小支座機械加工工藝及鉆φ25夾具設計

小支座機械加工工藝及鉆φ25夾具設計,支座,機械,加工,工藝,25,夾具,設計 畢業(yè)設計說明書 班　　級：　　　　　　　　　　　　　　 學　　號：　　　　　　　　　　　　　　 姓　　名：　　　　　　　　　　　　　　 設計題目：小支座零件機械加工工藝規(guī)程制 訂及工藝裝備設計 指導老師：　　　　　　　　　　　　　　 時 間： 成 績： 摘要 夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。夾具利用率高，經濟性好，對功能組件的使用和數量少。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設計一套專用夾具是十分有必要的。在設計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設計夾緊機構，夾具的其他組成部分，夾具的結構形式等。 本次設計的題目是小支座機械加工工藝規(guī)程和鉸孔夾具設計，根據老師給的圖紙要求進行工藝設計和夾具設計，在掌握零件作用的基礎上，對零件的工藝進行分析。針對設計給定的題目，設計里面主要對機床夾具進行設計。本夾具體是以保證加工精度，生產效率和便于工人操作為宗旨展開的設計。 設計之初我查閱相關數據及國內外關于機床夾具的文獻，在看懂零件圖的同時對零件的結構和工藝進行分析，明確粗基準和精基準的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸、從而確定零件的加工工藝過程、計算各工序的切削用量及工時。最終完成了本次設計所需的夾具。 關鍵詞：小支座；工藝規(guī)程； 夾具設計 28 Abstract Fixture is the clamping device for machining parts, and it is an indispensable device for machining parts. The fixture has the advantages of high utilization rate, good economy and less use and quantity of functional components. With the change of the size of parts, more and more fixtures are eliminated. Therefore, it is necessary to design a set of special fixture. In the design of special fixture, we should consider the positioning scheme of workpiece, the clamping scheme of workpiece and the design of clamping mechanism, the other parts of the fixture, the structure of the fixture, etc.. The design of this topic is eccentric support machining process specification and boring hole 25H7 hole fixture design, according to the drawings given by the teacher requirements of process design and fixture design, on the basis of mastering the role of parts, the process of parts analysis. For the given design topics, the design of the main machine tool fixture design. This clip is designed to ensure the machining accuracy, production efficiency and easy operation for the purpose of the workers. At the beginning of design I refer to the relevant data and literature at home and abroad on the fixture, structure and process of parts in the read parts map at the same time analysis, clear coarse and fine reference base selection, determine the machining allowance and the size of the blank, so as to determine the parts processing process, calculation of the process of cutting dosage and time. Finally, the fixture needed for the design is completed. Key words: eccentric support; process specification; fixture design 目 錄 1.支承座零件分析 7 1.1支承座零件的作用 7 1.2支承座工藝要求 7 2.支承座加工工藝路線 8 2.1零件毛坯的選擇 8 2.2確定各表面的加工工藝方案 8 2.3 確定定位基準 8 2.4 加工路線的擬定 8 3.機床、刀具、量具選擇 10 3.1毛坯余量及各加工工序余量、尺寸的相關計算 10 3.2切削用量的確定及工時定額 10 4.相關工序的夾具設計 18 4.1定位夾緊方案 18 4.2夾具體與鉆模板 18 4.3切削力與夾緊力的分析與計算 18 4.4誤差分析與計算 19 4.5夾具設計及操作的簡要說明 19 結論 20 致謝 21 參考文獻 22 第一部分　工藝設計說明書 1.零件圖工藝性分析 1.1零件結構功用分析 圖1.1 小支座零件圖 小支座主要用于連接軸類零件，材料選用HT200，屬于鑄鐵，含碳量大于2.11%的鐵碳合金，力學性能比鋼差，但具有優(yōu)良的鑄造性、減震性、耐磨性等特點，加之價格低廉，生產設備和工藝簡單，其優(yōu)勢是鑄造性能優(yōu)異，最適合作為大型殼體類零件。 1.2零件技術條件分析 1)加工底面的尺寸精度、形狀精度和表面質量。 2)各加工表面之間的相互位置精度。 3)工件的熱處理和其他要求，如動平衡、鍍鉻處理、未注圓角、去毛刺等。 分析零件的技術要求，應首先區(qū)分零件的主要表面和次要表面。主要表面是指零件與其他零件相配合的表面或直接參與機器工作過程的表面，其余表面稱為次要表面。 分析零件的技術要求，還要結合零件在產品中的作用、裝配關系、結構特點，審查技術要求是否合理。過高的技術要求，會使工藝過程復雜，加工困難，影響加工的生產率和經濟性。