K242-制定刀架零件的加工工藝設計鉆2-Φ6銷孔夾具設計[軸承座]參考素材

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寧XX大學 課程設計(論文) 刀架加工工藝及夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 摘 要 本文是對刀架零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對刀架零件的兩道工序的加工設計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容是設計刀架內孔端面銑床夾具和壓蓋安裝孔鉆床夾具設計。 關鍵詞：刀架，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 25 Abstract This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design. Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 II Abstract 1 目 錄 2 第1章 序 言 4 第2章刀架的加工工藝規(guī)程設計 5 2.1零件的分析 5 2.1.1零件的作用 5 2.1.2零件的工藝分析 5 2.2確定生產類型 6 2.3確定毛坯 6 2.3.1確定毛坯種類 6 2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 6 2.3.3繪制鑄造零件圖 7 2.4工藝規(guī)程設計 7 2.4.1選擇定位基準 7 2.4.2制定工藝路線 7 2.4.3選擇加工設備和工藝設備 9 2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10 2.5確定切削用量及基本工時 11 2.5.1粗精銑底平面 11 2.5.2銑左側面、銑右側面 12 2.5.3粗、精銑φ16孔上端臺階面 12 2.5.5粗精鏜φ32的切削用量及基本工時 13 2.5.6鉆鉸2-φ6孔 14 2.5.7鉆-擴4-φ11孔、4-φ16孔 16 2.5.8 鉆孔攻絲M8 16 2.6本章小結 18 第3章 鉆鉸2-φ6孔夾具設計 19 3.1 夾具的設計 19 3.1.1 定位分析 19 3.1.2 定位原理 19 3.1.3 定位元件的分析 20 3.1.4 夾緊元件的選擇 20 3.1.5定位誤差的分析 21 3.1.6切削力及夾緊力的計算 22 3.2 夾具設計及操作的簡要說明 23 結 論 24 參 考 文 獻 25 致謝 26 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 機殼零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章刀架的加工工藝規(guī)程設計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是刀架。刀架是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內圈轉動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉方向），并且保持平衡；,刀架的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個箱體,軸承可以安裝在其中 2.1.2零件的工藝分析 圖1.1 刀架零件圖 零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是刀架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心圓孔Ф32H8。 (2) 兩端面與中心孔Ф32H8有垂直度 (4) 底面與中心孔Ф32H8有位置關系。 由上面分析可知，可以先加工刀架中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此刀架零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產類型 已知此刀架零件的生產類型為大批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200。考慮零件零件結構簡單，根據任務書，故選擇鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》172頁表1-4-7 2.3.3繪制鑄造零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設計 2.4.1選擇定位基準 ①粗基準的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。 ②精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。 2.4.2制定工藝路線 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2.1工藝路線方案一 工序號 工序內容 工序一 鉆Φ32H8的底孔Φ31.5 工序二 鉸Φ32H8的通孔,達到圖紙尺寸公差 工序三 粗銑Φ32H8的兩端面，使粗糙度達到6.3，使兩面間的距離為80 工序四 精銑Φ32H8的兩端面，使粗糙度達到3.2，達到圖紙尺寸公差 工序五 粗銑φ16孔上端臺階面 工序六 精銑φ16孔上端臺階面 工序七 鉆鉸2-φ6孔 工序八 鉆-擴4-φ11孔、4-φ16孔 工序九 鉆孔攻絲M8 工序十 終檢入庫 表2.2工藝路線方案二 工序號 工序內容 工序一 時效 工序二 粗銑底面 工序三 精銑底面 工序四 銑左側面 工序五 銑右側面 工序六 粗銑φ16孔上端臺階面 工序七 精銑φ16孔上端臺階面 工序八 粗車軸承孔φ32孔 工序九 精車軸承孔φ32孔 工序十 鉆鉸2-φ6孔 工序十一 鉆-擴4-φ11孔、4-φ16孔 工序十二 鉆孔攻絲M8 工序十三 終檢入庫 工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符合現代化的生產要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產，所以采用方案二比較合適。 