机械制造技术课程设计-操纵盖加工工艺及夹具设计

设计(论文)题目：操纵盖加工工艺及夹具设计 学生姓名： 指导教师： 专业： 班级： 学号： 提交日期： 年 月 日 答辩日期： 年 月 日 目录绪 言1第一章 零件的分析2第二章 操纵盖工艺规程设计32.1操纵盖毛坯材料的制造形式的确定32.2基准面的确定42.2.1粗基准的确定42.2.2精基准的确定42.3制订工艺路线42.3.1工艺路线方案一52.3.2工艺路线方案二52.3.3工艺方案的比较和分析62.4余量的加工，毛坯尺寸和工序尺寸的确定62.5 选择加工设备及刀具,夹具,量具62.5.1粗车左右端平面及镗中心孔72.5.2精车左右端平面及精镗中心孔72.5.3钻410.8孔72.6 确定切削用量及基本工时7第三章 夹具设计143.1对专用夹具的基本要求143.2设计精车右端平面及精镗中心孔夹具143.2.1定位方案的最终确定143.2.2定位元件最终确定153.2.3定位误差分析并计算153.2.4夹具体具体分析153.2.6夹紧力的计算163.2.7夹具的设计及操作的简明说明17总结18参考文献19 绪 言全套图 纸加扣 3012250582中国的机械制造的生产行业，是一个生产具备一定外形位置及尺寸的工件和产品，并且将他们制作成机械行业的设备。机械生产行业的产品不但能直接给大家使用，又能给别的行业供应生产设备，机械制造行业当中有着各种各样的机械或者其他的设备。制造业是人们在生活当中所离不开的，所以制造的专业，是我们国家经济加速的发展一个重要的行业，这也是对国家基础经济的发展里面当中，比较主要的重大的支撑。因此说从当中一种层面的来说，机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。我自己对本工装夹具的设计是在学完了了所有的机械制图。以及生产制造技术为基础、机械设备的设计、机械零件制造工程材料学等专业课的基础下面，所进行的一个比较全面的考核。用合理的方法解决操纵盖零件，零件生产当中，零件的定位与夹紧。和加工零件加工工艺方法的合理的安排，合适地解决工艺尺寸这一类的问题，以设计出专用的生产夹具确保了尺寸和零件的加工的品质。我的这个设计主要就是培养，个人本身的自学的能力和创新的能力。我的这个设计是综合层次性，实践性都很强的，涉及到的知识面也非常的全面。因此在设计的过程当中，不但要注意到基本的加工原则、基础的理论知识，也要注意到现实当中生产的需求，唯有把种种理论与现实生产相互结合起来，这样才可以更好地完成本个设计。因为我自己的设计水准不是太好，能力有有限制，所以难免容易出现些许缺陷等问题，在此本人恳请老师们能给予批评与指导。第一章 零件的分析零件操纵盖见下图： 操纵盖1）这个零件图上面可以主要加工表面为外圆面，中心孔与加工左右端面位置度要求2）车削操纵盖零件，装夹工件，达到了工艺基准，设计基准的统 一。3）加工零件各面加工表面有垂直度要求，操纵盖外圆面为主要核心的所加工的表面第二章 操纵盖工艺规程设计2.1操纵盖毛坯材料的制造形式的确定 操纵盖材料是铸铝，根据操纵盖的轮廓尺寸，选用铸造成型 。在制作过程中以及对所加工零件的毛坯有比较高的精度要求，这样零件的的加工余量就会变小，所以生产率就能的到提高，而且能保证零件的加工质量要求。 工件操纵盖的尺寸要求不是很大，结构形状亦不是太复杂，为大批规模的生产量，故毛坯件的形状要求要尽所能与工件的形状相接近，零件侧面的孔需要要铸造出来。确定所加工的余量以后在来确定毛坯件的尺寸。2.2基准面的确定一个加工工艺规程能够完美的设计出的前提，是要求必须正确的选择而且符合加工要求的基准面。选用的基准面的正确性与合理性要能够得到保证，不但能够确保操纵盖的加工质量，而且对生产也有好处；否则所选的加工工艺过程会有问题，且有可能造成操纵盖零件的批量报废，生产进度受阻，也会对加工好的产品产生冲击力，零件的质量也将力带来巨大的冲击力。 