如果發(fā)現不妥甚至遺漏或錯誤之處，應提出修改建議，與設計人員協(xié)商解決；如果要求合理，但現有生產條件難以實現，則應提出解決措施。 1.3零件結構工藝性分析 由于該零件結構簡單，表面粗糙度要求不高，故在機械加工時，采用普通銑床加工即可完成零件表面的加工，采用普通鉆床完成工件10080端面上孔的加工，通過設計專用夾具來完成Ф25H7孔的加工。鑄件運用人工時效處理，鑄件表面不得有氣孔、砂眼、縮孔等缺陷。 2.毛坯選擇 2.1毛坯類型 零件材料為HT200，零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為11級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2毛坯余量確定 1、10080底面的加工余量 10080底面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊總余量Z=4.0。 2、Ф9孔的加工余量 因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 3、Ф14孔的加工余量 因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步锪削即可滿足其精度要求。 4、Ф40左端面的加工余量 Ф40左端面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊總余量Z=4.0。 5、Ф40右端面的加工余量 Ф40右端面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊總余量Z=4.0。 6、 Φ25H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大方，故采用鑄造，表面粗糙度Ra3.2， 鉆 單邊余量2Z=23mm 粗鏜 單邊余量2Z=24.8mm 精鏜 單邊余量2Z=0.2mm 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2.3毛坯－零件合圖草圖 圖2.1 毛坯圖 3．機加工工藝路線確定 3.1加工方法分析確定 1、10080底面 10080底面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8得，一步銑削即可滿足其精度要求。 2、Ф9孔 因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 3、Ф14孔 因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步锪削即可滿足其精度要求。 4、Ф40左端面 Ф40左端面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8得，一步銑削即可滿足其精度要求。 5、Ф40右端面 Ф40右端面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8得，一步銑削即可滿足其精度要求。 7、 Φ25H7孔 因孔的尺寸不大方，故采用鑄造，表面粗糙度Ra3.2，精度等級7H，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，需要鉆擴鉸方可滿足其精度要求。 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 3.2加工順序的安排 1、 10080端面，采用立式銑床X52K，刀具選用端面銑刀，量具選擇游標卡尺。 2、 3-Ф9孔，采用搖臂鉆床Z3025，刀具選擇麻花鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 3、 3-Ф14沉孔，采用搖臂鉆床Z3025，刀具選擇锪孔鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 4、 Ф40左端面，采用立式銑床X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。 5、 Ф40右端面，采用立式銑床X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。 Ф25H7，采用立式鉆床Z525，刀具選擇鉸刀，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 3.3定位基準選擇 1、 粗基準的的選擇 根據粗基準的選擇原則，要亦非加工表面為粗基準，且粗基準只能使用一次，對本工件來說選擇Ф40端面、Ф25H7毛坯孔作為粗基準是非常合理的。 2 、精基準的選擇 主要考慮的是基準的重合問題。當設計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。以Ф9孔及10080端面作為精基準。 3.4加工階段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。 目的：達到零件圖紙設計要求。 3.5主要加工工序簡圖 鑄造 人工時效處理 涂底漆 1. 銑100x80底面 2.鉆3-Ф9孔 3.锪Ф14沉孔 4.銑Ф40左端面 5.銑Ф40右端面 6. 鉆擴鉸Ф25H7孔 7.去毛刺 8.涂漆 9.檢驗至圖紙要求并入庫 4.工序尺寸及其公差確定 4.1基準重合時工序尺寸確定 確定工序尺寸L13、L12、L11、L21、L42及L52，該尺寸只與加工余量有關，則 L13=L14+Z54=64+0.5=64.7mm L12=L13+Z13=64.7+0.5=65.4mm L11=L12+Z52=65.4+1.5=66.7mm L21=L23+Z13-Z23=20mm L42=L44+Z54-Z64=13mm L52=L54+Z64-Z74=14mm 4.2基準不重合時工序尺寸確定 尺寸L3需解工藝尺寸鏈才能確定，工藝尺寸鏈如圖7所示。 圖7中L6為要求保證的尺寸14mm，未標注尺寸公差，其公差等級按IT14，查公差表得公差值為0.43mm，則。 根據尺寸鏈計算公式，有 L6=L14-L3-L23 L3=L14-L23-L6=64-10-14=40mm T6=T14+T23+T3 按前面所定的公差T14=0.5mm，而T6=0.43mm，不能滿足尺寸公差的關系式，必須縮小T14的數值?，F按加工方法的經濟精度確定： T14=0.1mm, T23=0.08mm, T3=0.23mm 則 T14+T23+T3=0.1+0.08+0.25=0.43mm=T6 決定組成環(huán)的極限偏差時，留L3作為調整尺寸，L14按外表面、L23按內表面決定其極限偏差，則 L6、L14及L23的中間偏差為 L3的中間偏差為 5.設備及其工藝裝備確定 1、 10080端面，采用立式銑床X52K，刀具選用端面銑刀，量具選擇游標卡尺。 2、 3-Ф9孔，采用搖臂鉆床Z3025，刀具選擇麻花鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 3、 3-Ф14沉孔，采用搖臂鉆床Z3025，刀具選擇锪孔鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 4、 Ф40左端面，采用立式銑床X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。 