安装座加工工艺及钻4-φ14孔夹具设计【含CAD图纸、说明书文档】
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安装座加工工艺及钻4-φ14孔夹具设计【含CAD图纸、说明书文档】,安装,加工,工艺,14,夹具,设计,CAD,图纸,说明书,文档
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机械制造技术基础课程设计说明书学 院： 机械电子工程系 专 业：姓 名：学 号： 年12月摘 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。安装座加工工艺规程及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。ABSTRCTThis 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 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 erro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。安装座的加工工艺规程及其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。目 录1 课程设计的题目22 课程设计时间23 课程设计的目的及其要求24 零件的分析54.1零件的作用54.2零件的工艺分析65 工艺规程设计65.1确定毛坯的制造形式75.2基面的选择75.3制定工艺路线85.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定95.5 确定切削用量及基本工时106 夹具设计126.1问题的提出126.2定位基准的选择126.3切削力和夹紧力的计算126.4定位误差分析136.5夹具设计及操作的简要说明147 总 结158 致 谢169 参 考 文 献171、课程设计的题目 箱体（安装座）零件的机械加工工艺规程制订及夹具设计2、 课程设计时间 2020年12月7日2020年12月20日3、课程设计的目的及其要求3.1 课程设计的目地机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作的一次基本应用能力的全面训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，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、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3、学会使用手册、图表及数据库资料。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。机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：3.1.1 熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关先修课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。.从而培养制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，3.1.2通过夹具设计的训练，进一步提高夹具结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。3.1.3熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。3.1.4在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。3.2 课程设计的内容及要求课程设计包括编制工艺规程、设计夹具及编写课程设计说明书三部分内。（1）编制工艺规程 工艺规程的编制主要包括以下四个内容： 零件工艺分析。抄画零件图，熟悉零件的技术要求，找出加工表面的成型方法。 确定毛坯。选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图。 拟定工艺路线。确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序，划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备。 进行工艺计算，填写工艺文件。计算加工余量、工序尺寸，选择、计算切削用量，确定加工工时，填写机械加工工艺过程综合卡及机械加工工序卡。 （2）夹具设计。 夹具设计主要进行下面四个方面的工作： 夹具方案的确定。根据工序内容的要求，确定定位元件，选择夹 紧方式，布置对刀、导引件，设计夹具体。夹具总体设计。绘制夹具结构草图、绘制夹具总装图，拆画夹具体零件图。 夹具计算。定位误差的计算，夹紧力的计算。 （3）课程设计说明书。内容包括：课程设计封面、课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设计结果）、参考资料。注意事项：1、设计中制图按照标准、规范进行。标题栏、明细栏格式见附录。 2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写。 3、工序简图应标注的四个部分： （1）定位符号及定位点数； （2）夹紧符号及指向的夹紧面； （3）加工表面，用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其中该工序的加工表面为最终工序的表面时，加工符号上应标注粗糙度数值。其他工序不标粗糙度数值； （4）工序尺寸及公差。 定位、夹紧符号参见附录。机械加工工艺规程的编制 编制机械加工工艺规程前，应至少具备下列原始资料： 产品的零件图； 产品的生产类型或者是零件的生产纲领。 如有可能，收集产品的总装图、同类产品零件的加工工艺以及生产现场的情况（设备、人员、毛坯供应）等。 编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则： 应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提； 在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本； 应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡生产； 尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件； 积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。 编制机械加工工艺规程中，可以按照下列程序进行： 绘制零件图，分析零件特点，找出主要要求。 确定零件各表面的成型方法及余量，绘制毛坯图。 安排加工顺序，制订工艺路线。 进行工序计算。填写工艺文件。课程设计过程3.2.1对零件图进行工艺分析。3.2.2对零件进行分析后，初步拟定工艺路线、确定切削余量、绘制零件的毛坯图，填写机械加工工艺过程卡。3.3.3进行切削用量、机械加工时间等的计算和查表。3.3.4填写机械加工工序卡片。3.3.5对指定工序提出工装设计任务书。3.3.6根据工装设计任务书（教师指定）进行机床专用夹具设计，包括设计方案的确定、结构设计、定位误差和夹紧力的计算，绘制夹具装配图、零件图等等。3.3.7编写课程设计说明书。3.3.8进行课程设计答辩。4、零件的分析零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求， 工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。 （1）抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中的作用。零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且各个表面的精度、粗糙度不同，对加工方法的要求也不同。（2）确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册（或附录表）中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及经过几次加工。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并可计算得到该表面总加工余量。 （3）确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证。零件分析时，着重抓住主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有数。 4.1零件的作用安装座的作用：定位支撑的作用。4.2零件的工艺分析安装座有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。（1）以顶端面和内孔为基准的加工面，这组加工面主要是铣底端面和钻4-14孔。（2）以4-14孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他面及孔的加工。5、工艺规程设计确定毛坯（1）选择毛坯制造方法 毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的同时，应考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对应锻件，应合理确定其分模面的位置，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口的位置，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。 （2）确定毛坯余量。 查毛坯余量表（参见附录），确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。 余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。 （3）绘制毛坯图。 毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1:1。毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。5.1确定毛坯的制造形式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。5.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取顶端面和内孔作为定位基准，。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的4-14孔和一端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。5.3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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2处理时效处理3铣粗铣，精铣底面4铣粗铣，精铣顶面5钻钻，扩，锪14的通孔6钻钻2-107车车50的孔8冲冲箭头9检终检方案二1铸造铸造2处理时效处理3钻钻，扩，锪14的通孔4铣粗铣，精铣底面5铣粗铣，精铣顶面6钻钻2-107车车50的孔8冲冲箭头9检终检工艺方案一和方案二的区别在于方案一先铣端面，再钻孔，工序安排紧凑合理，可以更好的保证加工精度要求和位置度要求。综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下：1铸造铸造2处理时效处理3铣粗铣，精铣底面4铣粗铣，精铣顶面5钻钻，扩，锪14的通孔6钻钻2-107车车50的孔8冲冲箭头9检终检5.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（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。（2）安装座的端面由于安装座端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比较合适。（3）安装座的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm5.5 确定切削用量及基本工时工序：铣底端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。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（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 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取（3）计算工时切削工时：，则机动工时为 工序：钻4-13孔工步一：钻13的孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻13（1）进给量 取f=0.13mm/r（2）切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min（3）确定机床主轴转速ns= 734r/min与682r/min相近的机床转速为700r/min。现选取=700r/min。所以实际切削速度=（4）切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.73min工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为6、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的钻扩锪4-14孔的钻床夹具。6.1问题的提出 本夹具主要用于钻扩锪4-14孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。6.2定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序加工14孔，精度不高，因此我们采用已加工好的50孔定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口垫圈的压紧力即可以满足要求。6.3切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（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 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。6.4定位误差分析(1)移动时基准位移误差 式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入得： = (2) 转角误差 式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入得：则： 经检验合格6.5夹具设计及操作的简要说明使用心轴和削边销定位，开口垫圈的压紧力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，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到
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