K679-支架加工工艺及镗φ140的内孔夹具设计【T形支座中心高400】
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T形支座中心高400
K679
支架
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140
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K679-支架加工工艺及镗φ140的内孔夹具设计【T形支座中心高400】,T形支座中心高400,K679,支架,加工,工艺,140,夹具,设计,支座,心高,400
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摘 要本次的设计主要是对生产实际中的一个零件-支架，设计其镗削的工装夹具，夹具的设计主要包括：定位方案与夹紧方案的设计，经过设计分析和论证，工艺设计与夹具设计是可行的，从而有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间提高零件的生产效率，轻劳动强度以及保证生产安全，提高产品零件的加工质量。关键词：支架；工艺规程；夹具设计Abstract The design of the fixture mainly includes the design of positioning scheme and clamping scheme. After design analysis and demonstration, process design and fixture design are feasible, thus effectively reducing the basic time and assistance of workpiece processing. Time can improve the production efficiency, light labor intensity and ensure production safety, and improve the processing quality of product parts.Keywords: Fork rack; Process specification; Fixture design目录绪 论2一. 零件的分析31. 零件的作用32零件的工艺分析4二. 确定生产类型4三 确定毛坯5四 镗140H7mm孔的工艺分析61.加工分析62.选择定位基准63.加工工序设计64.确定切削用量及基本工时85.时间定额的计算9五 夹具设计105.1零件本工序的加工要求分析105.2夹具方案设计105.3 夹紧机构夹紧力计算12结束语14致 谢15参考文献16 绪 论课程设计是培养我们实际工作能力的最后一个实践性学习环节，它不但是对我们学习中所学知识的一次综合性复习与考查，同时，也是为以后从事的专业技术工作做准备。通过机床工艺及程序设计，汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺、机械制造基础、数控加工工艺、机械制图等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础。我希望能够通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。在此次课程设计过程中,查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点。 1. 零件的分析1. 零件的作用1.1. 明确工件的年生产纲领生产纲领是指企业在计划期间应当生产的产品产量和进度计划。计划期常为一年，所以生产纲领常称为年产量。生产纲领是指企业在计划期内应当生产产品的品种、规格及产量和进度计划。计划期通常为1年，所以生产纲领也通常称为年生产纲领。该零件的生产纲领为批量生产。1.2. 熟悉工件零件图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。 加工工件如下图1-1所示， 图1-1 工件零件图2零件的工艺分析 具有良好结构工艺性的零件，能在满足使用要求的前提下，较经济地、高效地、合格地被加工出来。零件的制造一般要经过毛坏产生，切削加工，热处理，装配等阶段。进行零件结构设计时，应尽量使其在各个生产阶段具有良好的结构工艺性。 零件结构工艺性的分析，可从零件尺寸和公差的标注,零件的组成要素和零件的整体结构等三方面来分析。 该零件需要加工的平面有底平面、140圆的左右端面，加工的孔有，140H7的孔,5个22沉孔33的孔以及一个顶面10的孔。机械加工工艺过程采用各种机械加工方法，此次设计中包括车削、铣削、钻削，工艺规程设计是产品设计和制造过程的中间环节，是企业生产活动的中心，其设计好坏对保证加工质量、提高加工效率、降低加工成本具有决定性的作用，它们的工序安排、切削用量、刀具参数等等一系列影响到零件质量、生产效率的因素都是前人的经验逐渐积累的,夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。2. 确定生产类型根据设计要求可知：Q=9000件/年，零件的外形尺寸中等，为轻型零件，从而假设该零件的备品率为4%，机械加工时候的废品率为1%，现在制定齿轮泵零件的生产规模。 （2-1） 式中 N：零件的生产纲领； Q：产品的生产纲领，Q=9000件/年； n: 每一产品中包含该零件的数量 n=1； ：零件的备品率，一般情况下为=3%5% 取4% ：零件的平均废品率，取=1；手柄为小型机械，根据机械设计制造工艺设计简明手册生产类型与生产纲领的要求，可确定其生产类型为大批量生产。