5、 Ф40右端面，采用立式銑床X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。 6、 Ф25H7，采用立式鉆床Z525，刀具選擇鉸刀，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 6．切削用量及工時定額確定 鑄造 人工時效處理 涂底漆 工序01：銑10080底面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，得 3）計算工時 主偏角時 =0.04mm+0.36mm+1.5mm =1.9mm 銑削輪廓的實際長度（mm),=100mm 工序02：鉆3-Ф9孔 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ9孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z3025機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工序03：锪3-Ф14沉孔 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。 工藝要求：孔徑d=14mm。沉孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z3025鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀，其直徑d=14mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， f=0.35mm/r, 切削速度的修正系數為：，，，， 故 根據Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=375r/mm， 。 4．計算基本工時 根據公式 式中，，l=11mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（11+2.5）mm=13.5mm 故有： t==0.309min 工序04：銑Ф40左端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀，刀片采用YG8, ，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，得 3）計算工時 主偏角時 =5.66mm+2mm =7.66mm 銑削輪廓的實際長度（mm),=40mm 工序05：銑Ф40右端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀，刀片采用YG8, ，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝300 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，得 3）計算工時 主偏角時 =5.66mm+2mm =7.66mm 銑削輪廓的實際長度（mm),=40mm 工序06：鉆擴鉸Ф25H7孔 工步一：鉆孔至Ф23 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ23孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z525機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工步二：粗鏜Ф23孔至Ф24.8 1．加工條件 加工要求：粗鉸Ф23孔至Ф24.8，單側加工余量Z=0.9mm。 機床：Z525鉆床和專用夾具。 刀具：鉸刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側加工余量Z=0.9mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.9mm (2)選擇進給量 根據【6】《實用機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鉸時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵： =40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 選擇=40m/min 則 根據《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.58mm/r，。 （3）計算基本工時 根據公式，式中，當加工一個孔時l=80，， L=（80+0.9+2）mm=82.9mm 故有=min=0.260min 工步三：精鏜Ф24.8孔至Ф25H7 1．加工條件 加工要求：粗鉸Ф24.8孔至Ф25，單側加工余量Z=0.1mm。 機床：Z525和專用夾具。 刀具：硬質合金鉸刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側加工余量Z=0.1mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.1mm (2)選擇進給量 根據【6】《實用機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鉸時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵： =40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 選擇=40m/min 則 根據《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.58mm/r，。 （3）計算基本工時 根據公式，式中，當加工一個孔時l=80，， L=（80+0.1+2）mm=82.1mm 故有=min=0.258min 去毛刺 涂漆 檢驗至圖紙要求并入庫. 7．工藝設計總結 從我們拿到零件圖紙的第一天開始，指導老師就詳細的給我們講解了設計的步驟，安排輔導時間，為我們圓滿的完成任務奠定了良好的基礎。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機械加工工藝只是側面的了解，但是通過這次設計，我們才全方位的懂得了什么是機械設計，從而更加了解了我們的專業(yè)。做好機械加工工藝路線的安排，需要我們用長遠的眼光看待問題，要用經濟的頭腦合理安排工藝路線，既要省時省力，又要經濟合理化，畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高，知識必須通過應用才能實現其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現是兩回事，所以只有把學到的靈活貫通到實踐當中去，才是真正的學會了。 