时候，查表 ， ， tm= (min)工序：钻211mm孔挡盖待加工件的材料指定45钢，毛胚可以锻件生产。使用512锻形式的钻床来对工件11mm孔进行加工。首先使用11mm的钻头来对孔进行加工，挡盖待加工件的材料指定45钢，孔的距离加工到11mm，表面的光滑度要达到。选取512钻床来对孔进行制造，使用5.5mm的钻头对孔进行切削的加工. 1）确定钻削制造的用量.机床切削速度 的使用 根据查阅的资料7里面的表20.19计算知，的出被吃刀量的比是，所以。从512锻钻床的说明里能够的出。根据查阅的资料7 里面的表21.9，刀具的强度能够负荷制造进给宽度。512钻床的进给机构可以负荷轴向力；从512锻钻床的说明里能够晓得，根据查阅的资料7 里面的表24.2，能够达到要求的钻床进给宽度。因为所用的进给宽度不大和与来说，故所选的可以达到要求。进给量以及， 以及加工的功率，根据查阅的资料里面的表21.16，根据插入的办法：，因为实际钻孔的给出的条件和资料表里所给出的条件不一样，所以应该修正的出的结论根据查阅的资料7 里面的表23-4，得从512钻床的说明里能够晓得，使用。实际钻孔的速度得根据查阅的资料7 里面的表22.2，得机床的功率的检验 钻孔的功率知 机床满足加工的功率所以钻孔用量可以达到。得计算， 工序 钻攻6孔,保证工序尺寸及粗糙度6.3要求；钻5mm孔时首先选择的是钻加工到5mm孔切削加工的深度：进给量：按照参考资料7机械加工工艺手册附表2.4-53，选择切削加工的速度：按照参考资料7机械加工工艺手册附表2.3-52，选择机床主轴的转动速度，按照公式（1.1）得：，选择实际切削加工的速度，根据公式式（1.3）得：被切削层的长度：加工刀具切入的长度： 式（1.6）加工刀具切出的长度： 取走刀的次数是1基本的工时： 式（1.3）选择6丝攻1）钻床进给量的确定 由参考书籍机械手册的表2-57知道： 根据钻床的使用的说明书，知道 2）钻削的速度 由参考书籍机械手册的表4-55，得 选取 因此 结合钻床的使用的说明书，取 3）钻削加工的工时： 工序 钳工，检验第四章 夹具设计4.1夹具设计要求4.1 .1 设计夹具的基本要求保证工件的加工精度，专用夹具应有合理的定位方案，标注合理的尺寸公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工要求。提高生产效率根据生产批量的大小，设计出具有不同复杂度的高效夹具，缩短了辅助时间，提高了生产效率。良好的工艺该专用夹具结构简单合理，便于加工、装配、检验和维修。特种夹具的制造属于单件生产。当最终精度调整或维修，夹具应建造或修理，如建立适当的调整间隙、使用垫片。4.1.2. 对夹具体的要求1。正确的精度和尺寸稳定性特定的表面，如定位元件的表面，工具的表面或导向元件，以及特定的安装基座，都应具有适当的尺寸和形状精度，并且它们之间应有适当的位置精度。为了保持夹片尺寸稳定，应对锻件卡子进行时效处理，并对焊接和锻造夹具进行退火处理。2。有足够的强度和刚度在加工过程中，夹紧要求满足较大的切削力和拧紧力。为了保证夹具不产生任何变形和振动，夹具必须具有足够的强度和刚度。因此，夹具的具体要求有一定的壁厚。在锻件和焊接夹具体中经常设置钢筋，或者在不影响工件装卸的情况下应用框架夹具。3.结构良好。夹具应便于制造、装配和检验。锻造夹具安装在各种部件的表面上，并且为了减少加工面积而锻造了凸模。夹毛表面与工件之间应留出足够的间隙415毫米。混凝土结构型式应便于工件的装卸。4.2钻211mm孔夹具设计该夹具主要用于钻211mm孔的钻削加工。要求的精度不高，其它加工的零件和夹具之间的技术要求不那么高。因此，在加工过程中，如何保证加工表面的精度要求是需要考虑的主要问题。同时也要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，两者之间的技术要求不是主要问题。4.2.1引出问题为了提高零件的生产量，保证零件制造达到使用的要求量，使工人的劳动的强度能够有所减低。所以制造挡盖时，就非常有必要设计专用的夹具，经过和指导老师商量，确定设计钻211mm孔的专用夹具一套，用于512铣床，刀具为钻头，来对孔进行加工。4.2.2原始质料的研究本次设计的夹具主要是用来钻211mm孔，底平面钻211mm孔线要达到对称度的要求，和其平面两边的位置度的要求。在加工钻211mm孔时，为了确保达到工件的技术的要求，最重要的是找到零件定位的基准。此时，应研究咋样才能快速的加工出零件，和对工人劳动强度尽量的减少。4.2.3选择使用定位的基准研究挡盖的零件图能够看出：分析加工钻211mm孔时，底平面对钻211mm孔具有位置度的要求。为了使挡盖工件的定位的误差，满足要求的范围以内，选择底面以及侧面的中心线的定位的方式，本种定位方式在结构上面简单比较好操作。4.2.4研究计算切削力与夹紧力刀具使用硬质合金材料制造的钻头 钻头有关系外型的数据： 依据教科书籍4资料表236 可以得出制造加工力的计算公式： 计算：分析挡盖受到的加工力与压紧力的境况，研究在制造的时对压紧没有好处的瞬间的状态，依据静力平衡来推出理论上的压夹紧力。然后为确保夹紧的牢固，再乘安全的系数来作为实际的所需的夹紧力的数值，得： 安全的系数K可以按照下面的式子来计算： 公式当中：为多种因素的安全的系数，根据参考书籍4134能够知道它公式的参数： 计算： 得到 算出要使用的实际的压紧力不大，为了使设计的夹具简单而使用方便，决定使用手动螺旋的压紧机构。根据参考书籍42328，得出使用移动压板的螺旋压紧机构时；能够拥有的压紧力由下面列出的式子来得到：公式当中参数根据参考书籍4能够知道： 公式当中： 夹紧所用的力：本铣床夹具选择方式为螺旋夹紧的机构，使用螺栓经过压板来对工件进行压紧根据附表得出：原动力的式子可得因次： 所以： 所以制造实际的压紧力不大，为了使本镗夹具的结构简单，好使用，因此使用手动螺旋的机构来对工件进行夹紧。4.2.5 研究误差和计算钻211mm孔的夹具使用75mm侧平面和底平面100外圆来定位，为了达到加工工序的加工的要求，就要使工序当中误差的总不能大于该工序所要求的公差尺寸。和镗床夹具具有关系的加工的误差，通常可以使用下面的式子来表示： 根据参考书籍4能够知道：定位的误差 ： 公式当中：， 而且： ，故 夹紧时的误差 ： 根据资料4附表1317得。 ：要比低夹具相对刀具所产生的误差：得所有误差一共：根据上面的研究可以知道，本镗床夹具能够达到工件的加工的精度的要求。4.2.6 夹具设计及操作的使用要说明前面分析夹具主要就是提高制造零件的速度，当是钻211mm孔的夹具设计使用了手动螺旋压紧的方式，在压紧与放松挡盖时就很费时以及费力。因为本挡盖零件的体积不太大，通过设计方案研究分析比较，选择了手动螺旋的夹紧方式。此类机构夹紧结构比较的简单而且夹紧也很牢固，并且通用的性能比较大，在机床专用夹具当中应用的比较广泛。此次设计的夹具