机械制造技术课程设计-轴承盖加工工艺及钻36孔夹具设计

设计说明书题目：轴承盖的工艺规程及钻36孔夹具设计全套图纸加V信153893706或扣3346389411摘要本设计涉及到机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差和测量等方面的知识。轴承盖的加工工艺和夹具设计包括三个部分,包括工艺设计、工序设计和专用夹具设计。在设计的过程中应该首先理解的分析部分,工序过程的设计一个毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;然后每个切削用量的部分步骤大小计算,是决定工艺的关键设备和切割过程的各种设计参数,然后一个专用夹具,夹具选择各种组件的设计,如定位和夹紧元件连接部分,导向元件,夹具和机床和其他组件,定位误差计算夹具,分析夹具结构的合理性和不足之处,改进和设计。关键词:工序、工艺、切削参数、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThisdesignrelatestothemechanicalmanufacturingtechnologyandmachinetoolfixturedesign,metalcuttingmachinetools,tolerancesandmeasurements,andotheraspectsofknowledge.Themachiningprocessandfixturedesignofthebaseconsistsofthreeparts,includingprocessdesign,processdesignandspecialfixturedesign.Indesignprocessshouldfirstunderstandtheanalysis,structureoftheprocessdesignofablank,andchoosethegoodpartsmachiningreferencetodesignpartsoftheprocessroute;thencalculatetheamountofeachcuttingpartofthestepsize,thedecisionprocessofkeyequipmentandcuttingprocessofvariousdesignparametersandaspecialfixture,thefixtureselectiondesignofvariouscomponents,suchaspositioningandclampingelementsconnectingpart,componentoriented,toolsandfixturesandothercomponents,positioningerrorcalculatefixture,fixturestructureofrationalityanddisadvantageanalysis,improvementanddesign.Keywords:process,process,cuttingparameters,clamping,positioning,error.目录ABSTRCT 3序言 1一零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的精度分析 21.3零件的工艺分析 3二工艺规程设计 42.1确定毛坯的制造形式 42.2机械加工余量的的确定 42.3毛坯尺寸的确定 52.4工序余量的确定 52.5基面的选择 52.6制定工艺路线 62.7确定切削用量及基本工时 7第3章 夹具设计 104.1问题的提出 104.2轴承盖零件的定位方案确定比较 104.3定位元件的选择 104.4定位误差计算 104.5夹紧方案设计 114.5.1切削力计算 114.5.2夹紧装置设计夹紧力计算 114.5.3钻φ36mm夹具使用 11总结 13致谢 15参考文献 16序言机械制造行业的生产一定形状和大小的零件和产品,并配备了机械设备行业。机械制造的产品可以直接使用的人使用,而且对其他行业的生产提供设备,有各种各样的社会机器或机械制造产品。我们的生活不能分开制造,所以制造业是国民经济发展的一个重要的产业,是一个重要的基础,一个国家或地区的发展和强大的支柱。在某种意义上,机械制造业的水平是衡量一个国家的国民经济的整体实力和科技水平的一个重要指标。