Y4232C剃齿机夹具设计(公式可编)

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计剃齿机Y4232C右顶针架体的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具。设计者指导老师东南大学机械工程学院序言TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、 零件的分析 4\o"CurrentDocument"1.1零件的作用 4\o"CurrentDocument"1.2零件的工艺分析 4\o"CurrentDocument"2、 工艺规程设计 4\o"CurrentDocument"2.1确定毛坯的制造形式 4\o"CurrentDocument"2.2基准面的选择 5\o"CurrentDocument"2.3制定工艺路线 5\o"CurrentDocument"2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6\o"CurrentDocument"2.5确定切削用量及基本工时 7\o"CurrentDocument"2.5.1工序4粗铳■半精铳■精铳的切削用量及工时 7\o"CurrentDocument"2.5.2工序6粗铳■半精铳■精铳右端面 92.5.3工序7粗镇■精镇■浮动锤孔 92.5.4工序9钳工钻各个孔 10\o"CurrentDocument"3、 专用夹具设计 11\o"CurrentDocument"3.1设计宗旨 11\o"CurrentDocument"3.2对机床专用夹具的基本要求： 123.3定位基准的选择 12\o"CurrentDocument"3.4自由度限制的考虑 12\o"CurrentDocument"3.5夹紧装置的选择 12\o"CurrentDocument"3.6零部件的选用 12东南大学机械工程学院机械制造工程原理课程设计任务书一、 设计题目设计剃齿机Y4232C右顶针架体零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具。二、 原始依据生产类型：成批生产；零件图样。三、 设计内容零件图1张（选做）；毛坯草图1张；制定零件的机械加工工艺规程，填写机械加工工艺过程卡片及指定工序的机械加工工序卡片各1份。或填入机械加工工艺过程综合卡片；设计指定的专用夹具，绘制夹具装配总图1张,绘制所设计夹具的大件零件图1张；编写设计说明书1份。学生姓名班级学号指导教师年_月—日序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了人学的全部基础课、技术基础课以及人部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希塑能够通过这次课程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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。1、零件的分析1.1零件的作用顶针是Y4232C剃齿机在加工工件是用于固定工件的重要部件，其中的右顶针架体是给顶针提供支持的固件。因此该零件下底面需要与Y4232C剃齿机的导轨进行配合才能使顶针根据工件人小进行相适应的调节;其次，右顶针架体的长孔是用来安装固定顶针的工作面,所以也要求有很高的精度。1.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT20-40（老牌号），也就是HT200（新牌号），根据《机械设计手册》（第五版），下文简称《机械手册》，中常用机械工程材料：灰铸铁件的介绍（GB/T9439-1988）HT200町承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的铸件，如汽缸、齿轮、底架、机体等。有较好的耐热性和良好的减震性，铸造性较好，需进行人工时效处理。确定材料性能后，仔细观察图纸发现。该零件的设计基准有两个：下端面、右端面。其中下端面确定重要的通孔065的中心线和各个端面；右端面确定上端面的各种孔。因此，我们可以将零件分为两组加工表面，并且他们互相之间有一定的位置要求。2、底座下端面的加工读图我们知道这组加工面的粗糙度为：下底面粗糙度6.3；卞底面左导轨粗糙度1.6：F底面右端三角槽顶面粗糙度6.3；三角槽斜面导轨粗糙度1.6：底座上表面凸台粗糙度6.3：下底面左导轨刮10-13点；加工下底面宽15凹槽，粗糙度12.5：另外还要加工零件上顶面粗糙度632.065H7孔的加工。