导轨座零件机械加工工艺及夹具设计【磨上平面】【钻左端面3-M8螺纹底孔】
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M8
螺纹
底孔
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导轨座零件机械加工工艺及夹具设计【磨上平面】【钻左端面3-M8螺纹底孔】,磨上平面,导轨,零件,机械,加工,工艺,夹具,设计,平面,端面,M8,螺纹,底孔
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导轨座的工艺规程和机床夹具学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 教授 助理指导教师： 讲师 二一四年六月诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文导轨座的工艺规程和机床夹具设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘要毕业设计是在机械专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的工艺分析与夹具设计训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充机械专业课程所学内容，掌握夹具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握夹具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。本设计主要对导轨座进行工艺分析和夹具设计。结合公司实际生产要求和产品的特点，在厂原有的设计上，对工装夹具进行了改进设计。本设计对导轨座加工工艺进行了分析，得出了最佳加工方案，在充分保证零件质量与精度的前提下，选择高生产率的加工工艺，降低生产成本，从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计，在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程，使设计更为便捷。关键词夹具；加工工艺；辅助设计；CAD目 录摘要31、序言52、零件的工艺分析及生产类型的确定72.1.零件的作用72.2.零件的工艺分析73、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图93.1.选择毛坯93.2.确定机械加工余量及毛坯尺寸公差93.设计毛坯图94、选择加工方法，制定工艺路线114.1.定位基准的选择114.2.零件表面加工方法的选择114.3.制定工艺路线125、工序设计145.1.选择加工设备与工艺装备145.2.确定工序尺寸156、确定切削用量及基本时间166.1.工序60：磨上端面的切削用量及基本时间的确定166.2.工序100：钻左端面3-M8螺纹孔的底孔的切削用量及基本时间的确定167、夹具设计188、设计小结20致 谢21九、参考文献22附 录231、序言由于新中国成立以来机械制造领域和发达国家就很大的差距，人们对夹具的认识也不够深刻，到后来我国经济的发展以及机械制造科技与世界的接轨，在夹具的使用与认知方面有了长足的进步，所以我觉得我们的夹具发展历史可分为三个阶段，第一个阶段就是纯手工化的阶段，那个时候夹具只是一种单单为劳动者加工提供方便的工具，第二个阶段人们意识到夹具的好处，除了之前的作用还将夹具大量运用到机床上进行定位夹紧等一些功能，简化了加工步骤，降低了劳动强度，加强了产品的加工精度，第三个阶段就是夹具和机床成为一体，成为人们加工产品过程中不可或缺的一部分。在夹具方面国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020%左右。1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2)能装夹一组具有相似性特征的工件；3)能适用于精密加工的高精度机床夹具；4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程；夹具方面我觉得现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行夹具设计。二是掌握夹具设计方法和步骤,了解夹具的加工工艺过程。机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：1培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。2学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。3使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。本书是夹具设计说明书，结合夹具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。