剛開始設計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設計。老師給我們詳細講解了機械設計應注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后分析出零件技術要求，再根據零件的技術要求畫出毛坯和零件合圖等等。要一步步，跟著老師的指導，加上自己的創(chuàng)新意見，合理安排，創(chuàng)新設計。 這是我們第一次接觸機械加工工藝的設計，對我有了很大提高，遇到不懂的問題時，查閱資料，指導老師的細心的幫助，同學之間的經常討論，互相幫助，不緊學會了知識，而且還鍛煉了我們的團隊精神。在這次設計中，要感謝我們的指導老師，他們在設計期間為我們解決了很多難題。相信我們通過這次設計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮，努力的工作，更好的表現。 第二部分　第6號工序夾具設計說明書 1.工序尺寸精度分析 鉆擴鉸Ф25H7孔。粗糙度Ra12.5um. 該道工序在臥式銑鏜床T616上加工，加工類型為中批量生產。 零件材料為HT200，零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為11級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 限制自由度分析： 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制。最后選底平面一面、V型塊定位，夾緊方式選用螺旋夾緊機構夾緊。 2.定位方案確定 方案Ⅰ： 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 方案2： 選底平面一面、V型塊定位，夾緊方式選用螺旋夾緊機構夾緊。 方案3： 一面加固定V型塊和固定V型塊定位，這樣既簡單。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個固定V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。可是這種方案無法調節(jié)。如果毛坯超差還得通過螺絲調節(jié)。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制 綜合上面所述，方案是根據外圓輪廓進行的定位，方案一和方案三不如方案二方便操作，根據上面敘述選擇方案二。 3.定位元件確定 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。 在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.定位誤差分析計算 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）V型塊同軸度誤差（查表P297） .故，. 則. 知此方案可行。 5.夾緊方案及元件確定 選底平面一面、V型塊定位，夾緊方式選用螺旋夾緊機構夾緊。 6.夾具總裝圖 圖6.1 總裝配圖草圖 第六部分　畢業(yè)設計體會 畢業(yè)設計是對我們這些年來在學校所學知識的總結。通過畢業(yè)設計可以體現出我們在校期間的學習程度。從而對我們所學專業(yè)知識做出有力判斷。 從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細給我們講了設計的步驟，還安排了輔導時間。為我們圓滿的完成任務奠定了良好的基礎。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機械加工工藝只有側面的了解。但是同過這次設計，我們才全方位的懂得了什么是機械設計，從而更加了解了我們的專業(yè)。 剛開始設計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設計。老師給我們詳細講解了機械設計應注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術要求，在根據零件的技術要求畫出毛坯和零件合圖。 在設計期間，我們第一次接觸了機械加工工藝的設計，對我有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導老師們都能細心的幫助我。同學之間雖然每個人的設計課題不一樣，但我們之間還是會經常討論，互相幫助，不緊學會了知識，而且還鍛煉了我們的團隊精神。在這次設計中，要感謝我們的指導老師，他們在設計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。 第七部分 參考資料 1. 數控加工工藝與裝備［M］.李華志主編.北京：清華大學出版社，2005 2. UG NX4.0中文版數控加工典型范例教程［M］.鄭貞平編著.北京：電子工業(yè)出版社，2007 3. 數控編程——UG NX 4 中文版實例詳解［M］.何華姝編著.北京：人民郵電出版社，2008.1 4. UG NX4.0數控加工實例教程［M］.張俊華編著.北京：電子工業(yè)出版社，2007 5. UG NX4數控加工實例精解［M］.曹巖主編.北京：機械工業(yè)出版社，2007 6. 機械加工工藝手冊［M］. 孟少龍主編. 北京：機械工業(yè)出版社，1992 7. 數控加工編程實用技術［M］. 許祥泰主編. 北京：機械工業(yè)出版社，2004 8. 數控加工技術［M］. 李斌主編.北京：高等教育出版社，2001 9. 機械制造工藝［M］. 王先逵主編.北京：機械工業(yè)出版社，1995 數控加工編程及操作［M］. 余英良主編.北京：高等教育出版社，2004 偏心支座機械加工工藝規(guī)程和鏜φ25H7孔夾具設計 摘要 夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。夾具利用率高，經濟性好，對功能組件的使用和數量少。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設計一套專用夾具是十分有必要的。在設計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設計夾緊機構，夾具的其他組成部分，夾具的結構形式等。 本次設計的題目是偏心支座機械加工工藝規(guī)程和鏜φ25H7孔夾具設計，根據老師給的圖紙要求進行工藝設計和夾具設計，在掌握零件作用的基礎上，對零件的工藝進行分析。針對設計給定的題目，設計里面主要對機床夾具進行設計。本夾具體是以保證加工精度，生產效率和便于工人操作為宗旨展開的設計。 設計之初我查閱相關數據及國內外關于機床夾具的文獻，在看懂零件圖的同時對零件的結構和工藝進行分析，明確粗基準和精基準的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸、從而確定零件的加工工藝過程、計算各工序的切削用量及工時。