2.2.1粗基准的确定：零件操纵盖加工生产的首道工序是车削外圆，因为这样会让平面为精加工的定位基准。这样我们就可以选左右两端面其中的一个作为粗基准。下一步在用外圆来定位，因为在加工零件孔的时侯，我们就可以获得均匀的零件加工余量，并且能够足够地保证这两个精度高的面加工精度。2.2.2精基准的确定分析操纵盖零件的加工需要，必需保证操纵盖孔和孔、孔和零件的平面、零件平面和平面之间加工的位置的关系，达到这些要求才能保证零件在加工中所用的定位加工基准大部份可以相同。通过操纵盖零件分析可以了解到，零件平面面积比较大而且有位置度的加工要求，当作精基准加工比较适合。所以一个零件的两端中心孔定位加工就可以限定操纵盖的三个自由度的要求，和车左端右端加工成型的夹具相配合。根据上面的加工条件，利用操纵盖零件以完工的孔径当作精基准来对外圆面与孔加工等其他的工序。2.3制订工艺路线 分析零件的特点，根据操纵盖零件的形状要求，所选定的工艺路线要能满足尺寸及位置等加工要求，零件批量加工生产的前题条件下，选择通用机床及专用夹具被作为优先考虑，尽量使加工工序集中到一起 。这些以外，还一定要想到经济效益，要让生产加工成本降到最低点。操纵盖有一个特点：左端面右端面的表面的质量要求相同，都是Ra1.6，尺寸精度确不一样分别为IT7,IT12,IT12查文献1，3.3，从这些可以看出IT7的孔精度主要就是考虑尺寸，其余孔则主要考虑就是表面的质量要求，跟据经济性考应该将它们单独分开加工生产，可是考虑它们之间较高的位置精度要求，最好的方法就是一次装夹在进行生产加工。2.3.1工艺路线方案一1铸造成型2时效处理3去除锐边毛剌4车右端平面钻中心孔5粗车左端平面及镗中心孔6精车右端平面及精镗中心孔7精车左端平面及精镗中心孔8钻410.8孔9去除锐边毛剌10检验2.3.2工艺路线方案二1铸造成型2时效处理3去除锐边毛剌4车右端平面钻中心孔5粗车左端平面及镗中心孔6钻410.8孔7精车右端平面及精镗中心孔8精车左端平面及精镗中心孔9去除锐边毛剌10检验2.3.3工艺方案的比较和分析研究操纵盖零件的思路：第二条思路和第一条不一样的是，把精加工的工序和粗加工的分开。加工零件时先进行粗车各个外圆后，再进行精车外圆加工后再进行切削加工，且保证其它的先后顺序均不发生变化。通过分析发现这样的变动可以达到提高了生产效率。也对提高操纵盖的尺寸的精度和位置的精度有不一样的好处。 互为基准的原则采用，先进行切削加工平面，再以已经加工的平面作为精基准，最后进行钻削加工平面上的各孔，能这过这样的调整就可以保证了，平面的平行度要求，也是为加平面上各孔保证了位置度的要求。并且满足面和孔的加工的原则。选择工艺思路一来进行切削加工装夹不方便，并且操纵盖毛坯的端面和轴的轴线是不是垂直。关系到加工出来的孔的轴线。与轴线是不是平行的问题。通过以上的分析比较发现第一条工艺路线是不可行。假如选取工艺思路二，先来加工各个平面，然后在以已加工完成的孔，作为精细的加工的基准，来加工别的各个孔，便能满足各个孔位置度的要求在增加操纵盖生产的效率，以及满足精度的两个前提条件下面，研究出思路二是比较正确的。所以决定以第二个思路进行生产。具体的工艺过程见附录工艺卡片所示。2.4余量的加工，毛坯尺寸和工序尺寸的确定分析零件图可以知到平面要 经过粗车、精车来加工生产。具体见下面：粗加工：由文献资料2可以得到，表3.2-23可以知到它的剩下的加工量是，得到2.2。跟据表3.2-27可以知道还要粗加工的平面的厚度为2的偏差。 精加工：查文献资料3，查表2.3-59中可以知道1.3的余下加工量。由文献3，跟据表2.3-11里得到铸件材料尺寸公差等级选用，由表2.3-9里可以知道铸件尺寸公差要求2.5 选择加工设备及刀具,夹具,量具零件的生产类型为大批生产规模,故在选用主要生产方案时，最好的选择是选用通用机床在配以通用工装夹具为最主要的生产方式,在铣键槽时采用专用的夹具进行加工，这样可以保证加工质量与生产效率。