2、零件的工艺分析及生产类型的确定2.1.零件的作用 题目所给的零件是导轨座，中间两个通孔要求比较高，要保证同心，导轨表面要求很高，需要单独磨加工，侧面的螺钉孔无法在铸造时实现，只能后加工，中间通孔，公差要求比较大，需要单独精镗孔，这里都需要专用夹具来加工。另附零件图图纸（附录一）。2.2.零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知道原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件的材料为铸铁，HT200，铸铁性能优良，但铸铁塑性较差、脆性高，不适合磨削。以下是该零件需要加工的表面以及加工表面之间的相互位置要求：（1）上端面粗糙度为1.6，上端面到台阶的尺寸的尺寸公差为0.1；（2）孔35的孔为10级精度，采用基孔制配合，粗糙度6.3；（3）孔23的孔为10级精度，采用基孔制配合，粗糙度6.3；（4）左边23的孔为10级精度，粗糙度6.3；由上面分析可知，可以先中间中间的同心孔，再以此孔作为基准采用专用夹具进行侧面，表面螺钉孔的钻加工，再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。3、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1.选择毛坯该零件选取的材料是铸铁，而且此零件外形较复杂，又属于中批生产，若选砂型手工造型生产，则效率低，铸件质量差，也不宜采用费用高，生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造，最后由机械制造技术指南表2-3（铸造制造方法）确定采用砂型机器造型，它能满足毛坯质量要求。3.2.确定机械加工余量及毛坯尺寸公差（1）已知铸造方法为砂型铸造机器造型，零件图最大轮廓尺寸为49024092mm，所以由机械制造技术指南表5-5（毛坯铸件典型的机械加工余量等级）取机械加工余量等级为F级，查得RMA=1.5mm；（2）已知毛坯材料是灰铁，且铸造方法为砂型铸造机器造型，所以查机械制造技术指南表5-1 （大批量生产的毛坯铸件的公差等级），选取毛坯铸件的公差等级为CT11，由机械制造技术基础课程设计指南表5-3（铸件尺寸公差） 取上下端面CT=1.5mm，左右端面CT=1.5mm， 3.设计毛坯图 （1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为0.5。（2）确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选前后对称的中截面为分型面。 （3）毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做人工时效处理。4、选择加工方法，制定工艺路线4.1.定位基准的选择 粗基准的选择可以考虑以下几点要求：1） 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准；如果在工件上有很多不须加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。2） 如果必须首先保证某很重要表面与不加工面之间的位置要求，应以首先保证某重要表面的加工余量，均应选择表面作为粗基准。3） 如果需保证各加工面都有足够的加工余量应选加式余量较小的表面作为粗基准。4） 选择粗基准的表面应平整，没有浇冒口，习砂等缺陷，以便定位可靠。5） 粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准面，以免产生较大的位置公差。粗基准的选择：本设计选底面为主要定位粗基准。首先加工两侧面。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，根据零件形状结构和要求可知：底面为加工基准设计，为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选择外形作为粗基准，先加工此基准孔，后面工序均以此基准孔作为基准。即遵循“基准重合”原则。另也可以以端面作为加工基准，作为粗基准。前道工序保证产品外形尺寸，也可以进行粗基准转移。 4.2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有左端面，右端面，上端面、中间同心孔，左侧面的螺纹孔，侧面螺纹孔等，材料为铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下：（1）上端面的公差等级为IT8，表面粗糙度Ra1.6，需要进行精铣和磨加工；（2）35的孔公差为0.1，表面粗糙度Ra3.2，需要进行镗孔；（3）23的孔公差为0.1，需要进行镗孔； （4）侧面螺纹孔需要单独钻孔，攻丝，才能达到要求；4.3.制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用在普通铣床上加工左右端面，配以夹具, 并尽量使工序集中来提高生产率。