最終完成了本次設計所需的夾具。 關鍵詞：偏心支座；工藝規(guī)程； 夾具設計 Abstract Fixture is the clamping device for machining parts, and it is an indispensable device for machining parts. The fixture has the advantages of high utilization rate, good economy and less use and quantity of functional components. With the change of the size of parts, more and more fixtures are eliminated. Therefore, it is necessary to design a set of special fixture. In the design of special fixture, we should consider the positioning scheme of workpiece, the clamping scheme of workpiece and the design of clamping mechanism, the other parts of the fixture, the structure of the fixture, etc.. The design of this topic is eccentric support machining process specification and boring hole 25H7 hole fixture design, according to the drawings given by the teacher requirements of process design and fixture design, on the basis of mastering the role of parts, the process of parts analysis. For the given design topics, the design of the main machine tool fixture design. This clip is designed to ensure the machining accuracy, production efficiency and easy operation for the purpose of the workers. At the beginning of design I refer to the relevant data and literature at home and abroad on the fixture, structure and process of parts in the read parts map at the same time analysis, clear coarse and fine reference base selection, determine the machining allowance and the size of the blank, so as to determine the parts processing process, calculation of the process of cutting dosage and time. Finally, the fixture needed for the design is completed. Key words: eccentric support; process specification; fixture design  目 錄 1.支承座零件分析 7 1.1支承座零件的作用 7 1.2支承座工藝要求 7 2.支承座加工工藝路線 8 2.1零件毛坯的選擇 8 2.2確定各表面的加工工藝方案 8 2.3 確定定位基準 8 2.4 加工路線的擬定 8 3.機床、刀具、量具選擇 10 3.1毛坯余量及各加工工序余量、尺寸的相關計算 10 3.2切削用量的確定及工時定額 10 4.相關工序的夾具設計 18 4.1定位夾緊方案 18 4.2夾具體與鉆模板 18 4.3切削力與夾緊力的分析與計算 18 4.4誤差分析與計算 19 4.5夾具設計及操作的簡要說明 19 結論 20 致謝 21 參考文獻 22 1.零件的分析 圖1 - 偏心支座 1.1 偏心支座零件的作用 偏心支座主要用于連接軸類零件，材料選用HT200，屬于鑄鐵，含碳量大于2.11%的鐵碳合金，力學性能比鋼差，但具有優(yōu)良的鑄造性、減震性、耐磨性等特點，加之價格低廉，生產設備和工藝簡單，其優(yōu)勢是鑄造性能優(yōu)異，最適合作為大型殼體類零件。 1.2 偏心支座的工藝要求 由于該零件結構簡單，表面粗糙度要求不高，故在機械加工時，采用普通銑床加工即可完成零件表面的加工，采用普通鉆床完成工件10080端面上孔的加工，通過設計專用夾具來完成Ф25H7孔的加工。鑄件運用人工時效處理，鑄件表面不得有氣孔、砂眼、縮孔等缺陷。 2 偏心支座加工工藝路線 2.1 零件毛坯的選擇 零件材料為HT200，零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為11級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2確定各表面的加工工藝方案 1、 10080端面，采用立式銑床X52K，刀具選用端面銑刀，量具選擇游標卡尺。 2、 3-Ф9孔，采用搖臂鉆床Z3025，刀具選擇麻花鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 3、 3-Ф14沉孔，采用搖臂鉆床Z3025，刀具選擇锪孔鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 4、 Ф40左端面，采用立式銑床X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。 5、 Ф40右端面，采用立式銑床X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。 6、 Ф25H7，采用臥式銑鏜床T616，刀具選擇鏜刀，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 2.3確定定位基準 1、 粗基準的的選擇 根據粗基準的選擇原則，要亦非加工表面為粗基準，且粗基準只能使用一次，對本工件來說選擇Ф40端面、Ф25H7毛坯孔作為粗基準是非常合理的。 2 、精基準的選擇 主要考慮的是基準的重合問題。當設計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。以Ф9孔及10080端面作為精基準。 