轴承盖的工艺设计和夹具设计的基础是一个教学环节完成的机械制图、机械制造技术、机械设计、机械工程材料课程设计。正确解决一部分的过程中定位,夹紧和工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计专用夹具,确保零件加工的质量。设计也开发自己的自学和创新能力。因此,本设计是全面和实用,涉及范围广泛的知识。因此,在设计中应注意的基本概念,基本理论,而且还注意到生产实践的需要,只有各种理论与生产实践的结合,可以很好的完成设计。设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师批评指正。一零件的分析1.1零件的作用轴承盖零件，为棒料毛坯，从零件图上可以看出零件上各部分粗糙度要求都比较低，最高的粗糙度仅为Ra3.2半精加工就可以满足要求。1.2零件的精度分析1.轴承盖的左端面，尺寸精度要求为IT13-11,表面粗糙度要求为Ra6.3μm,属于低等精度要求。2.轴承盖的右端面，尺寸精度要求为IT13-11,表面粗糙度要求为Ra6.3μm,属于低等精度要求。3.轴承盖的外圆，尺寸精度要求为IT13-11,表面粗糙度要求为Ra6.3μm,属于低等精度要求。4.轴承盖的内孔，尺寸精度要求为IT13-11,表面粗糙度要求为Ra6.3μm,属于低等精度要求。5.3-Φ7的孔，尺寸精度要求为IT13-11,表面粗糙度要求为Ra6.3μm,属于低等精度要求。1.3零件的工艺分析本次工艺分析的目的，主要是审查零件的结构外形及其尺寸还有表面粗糙度、材料及热处理等技术的要求是否合理，是否便于加工和装配；还有就是通过对零件的工艺分析，对零件要求有进一步的了解，最后编制出零件的工艺文件。转子泵轴承盖的工艺有两组组加工面的分别为1：以右端面为基准的加工面，这组加工包括车左端面和外圆。2：一个是左端面和外圆为基准的加工面，这个主要是加工其他的面和孔。二工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式确定毛坯包括选择毛坯的类型及其制造方法。毛坯类型是棒料、锻造、冲压,冲压、焊接、配置文件、表等。决定毛坯时应考虑以下因素:1)材料和零件的机械性能。当选择材料,毛坯的类型大致确定。例如,材料是铸铁,毛坯的选择材料是钢铁,和机械性能要求很高,可选的锻件,机械性能要求较低时,可选部分或铸钢。2)零件的形状和大小。形状复杂的粗糙,常用的棒料方法。薄壁零件和不可用砂棒料,棒料大尺寸应该用于砂棒料,和小部件提供更先进的棒料方法。3)生产类型。大规模生产当选毛坯制造方法的精度和生产率为毛坯的制造成本减少物料消耗和降低加工成本进行补偿。如棒料应采用金属模具机成型和精密棒料,锻造模锻,冷轧和冷拔概要文件。小批量生产应使用木霉菌或手工自由锻。4)生产条件。确定毛坯必须结合具体生产条件,如生产的实际水平和实际生产的能力,外包的可能性等。当有条件时,应积极组织地区专业生产、统一供应的粗糙。5)充分考虑的可能性,利用新技术,新技术和新材料。目前,新工艺、新技术和新材料的毛坯制造业发展迅速。例如,棒料、锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料机械中使用越来越多。在应用这些方法,可以大大减少机械加工的数量,有时不能被处理,其经济效果是非常重要的。2.2机械加工余量的的确定本零件的机械加工余量的确定主要是通过铸件的材料和棒料方法来确定的，通过查阅工序余量手册可知，左端面的机械加工余量为2mm，加工余量等级为13，右端面的机械加工余量为2mm，加工余量等级为13，外圆的机械加工余量为2，加工余量等级为13，内孔机械加工余量为2mm，加工余量等级为13，3-Φ7的孔的机械加工余量为7mm，加工余量等级为13级。2.3毛坯尺寸的确定序号被加工表面及孔机械加工余量零件尺寸毛坯的尺寸1左端面2mmΦ104Φ1082右端面2mmΦ45Φ493外圆2mmΦ104Φ1084内孔2mmΦ36Φ3253-Φ7孔7mmΦ7实心2.4工序余量的确定工序名称加工对象经济精度等级表面粗糙度工序尺寸1左端面IT13级Ra6.3Φ1042右端面IT13级Ra6.3Φ453外圆IT13级Ra6.3Φ1044内孔IT13级Ra6.3Φ3653-Φ7孔IT13级Ra6.3Φ72.5基面的选择粗基准的选择标准应满足下列要求:(1)粗基准的选择应该基于加工表面。