用普通磨床加工上表面，用摇臂钻床钻孔，用专用夹具，除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 方案一： 10 铸造毛坯 20人工时效热处理 30 粗铣、半精铣左端面 40粗铣、半精铣右端面 50磨上端面60左端面钻孔，攻丝70侧面钻孔，攻丝80镗孔35，镗孔2390去尖角毛刺100检验合格，入库方案二： 10铸造毛坯20人工时效热处理 30粗铣，精铣左端面40 粗铣、精铣右端面 50 精铣上表面60 磨上表面70镗孔3580镗孔2390钻左边10孔100钻左端面螺纹3-M8110钻右端面螺纹3-M8120钻侧面4-M10螺纹孔130去尖角毛刺140检验合格，入库 两个方案的分析比较：两方案都是先加工外形，而且都是同样的工序，夹具数量也一样多，但方案二是先把基准面加工好，以此作为基础，加工后道工序，定位基准都是统一的，如此定位基准精度较高，能够符合零件加工精度要求，故选择方案二中的工艺路线作为该零件的加工工序。5、工序设计5.1.选择加工设备与工艺装备（1）选择机床 根据不同的工序选择机床、工序30，40，50是对产品左端面，右端面，上端面进行粗铣、半精铣等铣削加工，零件中批生产，对此平面要求很高，表面精度要求也高，需要对此工序进行专用夹具设计，选用X51型立式铣床。、工序60是对产品上端面进行精磨加工，零件中批生产，对此平面要求很高，表面精度要求也高，需要对此工序进行专用夹具设计，选用桂林机床厂的磨床。、工序70，80主要进行粗镗、半精镗和精镗等工步，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用T611BX卧式镗床；、工序90，100，110，120主要加工侧面3-8，4-M10的孔，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用Z3025摇臂钻床；（2）选择夹具 加工端面和孔，均需采用专用夹具，本设计中只设计磨上表面的夹具图和钻左端面上4-M8的螺纹底孔的夹具图。（3）选择刀具 .在铣床上加工的工序，铣削上下端面时，选用镶齿三面刃铣刀；铣削槽时，选用锯齿铣刀； . 在Z3025摇臂钻床上加工的工序，选用莫氏锥柄麻花钻；攻丝可以采用加工中心攻丝，速度快，效率高。（4）选择量具 本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：工序工序名称量具30加工中间方孔游标卡尺、粗糙块40粗铣、半精铣左端面游标卡尺、粗糙块50粗铣、半精铣右端面游标卡尺、粗糙块60粗铣、半精铣上端面游标卡尺、粗糙块70精镗35的孔游标卡尺、粗糙块80精镗23的孔游标卡尺、粗糙块90钻做边10的孔游标卡尺、粗糙块100钻左端面3-M8的底孔游标卡尺、粗糙块110钻右端面3-M8的底孔游标卡尺、粗糙块120钻侧面4-M10的底孔游标卡尺、粗糙块5.2.确定工序尺寸 （1） 上下端面加工余量加工 表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗铣精铣粗铣精铣粗铣精铣上端面1.00.381.50-0.4681.20-0.312.56.3（2） 左端面加工余量加工 表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗铣精铣粗铣精铣粗铣精铣上端面1.30.290.20-0.46900-0.312.56.3（3） 右端面加工余量加工 表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗铣精铣粗铣精铣粗铣精铣上端面1.30.218.20-0.46180-0.312.56.36、确定切削用量及基本时间6.1.工序60：磨上端面的切削用量及基本时间的确定 （1）切削用量：本工序为精磨加工，所选刀具为普通砂轮，由于加工材料的 HBS 在 180-200之间，故选择每次的磨削量为0.03-0.05。加工机床选用桂林机床厂生产的磨床。 (2)基本时间1）确定磨削深度=0.2mm 2）确定进给量,取f= 0.05mm/r 3）根据机床选n=2667r/min，计算出= 26674901000=1306.83m/min 4）基本时间=，故 =0.47min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min, 休息与生理需要时间=0.1min, 则=0.47+0.2+0.3+0.1=1.07min 6）小结综上所述，主轴转速为2667r/min，切削速度2093.6m/min，进给量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，机动时间0.47min,辅助时间0.2min。6.2.工序100：钻左端面3-M8螺纹孔的底孔的切削用量及基本时间的确定 本工序主要进行钻孔工步，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用摇臂钻床。主轴孔径为48mm，电动机功率为7.5KW。