制定夹具底座零件的加工工艺设计钻3×M8底孔的钻床夹具设计VIP

欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 1 1 机械制造技术课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书 设计题目 设计题目 制定夹具底座零件 图制定夹具底座零件 图 5 375 37 的加工工 的加工工 艺 设计钻艺 设计钻 3 M83 M8 底孔的钻床夹具底孔的钻床夹具 专专 业 业 机电一体化技术机电一体化技术 班班 级 级 机电机电 11 311 3 学学 号 号 11303202301130320230 姓姓 名 名 杨仁山杨仁山 指导教师 指导教师 张学伟张学伟 机械工程系机械工程系 20132013 年年 1111 月月 2020 日日 目目 录录 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 2 2 序言序言 1 第第 1 1 章章 零件分析零件分析 2 1 1 零件的作用 2 1 2 零件的工艺分析 2 第第 2 2 章章 工艺规程设计工艺规程设计 2 2 1 确定毛坯的制造形式 2 2 2 基面的选择 3 2 3 制定工艺路线 3 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 2 5 确定切削用量及基本工时 6 第第 3 3 章章 专用专用夹具设计夹具设计 9 3 1 确定设计方案 9 3 2 机械加工工序卡片 11 课程设计心得体会课程设计心得体会 12 参考文献参考文献 12 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 3 3 序言 机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课 技术基础课 大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的 这是我们在进行毕业 设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习 也是一次理论联 系实际的训练 因此 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位 通过本次课程设计 应该得到下述各方面的锻炼 1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学 到的实践知识 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 2 提高结构设计的能力 通过设计夹具的训练 应当获得根据被加 工零件的加工要求 设计出高效 省力 经济合理而且能保证加工质 量的夹具的能力 3 会使用手册及图表资料 掌握与本设计有关的各种资料的名称 出处 能够做到熟练运用 就我个人而言 通过这次设计 基本上掌握了零件机械加工工艺 规程的设计 机床专用夹具等工艺装备的设计等 并学会了使用和查 阅各种设计资料 手册 和国家标准等 最重要的是综合运用所学理 论知识 解决现代实际工艺设计问题 巩固和加深了所学到的东西 并在设计过程中 学到了很多课堂上没有学到的东西 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 4 4 第第 1 1 章章 零件分析零件分析 1 11 1 零件的作用零件的作用 夹具底座主要起支撑的作用 本设计任务给定的零件对加工平面 加工孔等有一定的要求 由 于零件相对比较复杂 故加工过程中需要用到较复杂的夹具 1 21 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1 以铣下端面为基准的加工面 这组加工面主要是铣顶端面 钻 扩 铰 8 孔 2 以 8 孔为基准的加工面 这组加工面主要是铣底面 3 以铣左端面为基准的加工面 这组加工面主要是铣右端面 钻 扩 铰 8 孔 由以上分析可知 对于这三组加工表面而言 可以先加工其中一 组表面 然后借助于专用夹具加工另一组表面 并保证它们之间的位 置精度要求 第第 2 2 章章工艺规程设计工艺规程设计 2 12 1 确定毛坯的确定毛坯的制造形式制造形式 该零件材料为HT200 从结构上看 零件形状并不复杂 因此毛坯 形状可以与零件的形状尽量接近 内孔不铸出 毛坯尺寸通过确定加 工余量后再决定 由于零件成批生产 而且零件的轮廓尺寸不大 选 用砂型铸造 采用机械翻砂造型 这对于提高生产率 保证加工质量 也是有利的 2 22 2 基面的选择基面的选择 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 5 5 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一 基面选择得正确 合理 可以保证加工质量 提高生产效率 否则 就会使加工工艺过 程问题百出 严重的还会造成零件大批报废 使生产无法进行 本零件先以左端面为粗基准 粗铣右端面 再以右端面为粗基准 粗铣左端面 再以左端面为精基准 精铣右端面 然后以左端面为基 准钻出两个 8 的孔 并对两个 8 的孔粗铰和精铰 以右端面为基 准 铣前表面 然后再以前表面为基准 铣后表面 以上端面为粗基 准 粗铣下端面 再以下端面为粗基准 粗铣上端面 然后以上端面 为精基准 精铣下端面 再以下端面为精基准 精铣上端面 然后钻 出三个 8 的孔 并对三个 8 的孔粗铰和精铰 2 32 3 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度 