【工装夹具类】缸体加工工艺和夹具设计【含CAD图纸毕业论文】【机械设计】
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工装
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【工装夹具类】缸体加工工艺和夹具设计【含CAD图纸毕业论文】【机械设计】,工装,夹具,缸体,加工,工艺,以及,设计,cad,图纸,毕业论文,机械设计
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设计说明书 缸体 的 工艺工装设计 目 缸体 的 工艺工装设计 系 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二一二年 三 月 日 目录 摘要 . 1 引 言 . 2 第一章 零件的分析 . 3 第二章 工艺规 程的设计 . 4 定毛坯的的制造形式 . 4 准的选择 . 4 订工艺路线 . 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5 定切削用量及基本工时 . 5 第三章 专用夹具的设计 . 18 工件 基准 面 B 的夹具设计 . 18 题的提出 . 18 位基准的选择 . 18 位元件的设计 . 18 削力及夹紧力计算 . 18 向键与对刀装置设计 . 20 具设计及操作简要说明 . 22 、 攻 2纹 的夹具设计 . 22 题提出 . 22 位基准的选择 . 22 位元件的设计 . 22 削力及夹紧力计算 . 23 具设计及操作简要说明 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 25 致 谢 . 26 参 考 文 献 . 27 1 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。 缸体 的 加工工艺规程及其 铣面 与 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 ：切削用量 夹紧 定位 误差。 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 2 引 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。 缸体 的加工工艺规程及其 铣面与钻孔 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。 3 第一章 零件的分析 缸体 共有 七 组 加工表面，它们相互之间 没 有要求。现分述如下： 1、 工件 基准面 B 2、 45孔， 4孔， 钻 2、 354、 385、 66、 24孔 7、 纹， 2 4 第二章 工艺规程的设计 确定毛坯的的制造形式 零件材料为 ，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。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，铸造精度为 2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的 。 基准的选择 基 准 选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基 准 选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出， 缸体零件开关规则 ， 我们选 35为粗基准，以保证孔的 中轴心线与 基准面 依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时 ，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 制订工艺路线 工序 1： 铸造 工序 2： 时效处理 工序 3： 铣基准面 B，保证高度 12，粗糙度为 序 4： 锪平 45孔，钻 4孔，粗糙度为 2粗糙度为 序 5： 粗车、半精车、精车 35基准 保证尺寸95， 粗糙度为 序 6： 粗镗、半精镗、精镗 35粗糙度为 序 7： 钻、攻 6纹 工序 8： 锪 24深 2的沉头孔 5 工序 9： 钻、攻 0孔深 12的螺纹，钻 2糙度为 序 10： 磨内孔 工序 11：终检、入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 缸体 ”零件材料为 坯的重量约为 生产类型为大批量生产，采用 砂型铸造。 1、 工件基准面 B， 表面粗糙度为 切削用量手册表 2边总余量Z=、 45孔， 4孔， 钻 2因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造 3、 35 表面粗糙度为 切削用量手册表 2边总余量 Z=车 单边余量 Z=精车 单边余量 Z=车 单边余量 Z=、 38 表面粗糙度为 切削用量手册表 2边总余量 Z=镗 单边余量 Z=精镗 单边余量 Z=镗 单边余量 Z= 单边余量 Z=、 6 因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造 6、 24孔 ， 因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造 7、 纹， 2 因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造 8、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。 确定切削用量及基本工时 工序 1： 铸造 工序 2： 时效处理 工序 3： 铣基准面 B，保证高度 12，粗糙度为 . 选择刀具 质合金铣刀 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 6 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取1100 r m i n/i n/1000 1100251000 w 3） 计算工时 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 7 0 0 fn T=2序 4： 锪平 45孔，钻 4孔，粗糙度为 2粗糙度为 步一： 锪平 45孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=15沉 孔 深 2，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择 15高速钢锪孔钻 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 7 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220， 0 /f m m r , 0 20d 时， 1 8 / m m m 。 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= =据 钻床技术资料（见简明手册表 选择 n=275r/ 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=2切量及超切量由切削用量手册表 出6y ，计算得， L=（ 2+6） 故有： t= X=的时间： T=4t=步二： 钻 4孔，粗糙度为 定进给量 f ：根据参考文献表 2钢的 00， 0 时，。由于本零件在加工 9 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘 8 以系数 根据 取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 0091000 切削工时： 2 ， ， 2 ，则机动工时为 m T=4步三： 钻 2粗糙度为 定进给量 f ：根据参考文献表 2钢的 00， 时，。由于本零件在加工 时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 0 所以 m 101 0 0 01 0 0 0 rd 9 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 0 0 0 0 切削工时： 2 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 4 T=2序 5： 粗车、半精车、精车 35基准 保证尺寸95， 粗糙度为 步一： 粗车 351） 车削深度， ）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s， n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s 则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 35+)/（ 475 = 工步二： 半精车 35左端面 1） 车削深度， ）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s， n=439r/f=490mm/s 据 10 车床参数，选择 75r/75mm/s 则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 35+)/（ 475 = 工步三： 精车 35左端面 ， 与基准 B 的平行度公差 保证尺寸 95， 粗糙度为 ） 车削深度， ）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大 磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s， n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s 则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 35+)/（ 475 = 工序 6： 粗镗、半精镗、精镗 35粗糙度为 步一： 粗镗 孔至 34 1加工条件 加工要求： 粗镗 34孔 ，单侧加工余量 Z= 机床：选用 刀具： 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 2)选择进给量 根据【 6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表 11得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v =40 f=r 选择 60 / 11 则 n=000=01000 r/79.0 r/ 根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 00 。 （ 3）计算基本工 时 根据公式 ，式中 32 ，当加工一个孔时 l=60， l ， 33l L=（ 60+） 64有 4步二： 半 精镗 34孔至 加工条件 加工要求：半精镗 34至 = 机床：选用 刀具： 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 2）选择进给量 根据工艺手册表 11得：精镗时，硬质合金刀头，加工材料为铸铁： 0 . 1 5 0 . 5 /zf m m r 5 0 8 0 / m i 选择 80 / 则 n=000=01000r/根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 50 。 （ 3）计算基本工时 根据公式 ，式中32 ，当加工一个孔时 l=60， l ， 22 l L=（ 60+） 12 故有 步三：精镗 加工条件 加工要求：精镗 加工余量 Z= 机床：选用 刀具： 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 2）选择进给量 根据工艺手册表 11得：精镗时，硬质合金刀头，加工材料为铸铁： 0 . 1 5 0 . 5 /zf m m r 5 0 8 0 / m i 选择 80 / 则 n=000=01000r/根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 50 。 （ 3）计算基本工时 根据公式 ，式中 32 ，当加工一个孔时 l=60， l ， 22 l L=（ 60+） 有 序 7： 钻、攻 6纹 工步一： 钻削 6 10的螺纹底孔 用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16 查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 13 610001000 =1019r/机床选取 n=1000r/m i n/i n/1000 w 基本工时： m i 5 i 0 =6t=步二：攻螺纹 择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m i n=000=r/98.1 r/机床选取 n=400r/本工时： m i 5 i T=6t=序 8： 锪 24深 2的沉头孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=24沉 孔 深 2，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢 锪刀 24 高速钢锪孔钻 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 14 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220， 0 /f m m r , 0 20d 时， 1 8 / m m m 。 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= =据 钻床技术资料（见简明手册表 选择 n=175r/ 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=2切量及超切量由切削用量手册表 出6y ，计算得， L=（ 2+6） 故有： t= X=的工时： T=2t=序 9： 钻、攻 0孔深 12的螺纹，钻 2糙度为 步一： 钻 孔 用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 15 由切削表 工艺表 16 查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 610001000 =机床选取 n=600r/m i n/i n/1000 w 基本工时： m i 3 i =2t=步二： 攻丝 选择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m i n=000=r/99.2 r/机床选取 n=200r/ 基本工时： t= =的工时： T=2t=步三： 钻 2糙度为 定进给量 f ：根据参考文献表 2钢的 00， 0 时，。由于本零件在加工 4 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 取 16 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 0 所以 m 64 101 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 0041000 切削工时： ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 32421 fn T=2序 10： 磨 35床 型内圆磨床 1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料 50 40 127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33 工件速度 18m/向进给量 20行程 ) 切削深度 )切削工时 0002式中 17 9502 t 工序 11：终检、入库 18 第三章 专用夹具的设计 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。有老师分配的任务，我被要求设计 工序 1： 铣工件 基准面 B 工序 7： 钻、攻 2纹 深 10孔深 12，选用机床： 床 工件上 端面 的夹具设计 题的提出 本夹具主要用于 铣 工件 基准面 B， 属于工序 3， 以 35毛坯底孔 为定位基准。 位基准的选择 以工件 35毛坯底孔及其端 面 作为定位基准 ， 基准面 位元件的设计 本工序 选用 工件 35毛坯底孔和其端面及 基准面 对应的定位元件分别是 圆柱销 、 套筒、可调支承钉 。 削力及夹紧力计算 （ 1）刀具： 采用 质合金铣刀 25机床： 铣床 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 代入上式，可 得 F= 19 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=16料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 20 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有 正确的位置。 根据 80定向键结构如图所示： 夹具体槽形与螺钉图 21 根据 a=18向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键 数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差 D 18 5 12 5 12 7 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标记 四周倒圆图 平塞尺 图 塞尺尺寸为： 表 平塞尺 尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 22 1 夹具设计及操作简要说明 本工件采用 一个圆柱销 、 一个套筒 ， 二个可调支承钉来定位， 夹紧则是由 挡块 、 螺栓 、 滚花螺母等组成 ， 旋转 滚花螺母即可实现工件的夹紧和放松， 这样操作简单，迅速，特别适合 大 批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求 夹具装配图如下 、攻 2纹 的夹具设计 本夹具主要用来 钻、 攻 2 并保证他们之间的尺寸。 位基准的选择 以基准面 孔定位，即是经典的“一面两销”。 23 本工序选用的定位基准为 基准面 B 及其面上的两个 9 孔 ，工件被完全定位，所选的定位元件为： 支承板，圆柱销 、削边销。 力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔 加工， 钻 削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。 本工件采用 一 面 ，一 圆柱销 ，一削边销来定位 ， 夹紧则是 钩形压板来完成 ，这样操作更加简单，迅速，特别适合 大 批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求 24 装配图附图如下 ： 25 总 结 设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这 次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 我们踏入设计打下了好的基础。 设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常
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