1800--接头机械加工工艺规程及钻Φ10mm孔夹具设计
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1800
接头
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mm
夹具
设计
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1800--接头机械加工工艺规程及钻Φ10mm孔夹具设计,1800,接头,机械,加工,工艺,规程,10,mm,夹具,设计
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设计说明书题目：接头零件的工艺规程及钻10孔的钻床夹具设计摘 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。接头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 error目 录ABSTRCT3序 言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二. 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式42.1.1 公差等级42.1.2 锻件重量42.1.3锻件形状复杂系数42.1.4 铸件的材质系数52.1.5锻件分模线形状52.1.6零件表面粗糙度52.2选择定位基准52.2.1表面加工方法的确定62.2.2加工阶段的划分62.2.3工序的集中与分散62.2.4 工序顺序的安排72.3确定工艺路线72.4工时和削用量的计算9三、 夹具设计153.1问题的提出153.2定位基准的选择153.3切削力和夹紧力的计算153.4定位误差分析163.5钻套设计173.6夹具设计及操作的简要说明20总 结21致 谢23参 考 文 献24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。接头的加工工艺规程及其钻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。一 零件的分析1.1零件的作用接头的作用，待查1.2零件的工艺分析接头的全部技术要求列表中20的孔，精度为7级粗糙度要求为0.8，需要钻，扩，铰，精铰宽28的槽，精度等级为11级，相对于基准A的垂直度为0.10，相对于基准B的对称度为0.10B10的孔精度等级为7级粗糙度要求为0.8需要钻，扩，铰，精铰加工方能满足要求。10H7的孔与端面的距离的尺寸公差为56正负0.15分析零件图可知，该零件除主要工作表面加工精度均较低，不需要高竣工度机床加工，通过铣削、车床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式由于该接头的材料为45，又是大批量生产，因此我们采用锻造，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。2.1.1 公差等级由于接头的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级。2.1.2 锻件重量根据顶杆帽的体积和密度估算机械加工后顶杆帽的重量为0.37kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.430kg。2.1.3锻件形状复杂系数对接头的零件图进行分析计算，可计算该接头锻件的形状复杂系数S=0.259kg/0.450kg0.58 由于0.58介于0.32和0.63之间，故接头的形状复杂系数属级2.1.4 铸件的材质系数由于该接头材料45是碳的质量分数大于0.65%的钢，该锻件的材质系数属级。2.1.5锻件分模线形状根据锻件的形位特点，选择零件轴线方向为分模面。此分模面是对称的，分模线属平直分模线。2.1.6零件表面粗糙度 由零件图可知，各表面的粗糙度。查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量。2.2选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，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，是生产无法正常进行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。（1） 粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。因此，对于本零件选择零件的外圆柱端面为主要的定位粗基准。（2）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，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后零件轴线为主要的定位精基准。2.2.1表面加工方法的确定 根据接头零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案外圆柱端面6.3粗车20的孔IT70.8钻，扩，铰，精铰50端面12.6粗车10的孔IT70.8钻，扩，铰，精铰6孔内表面6.3钻，扩28mm槽IT113.2粗铣半精铣2.2.2加工阶段的划分该接头加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车接头30外圆柱面及其端面、然后铣50端面2.2.3工序的集中与分散选用工序集中原则安排接头的加工工序。该接头的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。2.2.4 工序顺序的安排（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准顶杆帽外圆柱端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面顶杆帽外圆柱端面、外圆柱表面、内孔表面和顶杆帽环形孔槽表面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工顶杆帽外圆柱面，再加工内孔和环形孔槽。2.3确定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了接头的工艺路线。工序号工序名称机床装备刀具量具1粗车30外圆及其端面CA6140卧式车床端面车刀外圆车刀游标卡尺2铣50端面X51端铣刀游标卡尺3钻，扩，铰20孔Z525麻花钻，扩孔钻，铰刀游标卡尺4铣宽40mm的2端面X62三面刃铣刀游标卡尺5钻6孔Z525麻花钻游标卡尺6钻，扩，铰，精铰8孔Z525麻花钻，扩孔钻，铰刀游标卡尺7铣宽28mm的槽X62三面刃铣刀游标卡尺8精铰20孔Z525铰刀卡尺9清洗清洗机10检查百分表、卡尺2.4工时和削用量的计算粗车30的端面和外圆确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为1.5mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为1.5mm,分两次加工,a=0.75mm计。长度加工方向取IT12级，取mm。确定进给量f:根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册表1.4,当刀杆16mmX25mm, a=2mm时,以及工件直径为30时。f=0.50.7mm/r按C6201车床说明书（见切削手册表1.30）取f=0.5 mm/r计算切削速度: 按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为 V=(m/min)2.1式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系数k见切削手册表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V= =66.7(m/min)确定机床主轴转速 n=253(r/min)按机床说明书（见工艺手册表4.28）与253r/min相近的机床转速有230r/min及305r/min。现选取305r/min。如果选230m/min，则速度损失较大。所以实际切削速度 V=80m/min 计算切削工时，按工艺手册表6.2-1,取L=33mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.236(min)工序二：铣左端面的切削用量及基本工时的计算1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则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1450当1450r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，则机动工时为工序三：钻，扩，铰20的孔工步一钻孔至19确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：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：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为铣28mm槽卧式铣床X62选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则决定每次进给量及切削速度 根据X62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1450当1450r/min时按机床标准选取计算工时切削工时： ，则机动工时为铣40mm槽的切削用量及基本工时的计算同上，在此不再累述钻，扩，铰8孔的切削用量钻扩，铰20孔，在此不再累述其余钻孔也如上，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。由指导老师的分配第8道工序的钻10孔的钻床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于钻10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。3.2定位基准的选择本道工序加工10孔，精度不高，因此我们采用已加工好的20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，压板的压紧力即可以满足要求3.3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。3.4定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。图 定位销水平放置时定位分析图3.5钻套设计钻床的导向部分就是钻套钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套固定钻套(JB/T 8045.1-1999)可换钻套(JB/T 8045.2-1999)快换钻套(JB/T 8045.3-1999)特殊钻套特殊钻套又分为好几个类型根据孔的距离不同，因为我们加工的孔不够特殊，因此特殊钻套就不在介绍下面一一介绍下上面3种的标准的钻套及其使用地方固定钻套(JB/T 8045.1-1999)固定钻套分为带肩钻套和不带肩的具体结构如下图固定钻套的特点如下钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。因为我们是批量生产，因此在此场合固定钻套不使用可换钻套(JB/T 8045.2-1999)可换钻套的结构如下图可换钻套的使用特点如下钻套1装在衬套2中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板3中。钻套由螺钉4固定。以防止它转动。钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合，以便于钻套磨损后迅速更换。 适于大批量生产快换钻套(JB/T 8045.3-1999)快换钻套的结构如下图当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，即可取出钻套。适用于同一个孔需经多种工步加工的工序综上所述我们采用快换钻套，进行钻，扩，铰，精铰10孔加工，大大提高了加工效率。3.6夹具设计及操作的简要说明使用心圆柱定位销定位，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,锻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锻炼与提高；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，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在
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