工序號 工序內容 工序一 時效 工序二 粗銑底面 工序三 精銑底面 工序四 銑左側面 工序五 銑右側面 工序六 粗銑φ16孔上端臺階面 工序七 精銑φ16孔上端臺階面 工序八 粗車軸承孔φ32孔 工序九 精車軸承孔φ32孔 工序十 鉆鉸2-φ6孔 工序十一 鉆-擴4-φ11孔、4-φ16孔 工序十二 鉆孔攻絲M8 工序十三 終檢入庫 2.4.3選擇加工設備和工藝設備 ①機床的選擇 工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床 工序5、6、7、11采用Z525鉆床 ②選擇夾具 該刀架的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經濟度、粗糙度 工序號 工序內容 加工余量 經濟精度 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗銑Φ32H8的兩側面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 2 粗銑上端孔側面的工藝凸臺 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 3 粗鏜Φ32H8通孔 IT11 6.3 -1 1 4 精鏜Φ32H8通孔 2.0 IT11 3.2 -0.05 0.05 5 粗銑Φ32H8的兩側面 粗銑左面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 粗銑右面 6 鉆Φ6的孔 IT13 6.3 -1 1 2.5確定切削用量及基本工時 2.5.1粗精銑底平面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.2銑左側面、銑右側面 機床：X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 ①粗銑a面 銑削深度 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min 2.5.3粗、精銑φ16孔上端臺階面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.5粗精鏜φ32的切削用量及基本工時 所選用刀具為硬質合金（鎢鈷類），直徑為的圓形鏜刀。 ①.確定切削深度 == ②.確定進給量 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時： =0.15～0.40 按CA6140機床的進給量（表4.2—9），選擇， =0.25 ③.確定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 按CA6140機床的轉速，選擇 =160=2.6 ④.計算基本工時 選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則： ==117 2.5.6鉆鉸2-φ6孔 機床：Z525鉆床 刀具：5.4直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說明書，取。 根據參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 根據參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z525機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.7鉆-擴4-φ11孔、4-φ16孔 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 2.5.8 鉆孔攻絲M8 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 切削深度： 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 攻絲M8 機床：組合攻絲機 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機床主軸轉速：，取 絲錐回轉轉速：取 實際切削速度： 由工序2可知： 走刀次數為1 機動時間： 2.6本章小結 本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。 第3章 鉆鉸2-φ6孔夾具設計 3.1 夾具的設計 在本次夾具設計中，設計鉆2-φ6孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應性差，費用較高。 3.1.1 定位分析 在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。 根據零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設計過程中盡量以設計基準為定位基準，以便減小加工誤差。所以在這道設計中采用外圓表面以及底平面和一側端面為定位基準。 3.1.2 定位原理 在機械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機床上相對于刀具處于正確的相對位置。當采用機床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現這些要求的。要實現工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點： （1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置； （2） 使夾具在機床上占有正確的位置； （3） 使刀具相對于夾具占有正確的位置。 