机械工艺夹具毕业设计90支架工艺规程及钻Φ30孔的夹具设计.doc
机械工艺夹具毕业设计90支架工艺规程及钻Φ30孔的夹具设计
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机械毕业设计论文
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机械工艺夹具毕业设计90支架工艺规程及钻Φ30孔的夹具设计,机械毕业设计论文
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毕业设计说明书 题目： 支架 工艺规程及 钻 30 孔 的 夹具设计 学 生 ： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： nts 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。 支架 加工工艺规程及其钻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。 nts ABSTRCT This 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 140 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 nts 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2零件的工艺分析 2 二 . 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 传 2 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 3 2.5确定切削用量及基本工时 4 三 夹具设计 16 3.1 问题的提出 16 3.2 定位基准的选择 16 3.3 切削力及夹紧力计算 16 3.4 定位误差分析 17 3.5 夹具设计及操作简要说明 18 总 结 20 致 谢 21 参考文献 22 nts 第 1 页 共 22 页 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。 支架的加工工艺规程及其钻的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。 nts 第 2 页 共 22 页 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 支架 的作用，待查 1.2 零件的工艺分析 支架 有 3 组 加工面 且有 位置度要求 。 1：以 70 底面为基准的 加工面 ，这组加工面主要 的 是 上下端面 ， 2：以 70 外圆和 30 外圆为基准的加工面，这组加工面主要 30 的 孔 。 3;以 30 孔为基准的加工面，这组加工面主要剩余的其他各面和孔及槽 二 . 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料为 HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。 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 支架 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。 支架 外轮廓用短 V 形块定位，可以消除 x 、 y 两个自由度， 再用一个 底 面定位，nts 第 3 页 共 22 页 精 基准的选择：根据 基准重合原则，选取 泵体外轮廓 及已加工的底面作为精基准。 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， 制定以下工艺方案 ： 方案 ： 工序 ： 铸造 工序 ： 时效处理 工序 ： 粗铣 30mm的孔底端面 工序 ： 粗铣 30mm的孔上端面 工序 ： 钻 .扩 .铰 30mm孔及上端处倒角 工序 ： 钻 M10的螺纹底孔 工序 ： 锪 11mm孔 工序 ： 铣削 3mm的槽 工序 ： 铣削 2mm的槽 工序 X： 钻削 M6的螺纹底孔 工序 XI： 钻 8mm孔 工序 XII： 攻螺纹 M10和 M6 工序 XIII：终 检，入库 2.4 机械加工余量、工序尺 寸及毛坯尺寸的确定 支架 材料为 HT200，重量为 3.074Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 nts 第 4 页 共 22 页 2、 支架 的 底面 由于 支架 底面要与其他接触面 接触 。 作为后序的基准，所以要进行精铣，其加工余量为 2.5mm。 3、 支架 的轴孔 毛坯为 除了 两 个大孔外的 实心， 其他 不铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7 IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量 2.5 确定切削用量及基本工时 工序 I：铸造 工序 II：时效处理 工序： 粗铣 30mm的孔底端面 1. 选择刀具 刀具选取 高速钢端铣刀 ，刀片采用 YG8, mma p 0.3 ， mmd 750 ， min/125 mv ， 4z 。 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 mma p 0.3 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 齿/2.0 mmf z ，则 m in/48.6637512510001000 rd vn s 按机床标准选取wn 750 min/r m in/3.141100 0 75075100 0 mdnv w nts 第 5 页 共 22 页 当wn 750r/min 时 rmmznff wzm /6 0 07 5 042.0 按机床标准选取 rmmfm /6003） 计算工时 切削工时： mml 60 ， mml 91 ， mml 32 ，则机动工时为 m in481.02.0750 397021 xfn llltwm工序： 粗铣 30mm的孔上端面 1. 选择刀具 刀具选取 高速钢端铣刀 ，刀片采用 YG8, mma p 0.3 ， mmd 750 ， min/150 mv ， 4z 。 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 mma p 0.3 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 齿/2.0 mmf z ，则 m in/1.7 9 6751 5 01 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按机床标准选取wn 750 min/r m in/3.141100 0 75075100 0 mdnv w nts 第 6 页 共 22 页 当wn 750r/min 时 rmmznff wzm /6 0 07 5 042.0 按机床标准选取 rmmfm /6006） 计算工时 切削工时： l=70 mml 91 ， mml 32 ，则机动工时为 min485.02.0750 370921 xfn llltwm工序： 钻 .