目的是保证精度的加工面和非加工表面之间的关系。如果有几个表面,不需要加工表面的工件,必须选择与高精度表面作为粗基准。以壁厚均匀性,对称的形状,更少的夹紧等。(2)选择的重要表面机械加工余量为粗基准。例如:机床导轨表面是一个重要的统一的保证金要求。因此在这个过程中选择导轨面作为粗基准,床的底部表面的过程,然后底部表面作为精细加工的参考指南。通过这种方式,我们可以确保表层保存在一个更加统一的和精心组织,以提高耐磨性。(3)最小的表面机械加工余量应该选为粗基准。这将确保表面有足够的加工余量。(4)尽可能选择平坦,光滑,大表面积作为粗基准,以确保准确定位和夹紧可靠。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,因为表面粗糙的数据主要是粗糙和不规则的。多个用很难确保表面之间的表面的准确性。基面的选择是工艺设计的重要部分之一,它是非常重要的部件的生产。首先选择合适的端面和外圆定位基准。精基准的选择应满足以下原则:(1)“基准重合”的原则,应选择加工表面的设计基准位置的参考,并避免错误造成的非巧合的基准面。(2)“基准统一”的原则尽可能在大多数过程使用相同的精度指标集,以确保定位精度的表面,以避免造成的错误引用转换,简化夹具设计和制造。(3)“自为基准”的原则需要一定的完成和完成过程机械加工余量小而均匀,应选择加工表面本身是优良的基准,表面和其他表面之间的位置精度的保证的第一步。(4)“互为基准”原则,当两个表面相互位置精度和自己的大小、形状精度较高,可以作为“相互参考”方法,重复处理。(5)选择的精度标准应该能够确保精确定位,夹紧可靠,装置简单,操作方便。有很好的外圆和定位基准和其他表面处理。主要考虑好参考标准的问题,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。2.6制定工艺路线通过零件的形状、尺寸及位置精度再通过技术得到以下两种加工方案：方案一01备料棒料φ110X2505车车左端面、φ45外圆、钻φ36内孔。10车车右端面、φ104外圆、车φ72内孔。15检检验20车车φ45外圆。25车车右端面、车φ72内孔。30钳钻3-φ7通孔。35铣铣R16圆弧槽。40检检验入库方案二01备料棒料φ110X2505钳钻3-φ7通孔。10车车左端面、φ45外圆、钻φ36内孔。15车车右端面、φ104外圆、车φ72内孔。20检检验25车车φ45外圆。30车车右端面、车φ72内孔。35铣铣R16圆弧槽。40检检验入库工艺方案一、二的不同在于方案二是先钻孔、再车端面，这样就违背了“先面后孔”的原则，而方案一“先面后孔，先大孔后小”，遵循了安排工艺的基本原则，所以确定选择方案一。2.7确定切削用量及基本工时工序：车右端面1)切削深度的确定单边余量为Z=2mm2)进给量的确定根据《机械工艺设计手册》取f=0.8mm/r3)切削速度计算公式如下其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)机床主轴转速的计算ns==566r/min与566r/min接近的标准转速为600r/min。选转速=600r/min。因此实际切削速度的如下==5)切削的工时计算t=i;其中l=50mm;=4mm;=3mm;t=i=x1=0.11875(min)工序：钻3-Φ7孔机床：Z525立式钻床刀具：根据《机械工艺设计手册》，刀具选取高速钢麻花钻Φ71)进给量的确定取f=0.13mm/r2)切削速度的确定V=24~34m/min.取V=30m/min3)机床主轴转速的计算ns==1364r/min与1364r/min接近的标准转速为1450r/min。选转速=1450r/min。因此实际切削速度的如下==5)切削的工时计算按《切削用量工时计算手册》表6.2-1。t=i;其中l=10mm;=4mm;=3mm;t=2x（）=2x（）=0.0234(min)夹具设计3.1问题的提出这一次设计的轴承盖零件，其零件的外表面是不规则的，在进行加工时，很难通过通用夹具来达到加工的需要，存在的主要问题是零件的尺寸比较大，通用夹具没有合适的尺寸可以夹持，其次由于零件本体的外形规则，夹持的面也是难以选择。因此在此次的设计中夹具主要是使用通用夹具来进行装夹。此次设中我重点设计了零件的钻φ36内孔钻孔夹具。3.2轴承盖零件的定位方案确定比较此设计的轴承盖零件，在工艺分析中可以知道在加工φ36孔时，零件的其余的加工面均未加工完成了。