在用少量专用机床作辅助的生产流水线,在加工过程中工件的上卸与传递完成都是由人工操作来完成。2.5.1粗车左右端平面及镗中心孔根据定位夹紧和夹具设计构造等原因,所以选择：选用CA6140车床硬质合金车刀刀具 夹具选用专用夹具，量具选用游标卡尺。2.5.2精车左右端平面及精镗中心孔两端各孔公差有要求的平行度，属于同一定位加工基准，分析机床精度和经济性选用：选用CAK6140机床工装选用专用夹具，选择刀具为硬质合金车刀，量具选用游标卡尺，千分尺。2.5.3钻410.8孔机床选用512钻床刀具：选用麻花钻头夹具选用专用夹具。量具选用游标卡尺。2.6 确定切削用量及基本工时 工序： 粗车右端平面及镗中心孔粗车右端平面加工条件工件材料：铸铝，加工要求：车右端平面镗中心孔选择机床为CA6140车床对零件加工刀具材料选择YG5，刀杆长度为，查机械加工设计实用手册表.计算右端面切削用量 毛坯长度的方向上的余量加工为2，； 进给量，参考机械加工工艺设计实用手册表当刀杆的尺寸是时为时，且工件的直径为时，取 计算切削速度当时，其中得： 确定主轴转速：根据机械加工工艺手册表查的与相近的机床转速为与，选取。所以实际切削速度为： 切削工时镗中心孔：加工余量，进给量查参考机械加工工艺手册15-10可以选用；计算工序的切削速度由机械加工工艺手册表8.4-8中可得到：确定车床转速：按CA6140选取，故实际切削的速度为：校验机床功率：主要的切削力查机械加工工艺手册的表中8.4-10的公式计算：其中：所以 :切削时消耗的功率 CA6140车床主电动机的功率是,所以此机床的功率充足,进行加工是可以的。检验CA6140车床进给系统强度:知道主要的切削力为,径向的切削力，计算:式中:所以:而轴向切削力,主要的切削力：公式:工件轴向的切削力:取CA6140车床导轨与床鞍倆者之间的摩擦系数,则所需的切削力对车床进给机构的纵向进给方向的作用力为:因为车床纵向进给机构可以能够承受的最大纵向力为,所以车床的进给系统可以正常的工作.切削的工时记算为:，其中故工序 粗车左端平面及镗中心孔粗车左端平面切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故镗中心孔： 切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故工序：钻410.8孔铸铝的材料，待钻削孔钻410.8孔。使用512机床来对钻410.8孔进行加工.材质是铸铝，孔的直径钻到10.8mm，表面的粗糙度为。加工的机床选取512钻床，加工的刀具是：10.8mm的钻头， 1）切削加工用量的确定机床进给量 的确定 按照参考书籍献7附表21.17能够得出，知道孔的深度的比为，故。依据512式钻床使用说明，取。依据教科书7的表21.7，钻头的强度可以承受的加工进给距离。知道512机床的进给机构能承受的轴向力；依据机床的使用说明能够知道，按照参考书籍7附表24.8，可以接受的钻床进给距离。知道所使用的进给距离较小和以及相比，因此所使用的能够满足要求。制造的速度， ， 与制造的功率， 依据附表23.16，由插入法得出：，由于切削的实际条件与上面的表里所能得出的条件不同，因此应该对得出的结论来进行改正。根据参考书籍7的资料表23-2，故依据512机床的使用说书，取。切削实际的速度为依据教科书7的表22.5，故校验机床的使用功率 制造的功率得 机床可以使用的功率因此使用制造的用量能够满足。计算，得出， 工序 精车右端平面及精镗中心孔机床：CAK6140卧式车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸， 机床加工工艺设计实用手册表12-7。