065H7孔的粗糙度0.8；加工M8底孔，024總孔粗糙度6.3；加工05孔，加I01OH9孔，粗糙度1.6；加工右端面下端03孔,粗糙度12.5；加工M8,4*M6,2*M5螺纹;065H7孔右端面粗糙度1.6o将加工表面分成两组后，我们可以先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。2、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式由于上文说到该零件材料为HT200,假设该零件是批量生产的，根据图纸该零件的最人尺寸为227X160X176,总体来说并不是很人。所以可以采用砂型铸造机器造型的方法铸造毛坯，这样既提高了生产效率，而且节约成为保证质量。2.2基准面的选择基准是指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。按其功用不同，基准可分为设计基准和工艺基准两人类。前文已经分析了该零件的设计基准。现在需要确定零件的工艺基准。根据《机械制造基础》（唐宗军编）中叙述的，工艺基准又分为工序基准、定位基准等。工序基准:工序基准是在工序图上用来确定本工序所加工的表面，加工后的尺寸、形状、位置的基准。定位基准：定位基准是在加工中用作定位的基准。定位基准又分为粗基准和精基准两种。用作定位的表面，如杲是没有加工过的毛坯表面，则为粗基准：如为已经加工过的表面，则称为精基准。我们现在需要的就是确定这两个基准，粗基准和精基准的确定都有相应的原则。根据《机械制造基础》，我们可以知道：粗基准的选择原则：1）选择重要表面为粗基准；2）选择不加工表面为粗基准；3）选择加工余量最小的表面为粗基准：4）选择较为平整光洁、加工面积人的表面为粗基准：5）粗基准在同一加工尺寸方向上只能使用一次因此，考虑到065H7孔是该零件最重要的表面，且在图纸中和基准A、B都用平行度要求，所以选择065H7内孔作为粗基准。精基准的选择原则：1）基准重合原则；2）基准统一原则：3）互为基准原则；4）自为基准原则。所以在实际加工的时候，根据实际情况选择相应的基准，而且由于基准的选择会影响相应工序和夹具的设计。2.3制定工艺路线工艺路线的拟定是工艺规程设计中的一项重要工作，其主要任务是解决表面加工方法的选择，加工顺序的安排以及整个工艺过程中工序的数量。首先，我们要确定零件各表面的加工方法。加工方法的选择可以按照被加工表面的加工要求、材料性质等，选择合适的加工方法及加工路线。根据前文总结的加工表面，主要是平面和孔。依据《机械制造基础》表7-7各种加工方法的经济精度和表面粗糙度及《机械加工工艺手册》表2.2-25各种加工方法人致能达到的表面粗糙度，我们可以知道：下底面粗糙度63粗铳■半精铳■精铳卜•底面右端三角槽顶面粗糙度63粗铳三角槽斜面导轨粗糙度1.6粗铳-半精铳-精铳底座上表面凸台粗糙度63粗铳-半精铳-精铳加工下底面宽15凹槽（耳座），粗糙度22.5粗铳零件上顶面粗糙度6.3粗铳-半精铳-精铳右端面粗糙度1.6粗铳-半精铳-精铳065H7孔的粗糙度0.8粗锂-精锂-浮动锂加工M8底孔，014總孔粗糙度6.3钻孔-扩孔加工05孔，加I01OH9孔，粗糙度1.6钻孔-扩孔-较孔加工下端03,M6底孔及上端M5底孔，粗糙度12.5钻孔加工M8,4*M6,2*M5螺纹攻丝考虑热处理的时候，为改善加工性能和金属组织一般会再机械加工前安排退火或正火。由于HT200的含碳量超过5%,所以用退火。另，零件图纸中，有要求进行时效处理，根据《实用机械加工手册》中时效处理的定义是，合金工件经固溶处理后在室温或稍高于室温保温，以达到沉淀硬化目的。而且《机械制造基础》中说人工时效一般都安排在粗加工后，精加工之前进行。关于工序的安排，一般遵循先粗后精，先主后次，先面后孔，先基准后其他等原则。所以，根据零件加工组的特点，拟定以下机械加工工艺路线方案：工序一：砂型铸造，制造零件毛坯。工序二：热处理，退火改善加工性能。工序三：打标，根据065孔中心，在距孔中心132mm处划出卞面线并在底面标出导轨和176mm上端面线工序四：粗铳•半精铳-精铳，下表面、三角槽、底面凸台、两耳座及上端面工序五：钳工，刮底面和三角槽20-23点工序六：粗铳•半精铳-精铳，零件右端面工序七：粗锂-精镇•浮动锂锂（D65H7孔到尺寸工序八：打标，以右端面为基准标出各个孔的位置工序九：钳工，将所有孔进行钻孔、有沉孔扩孔、较孔，并攻丝工序十：钳工，去毛刺工序十一：终检2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定右顶针架体零件材料为HT200,由于我们假设零件是批量生产的，而且零件的轮廓尺寸不人，故可以采用砂型铸造机器造型及壳型来提高生产率，保证加工质量。