K549-摆架零件的工艺规程及钻Φ15孔的钻床夹具设计-【摇杆-连杆类零件】【中心距100】
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摇杆-连杆类零件
中心距100
K549
零件
工艺
规程
15
钻床
夹具
设计
摇杆
连杆
中心
100
- 资源描述：
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- 内容简介：
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设计说明书题目：摆架零件的工艺规程及钻15孔的钻床夹具设计机械加工工艺过程卡片产品型号摆架零件图号A4产品名称摆架零件名称共页第页材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件00铸造砂型铸造10时效时效处理20铣铣60，15左端面 机加工立式铣床高速钢圆柱端铣刀，卡尺，专用夹具30铣铣60右端面所在的整个面机加工立式铣床高速钢圆柱端铣刀，卡尺，专用夹具40钻钻，扩36mm孔机加工立式钻床高速钢麻花钻，扩孔钻，专用夹具50镗镗36mm孔机加工金刚镗床硬质合金弯头镗刀，专用夹具，卡尺60拉拉宽10mm键槽机加工 卧式拉床 宽10mm拉刀，专用夹具，卡尺70钻钻，扩，铰15mm孔机加工立式钻床高速钢麻花钻，扩孔钻，铰刀80检验90入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期目 录序言1一. 零件分析 21.2零件的分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 42.2基准的选择传 52.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析 52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5各工序的定位夹紧方案及切削用量的选6三 夹具设计15专用夹具的设计153.1夹具方案设计153.2定位误差分析163.5引导装置设计173.6夹紧机构设计及夹紧切削力分析计算19总 结22参考文献 23目 录序言1一. 零件分析 21.2零件的分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 42.2基准的选择传 52.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析 52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5各工序的定位夹紧方案及切削用量的选6三 夹具设计15专用夹具的设计153.1夹具方案设计153.2定位误差分析163.5引导装置设计173.6夹紧机构设计及夹紧切削力分析计算19总 结22参考文献 23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。摆架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 零件的工艺分析摆架有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以端面为基准的加工面，这组加工面主要是左右端面和36的孔，2：以36孔为基准的加工面，这组加工面主要是宽10mm键槽和15孔二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到摆架运行时经常需要摆动，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 基面的选择的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。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） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。我们选取不加工的外圆表面作为粗基准。2.3 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的36孔和一端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，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2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣60，15左端面工序：铣整个右端面工序：钻，扩35孔工序：镗孔至36工序：拉宽10mm键槽工序：钻，扩，铰 15孔工序：检验工序X：入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣60，15左端面工序：铣整个右端面工序：钻，扩35孔工序VI：拉宽10mm键槽工序VII：钻，扩，铰 15孔工序VIII：检验工序IX：入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一把在钻，扩36孔后又增加一道镗36孔的工序，因为我们所加工的孔的精度要求比较高，粗糙度为1.6，尺寸公差为0.27mm，显然我们钻扩孔很难达到精度要求，扩孔后的粗糙度才达到3.2，因此我们有必要在后面加一个镗孔，以确保加工的精度和粗糙度要求，综合考虑我们选择方案一具体的加工路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣60，15左端面工序：铣整个右端面工序：钻，扩35孔工序：镗孔至36工序：拉宽10mm键槽工序：钻，扩，铰 15孔工序：检验工序X：入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定摆架零件材料为HT200 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 摆架的底面由于摆架底面要与其他接触面接触，同时又是36孔的中心线的基准。粗糙度要求为3.23，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导一书中P38页表2-11知余量留2.5比较合适。3、摆架的孔36孔，因为尺寸相对来说较大可以铸造出，因此36孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸单边余量为2.5mm。15mm孔相对较小，差资料知不需要铸造出孔。2.5 确定切削用量及基本工时工序：铣60左右端面工步一：铣60左端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 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750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：铣25左端面与之相同，工序II：铣整个右端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 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5） 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750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：l=160 ，则机动工时为工序III：钻，扩36孔工步一钻孔至34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31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：，则机动工时为工序IV：镗36mm孔，选用机床：T716金刚镗床。（1） 镗孔至36mm，单边余量Z=0.5mm,一次镗去全部余量，。进给量 根据有关手册，确定金刚镗床的切削速度为，则由于T716金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。