三 确定毛坯 毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。选用正确与否直接关系到毛坯的制造质量、工艺和成本，并影响到机械加工质量、工艺和成本等。1、铸件毛坯铸铁、非铁金属以及碳的质量分数为0.450.5的钢，由于具有良好的铸造工艺性能，均可用铸造方法获得铸件毛坯。零件材料为ZL102。零件已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸小，且在其工作过程中需承受较大的压力，查机械制造工艺设计简明手册选择金属型浇注的毛坯制造方法。从生产纲领和提高其效率、减少经济成本方面考虑也应选金属型浇注铸造的方法比较合适。该零件应采用锻件毛坯。毛坯图如下：四 镗140H7mm孔的工艺分析1.加工分析通过零件图，可知140mm的孔加工精度加高，表面精度Ra为3.2，需要进行粗、精加工才可足设计要求。机床选用T616卧式镗床，夹具设计为专用镗孔夹具。2.选择定位基准 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准的选择的正确与合理，可以使加工质量的得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。基准可以分为设计基准和工艺基准，工艺基准又包括定位基准、测量基准、装配基准等。其中定位基准在加工工艺上显得较为重要，由精基准、粗基准以及附加基准组成，主要是用于加工工件时进行定位，指代着工件在机床上的位置。在零件图中，一些相对而言较简单工序的公差和尺寸可以在图中直接进行测量。然而，对于一些比较复杂的尺寸，需要通过一些方法计算得出。在此次设计中，因此为了使设计基准与工艺基准重合，在该次的设计中，选用底平面和两侧面作为定位基准。3.加工工序设计确定工序尺寸的一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与序( 或工步)的加工余量有关。查机械制造工艺设计简明手册表1.4-6和表1.4-7可知其中精度要求较高140H7mm为粗镗精镗，孔表面粗糙度为Ra3.2。本零件各表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表2-6表2-6 工序尺寸及公差、表面粗糙度加工表面工序单边余量工序尺寸表面粗糙度粗半精/精粗精粗精底平面2.60.470.470Ra12.5Ra6.31401.80.2139.8140Ra6.3Ra3.23.4.1工序尺寸计算粗镗，半精镗140mm内孔140mm的内孔加工过程为先进行粗加工后再进行半精加工达到设计尺寸。加工余量和工序尺寸如图3.3和3.4所示：图3.3 加工方案示意图图3.4 尺寸链图经表查各内孔的半精加工余量为单边0.4mm，由于总余量为3mm，所以内孔粗加工余量为3-0.6=2.4mm。4.确定切削用量及基本工时工序05粗、精铣底平面该工序分为两个工步，工步1是粗铣底平面，保证尺寸71.6；工步2精铣底平面，保证尺寸70，它们所选的切削速度v和进给量f背吃刀量都不同。1）工步1的切削用量：粗铣底平面背吃刀量取为,等于其粗加工余量2.6mm。进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面铣刀，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=188r/min。2）工步2的切削用量：精铣底平面背吃刀量取为,等于其粗加工余量0.4mm。进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面铣刀，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=80r/min。工序10铣140内孔的左平面该工序保证尺寸120mm切削用量：粗铣底平面背吃刀量取为,等于其加工余量3mm。进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面铣刀，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=188r/min。工序15铣140内孔的右平面该工序保证尺寸120mm切削用量：粗铣底平面背吃刀量取为,等于其加工余量3mm。进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面铣刀，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=188r/min。工序20粗镗，半精镗180mm内孔该工序分为两个工步，工步1是粗镗140mm内孔，保证尺寸138.8mmmm；工步2精镗140mm内孔，保证尺寸，它们所选的切削速度v和进给量f背吃刀量都不同。1）工步1的切削用量：粗镗端面背吃刀量取为,等于其粗加工余量2.6mm。进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金刀具，根据支撑板1的硬度HBS，选择。由公式可求得该工序镗刀转速， ，选取转速为n=245r/min。2）工步2的切削用量：半精镗内孔，背吃刀量取为,等于其加工余量0.4mm。进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬合金刀具，根据支架的硬度HBS，选择。