定位圈零件的工艺规程及钻、铰Φ20（+0.03～0）孔的工装夹具设计【优秀机械课程毕业设计论文】
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定位
零件
工艺
规程
20
工装
夹具
设计
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优良
机械
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- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，26页。6400字。。
工艺卡一张。
工序卡五张。
图纸共3张，如下所示
A1-装配图.dwg
A2-夹具体零件图.dwg
A4-定位圈零件图.dwg
- 内容简介：
-
机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位圏零件名称 定位圏 共 5 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 1 粗铣，半精铣，精铣 60 上端面 20 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻 件 628 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣 60（ 上端面 专用夹具 80 71 2 半精铣 60（ 上端面 专用夹具 125 3 精铣 60（ 上端面 专用夹具 125 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位圏零件名称 定位圏 共 5 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 1 粗铣，半精铣，精铣 60 下 端面 20 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻 件 628 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切 削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣 60（ 下 端面 专用夹具 80 71 2 半精铣 60（ 下 端面 专用夹具 125 3 精铣 60（ 下 端面 专用夹具 125 设 计（日 期） 校 对（ 日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位圏零件名称 定位圏 共 5 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 1 钻 、铰 20 20 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻 件 628 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 钻孔至 用夹具 375 2 铰 至 20（ +0） 专用夹具 198 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位圏零件名称 定位圏 共 5 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 1 钻 4、 锪沉头孔 11 深 0 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻 件 628 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂 钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 钻 4 专用夹具 500 2 锪 7 孔至 11 深 用夹具 275 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期 ） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位圈零件名称 定位圈 共 5 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 车、精车 60 的外圆及倒角 0 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 628 1 设备 名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 普通车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗车 60（ 的外圆面 专用夹具 475 2 精 车 60（ 的外圆面 专用夹具 475 3 倒角 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 定位圈 零件名称 定位圈 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 20 毛 坯 种 类 锻 件 毛坯外形尺寸 628毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 备件 准备 锻 件毛坯 锻 2 去毛刺 刷去定位圈表面的毛刺 刷 3 铣 粗 铣 、半精铣，精铣 60（ 表面 金工 立式铣床 专用 铣 床 夹具 4 铣 粗 铣 ，半精铣、精铣 60（ 下 表面 金工 立式铣床 专用 铣 床 夹具 5 钻 钻，铰 20（ +0） 金工 立式钻 床 专用 钻 床 夹具 6 钻 钻 4 孔，锪沉头孔 11 深 工 摇臂钻床 专用 钻 床 夹具 7 车 车 60（ 的外圆及倒角 工 普通车床 专用车床夹具 8 检 检验 合格后，交付装配 检 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 设计说明书 题目： 定位 圈 零件的工艺规程及 钻 、铰 20（ +0） 孔的 工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 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。 定位圈 零件的 加工工艺规程及其 钻 、铰 20（ +0） 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。 