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（参考《实用机械加工手册》马贤智编，以后简称《加工手册》）：1） 根据《加工手册》表3-1（GB/T11350-1989）查询得知材料为灰铸铁，选用砂型机器造型及壳型加工余量等级为8-10/G级，我们选取10/Go由于最人尺寸为200mm左右，所以根据表3-3与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量（GB/m350J989）基本尺寸为160»250mm区间内查的10/G的加工余量数值为单侧加工：5mm,双侧加工每侧的加工余量4mmo2） 根据表3-6铸件尺寸公差数值（GB/T6414-1986）得尺寸公差是4mm。从图纸的技术要求我们知道铸件圆角为R3“5,我们取R4°3） 毛坯基本尺寸上端面属单侧加工，R=F+RMA+CT/2=176+5+4/2=183mm卜•端面属单侧加工，R=F+RMA+CT/2=132+5+4/2=139mm底座凸台属单侧加工，R=F+RMA+CT/2=26+5+4/2=33mm右端面属单侧加工，R=F+RMA+CT/2=195+5+4/2=202mm孔.065H7属于双侧加工，R=F-2RMA-CT/2=65-2X2.5-3.2/2=58.4mm其余尺寸由铸造获得。4） 确定工序尺寸a） 平面加工余量查《加工手册》表3424平面粗加工余量，每边留量3mm；表3-126平面的精加工余量，被加工宽度＜=100:余量1mm,公差+03mm;100f300：余量1.5mm,公差+0.5mm。b） 孔的加工余量查《加工手册》表3-110车、锂、较孔余量知：加工孔的直径粗锂精锂浮动锂公差58.4 64 64.8 65 +0.20c） 加工孔，螺纹的余量M8第一次钻为7,攻丝得M82*M5-10H第一次钻为4,攻丝得M54*M6-12H第一次钻为5,攻丝得M6钻eiOH9第一次钻孔巾5,第二次钻孔09.5：并较、精较巾10一次性钻孔e14孔2.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序4粗铳■半精铳•精铳的切削用量及工时粗铳平面时，由于该零件属于凸台、小平面的类型，所以选择立铳刀，而且立铳刀的选择应遵循刀具半径小于零件内轮廓最小曲率半径P，粗加工内轮廓面时，铳刀最人直径D=d+2[6sin（4）/2）-61]/[l-sin（（t）/2）]o已知粗铳包扌舌铳卞底面、底面凸台、三角槽、底面导轨和上端面。1）确定背吃刀量ap背吃刀量ap（切削深度）指：垂直于进给速度方向的切削层最人尺寸。一般指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。对于圆柱体工件的切削加工，指是的已加工表面和待加工表面的直径差的1/2,即单边切削深度。在进给运动方向测量。把"每分钟进给量"换算成"每转进给量"得到的是进刀量。所以：卜•底面粗铳5mm半精铳1.5mm精铳0.5mm底面导轨粗铳1.5mm精铳0.5mm三角槽粗铳5.5mm精铳0.5mm三角槽底面粗铳2mm底面凸台粗铳5mm半精铳1.5mm精铳0.5mm耳座粗铳26mm上端面粗铳5mm半精铳1.5mm精铳0.5mm2）下底面粗铳-半精铳-精铳选刀是第一步，为了方便加工选择一次加工成型的刀。根据《切削用量简明手册》（第三版）以卞简称《切削手册》中表3.2铳刀直径参选，铳削深度4“6mm,铳削宽度120-180mm,应选用200»250mm直径的铳刀。再根据《加工手册》表6-143镶齿三面刃铳刀（JB/T7953-1995）选铳刀直径巾200,齿数20。查表3.30XA5032型立铳床功率为7.5kw,故表3.3每齿的进给量0.15»03mm/z,取0.25mm/z。刀具寿命查表3.8得知为180min,再中查《加工手册》表3.27铳削速度公式为：_CvdQqvVe=T^f^^v其中：Cv=35, =0.2,xv=0.1♦ =0.4,uv=0.5,pv=0.1?m=0.1535x200x0.2%=18O015x501xO.2504x16O05x2O01X°'87=48-54皿加询所以其主轴转速应为：n=1000X48.54/n/200=77.2r/min查表3.30XA5032立式铳床钻速表中比较符合的是75r/min,查表3.9对应的进给量是70mm/min,修正系数为1.07X0.85,所以选择60mm/min,因此实际的切削速度是0.785m/s和实际进给量为0.8mm/r。