切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺实用手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故工序：精车左端平面及精镗中心孔切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故工序 钳工工序 检验第三章 夹具设计3.1对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、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精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3.工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。3.2设计精车右端平面及精镗中心孔夹具 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。经过与指导老师协商，决定设计工序精车右端平面及精镗中心孔夹具。本夹具将用于CAK6140车床。刀具为车刀，对工件中孔与外圆面进行加工。3.2.1定位方案的最终确定 根据上面分析夹具的定位基准选用端面和外圆面，轴线间的位置公差要求及端面的平行度公差由夹具位置精度来保证。零件自由度的要求由外圆和端面来限制。3.2.2定位元件最终确定外圆和端面精加工后为作精加工基准，用平面定位，端面由于分成了两份。故选用了零件外圆定位用的定位套和平面定位的垫块，来限制工件的自由度。3.2.3定位误差分析并计算根据参考书籍5能够得到： 平面定位套定心的定位误差 ： 夹紧误差 ： 夹具中接触的变形位的移值： 磨损度的误差：不能比大 夹具相对刀位置的误差：选择误差总和：根据上面的的计算可以知道，本次设计的车床夹具能够达到工件的加工的精度的要求。3.2.4夹具体具体分析 为保正所设计的夹具在工作台上安装能够处于稳定状态,就需要确保所设计的夹具体高度和宽度的比例1：1的比例原则来选择夹具的宽度,并且所设计的夹具体的四周的边框一定要能够接触到所用机床的工作台，这样不仅能强化夹具体的刚度要求，还能够降低夹具体的质量要求。固为了增强夹具体刚性，还应该把夹具体和机床过渡块联接在主轴的上面，这样更方便其制造和装配。（具体见总装总图）。3.2.6夹紧力的计算选用硬质合金刀具对工件加工切削刀具有关几何参数： 由参考查阅的文献5表 能够得到计算车加工的切削力的式子： 按照参考书籍 5附表可知：对于铸铝： 取 ， 即所以 根据参考书籍5附表3-4知道：垂直加工的切削力 ： 背向力：依据加工零件的受力加工的切削力、加工的夹紧力的作用情况，找出在加工进对夹紧机构不利的瞬间状态，可以按静力平衡原理计算出理论加工的夹紧力。乘以安全系数作为实际所需加工的夹紧力的数值。以确保夹紧的牢固。得： 安全的系数能够按照下面的式子得出： 公式当中：为很多种多样因素的安全的系数，根据参考书籍5表能够知道： 所以 根据算式算式能够知道所需要的工件实际加工的夹紧力不太大，为了使设计的专用夹具的结构能够简单而且操作起来很方便，因此决定选用手动螺旋夹紧机构。螺旋夹紧时产生的加工的夹紧力按以下公式计算： 公式当中的参数根据参考书籍2可以知道： 其中： 螺旋加工的夹紧力：易得：通过研究实际的加工的的夹紧力比要求加工的夹紧力大很多，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.2.7夹具的设计及操作的简明说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的车床夹具就选择了手动夹紧方式。本工序由于是车加工。因此，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的螺旋夹紧机构，尽量增加该夹紧机构的扩力比,结果，本来具总的感觉还比较紧凑。总结 课程设计是大学生活中的一个重要环节，是我们再次完善自己所必须经历的步骤，这将会对我们以后面向社会有巨大