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 3 3 3 工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 5 三 夹具设计 15 题的提出 15 削力及夹紧力计算 15 位误差分析 16 紧误差 17 具设计及操作简要说明 18 总 结 20 致 谢 21 参考文献 22 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。 定位圈零件的加工工艺规程及其 钻 、铰 20（ +0） 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。 第 2 页 共 22 页 一、 零件的分析 二、 零件的作用 定位圈 的作用， 待查 零件的工艺分析 定位圈 有 2 组 加工面他们 有位置度要求。 这 2 组 加工面的分别为 1， 以 外 圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和上下端面 2： 以 20（ +0）孔 为基准的加工面，这组加工面包括， 20（ +0）孔 ， 4、锪沉头孔 11深 第 3 页 共 22 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件的材料为 20，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 在锻压机上锻造 。 基面的选择的选择 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 定位圈 这样的 回转体 零件来说，选择好粗基准是至关重要。 对回转体零件我们通常以外圆 作为粗基准。 精基准的选择：精基准 的选择 要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用 20（ +0）孔及 其端面作 为 精基准 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， 制定以下两种工艺方案 ： 方案一 工序 ： 准备 锻 件毛坯 工序 ： 刷去定位圈表面的毛刺 工序 粗铣、半精铣，精铣 60（ 表面 工序 粗铣，半精铣、精铣 60（ 表面 工序 V： 钻，铰 20（ +0） 工序 钻 4孔，锪沉头孔 11深 第 4 页 共 22 页 工序 车 60（ 外圆及倒角 序 检验合格后，交付装配 方案二 工序 ：准备锻件毛坯 工序 ：刷去定位圈表面的毛刺 工序 铣、半精铣，精铣 60（ 表面 工序 铣，半精铣、精铣 60（ 表面 工序 V： 车 60（ 外圆及倒角 序 钻，铰 20（ +0） 工序 钻 4孔，锪沉头孔 11深 序 检验合格后，交付装配 工艺方案一和方案二的区别在于 方案一 把钻、铰 20（ +0） 加工放到了车外圆的前面，而方案二则相反，如果按方案二，则工件的外圆和内孔的同轴度无法保证，所以我们，选择方案一 具体的工艺路线如下 工序 ：准备锻件毛坯 工序 ：刷去定位圈表面的毛刺 工序 铣、半精铣，精铣 60（ 表面 工序 铣，半精铣、精铣 60（ 表面 工序 V： 钻，铰 20（ +0） 工序 钻 4孔，锪沉头孔 11深 序 车 60（ 外圆及倒角 序 检验合格后，交付装配 第 5 页 共 22 页 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 定位圏 零 件材料为 20 生产类型为大批量生产，采用 在锻压机上锻造出的锻件 1、 定位圏 的 外圆和 上下 端面 定位圏 的外圆和上下端面的 粗糙度 为 机械制造工艺学与夹具设计参考资料，表 2Z=、 定位圏 的 20（ +0） 孔 孔 20（ +0） 孔 的粗糙度为 查机械制造工艺学与夹具设计参考资料 ，表 3Z=. 4孔 、及锪沉头孔 11深 因孔最大才有 11，很难在锻压机上直接锻压成形，所以我们才用实心锻压 确定切削用量及基本工时 工序 I： 准备 锻 件毛坯 工序 ：刷去定位圈表面的毛刺 工序 铣，半精 铣，精铣 60（ 的上表面 工步一：粗铣 60（ 的上表面 1) 选择刀具 根据机械加工工艺师手册铣削宽度 5。直径为0齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀 铣刀几何参数 0 6 2) 切削用量 本道工步切削宽度 3 据机械加工工艺师手册表 30 13，铣床功率 5 10艺系统刚度为 中，镶齿铣刀，加工材料为灰铸铁，可选择粗铣时每齿进给量 z 第 6 页 共 22 页 3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。 根据切削用量简明手册表 刀刀齿后刀面的最大磨损量为 齿铣刀0具寿命 T=120) 确定切削速度 , 0 fz=f/z=z ( 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=v=c=(23.7(m/ n=1000V/ d=(151r/ 根据n=160r/c=000=(1000=Vf=6mm/选 0mm/际 f/(z 5) 机床功率： 当 1m/ 1 切削功率的修正系数： 故 根据 床主轴允许的功率为 故 因此所决定的切削用量可以采用。 f=80m/60r/c=z 6) 基本工时 L+ )/60+3)/80= =3第 7 页 共 22 页 工步二： 半精铣 60（ 的上端面 1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 留半精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 1于加工表面精度要求 .2 械加工工艺师手册表 30 13 得每转进给量 r 就能满足要求，但考虑到 床为中等系统刚度和 床说明书 所以每转进给量r 3）决定切削速度 根据切削用量简明手册 表 (n=1000V/ d=(211r/据 n=210r/f=26mm/ 25mm/f/( 4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/60+2)/125= =2步三：精铣 60（ 的上端面 1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 留精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 第 8 页 共 22 页 1于加工表面精度要求 .2 械加工工艺师手册表 30 13 得每转进给量 考虑到 率为 床为中等系统刚度和 所以每转进给量 r 3）决定切削速度 根据切削用量简明手册表 (n=1000V/ d=(211r/据 n=210r/f=26mm/ 25mm/f/( 4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/60+1)/125= =1序 铣，半精铣，精铣 60（ 的下表面与工序 同，在此就不多做说明 工序 V： 钻，铰 20（ +0） 工步一钻孔至 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 18 孔 时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 第 9 页 共 22 页 根据 床说明书，现取 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 75 ，故实际切削速度为 m 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m ：铰 0 孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 第 10 页 共 22 页 m I： 钻 4孔，锪沉头孔 11深 步一：钻 4孔 1、加工条件 加工材料 :20，硬度 43 48锻 件。 