1）确定切削深度=20mm 2）确定进给量,取f= 0.3mm/r 3）确定切削速度，查表，初选=21m/min,计算转速n=2110003.1420=334.3949r/min,根据机床选n=360r/min，计算出=360203.141000=22.608m/min 4）基本时间=，故 =（20+3+3）3600.2=0.36min 5) 计算,查表得辅助时间=0.3min，布置工作地时间=0.4min，休息与生理需要时间=0.15min， 则=30.36+0.3+0.4+0.15=1.93min 6）小结综上所述，机床为钻床为摇臂钻床，主轴转速为360r/min，切削速度22.608/min，进给量f=0.3mm/r，切削深度20mm，机动时间0.36min, 辅助时间0.3min。7、夹具设计本专用夹具是工序60，磨加工上端面，和工序100，钻侧面螺纹孔的底孔专用夹具，所设计的夹具装配图及拆装零件图CAD图。夹具的有关说明如下： （1）定位方案：工件以均以底面作为定位基准，采用夹具体和定位卡槽组合定位方案，夹具体卡槽限制了3个自由度，侧面两个螺钉压板限制了2个自由度，中间插销限制了1个自由度，总共限制了6个自由度。（2）定位元件的选择：1、夹具体的槽：2、卡槽螺钉压板：3、调节压板及螺钉：调节支撑M840mm JB/T8026.4-1999 （3）夹紧机构根据生产率要求及工件结构要求，采用螺旋压板夹紧机构，通过拧紧螺栓上侧的螺母使螺钉下移，压紧工件，实现夹紧，有效地提高了生产效率。夹紧机构采用手动操作。夹紧力主要作用是防止工件在镗削力作用下产生的倾覆和振动，手动螺旋夹紧是可靠的。（4）夹具与机床连接元件：采用与所选的铣床的主轴相配合的过度盘与机床主轴相连接，保证夹具与机床顺利连接。（5）使用说明：安装工件时，将螺栓松开，压板拿出，将产品沿卡槽插入，两侧面定位板卡住产品宽度不动，产品四周压住，然后拧紧螺栓即可将工件压紧，工件安装完毕。 （6）结构特点：该夹具结构简单，操作方便，能够快速准确地将零件装夹完毕，有利于提高生产效率。 （7）夹紧力计算：由夹紧方案可知，夹紧力与切削力垂直 Fj=Fc=9.81Cfcaxfc pf CFC =92 ap =1mm f=0.06 Vc=2.5 FC K =1.2 Xfc=1 FC=0.75 nFC=0 KFc=1.2 算得 Fc =271N 又K=1.8 L=38 f1=0.1 H=58 可得Fj=868.7N 可知单螺栓夹紧机构完全可以达到要求。8、设计小结本次毕业设计历时一个月左右，从最初的领会毕业设计的要求，到对拿到自己手上的零件件的工艺与性能的分析计算，诸如对产品结构的分析，对形状的分析等，不断地分析计算，对要进行设计的零件有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定本次毕业设计的工艺方案。然后是对加工余量的计算，直到夹具总装配图的绘制，用时近一个月。在这段时间里，我进行了大量的计算：从工艺计算，到夹具的计算，再夹具零件的公差与计算，到各种零件结构尺寸的计算以及主要零部件强度刚度的核算。其间在图书馆翻阅了许多相关书籍和各种设计资料。因此从某种意义上讲，通过本次毕业设计的训练，也培养和锻炼了一种自己查阅资料，获取有价值信息的能力。致 谢首先感谢学校及学院各位领导的悉心关怀和耐心指导，特别要感谢指导老师给我的指导，在设计和说明书的写作以及实物制作过程中，我始终得到他的悉心教导和认真指点，使得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步，对模具设计与制造的整个工艺流程也有了一个基本的掌握。在他身上，时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范，勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。他不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅。另外，还要感谢和我同组的其他同学，他们在寻找资料，解答疑惑，实验操作、论文修改等方面，都给了我很大的帮助和借鉴。最后，感谢所有给予我关心和支持的老师和同学使我能如期完成这次毕业设计。谢谢各位老师和同学！感谢学校对我这两年的培养和教导，感谢学院各位领导各位老师三年如一日的谆谆教导！九、参考文献1. 李益明 主编 机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社 2. 崇凯 主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 3. 刘登平 主编 机械制造工艺及机床夹具设计 北京理工大学出版社4. 王凡 主编 实用机械制造工艺设计手册 机械工业出版社5. 柯建宏 主编 机械制造技术基础课程设计 华中科技大学出版社6. 都克勤 主编 机床夹具结构图册 贵州人民出版社7. 杨叔子 主编 机械加工工艺师手册 机械工业出版社8. 濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社9. 邹慧君 机械
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