工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據正確的加工位置，這就可以通過設置定位支承點，限制工件的相對運動來實現。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據運動原理學可知，任一剛體在空間直角坐標系中都有六個自由度，即沿三個坐標軸軸向移動的自由度，分別用、、來表示；繞三個坐標軸的轉動的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應自由度進行限制。 工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應的自由度。 3.1.3 定位元件的分析 在加工過程中，因為該零件較為復雜，加上零件的特殊性，因此在設計過程中設計定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉方向，設計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉的方面，一共限制了零件的五個自由度，達到不完全定位狀態(tài)。 不完全定位可分為下列兩種情況： ①. 由于工件的加工前的結構特點，無法也沒有必要限制某些方面的自由度； ②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。 3.1.4 夾緊元件的選擇 工件在夾緊過程中應避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產生很大的應力，由于定加工過程產生的誤差在夾緊上經常會出現點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設計中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導軌。 ①.選擇鉆套 鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。 可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產。 快換鉆套：當要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。 在這次設計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示： 圖4-1 快換鉆套 ②.夾具底座與工作臺的連接 由于加工過程中選用的機床為Z525搖臂鉆床，《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數為5個，工作臺上面T型槽數為5個，工作臺側面槽數為3個，，，，，，，，，，，，，。 3.1.5定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設計中采用的某一定位方案，只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3，即可認為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時，當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 該夾具以2個平面和和1個活動V型塊定位，螺旋機構， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 當以固定邊接觸時 式中為彼此最小間隙 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.1.6切削力及夾緊力的計算 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”原則；　參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數 由資料《機床夾具設計手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： 安全系數K可按下式計算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機構。 取，， 螺旋夾緊時產生的夾緊力，由式（2.9）有：： 式中參數由[16]《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 由[16]《機床夾具設計手冊》表得：原動力計算公式： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 3.2 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、心軸為定位基準，在V型塊板上實現完全定位。采用螺旋夾緊壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。 結論 結 論 本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 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準終 單件 序號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸 轉速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數 時間定額 機動 輔助 1 粗銑下端面 臥式銑床X61 315 30.68 0.6 2 1 20.95 25.77 2 精銑下端面 臥式銑床X61 315 34.3 0.6 3.7 1 20.96 25.71 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 劉萌萌 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 2015.11.20 機 械 加 工 工 序 卡 產品型號 