尺寸精度 形状精度 位 置精度 和表面质量等技术要求能得到合理的保证 在生产纲领已经 确定为中批生产的条件下 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 还应考虑经济效果 以便 降低生产成本 工艺路线方案一 工序号工序内容 1 铸造 2 热处理 3 粗铣右端面 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 6 6 4 粗铣左端面 5 精铣右端面 6 精铣左端面 7 钻 倒角 扩孔 2 8 8 钻 倒角 粗铰 精铰孔 2 8 9 钻 倒角 扩孔 3 8 10 钻 倒角 粗铰 精铰孔 3 8 11 去毛刺 12 清洗 13 终检 方案二 工序号工序内容 1 铸造 2 钻 倒角 扩孔 2 8 3 钻 倒角 粗铰 精铰孔 2 8 4 钻 倒角 扩孔 3 8 5 钻 倒角 粗铰 精铰孔 3 8 6 粗铣右端面 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 7 7 7 粗铣左端面 8 精铣右端面 9 精铣左端面 10 去毛刺 11 热处理 12 清洗 13 终检 机械加工工序应遵循 先粗后精 先主后次 基准先行 先面后孔 的原则 铸造成型后切边 进行调制 调制硬度为 190 220HBS 并进行酸洗 喷丸处理 喷丸可以提高表面硬度 增加 耐磨性 消除毛胚表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响 综合考 虑 应该选择第一种方案 2 2 4 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯配尺寸的确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯配尺寸的确定 夹具底座 零件材料为 HT200 硬度 190HBS 毛坯重量约为 2 8KG 生产类型为中批生产 采用铸造毛坯 根据上述原始资料及加 工工艺 分别确定各加工表面的机械加工余量 工序及毛坯尺寸如下 1 底座的各个面的加工余量 通过查找相关资料可知加工余量留 2mm 比较合适 2 通孔 8mm 的加工余量 毛坯为实心 不冲孔 通孔精度要求介于 IT7 IT8 之间 参照 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 8 8 工艺手册 表 2 3 9 及表 2 3 12 确定工序尺寸及余量为 钻孔 2mm 钻孔 6mm 2Z 4mm 扩孔 7mm 2Z 1mm 粗铰 7 6mm 2Z 0 6mm 精铰 8mm 2Z 0 4mm 2 52 5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量 1 切削用量指 背 吃刀量 asp 即切削深度 ap 进给量 f 及切削速度 Vc 2 确定方法是 确定切削深度 确定进给量 确定切削速度 3 具体要求是 由工序或工步余量确定切削深度 精 半精加工全部余量在一次走 刀中去除 在中等功率机床上一次走刀 ap可达 8 10mm 按本工序 或工步加工表面粗糙度确定进给量 对粗加工工序或工步按加工表面 粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度 可用查表法或计 算法得出切削速度 Vc查 用公式 换算出查表或计算法所得的转速 nc 查 根据 Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速 n机作为 实际的转速 再用 换算出实际的切削速度 Vc机填入工艺文件中 对粗 加工 选取实际切削速度 Vc机 实际进给量 f机和背吃刀量 asp之后 还要校验机床功率是否足够等 才能作为最后的切削用量填入工艺文 件中 1 工序粗 精铣左右端面 1 粗铣 1 选择刀具 根据 工艺手册 表 3 1 27 选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀 其参 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 9 9 数为 铣刀外径 d0 100mm 铣刀齿数 Z 10 2 确定铣削深度 a p 单边加工余量 Z 1 5 0 27 余量不大 一次走刀内切完 则 a p 1 5mm 3 确定每齿进给量 fz 根据 切削手册 表 3 5 用硬质合金铣刀在功率为 4 5kw 的 X51 铣床 加工时 选择每齿进给量 fz 0 14 0 24mm z 由于是粗铣 取较大的 值 现取 fz 0 18mm z 4 选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度 根据 切削手册 表 3 7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1 0 1 5mm 现取 1 2mm 根据 切削手册 表 3 8 铣刀直径 d0 100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度 T 180min 5 确定切削速度 Vc 根据 切削手册 表 3 16 可以查 Vc 由 ap 1 5mm fz 0 18mm z 查得 Vc 77mm z n 245mm z V 385mm z 根据 X51 型立铣床说明书 表 4 2 35 nc 255 r min V c 400 mm min 6 计算基本工时 l 50mm l2 2 T 0 28min 2 精铣 1 选择刀具 根据 工艺手册 表 3 