2.4加工路線的擬定 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用普通型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 鑄造 人工時效處理 涂底漆 工序01：銑10080底面 工序02：鉆3-Ф9孔 工序03：锪Ф14沉孔 工序04：銑Ф40左端面 工序05：銑Ф40右端面 工序06：粗鏜——半精鏜——精鏜Ф25H7孔 去毛刺 涂漆 檢驗至圖紙要求并入庫 3機床、刀具、量具選擇 3.1 毛坯余量及各加工工序余量的計算 1、10080底面的加工余量 10080底面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊總余量Z=4.0，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8得，一步銑削即可滿足其精度要求。 2、Ф9孔的加工余量 因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 3、Ф14孔的加工余量 因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步锪削即可滿足其精度要求。 4、Ф40左端面的加工余量 Ф40左端面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊總余量Z=4.0，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8得，一步銑削即可滿足其精度要求。 5、Ф40右端面的加工余量 Ф40右端面，表面粗糙度為Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊總余量Z=4.0，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8得，一步銑削即可滿足其精度要求。 6、 Φ25H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大方，故采用鑄造，表面粗糙度Ra3.2，精度等級7H，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，需要鉆——粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量2Z=23mm 粗鏜 單邊余量2Z=24.8mm 精鏜 單邊余量2Z=0.2mm 7、 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 3.2 切削用量的確定及工時定額 鑄造 人工時效處理 涂底漆 工序01：銑10080底面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，得 3）計算工時 主偏角時 =0.04mm+0.36mm+1.5mm =1.9mm 銑削輪廓的實際長度（mm),=100mm 工序02：鉆3-Ф9孔 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ9孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z3025機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工序03：锪3-Ф14沉孔 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。 工藝要求：孔徑d=14mm。沉孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z3025鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀，其直徑d=14mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， f=0.35mm/r, 切削速度的修正系數為：，，，， 故 根據Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=375r/mm， 。 4．計算基本工時 根據公式 式中，，l=11mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（11+2.5）mm=13.5mm 故有： t==0.309min 工序04：銑Ф40左端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀，刀片采用YG8, ，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝300 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，得 3）計算工時 主偏角時 =5.66mm+2mm =7.66mm 銑削輪廓的實際長度（mm),=40mm 工序05：銑Ф40右端面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀，刀片采用YG8, ，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝300 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，得 3）計算工時 主偏角時 =5.66mm+2mm =7.66mm 銑削輪廓的實際長度（mm),=40mm 工序06：鉆——粗鏜——精鏜Ф25H7孔 工步一：鉆孔至Ф23 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ23孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z3025機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，， 則機動工時為 工步二：粗鏜Ф23孔至Ф24.8 1．加工條件 加工要求：粗鏜Ф23孔至Ф24.8，單側加工余量Z=0.9mm。 機床：T616臥式銑鏜床和專用夾具。 刀具：硬質合金單刃鏜刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側加工余量Z=0.9mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.9mm (2)選擇進給量 根據【6】《實用機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵： =40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 選擇=40m/min 則 根據《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.58mm/r，。 （3）計算基本工時 根據公式，式中，當加工一個孔時l=80，， L=（80+0.9+2）mm=82.9mm 故有=min=0.260min 工步三：精鏜Ф24.8孔至Ф25H7 1．