扩 .铰 30mm孔及上端处倒角 工步一：钻 28mm孔 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的MPab 800 ， d= 28 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 28 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取 rmmf /25.0 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 min/18 mv 所以 m in/2.33728 1810001000 rd vnws 根据机床说明书，取 min/375 rnw ，故实际切削速度为 m in/72.241000 375281000 mndv ww nts 第 7 页 共 22 页 切削工时： mml 71 ， mml 11 ， mml 32 ，则机动工时为 m in768.025.0375317121 fnllltwm工步二：扩 29.85mm孔 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的MPab 800 ， d= 29.85 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 29.85 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取 rmmf /25.0 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 min/18 mv 所以 m in/2.2 9 885.29 181 0 0 01 0 0 0 rd vnws 根据机床说明书，取 min/375 rnw ，故实际切削速度为 m in/2.251000 37585.291000 mndv ww 切削工时： mml 71 ， mml 9.01 ， mml 32 ，则机动工时为 m in767.025.037539.07121 fnllltwm工步三：铰孔至 30mm nts 第 8 页 共 22 页 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的MPab 800 ， d= 30 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 30 孔时 属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取 rmmf /25.0 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 min/18 mv 所以 m in/9.29730 1810001000 rd vnws 根据机床说明书，取 min/375 rnw ，故实际切削速度为 m in/4.251000 375301000 mndv ww 切削工时： mml 71 ， mml 1.01 ， mml 32 ，则机动工时为 m in766.025.037531.07121 fnllltwm工序 VI： 钻 M10 的螺纹底孔 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=8.5mm，后角 o 16 ，二重刃长度 1202 450 30 2.选择 切削用量 （ 1）决定进给量 nts 第 9 页 共 22 页 查切 rmmf /02218.0 按 钻 头 强 度 选 择 rmmf /50.0 按 机 床 强 度 选 择rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 0.5 0.8mm，寿命 min20T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 （ 4）校验扭矩功率 mc MM Ec PP 故满足条件，校验成立。 .计算工时 m in026.022.01 3 6 0 325.426 nfLt m 工序 VII：锪孔 11mm 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的nts 第 10 页 共 22 页 MPab 800 ， d= 11 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 11 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取 rmmf /25.0 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 min/18 mv 所以 m in/3.31211 1810001000 rd vnws 根据机床说明书，取 min/375 rnw ，故实际切削速度为 m in/4.21100 0 37511100 0 mndv ww 切削工时： mml 12 ， mml 25.11 ， mml 32 ，则机动工时为 min326.025.0375325.11221 fnllltwm工序 VIII： 铣削 3mm的槽 卧式铣床 X62 选择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 YG8, mma p 0.3 ， mmd 500 ， min/75 mv ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 nts 第 11 页 共 22 页 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mma p 0.3 7） 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 齿/2.0 mmf z ，则 m in/2.1 1 9 450 751 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按机床标准选取wn 1450 min/r m in/4771000 1450501000 mdnv w 当wn 1450r/min 时 rmmznff wzm /1 1 6 01 4 5 042.0 按机床标准选取 rmmfm /11608） 计算工时 切削工时： mml 401 ， mml 32 ，则机动工时为 m in057.0475 34021 fn lltwm工 序 IX： 铣削 2mm的槽 卧式铣床 X62 选择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 YG8, mma p 0.2 ， mmd 500 ， min/75 mv ， 4z 。 