1 27 选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀 铣刀 外径 d0 100mm 铣刀齿数 Z 10 2 确定铣削深度 ap 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 10 10 由于单边加工余量 Z 0 5 故一次走刀内切完 则 a p 0 5 mm 3 确定每齿进给量 fz 由 切削手册 表 3 5 用硬质合金铣刀在功率为 4 5kw 的 X51 铣床加 工时 选择每齿进给量 fz 0 14 0 24mm z 半精铣取较小的值 现取 fz 0 14mm z 4 选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度 根据 切削手册 表 3 7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1 0 1 5mm 现取 1 2mm 根据 切削手册 表 3 8 铣刀直径 d0 100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度 T 180min 5 确定切削速度 Vc 根据 切削手册 表 3 16 可以查 Vc 由 ap 4mm z 0 14mm z 查 得 Vc 110mm z n 352mm z V 394mm z 根据 X62W 型立铣床说明书 表 4 2 35 nc 380 r min V c 400 mm min 6 计算基本工时 l 40 mm l2 2 所以本工序的基本时间为 T t1 t2 0 14 0 12 0 26min 2 工序钻 2 个 8mm 孔 1 加工条件 工件材料 HT200 正火 b 220MPa 190 220HBS 加工要求 钻铰孔 8mm 机床选择 选用立式钻床 Z5140A 见 机械制造技术基础课程设计 P115 页表 5 6 2 确定切削用量及基本工时 选择 8mm 高速钢锥柄标准麻花钻 机械制造技术基础课程设计 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 11 11 P32 页表 2 19 d 40 L 25mm f机 0 48mm r 见 金属机械加工工艺人员手册 表 14 37 Vc查 13m min 见 金属机械加工工艺人员手册 表 14 38 按机床选取 n机 195r min 按 金属机械加工工艺人员手册 表 14 36 所以实际切削速度 m min 141 3v 基本工时 l 80mm l2 1 4 mm 取 4mm 按 金属机械加工工艺人员手册 表 14 44 公式计算 1 24 min 第第 3 3 章章 夹具设计夹具设计 钻 8 孔的钻床夹具 本夹具主要用于钻 8 孔 由于该孔精度要求不高 所以 在本 道工序加工时 主要考虑如何提高劳动生产率 降低劳动强度 3 13 1 确定设计方案确定设计方案 定位基准的选择 由零件图可知 8 孔对上表面有垂直度要求 为了使定位误差为零 应该选择以 8 孔定位的定心夹具 切削力及夹紧力计算 刀具 YG6 硬质合金可转位钻头 见 切削手册 表 3 28 其中 CF 54 5 ap 4 5 XF 0 9 fZ 0 18 YF 0 74 ae 75 UF 1 0 d0 100 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 12 12 qF 1 0 n 255 WF 0 Z 10 F 54 5 4 50 9 0 180 74 75 10 100 2550 444 64 N 水平分力 FH 1 1F实 489 1 N 垂直分力 FV 0 3F实 133 39 N 在计算切削力时 必须安全系数考虑在内 安全系数 K K1K2K3K4 其中 K1 1 5 K2 1 1 K3 1 1 K4 1 1 F KFH 1 5 1 1 1 1 1 1 489 1 976 48 N 实际加紧力为 F加 KFH U1 U2 976 48 0 5 1952 96 N 其中 U1 和 U2 为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数 U1 U2 0 025 螺母选用 M16X1 5 细牙三角螺纹 产生的加紧力为 W 2M D2tg a 6055 0 66 D3 d3 D2 d2 其中 M 19000 N M D2 14 8mm a 2029 D 23mm d 16mm 解得 W 1O405 N 此时螺母的加紧力 W 已大于所需的 1952 96 的加紧力 F 加 故本夹具 可安全工作 心轴取材料为 Q235 查表得 Q235 的许用弯曲应力为 158Mpa 弯曲应力 M Wz 32FL 3 14 d3 99 4X32X0 028 3 14X 0 022 2 2 67 许用弯曲应力 158Mpa 3 定位误差分析 由于基准重合 故轴径向尺寸无极限偏差 形状和位置公差 故 径向尺寸无基准不重合度误差 即不必考虑定位误差 只需保证夹具 的心轴的制造精度和安装精度 且工件是以内孔在心轴上定位 下端 面靠在定位块上 该定位心轴的尺寸及公差现规定为与零件内孔有公 欢迎下载本文档参考使用 如果有疑问或者需要 CAD 图纸的请联系 q1484406321哈尔滨理工 大学荣成学院课程设计 13 13 差相同 因为夹紧与原定位达到了重合 能较好地保证了钻 8mm 孔 所得到的尺寸和下端面形位公差要求 4 夹具结构设计及操作简要说明 如前所述 在设计夹具时 应该注意提高劳动率 为此 在螺母 夹紧时采用活动手柄 以便装卸 夹具体底面上的一对定位槽可使整 个夹具在机床工作台上有正确的安装位置 以利于钻削加工