计算基本工时，根据tm=£vf式中，L=l+y+A,l=190mim根据《切削手册》表3.25,入切量和超切量为44mm,故时间为3.9min。同理，半精铳1.5mm时，查表3.3每转进给量1.2~2.7mm,选2.5mm/r即0.125mm/Z/带入公式得切削速度应为72.25m/min,应选主轴转速为118r/min,则实际切削速度为1.236m/s,对应的进给量查表3.9得56mm/min,修正后选47.5mm/rnin。代入匸时计算公式，得半精铳工时为4.9mino精铳时，与半精铳仅切削深度不同。因此得出切削速度为SOm/min,因此选择主轴转速仍是118r/min<>三角槽的粗铳-精铳选刀选择的是90°对称对角铳刀(GB/T6128.3J996),直径63mm,厚度20mm,20齿。根据表格查出O.lmm/zo查《切削手册》表3.27得到各个参数为：其中：久=25,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.5,pv=0.1,m=0.1525x63x0.2 ,@ 12O015x5.501x0.1°4x5°-5x2001 '因此，选择主轴转速475r/min,进给量30mm/min。最终粗铳加工时间为5.3min°精铳的条件与粗铳条件改变，在进给量上20mm/min,因此加工时间为8min°三角槽地槽的粗铳选用锯片铳刀(GB/T6120-2996),选择厚度4mm,直径50mm,齿数为16。根据《切削手册》表3.3选择每齿进给量0.15“0.3mm/z,选择0.15mm/zo再根据表3.27得到各个参数：其中：Cv=10.5,qv=Q.2,xv=0.2,yv=0.4,uv=0.5.pv=0.1,m=0.1510.5x50x0.2%=6O015x20-2x0.15°-4x4°-5x1601=4002m/min所以选择主轴转速235i7min,那么进给量60mm/mirio则加工工时为2.7mina粗铳-精铳耳座及凸台根据《加工手册》表6-134选择直柄立铳刀直径15的立铳刀，根据《切削手册》表3.24查出每齿进给量0.04mm/z,切削深度为15mm时，可以用主轴转速299r/min,进给量54mm/min，因此根据机床数据选择的实际主轴转速为300r/min和60mm/min。那么工时是0.8mirio再用此刀加工凸台表面，分为粗铳，半精铳和精铳三步。查《加工手册》表4-42,得到该情况下0.05mm/z的切削速度为36m/min,0.12mm/z情况下的切削速度为30m/min。所以粗铳的主轴转速选600r/min,进给量是95mm/min。所以工时是0.82min。粗铳•半精铳-精铳上端面依旧根据《切削手册》中表6-143镶齿三面刃铳刀(JB/T7953-1995)选铳刀直径@100,齿数10。每齿进给量0.15~0.3mm/z,取0.25mm/z。刀具寿命查表3.8得知为180min,再中查《加工手册》表3.27的参数其中：Cv=35,qv=Q.2,xv=0.1,%=0.4,如=0.5,pv=0.1,m=0.1535x100x0.2%=18O015x501xO.2504x70°-5xIO01*°'8?=3634m/min所以其主轴转速应为：n=1000X36.34/n/100=115.7r/min查表3.30XA5032立式铳床钻速表中比较符合的是118r/min,查表3.9对应的进给量是70mm/min,修正系数为1.07X0.85,所以选择60mm/min,因此实际的切削速度是0.617m/s和实际进给量为0.51mm/ra计算基本工时，根据tm=£vf式中，L=l+y+A,l=202mm。根据《切削手册》表3.25,入切量和超切量为25mm,故时间为3・8miru同理，半精铳1.5mm时，查表3.3每转进给量1227mm,选2.5mm/r即0.125mm/z,带入公式得切削速度应为54.09m/min,应选主轴转速为180r/min,则实际切削速度为0.94m/s,对应的进给屋查表3.9得56mm/min,修正后选47.5mm/min0代入工时计算公式，得半精铳工时为4.8min。总工时算上准备时间在额定工时的基础上乘以系数2.5。2.5.2工序6粗铳■半精铳•精铳右端面本工序选择X81W型万能铳床。因为是铳面，所以根据《切削手册》中表6-143镶齿三面刃铳刀(JB/T7953J995)选铳刀直径巾125,齿数14。每齿进给量0.15“0.3mm/z,取0.25mm/Zo刀具寿命查表3.8得知为180min,再中查《加工手册》表3.27的参数其中：Cv=35>qv=Q.2,xv=Q.l,yv=iiv=0.5,pv=0.1,m=0.1535x125x0.2%=18O015x501xO.2504x105°-5x1401X°'87=38-81m/min所以其主轴转速应为：n=1000X38.81/n/100=98.8r/min查表3.30XA5032立式铳床钻速表中比较符合的是100r/min,查表3.9对应的进给量是70mm/min,修正系数为1.07X0.85,所以选择65mm/min,因此实际的切削速度是0・65m/s和实际进给量为0.65mm/ro计算基本工时，根据L