切削工时： 工序V：拉宽10mm键槽拉宽10mm 的键槽 卧式内拉床L2110工序切削用量及基本工时的确定：拉宽6的键槽单面升齿，根据有关手册，确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为0.06mm，拉削速度为0.06m/m切削工时 式中：单面余量为3.5 L-拉削长度43 -考虑校准部分 的长度系数取1.2 K-考虑机床反行程系数 ，取1.4 V-拉削速度 -拉刀单面升齿 Z-拉刀同时工作齿数 P-拉刀齿距所以拉刀同时工作齿数z=l/p=70/10.5=6.66拉削工时工序VI：钻扩，铰15mm孔的切削用量及基本工时切削用量及基本工时的确定：钻mm底孔，扩mm，绞选用机床：Z525立式钻床钻孔14mm： 选择14mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.16） （切削表2.7和工艺表4.216） （切削表2.15）硬度200217 按机床选取（工艺表4.25） 实际切削速度： 基本工时：（工艺表6.25）扩孔mm： 选择14.8mm高速钢锥柄扩孔钻（工艺表3.18）由切削表2.10得扩孔钻扩9.8mm孔时的进给量，并由工艺表4.216取扩孔钻扩孔时的切削速度由切削表2.15得，故：按机床选取基本工时： 铰15孔： 选择10mm高速钢锥柄机用铰刀（工艺表3.117） 由切削表2.24得， 由工艺表4.216得 按机床选取 基本工时： 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70道工序的钻，扩，铰15mm孔的钻床夹具。（3.1）夹具方案设计（一）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工15孔时，采用36的孔和端面作为定位基准。（二）定位方式及定位元件的确定因为我们要钻的是15孔，36孔是工件的定位中心，在 加工15孔前，我们已经加工加工了36孔。且15孔和36孔有尺寸公差要求因此我们采用已加工好的36孔和端面作为定位基准加工表面为15孔，在给定的零件中，对本步加工的位置公差并未提出具体的要求，但也要保证一定的同轴度误差使壁厚均匀。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。未标注公差认为IT12精度，故25外圆直径公差T=0.18mm.（1）定位方案的确定：1 判断应该限制的自由度根据工序简图所示坐标系及加工要求，应限制工件的四个自由度，分别为y轴的旋转、位移和z轴的旋转、位移。X轴方向上的转动及移动及自由度不予限制。2 选择定位基准 因为我们要钻的是15孔，在 加工15孔前，我们已经加工了36孔。因此我们采用已加工好的36孔及端面和25外圆定位作为定位基准。3 选择或设计定位元件采用端面心轴和活动v型块定位基准，限制旋转方向的自由度。通过手柄带动压头压紧工件。即采用心轴定位定位，活动v型块压紧压紧。（3.2）定位误差的分析与计算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3.2 定位销水平放置时定位分析图因为15孔和其他孔没有位置度要求，只和36孔有尺寸公差要求，尺寸公差为正负0.1、我们的定位误差最大为0.067，故满足要求3.3引导装置设计15的孔粗糙度要求为1.6，公差要求为0.019，从图可以看出，光洁度要求较高，因此我们需钻，扩，铰才能满足要求，因为钻后还要扩孔和铰孔，为了我们钻后能及时的扩孔和铰孔，我们切削才，粗糙度和尺寸公差方能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。因为快换钻套用的时间配合较松，因此我们要加一个压紧螺钉，同时因为快换钻套要不断的装卸，为了防止钻模板在多次装卸中磨损，造成无法使用，因此我们在快换钻套外面加一快换衬套，根据工艺要求，即先用14的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为14mm。再用标准14.8的扩孔钻，然后再用15铰刀以确保加工的质量快换钻套的主要尺寸如下图快换钻套 的相关参数及图形如下3.4夹紧机构设计与夹紧力分析计算我们采用心轴定位，采用活动V型块压紧，以限制旋转方向的自由度，同时起防止震动的目的，因为工件的切削力是向下的，靠钻头的切削力即可夹紧工件。1、切削力及夹紧力的计算刀具：14的麻花钻，14.8的扩孔钻，铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 P钻削力t钻削深度, 80mmS每转进给量, 0.25mmD麻花钻直径, 14mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =800（N）钻孔的扭矩： 式中 S每转进给量, 0.25mmD麻花钻直径, 23mmHB布氏硬度，140HBS=0.014=1580(NM)扩孔时的切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式：式中 P切削力t钻削深度, 80mmS每转进给量, 0.3mmD扩孔钻直径, 14.8mmHB布氏硬度，140HBS 所以 = 873（N）扩孔的扭矩： 式中 t钻削深度, 80mmS每转进给量, 0.3mmD麻花钻直径, 24.8mmHB布氏硬度，140HBS =1263（NM）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。总 结课程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。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年第 25 页 共 26 页台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号摆架零件图号摆架产品名称摆架零件名称摆架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号铸造车间00铸造毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助12台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号摆架零件图号摆架产品名称摆架零件名称摆架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号铸造车间10时效处理毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1时效处理2台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号摆架零件图号产品名称摆架零件名称摆架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工工序3铣60左端面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣60端面卡尺，端铣刀2铣15端面3台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号摆架零件图号A4产品名称摆架零件名称摆架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号工序4铣右边整个端面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣60右端面的整个端面卡尺，端铣刀23台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号摆架零件图号A4产品名称摆架零件名称摆架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号工序5钻，扩孔至35HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号
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