因此零件的多个加工面都是精基准，在设计中对零件的加工定位方案确定。这次设计的钻φ36mm孔夹具采用的定位方式为V型块与定位板的定位方式。一端面是指采用定位板来限定工件一个自由，一V型块来限定工件四个自由，定位板来限定工件一个自由。因此在此设计中我选择了使用φ104mm外圆设为V型块来限制零件的4个自由度。端面为此次设计及定位面，可以限制零件在空间中的三个自由度。最后一个用来设置定位板。这样的话就可以保证完全的限制住零件在空间中的六个自由度。3.3定位元件的选择夹具的主要定位元件是直径为104mm的定位用的V型块和定位板。在设计中，φ104mm外圆安装在夹具的V型块中。由于V型块尺寸较大，设计了螺纹将心轴固定在夹具的特定孔上。从而保证夹具定位的可靠性。采用了过盈配合方式。由于其圆柱的直径尺寸较小，安装难度小，无需设计螺栓紧固。在零件安装的时候直接敲入夹具体即可，但是要注意其自由度释放的方向。3.4定位误差计算在工艺要求中可以知道，钻φ36mm工序中，对孔的位置要求为控制角度尺寸的设计基准是零件φ36mm孔的端面，这一次设计的定位方案的表面也是零件的端面，由于参考不重合误差导致的定位误差为：ΔB=0mm。在夹具的使用过程中，在夹紧力的作用下，零件的端面，与夹具体的定位板是一直保持接触的，因此基准位移误差为ΔY=0因此尺寸∅36mm的定位误差ΔD=ΔY+ΔB=0+0=0mm由此计算出此设计的钻孔夹具的定位误差为0mm，由此可知，此次设计的夹具定位方案在设计中是可以很好的保证工艺要求中控制的3-φ3.5夹紧方案设计3.5.1切削力计算由于本道工序主要完成钻φ36切削加工，查得切削力和切削力矩计算公式[11]如下切削力（4-1）切削力矩（4-2）式中：D=20mm，f=0.2mm/r代入公式（4-1）和（4-2）得F=3587N，T=14785N*mm3.5.2夹紧装置设计夹紧力计算在上述计算中可知零件在加工的时候的切削力为3587N,在设计零件的夹紧装置的时候必须要考虑刀夹紧力要能保证零件在加工的时候具备足够的刚性。因此在设计中选择使用的螺栓为M20螺栓，查得相关数据[11]如下：图4.2夹紧力查询图表查上表可知M16螺母在作用力100N，产生的夹紧力为4660N,此时夹紧力大于零件加工时候的切削力3587N,因此可以判断出这次夹具设计中我设计的夹紧装置是完全可靠的。在设计中为了便于零件的拆装，我在设计中还设计的实现零件快速拆除的装置，即在零件的压紧端面上设计了专用的移动压板，这样可以确保在拆下部件时，只需将螺帽拧下2次即可将压板移动，拿下零件，这样的话零件的装夹效率就大大的提高了。3.5.3钻φ36mm夹具使用镗孔夹具设计中我选择了使用φ36m孔设置V型块来限制零件的4个自由度。端面是这一次的设计和安装表面，这样就能约束工件在空间内的一种自由。最后一个用来设置定位板侧面。这样的话就可以保证完全的限制住零件在空间中的六个自由度。在设计中，为方便部件的拆卸和安装，从而确保了部件在拆除时，只需将螺母松2次就能将衬垫取下，拿下零件。此钻孔夹具的设计是从实际的生产的角度出发，解决生产实际中的加工φ36mm孔时遇到的问题点,设计从切实可用。总结这次设计是大学学习中最重要的一个设计作业，它需要我们把大学几年里学到的机械相关的知识系统的融合起来，然后把这些知识和我们做的设计进行很好的结合，这需要我们把金属切削原理夹具与刀具、机床夹具设计、互换性测量技术、钻床夹具设计，等系统的结合起来，通过查阅上面学习过的资料，很好的复习和巩固以前学过的知识，并把这些知识很好的运用到钻床夹具设计中。同时通过查阅资料和文献也培养了我自己的自学能力与创新能力。本次设计涉及知识面较广，理论联系实际较强，做好本次设计即需要有很好的教材和文献上的理论作为支撑，有需要注意好生产加工的实践需要，需要很好的吧理论和实践进行融合，因此他是一个综合性系统性的训练，使我的知识水平和实践能力得到显著的提高。这次机床夹具毕业设计是培养我们机械专业学生综合运用所学知识,发现夹具设计方案,提出多种方案,分析和解决实际问题找到合理方案,锻炼我们运用系统知识联系实际情况解决生产加工中实际问题的的重要环节,更是在学完大学所学机械所有专业课的基础上及生产实习的一次理论与实践相结合的综合系统性训练。这次机床夹具毕业设计使我以前所学习和掌握的关于零件加工方面比较散乱的知识，通过本次设计，系统的串联起来，使我对这些机械加工知识有了更加系统化和深入的理解掌握。