零（部）件圖號 共3頁 產品名稱 連桿 零（部）件名稱 連桿 第 2 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 02 銑 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 臥式銑床X61 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準終 單件 序號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸 轉速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數 時間定額 機動 輔助 1 粗銑左端面 臥式銑床X61 315 30.68 0.6 2 1 20.95 25.77 2 精銑左端面 臥式銑床X61 315 34.3 0.5 3.5 1 25.14 27.17 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 劉萌萌 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 2015.11.20 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 產品型號 零（部）件圖號 圖5-20 第 1 頁 產品名稱 車床夾具 零（部）件名稱 刀架 共 1 頁 材料牌號 45 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每臺件數 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時 準終 單件 1 粗銑底面 以軸承底座的上表面為粗基準加工軸承座的下底面 金工 臥式銑床X61 銑刀銑床夾具卡尺 40s 2 粗銑左端面 以軸承右端面為粗基準加工軸承座的左端面 金工 臥式銑床X61 銑刀銑床夾具卡尺 40s 3 精銑底面` 進一步精加工底面 金工 臥式銑床X61 銑刀銑床夾具卡尺 40s 4 精銑左端面 進一步精加工左端面 金工 臥式銑床X61 銑刀銑床夾具卡尺 60s 5 鏜?32孔` 以下底面為精基準粗鏜、半精鏜、精鏜?35孔 金工 鏜床T68 鏜刀鏜床夾具卡尺 40s 6 鉆?6孔 以左端面為精基準鉆、粗鉸、精鉸兩個?6孔 金工 立式鉆床535 鉆頭鉆床夾具卡尺 40s 7 鉆?11孔 以左端面為精基準鉆、擴四個?11孔 金工 立式鉆床535 鉆頭鉆床夾具卡尺 15s 8 鉆?16孔 以左端面為精基準鉆、擴、鉸四個?16孔 金工 立式鉆床535 鉆頭鉆床夾具卡尺 30s 9 攻M8螺紋 以左端面為精基準攻M8內螺紋 金工 臥式車床CA6140 絲錐車床夾具卡尺 15s 10 去毛刺 去除加工后鑄件表面的毛刺 金工 鉗工臺 平銼 15s 11 中檢 對半成品的尺寸進行中期檢驗 金工 塞規(guī)百分表卡尺 12 熱處理 軸承座?35孔局部淬火、低溫回火 金工 淬火機 13 磨削加工 磨削軸承座底面和左端面 金工 平面磨床M7120A 砂輪磨床夾具卡尺 14 終檢 對最終成品進行尺寸上的檢驗 金工 塞規(guī)百分表卡尺 編制 （日期） 審核 （日期） 會簽 （日期） 劉萌萌 2015.11.20 處 數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 哈爾濱理工大學課程設計說明書 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定刀架零件（圖5-20）的加工工 藝，設計鏜?32H7孔的車床夾具 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 12-3 學 號： 1230120316 姓 名： 劉萌萌 指導教師： 張中然 機械工程系 2015年11月20日 目錄 序言 1 第1章 零件的分析 2 1.1 刀架的用途 2 1.2 刀架的工藝分析： 3 1.3 確定刀架的生產類型 3 第2章 工藝規(guī)程設計 4 2.1 確定加工方案 4 2.2 用查表發(fā)確定加工余量 4 2.2.1 計算各工序尺寸的基本尺寸 4 2.2.2 確定各工序尺寸的公差及其偏差 5 2.3 擬定刀架工藝路線 6 2.3.1 定為基準的選擇 6 2.3.2 表面加工方法的確定 6 2.3.3 加工階段的劃分 7 2.3.4 工序的集中與分散 7 2.3.5 工序順序安排 7 2.2.6 8 2.4 切削用量、時間定額的計算 11 2.4.1 切削用量的計算 11 2.4.2 時間定額的確定 13 第3章 車床專用夾具設計 15 3.1 定位方案 15 3.1.1 確定定位元件 15 3.1.2 定位誤差的分析 15 3.1.3 定位元件的配合尺寸 15 3.2 確定導向裝置 15 3.3 確定夾緊機構 16 3.3.1 夾緊力的計算 16 3.3.2 確定定位元件之間及定位元件與工件之間的尺寸 16 設計體會 18 參考文獻 19 II 序言 機械制造工藝課程設計是在我們完成了全部基礎課、技術基礎課、大部分專業(yè)課以及參加了生產實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 通過本次課程設計，應該得到下述各方面的鍛煉： 1.能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 2.提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。 3.會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。 就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。 第1章 零件的分析 1.1 刀架的用途 通過給刀架上緊緊定螺絲，來達到內圈周向、軸向固定的目的，但刀架外圈與刀架內孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場合。