由公式可求得该工序镗刀转速， 选取转速为n=550r/min。工序25钻5X22的孔，扩5X30的沉孔该工序分为两个工步，工步1钻5X22的孔；工步2扩5X30的沉孔它们所选的切削速度v和进给量f背吃刀量都不同1）工步1的切削用量：进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。钻削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面麻花钻，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=545r/min。2）工步2的切削用量：进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。镗削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面铣刀，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=680r/min。工序25钻顶部10的孔切削用量：进给量的确定 经查表，根据背吃刀量，选。钻削速度的计算 经查表，根据背吃刀量，选择刀具材料为P类的YT5硬质合金面麻花钻，根据支架的硬度HBS，选择，由公式可求得该工序铣刀转速， ，选取转速为n=680r/min。5.时间定额的计算工序20粗镗，半精镗180mm内孔a. 根据镗削内孔的基本时间计算公式；可求出该粗镗内孔工序的基本时间主偏角时，；取；则。b. 根据镗削内孔的基本时间计算公式；可求出该精镗内孔工序的基本时间主偏角时，；取；则。五 夹具设计5.1零件本工序的加工要求分析该工件本道工序为镗140的内孔，粗糙度Ra为32，尺寸为精度要求较高，设计镗夹具来保证设计尺寸要求。本夹具是镗孔专用夹具，根据零件的结构和加工要求设计了一套镗床加工专用夹具。零件的摆放方式为水平摆放，需要加工的孔轴线跟水平面平行，所以选用卧式镗床进行加工。T616卧式镗床是一种常见型号的镗床，他广泛用于机械加工中，能达到IT7级的加工精度。除扩大工件上已铸出或已加工的孔外，卧式镗床还能铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等，主要用在单件小批量生产和修理车间，加工孔的圆度误差不超过 5微米，表面粗糙度为Ra0.631.25微米。5.2夹具方案设计5.2.1 定位元件设计该夹具的定位元件为一定位芯轴和一支座平面以及一圆柱头调节螺钉如图4-1。夹具由夹具体、支撑板、定位销、镗套、镗套座、压板机构组成。其中支撑板和定位销是定位元件，起到定位作用。镗套是镗削加工时的导向元件。图4-15.2.2 加紧元件设计该夹具的加紧元件为压板和螺母进行加紧如图4-2。图4-2523 夹具体设计该夹具的夹具体为一铸件，上面安装镗模支架和定位挡销如图4-3。5.3 夹紧机构夹紧力计算531 确定驱动机构驱动机构采取人工手动加紧，夹紧机构通过螺旋原理进行夹紧。装夹工件时，松开螺母将压板打开，然后放入工件后再压上压板，并紧锁紧螺母，结构操纵简单，方便工件的放置与加紧。并采用两个支点进行加紧，以达到工件的受力均匀并且夹紧稳固的目的。532 夹紧力计算1.切削力计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数： 由参考文献5查表可得：圆周切削分力公式： 式中 查5表得： 查5表 取 由表可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 即：2夹紧力计算;则实际夹紧力为 引自参考文献机床夹具计手册（第三版）表121. 安全系数K 可按下式计算基本安全系数1.5；加工性质系数1.1;刀具钝化系数1.0；断续切削系数1.0;以上各数值引自参考文献机械夹具具设计手册（第三版）表121. 故 引自参考文献机械夹具设计手册表12 25.压板夹紧就可以满足条件。533夹具设计及操作的简要说明如图夹具体装配图所示，夹具由夹具体、支撑钉、定位销、镗套、镗套座、压板机构组成。其中支撑钉和定位销是定位元件，起到定位作用。镗套是镗削加工时的导向元件。压板机构起到夹紧工件的作用。夹具体连接各零件使夹具组成一个整体。夹具体和机床工作台连接，保证夹具和机床之间的相对位置。结束语课程设计是对我这个若阶段所学知识的一次集中考察，课程设计的综合性强，涉及到所学的方方面面。如机械制图、工艺拟定、夹具设计等方面的知识。通过这次的课程设计，使我看到了在这些方面的不足，同时也在老师的指导下学到了很多平时学的不精或没有学到的知识。论文中对支架进行了工艺分析，并编制了工艺过程，绘制了工艺流程卡和工序卡，把理论结合到实际，是对所学知识的一次考核。 在撰写课程论文的这段时间，每当遇到不懂的知识点我都主动向老师和身边的同学请教，刚开始设计夹具时疑点很多，后来在老师和同学的帮助下渐渐理顺了设计思路，并学会了查阅有关的设计手册，通过学习设计手册的上的案例慢慢找到了绘制装配图的感觉。致 谢经过一段时间的努力，这个设计是在老师的细心指导下完成的。老师的专业知识和优秀的工作作风，使我最终能够顺利完成这个设计。当然，还有很多学生帮助了我，使我在这篇论文的设计更得心应手。虽然在设计过程中还存在一些问题，但最终还是得以克服和完成。能全面综合运用机床加工工艺和夹具设计的理论和实践知识，能根据被加工零件的技术要求和零件制造的基本工艺路线和方法，学会制定专用机床的设计路线，完成工件加工和夹具结构设计。本人对
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