比如机床的选择，机床的特性，机床的参数，切削i加工的参数的确定、计算、材料的选取、背吃刀量的选择，加工顺序的安排，加工记账的选择，加工方式的选取、刀具选择、量具选择等；同时也培养了自己综合运用自己所学知识，完成工艺和夹具方面的设计，以及根据自己所掌握的系统的理论知识，培养出自己独立思考能力和创新能力，并通过设计把这些能力得到更进一步的锻炼与提高；通过本次设计，我再次体会到理论联系实践重要性，理论联系实践，2者相互相成，缺一不可，正如我们伟大领袖毛主席所说，从理论中来，到实践中去，理论指导实践，实践反过来完善理论，单纯的理论是纸上谈兵，单纯的实践是没理论依据做支撑就是盲目，二者联系起来才相得益彰，才能事半功倍，威力无穷。回顾起此次端盖钻孔的钻床夹具设计，历经几个月时间，中间遇到了很多的困难和疑惑，每次遇到巨大的困难和疑问埋头查资料，问老师，请教同学，这中间的点点滴滴，至今回想起来我仍历历在目，感慨颇多，的确，从选机床夹具设计课题，对机床夹具设计相关知识一无所知，到最后通过学习到完成定稿，通过查阅资料，文献，请教老师，同学，使我系统的掌握了机床夹具方面的系统的知识，这些知识很好的武装了我的大脑，然后又带着这些知识到工厂里请教机械加工的师傅，最终通过我不懈的努力，从理论到实践，在整整几个月的时间里，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，实现了我人生的蜕变，对我的大学生活做了一个完整的交待，并且通过给工厂师傅的交流，大大开阔了我的眼界，让我学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次努力的完成我的毕业设计的过程，使我懂得了理论与实际相结合是非常非常重要的，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，才会有更大的价值，从理论中得出结论，去指导生产，才能真正的实用，同时在使用中发现不足，及时的反馈，然后再去完善理论，这样才会越做越好，当然在本次设计的过程中遇到了许多问题，同时也发现了自己的不足之处，以前自以为学习不错的我，总以为自己掌握的知识已经足够丰富和多，但是通过这次毕业设计，我发现我掌握的知识，仅仅是冰山一角，并且还掌握的不太牢固，到用的时候才发现以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，还好这次毕业设计让我有了很好的复习和提高，同时也对我的人生有很深刻的体会，做事情要脚踏实地，戒骄戒躁，虚心学习，多多请教。这次毕业设计虽然最后顺利完成了，在设计过程中虽然碰到了许多问题，了，老师的辛勤指导下，在同学的帮咱下，这些问题都迎刃而解。同时，在老师的身上我学到了很多我不具备的优点，在此非常感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！致谢这次设计让我收益匪浅，做这个设计过程中，我获得的心得和体会，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。通过这次毕业设计，我学会了遇到问题，通过自己查阅资料，请教老师，请教同学快速解决问题的能力，让我深深的明白了，天下并没有难的事情，只要敢于攀登和克服就没有解决不了的问题。所谓天下事会者不难，难者不会也。同时他也更深刻的让我明白，系统的知识对解决问题的重要性，知识不系统看问题就容易一点带面，以偏概全，以小盖大，通过对这些知识系统的学习和掌握，让我了解到做任何事情都要多查资料，多读书，系统的掌握相关的知识，然后才能做出正确的判断和选择，这些心得和体会也必将以后带到我今后的工作和人生当中，同时也让我明白，做任何事情要有一定的理论去支撑，要让理论和实践很好的结合起来，不能坐而论道，纸上谈兵，要把理论落地，充分的和实践结合，然后通过实践再很好的完善理论，同时也不能盲目的去干，要一定的理论和系统的知识作为依据，然后才可以做出非常可靠可行的决定，才能触类旁通，举一反三。总之通过我不懈的努力，和老师的辛勤知道，最终我完成了这次毕业设计，这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在这里，我非常感谢我的指导老师，每次我问他问题的时候，他都放下他的休息时间和手头的工作，耐心地帮助我解决我遇到的技术上的一些难题，他的精益求精的工作态度，严谨的治学精神，作为老师