2. 决定铣削用量 nts 第 12 页 共 22 页 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 mma p 0.2 9） 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 齿/2.0 mmf z ，则 m in/2.1 1 9 450 751 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按机床标准选取wn 1450 min/r m in/4771000 1450501000 mdnv w 当wn 1450r/min 时 rmmznff wzm /1 1 6 01 4 5 042.0 按机床标准选取 rmmfm /116010） 计算工时 切削工时： mml 221 ， mml 32 ，则机动工时为 m in031.0475 32221 fn lltwm工序 X：钻削 M6的螺纹底孔 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=5mm，后角 o 16 ，二重刃长度 1202 450 30 2.选择切削用量 （ 1）决定进给量 nts 第 13 页 共 22 页 查 切 rmmf /02218.0 按 钻 头 强 度 选 择 rmmf /50.0 按 机 床 强 度 选 择rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /22.0 经校验校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 0.5 0.8mm，寿命 min20T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/1 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实 际转速为 min/1360 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /8.1610000 （ 4）校验扭矩功率 mc MM Ec PP 故满足条件，校验成立。 .计算工时 m in013.022.01 3 6 0 35.012 nfLt m 工序 XI：钻 8mm的孔 选择 8mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册nts 第 14 页 共 22 页 表 3.1 6） 0 . 4 3 /f m m r机（切削表 2.7 和工艺表 4.2 16） 1 5 / m i ncVm查（切削表 2.15）硬度 200 217 min/r7.5308x 15x1000D1000 cVn按机床选取 r/min580机n（工艺表 4.2 5） 实际切削速度： m in/m39.161 0 0 0 580x8x1 0 0 0Dn 机cV基本工时： m in0 8 4.0m in43.0x5 8 03410f 21 机机nlllt 工序 XII： 攻丝 M10， M6 工步一： 攻螺纹 M10mm 。 mmmv /15 min/217rns按机床选取 min/195 rnw ，则 mmrv /4.13 机动时 mml 11 ， mml 21 ， 攻 M10 丝 孔 m in931.01.0195 )211()( 1 nf llt m 工步二： 攻丝 M6 攻螺纹 M6mm 。 mmmv /15 nts 第 15 页 共 22 页 min/217rns按机床选取 min/195 rnw ，则 mmrv /4.13 机动时 mml 12 ， mml 1.01 ， mml 32 攻 M6 孔 m in914.01.0195 )31.012()( 21 nf lllt m 工序 XIII： 终检，入库 三 、 夹具设计 nts 第 16 页 共 22 页 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 设计和第 五 道工序的 钻 30孔 的钻床夹具 。 钻 30 孔的夹具 3.1：问题的提出 本夹具主要用于 钻 30 的孔，因为 30 的孔是其他各个加工的基准，再加工他之前其余各个面都还没有加工，因此定位基准不好选择，自身和其他没有位置度要求，我们采用没加工的 70外圆和 30 外圆作为定位基准。 3.1 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不 合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 我们采用 70的外圆，端面和 30的外圆作为定位基准 3.3切削力及夹紧力计算 1 切削力和夹紧力计算 (1)刀具： 麻花钻 机床： Z525立式 钻床 由 3 所列公式 得 nts 第 17 页 共 22 页 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy 83.0Fu 8Pa z=24 0Fw 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 KKKK其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K为刀具钝化系数 1.1 4K 为断续切削系数 1.1 所以 NKFF 7.1775 夹紧力的分析：因为是钻削加工，钻削力本身向下的，我们有采用 V型块夹紧，因此钻削力不需要计算。 3.4：定位误差分析 (1)分析计算孔的深度尺寸 7 的定位误差： 用外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定位工作面是 V 形块对称面，定位基准是外圆中心线，当工件外圆直径发生变化时其中心线在 V 形块对称面上上下移动。定位误差计算如下： jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011 db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016 dw= db- jb=0.005 （ 1） 分析计算孔中心线与侧板中心线的重合度误差： jb=0 nts 第 18 页 共 22 页 db=0 dw=0 3.5：夹具设计及简要操作说明 如前所述 ,在设计夹具时 ,应该注意提高劳动率 .为此 ,在夹紧方案上我们螺旋夹紧，为了定位准确，我们下面用一固定 V 型块和一活动 V 型
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