r式中，L=l+y+A,l=202mim根据《切削手册》表3.25,入切量和超切量为25mm,故时间为3.5min。同理，半精铳1.5mm时，查表3.3每转进给量1.2M2.7mm,选2.5mm/r即0.125mm/z,带入公式得应选主轴转速为160r/min,则实际切削速度为1.04m/s,对应的进给量查表3.9得56mm/min,修正后选51mm/mino代入匸时计算公式，得半精铳丁时为4.5min。2.5.3工序7粗镇•精镇•浮动镇孔本工序为粗锂、精镇、浮动铿巾65H7孔粗镇切削用量粗锂时所选刀具为普通单刃锂刀。由《机械制造技术基础课程设计指南》崇凯主编，锂刀材料为硬质合金钢，B*H=16*16j=80mmzf=4mm,Kr=45o机床选用T68卧式锂床。确定粗锂进给量查《机械加工工艺手册》王先逵主编，锂刀时的进给量及切削速度，可得进给量f=0.3〜1.0mm/r,切削速度v=40〜80m/min。取进给量f=0.74mm/r,切削速度v=80m/min。确定粗锂切削速度和工作台每分钟的进给量1000Xv1000X80主轴的转速n=乃D = 才61 =417.67r/min由T68卧式锂床对应主轴转速表可得选取主轴转速为400r/mino兀DX11由公式得v=1000=77.15m/min精镇切削用量锂刀与粗锂相同锂刀及切削速度，可得：进给量f=0.2〜0.8mm/门切削速度v=60〜200m/min。由T68卧是锂床进给量表格，取进给量f=0.27mm/r,切削速度v=60m/mirio②确定半精锂切削速度和工作台每分钟的进给量

主轴转速：n=尬=乃x63 =303.32r/min由T68卧是镇床主轴转速表选取n=315r/minttDxn由公式得v=1°°°=62.31m/min浮动锂切削用量锂刀为浮动锂刀。确定浮动锂时进给量进给量f=0.4〜:L.Omm/r,切削速度v=8〜20m/min。由T68卧是锂床进给量表格取进给量f=0.52mm/r,切削速度v=10m/min确定浮动锂切削速度和工作台每分钟的进给量lOOOv1000x10主轴转速：n=尬=才x65 =49.00r/min由T68卧式锂床对应主轴转速表可得选取主轴转速为50r/minttDxn由公式得v=10"=9.42m/min计算工时根据公式t,=—=1+11+1?+13＞查表计算得：Jfil fil粗镇0.65min,精铿4.135min,浮动锂7.93min,考虑到准备工时总时间为19mirio2.5.4工序9钳工钻各个孔1)M8第一次钻为7.5,攻丝得M8查《实用机械加工手册》表4-76选用高速钢刀具钻孔f=0.15mm/r,v=15m/min1000V= ==1000x15-637(r/min)570.440.775.1100.19503040按机床选取Z528立式钻床主轴行程145mm匸作台行程375mmnw=57Qr/min《实用机械加工手册》表5-31所以实际切削速度：zrd肿zrd肿wv= 10007T7.5X650~1000~切削工时:=3min=3min2*M5-10H第一次钻为4Z攻丝得M5f=0.08mm/r»v=15m/min1000v 1000x15 , 、"厂面厂 =1137（r/巫）按机床选取Z528立式钻床主轴行程145mm匸作台行程375mmnw=llQQr/min《实用机械加工手册》表5-31所以实际切削速度：兀血兀7T4.2X1100v=TooF= 1000 =14.5心曲）切削工时:/+h+<2 人t= 7——=4mmnwf3)4*M6-12H第一次钻为5,攻丝得M6f=0.08mm/rv=15m/minlOOOv1000x15ns=—-—= =955(r/min)TCdw 7t5按机床选取Z518立式钻床主轴行程145mmI：作台行程375mmnw=llQQr/min《实用机械加工手册》表5-31所以实际切削速度：^dwnwtt5x1100v=looT=-^loo^=17-27(m/mtn)切削工时:/+h+<2o.

t= z——=2mmnwf4）钻*10H9第一次钻孔*9.5；第二次较*10：一次性铉削4）24孔。f=0.15mm/r