刀架在工作時，靜力平衡。該刀架零件，用來安裝刀架，形狀一般，精度要求較高，零件的主要技術要求分析如下： 由零件圖可知，零件的底座底面、端面、孔有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時的精度即可。底座底面的精度為Ra1.6，端面精度為Ra6.3, ?32孔的精度要求為Ra1.6，?6孔的精度要求為Ra3.2，孔內表面精度要求為Ra12.5，孔內表面精度為Ra6.3、底面精度為Ra3.2。 圖1-1 1.2 刀架的工藝分析： 該刀架的各項技術要求如下表所示： 表1-1 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 刀架左端面 60 IT13 6.3 ?32孔內表面 IT8 1.6 孔 IT8 3.2 孔內表面 IT13 6.3 孔底面 IT13 3.2 孔 IT13 12.5 刀架底面 IT13 1.6 該刀架結構簡單，形狀普通，屬一般類零件。主要加工表面有Φ32孔內表面，要求其軸線與底面的平行度滿足0.01mm，其次就是；φ11、φ16和φ6孔通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 1.3 確定刀架的生產類型 本課程設計刀架的生產類型定為中批量生產。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1 確定加工方案 查閱《機械制造基礎課程設計指導書》表2-40，對于基本尺寸為，公差為0.039mm,其公差等級為IT8。再由表1-7，確定其加工方案為粗鏜—半精鏜—精鏜。 2.2 用查表發(fā)確定加工余量 毛坯總余量：由表2-1和2-5，對于中批量生產，砂型機造型，取尺寸公差等級為10級，加工余量等級為G級，這是底、側面的加工余量等級。砂型鑄造孔的加工余量等級降低一級選用，其加工余量等級為CT10級，RMA-H級。再由表2-4查得，每側的加工余量數值為3mm,故毛坯孔的加工總余量為。 精鏜余量 半精鏜余量 粗鏜余量 (表2—29) 2.2.1 計算各工序尺寸的基本尺寸 精鏜后工序基本尺寸為（設計尺寸）；其他各工序基本尺寸依次為： 半精鏜 32-0.3=31.7mm 粗鏜 31.7-3.7=28mm 毛坯 28-2=26mm 2.2.2 確定各工序尺寸的公差及其偏差 工序尺寸的公差按加工經濟精度確定： 精鏜：IT8,公差值為0.039mm(表2—40)； 半精鏜：IT9 (表1—7)；公差值為0.062mm(表2—40)； 粗鏜： IT11（表1—7）；公差值為0.160mm(表2—40)； 毛坯：CT10;公差值為2.6mm(表2—3)。 工序尺寸偏差按“入體原則”標注： 精鏜：；半精鏜： 粗鏜：； 毛坯孔： 工序尺寸及公差計算表（表1-2） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精鏜 0.3 32 0.039 半精鏜 3.7 31.7 0.062 粗鏜 2 28 0.160 毛坯 6 26 2.6 刀架的毛坯圖如下圖所示 圖1-2 2.3 擬定刀架工藝路線 2.3.1 定為基準的選擇 1.粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準。根據零件圖所示，應選刀架底座上表面和右端面為粗基準，以此加工刀架底座底面和左端面以及其它表面。 2.精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面和左端面為主要的定位精基準，即以刀架的下底面和左端面為精基準。 2.3.2 表面加工方法的確定 根據刀架零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 表1-3 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 刀架左端面 IT13 6.3 粗銑 孔內表面 IT8 1.6 粗鏜—半精鏜—精鏜 孔 IT8 3.2 鉆—粗鉸—精鉸 孔內表面 IT13 6.3 鉆—擴 孔底面 IT3 3.2 鉆—擴—鉸 孔 IT12 12.5 鉆—擴 刀架10460底面 IT13 1.6 粗銑—精銑 2.3.3 加工階段的劃分 該刀架加工質量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工加工三個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（刀架底面和左端面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗鏜孔，鉆、、孔。 在半精加工階段，完成半精鏜孔，粗鉸孔，擴、孔。 在精加工階段，完成精鏜孔，精鉸、孔以及M8內螺紋的加工。 2.3.4 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排刀架的加工工序。該刀架的生產類型為大批生產，采用工序集中原則可以提高生產率；而且可以減少工件的裝夾次數，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。 2.3.5 工序順序安排 1.機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——刀架底面和左端面。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工刀架底面和左端面，再加工各孔。 2．熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該刀架在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。 3．輔助工序 在精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該刀架工序的安排順序為：熱處理—基準加工—粗加工—半精加工—精加工。 