加工條件 加工要求：粗鏜Ф24.8孔至Ф25，單側加工余量Z=0.1mm。 機床：T616臥式銑鏜床和專用夾具。 刀具：硬質合金單刃鏜刀。 2、選擇切削用量 （1）選擇切削深度 由于單側加工余量Z=0.1mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.1mm (2)選擇進給量 根據【6】《實用機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵： =40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 選擇=40m/min 則 根據《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇f=0.58mm/r，。 （3）計算基本工時 根據公式，式中，當加工一個孔時l=80，， L=（80+0.1+2）mm=82.1mm 故有=min=0.258min 去毛刺 涂漆 檢驗至圖紙要求并入庫 4 相關工序的夾具設計 4.1 定位夾緊方案 本套夾具的定位基準為Ф9孔及其10080端面，其中0080端面為第一定位基準，與兩支承板相配合限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動；Ф9孔為第二定位基準，與A型固定式定位銷配合限制兩個自由度，即X軸移動、Y軸移動；另Ф9孔為第三定位基準，與B型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Z軸轉動，屬于完全定位；工件的夾緊則是由螺紋、移動壓板、和螺母等組成的夾緊機構來實現。 4.2 夾具體 夾具體的基本要求： 1、 一定的形狀和尺寸（夾具的外形，取決于安裝在夾具體上的各種元件、機構、裝置的形狀及它們之間的布置位置。） 2、 足夠的強度和剛度（目的是減小在加工過程中受到切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動。當剛度不夠時，可增設加強筋或用框形結構。 3、 良好的結構工藝性 4.3 切削力與夾緊力的分析與計算 1、鏜削力 由于本道工序主要完成工藝孔的鏜孔加工，鏜削力。由《切削手冊》得： 查《簡明機床夾具設計手冊》表3-3，，1.08， ， 2、 夾緊力 （2）夾緊力的計算 夾緊力計算公式： 單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算 ——單個螺旋夾緊產生的夾緊力，N Q——原始作用力,N，見表3-16，Q=3924N L——作用力臂，mm，L=57mm ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑，mm，其值視螺桿端部的結構形式而定，見表3-13，=0 ——螺桿端與工件間的摩擦角，（°）=0 ——螺紋中徑之半徑，mm，=5mm a——螺紋升角，（°），見表3-14,a=3°01′ ——螺桿副的當量摩擦角，（°） 其中為螺旋副的摩擦角，（°），為螺紋牙型半角，（°）見表3-15，=9°50′ =163682N 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 4.4 誤差分析與計算 1、移動時基準位移誤差 （式4-1） 式中： ———— 定位銷孔的最大偏差 ———— 定位銷孔的最小偏差 ————定位銷孔與定位銷最小配合間隙 代入（式4-1）得： =0.021+0+0.02 =0.041（mm) 2、 轉角誤差 （式4-2） 式中： ———— A型定位銷的最大偏差 ———— A型定位銷的最小偏差 ———— A型定位銷與工件側邊最小配合間隙 ———— A型定位銷的最大偏差 ———— A型定位銷的最小偏差 ———— A型定位銷定位孔與工件側邊最小配合間隙 其中： 則代入（式4-2）得： 則：≈0.0217° 4.5 夾具設計及操作的簡要說明 本工件采用心軸定位，通過心軸和工件的過盈配合來固定工件，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合大批量生產，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產要求，裝配圖如4.5-1所示： 總 結 設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們踏入社會的關鍵一步。 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1， 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，2 3， 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4， 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 5， 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 2000 6， 黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，7 7， 丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 1997 8， 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，12 9， 廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京： 中國計量出版社 2000，1 10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，12 11，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，4 12，陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，4 13， 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，7 14，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7 15，李益民 主編 機械制造工藝學習題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學出版社 1984, 7 16, 周永強等 主編 高等學校畢業(yè)設計指導 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12 17，李益民等 主編 機械制造工藝設計簡明手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，12 18，徐鴻本等 主編 切削手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 2003，11