工艺要求：孔径 d=7孔，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 摇臂 钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=9钻头几何形状为（根据切削用量手册表 表 标准钻头， 25， 2 120 ,，后角 0 11 ， 50，横刃长度 ，弧面长度 5l 。 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 20硬度 40 。 （ 2）计算切削速度 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： ， ， 第 11 页 共 22 页 0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= 据 摇臂 钻床技术资料（见简明手册表 选择n=500r/ 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=13切量及超切量由切削用量手册表 出 6y ，计算得， L=（ 13+6） 9 故有： t= 9X=的时间： T=4t=步二： 锪孔 41 深 据有关资料介 绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 第 12 页 共 22 页 钻钻3121(式中的钻f、钻v 加工实心孔进的切削用量 . 现已知 钻f=r (切削手册 )表 v= (切削手册 )表 、 给量 取 f=r 按机床选取 r 2、 削速度 v= 3、 定机床主轴转速 11 近的机床转速 为 275r/选取75r/ 所以实际切削速度 000 m 7511 m5、切削 工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=1l = 2l =0tm=总的时间： T=4t=第 13 页 共 22 页 工序 粗车，精车 60(外圆面 及倒角 步一：粗车 60（ 的外圆面 选择硬质合金车刀 1） 车削深度，选择 次走刀即可完成所需长度。 2）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 式车床 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*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/ 475= 工 步 二 ， 精车 60（ 的外圆面 选择 硬质合金 车刀 1） 车削深度，选择 次走刀即可 完成所需长度。 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小 第 14 页 共 22 页 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 式车床 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*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/ 475= 工步三：倒角 序 检验合格后，交付装配 第 15 页 共 22 页 三、 夹具设计 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。 由指导老师的分配 工序 V： 钻，铰 20（ +0） 的钻床夹具 。 题的提出 本夹具主要用于 工序 V： 钻，铰 20（ +0） ，精度要求较 高，和其他面没有任何 位置 度要求 ，因此我们选用 60（ 外加圆面定位，也就是用两 V 型块，一固定 V 型块，一活动 V 型块来定位 削力和夹紧力的计算 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。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 第 16 页 共 22 页 位误差分析 对于定位元件，因为定位基准为外圆，故选择 V 型块作为定位元 件。 至于使用的 V 型块个数，应使用 2 个 V 型块进行定位。一个位固定长 V 型块，它主要限制了 y 轴的旋转、位移和 z 轴的旋转、位移四个自由度，保证了孔的尺寸精度，另一块为滑动 V 型块，防止过定位的形成。 具体的示意图如下图所示： 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差， 即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知， T= 96a 。 第 17 页 共 22 页 d ）（已知孔的形状公差为 据经验公式， 易知此结果符合。 套设计 20（ +0） 孔 的加工需钻， 铰 ，因为钻后还要 铰 ，为了我们钻后能及时的的 铰 ， 故选用快 换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用 20 的麻花钻钻孔，根据 84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 20 图 快换钻套 图 扩工艺孔钻套结构参数如下表： 第 18 页 共 22 页 表 扩工艺孔钻套 数据表 d H D 1D 2D h 1h 公称尺寸 允差 20 25 30 6 42 12 8 18 55 具设计及操作的简要说明 使用 两 V 型块 定位，采用 螺母 快速夹紧 ，即可指定可靠的卡紧力。 同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大
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