2.2.6 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了刀架的工藝路線 表1-4 工 序 號 工序名稱 工 序 內 容 設 備 工 藝 裝 備 1 粗銑底面 以刀架底座的上表面為粗基準加工刀架的下底面 臥式銑床X61 銑刀、銑床專用夾具、游標卡尺 2 粗銑左端面 以刀架右端面為粗基準加工刀架的左端面 臥式銑床X61 銑刀、銑床專用夾具、游標卡尺 3 精銑底面 進一步精加工底面 臥式銑床X61 銑刀、銑床專用夾具、游標卡尺 4 精銑左端面 進一步精加工左端面 臥式銑床X61 銑刀、銑床專用夾具、游標卡尺 5 鏜?32孔 以下底面為精基準粗鏜、半精鏜、精鏜?32孔 車床T68 鏜刀、車床專用夾具、游標卡尺 6 鉆?6孔 以左端面為精基準鉆、粗鉸、精鉸兩個?6孔 立式鉆床532 鉆頭、鉆床專用夾具、游標卡尺 7 鉆?11孔 以左端面為精基準鉆、擴四個?11孔 立式鉆床532 鉆頭、鉆床專用夾具、游標卡尺 8 鉆?16孔 以左端面為精基準鉆、擴、鉸四個?16孔 立式鉆床532 鉆頭、鉆床專用夾具、游標卡尺 9 攻M8螺紋 以左端面為精基準攻M8內螺紋 臥式車床CA6140 絲錐、車床專用夾具、游標卡尺 10 去毛刺 去除加工后鑄件表面的毛刺 鉗工臺 平銼 11 中檢 對半成品的尺寸進行中期檢驗 塞規(guī)、百分表、卡尺等 12 熱處理 刀架?32孔局部淬火、低溫回火 淬火機 13 磨削加工 磨削刀架底面和左端面 平面磨床M7120A 砂輪、磨床專用夾具、游標卡尺 14 清洗 清洗加工后的刀架 清洗機 15 終檢 對最終成品進行尺寸上的檢驗 塞規(guī)、百分表、卡尺等 2.4 切削用量、時間定額的計算 在這只計算粗鏜—半精鏜—精鏜φ32孔此工序的切削用量和時間定額。 2.4.1 切削用量的計算 粗鏜階段 （1）背吃刀量的選擇： 粗鏜前孔的直徑是29mm,因此粗鏜的背吃刀量 （2）進給量的選擇： （表5—29） （3）切削速度的選擇： 由表5—29知灰鑄鐵件上粗鏜的孔~暫將切削速度v取為 由公式 又由車床t68的18級轉速 取實際切削速度 半精鏜階段 （1）背吃刀量的選擇： 半精鏜孔的直徑是31mm,因此粗鏜的背吃刀量 （2）進給量的選擇： （表5—29） （3）切削速度的選擇： 由表5—29知灰鑄鐵件上粗鏜的孔~暫將切削速度v取為 由公式 又由車床t68的18級轉速 取實際切削速度 精鏜階段 （1）背吃刀量的選擇： 精鏜孔的直徑是31.7mm,因此粗鏜的背吃刀量 （2）進給量的選擇： （表5—29） （3）切削速度的選擇： 由表5—29知灰鑄鐵件上粗鏜的孔~暫將切削速度v取為 由公式 又由車床t68的18級轉速 取實際切削速度 2.4.2 時間定額的確定 工步1：粗鏜 工步2：半精鏜 工步3：精鏜 第3章 車床專用夾具設計 3.1 定位方案 3.1.1 確定定位元件 刀架以底面、右端面、刀架底座側面為定位基準，根據六點定位原理采用采用平面與定位銷組合的定位方案。 底面三個定位銷限制 X Y Z 刀架側面兩個定位銷限制 Z X 刀架右端面的定位銷限制 Y 定位元件能限制工件的六個自由度，能實現工件的正確定位。 3.1.2 定位誤差的分析 對于工序尺寸55.02mm而言 3.1.3 定位元件的配合尺寸 定位孔與定位銷的配合尺寸取為 在夾具上標出定位銷配合尺寸。 3.2 確定導向裝置 本工序要求對被加工孔依次進行粗鏜—半精鏜—精鏜等3個工步的加工，最終達到規(guī)定的加工要求，故選用快換鏜套作為刀具的導向元件。 通過查閱《機床夾具設計手冊》確定鏜套的長度H=(1~2.5d)=50mm,排屑空間h=0.5d=14.5mm。 3.3 確定夾緊機構 3.3.1 夾緊力的計算 螺旋夾緊機構夾緊力 （2—1） 式中 Φ——螺紋摩擦角 ——平頭螺桿端的直徑 ——工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0.16 ——螺桿直徑 ——螺紋升角 Q ——手柄作用力 L ——手柄長度 查《機床夾具設計手冊》，螺紋直徑為12mm,用扳手的六角螺母的夾緊力 再根據理論力學公式: 3.3.2 確定定位元件之間及定位元件與工件之間的尺寸 （1）定位銷與定位銷中心線之間的尺寸為30mm。 （2）鏜套中心線與工件底面定位銷表面的的尺寸為（其基本尺寸取為零件相應尺寸的平均尺寸；其公差值為其相應位置度公差值的1/2,偏差對稱標注) （3）定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。 （4）標注關鍵件的配合尺寸 、。 設計體會 三周的課程設計，使我掌握了機械零件加工方法以及專用機床夾具的設計。這是暨《機械制造技術基礎》這門課理論知識學習后一次很好的實踐。這個過程同時也鍛煉了分析問題解決問題的能力。機械制造技術基礎課程設計主要分為兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程的制定，主要讓我們掌握一個工件是怎樣從毛坯加工成成品的以及整個工件加工的流程其中包含它的工藝及工序的設計。第二個階段是專用機床夾具的設計，此過程在確定定位元件及定位方案后通過查閱《機床設計手冊》和課程設計指導書后設計出加工零件用的專用機床夾具。機床夾具的設計包括定位元件的設計，導向元件或堆到裝置的設計，夾具體的設計。其中夾具體的設計還要考慮排屑的問題以及怎樣確定夾具體與機床的正確位置。 本次課程設計我覺得是一次很好的鍛煉機會，不僅考察了我們識圖、設計的能力而且提升了我們運用繪圖軟件制圖、用WORD文檔編輯論文的綜合能力。我覺得這么好的機會值得珍惜。 參考文獻 [1] 李益民主編《機械制造工藝設計簡明手冊》，機械工業(yè)出版社。 [2] 吳拓編著《簡明機床夾具設計手冊》，化學工業(yè)出版社。 [3] 徐鴻本主編《機床夾具設計手冊》，遼寧科學技術出版社。 [4] 王連明，宋寶玉主編《機械設計課程設計》，哈爾濱工業(yè)大學出版社。 [5] 陳家芳主編《實用金屬切削加工工藝手冊》，上海科學技術出版社。 [6] 李旦，邵東向，王杰等著《機床專用夾具圖冊》，哈爾濱工業(yè)大學出版社。 [7] 趙家齊主編《機械制造工藝學課程設計指導書》，機械工業(yè)出版社。 [8] 葉偉昌主編《機械工程及自動化簡明設計手冊》，機械工業(yè)出版社。 [9] 曹巖，白瑀主編《機床夾具手冊與三維圖庫》，化學工業(yè)出版社。 19