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哈爾濱理工大學(xué)??粕厴I(yè)論文
夾具座鉆孔夾具設(shè)計說明書
摘要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻6-M8螺紋的工裝夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析,了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計出零件的工藝路線;接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算,關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量;然后進行專用夾具的設(shè)計,選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件;計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計中注意改進。
關(guān)鍵詞 工藝、工序、切削用量、夾緊、定位。
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目錄
夾具座鉆孔夾具設(shè)計說明書 I
摘要 I
第1章 緒論 1
第2章 零件的分析 2
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3
3.1 確定毛坯的制造形式 3
3.2 基面的選擇 4
3.3 制定工藝路線 5
3.4 確定切削用量及基本工時 6
WA46KV6P350×40×127 14
第4章 夾具設(shè)計 15
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 15
4.2 切削力及夾緊力的計算 15
結(jié)論 17
致謝 18
參考文獻 19
第1章 緒論
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(chǎn)品,并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),因此制造業(yè)是國民經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻6-M8螺紋的工裝夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。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(shè)計出專用夾具,保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)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 零件的分析
夾具座共有八組加工表面,現(xiàn)分述如下:
1. 320155面
2. 105兩側(cè)面及32025面
3. 6-Φ9孔、6-Φ13
4. 32038面
5. 32067面
6. 6-M8螺紋深20
7. 2Φ6錐孔
8. 2-M8螺紋
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT150,考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷,采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn),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2級,能保證鑄件的尺寸要求,這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
夾具體零件材料為 HT150,硬度選用260HBS,毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),采用砂型鑄造,機械翻砂造型,2級精度組。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的加工余量,對毛坯初步設(shè)計如下:
1. 320155面
320155面,表面粗糙度為Ra0.8,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》知鑄件機械加工余量Z=5.0mm.
粗銑 單邊余量Z=3.0mm
半精銑 單邊余量Z=1.5mm
精銑 單邊余量Z=0.4mm
磨削 單邊余量Z=0.1mm
2. 105兩側(cè)面及32025面
105兩側(cè)面及32025面,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》知鑄件機械加工余量Z=3.0mm.
3. 6-Φ9孔、6-Φ13孔
6-Φ9孔、6-Φ13孔的尺寸不大,采用實心鑄造。
4. 32038面
32019面,表面粗糙度Ra0.8,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》知鑄件機械加工余量Z=3.0mm.
粗銑 單邊余量Z=2.0mm
半精銑 單邊余量Z=0.5mm
精銑 單邊余量Z=0.4mm
磨削 單邊余量Z=0.1mm
5. 32067面
32067面,表面粗糙度Ra1.6,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4,知鑄件機械加工余量Z=3.0mm.
粗銑 單邊余量Z=2.0mm
半精銑 單邊余量Z=0.8mm
精銑 單邊余量Z=0.2mm
6. 6-M8螺紋深20
6-M8螺紋深20,螺紋尺寸不大,采用實心鑄造。
7. 2Φ6錐孔
2Φ6錐孔,尺寸不大,采用實心鑄造。
8. 2-M8螺紋
2-M8螺紋,螺紋尺寸不大,采用實心鑄造。
9. 其它表面均為不加工表面,砂型機器鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求,所以,不需要在其它表面上留有加工余量。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法進行。
粗基準(zhǔn)的選擇:對于零件的加工而言,粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻,則應(yīng)選擇重要表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面。因此,夾具座以32067的槽作為定位粗基準(zhǔn)。
對于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復(fù)。
3.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機床配以專用夾具,并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
方案一
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑320155面
工序04:銑105兩側(cè)面及32025面
工序05:鉆6-Φ9孔、擴Φ9孔到Φ13
工序06:粗銑、半精銑、精銑32019面
工序07:粗銑、半精銑、精銑32067面
工序08:鉆、攻6-M8螺紋深20
工序09:與件3配作2Φ6錐孔
工序10:鉆、攻2-M8螺紋
工序11:磨320155面
工序12:磨32038面
工序13:去毛刺
工序14:檢驗至圖紙要求
工序15:入庫
方案二
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑320155面
工序04:銑105兩側(cè)面及32025面
工序05:粗銑、半精銑、精銑32019面
工序06:粗銑、半精銑、精銑32067面
工序07:鉆6-Φ9孔、擴Φ9孔到Φ13
工序08:鉆、攻6-M8螺紋深20
工序09:與件3配作2Φ6錐孔
工序10:鉆、攻2-M8螺紋
工序11:磨320155面
工序12:磨32038面
工序13:去毛刺
工序14:檢驗至圖紙要求
工序15:入庫
方案一與方案二的區(qū)別在于鉆6-Φ9孔、擴Φ9孔到Φ13加工的先后,孔加工之后為后面工序的加工提供了定位基準(zhǔn),簡化了夾具設(shè)計,減少了成本,提高了效率,故采用方案一,具體的加工路線如下
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑320155面
工序04:銑105兩側(cè)面及32025面
工序05:鉆6-Φ9孔、擴Φ9孔到Φ13
工序06:粗銑、半精銑、精銑32019面
工序07:粗銑、半精銑、精銑32067面
工序08:鉆、攻6-M8螺紋深20
工序09:與件3配作2Φ6錐孔
工序10:鉆、攻2-M8螺紋
工序11:磨320155面
工序12:磨32038面
工序13:去毛刺
工序14:檢驗至圖紙要求
工序15:入庫
3.4 確定切削用量及基本工時
工序01:鑄造
工序02:人工時效
工序03:粗銑、半精銑、精銑320155面
工步一:粗銑320155面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,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(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=675r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工步二:半精銑320155面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,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(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取=675
當(dāng)=675r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工步三:精銑320155面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,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(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=675r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工序04:銑105兩側(cè)面及32025面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合雙面刃銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
(1) 決定銑削深度
切削工時:,,,則機動工時為
工步三:精銑32019面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,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(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取=1600
當(dāng)=1600r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工序05:鉆6-Φ9孔、擴Φ9孔到Φ13
工步一:鉆6-Φ9孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得:
(《切削》表2.15)
按機床選取n=375r/min
基本工時:
總的工時:T=6t=1.509min
工序06:粗銑、半精銑、精銑32019面
工步一:
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=675r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
計算工時
切削工時:,,,則機動
工步二:半精銑32019面
1. 選擇刀具
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取=675
當(dāng)=675r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工步三:精銑32019面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=675r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工序07:粗銑、半精銑、精銑32067面
工步一:粗銑32067面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀,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(jù)X62型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=375r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工步二:半精銑32067面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀,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(jù)X62型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)=375r/min時
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工步三:精銑32067面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 銑削時間
工序08:鉆、攻6-M8螺紋深20
工步一:鉆6-M8螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得:
(《切削》表2.15)
按機床選取n=375r/min
基本工時:
總的工時:T=6t=1.509min
工步二:攻絲6-M8深20
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即:
按機床選取n=375r/min
基本工時:
總的工時:T=6t=0.302min
工序09:與件3配作2Φ6錐孔
1、加工條件
加工材料: HT150,硬度200~220HBS,鑄件。
工藝要求:孔徑d=6mm。通孔,精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機床:選用Z3025鉆床和專用夾具。
2、基本工時:
總的工時:T=2t=0.096min
工序10:鉆、攻2-M8螺紋
工步一:鉆2-M8螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機床選取n=375r/min
基本工時:
總的工時:T=6t=1.509min
工步二:攻絲2-M8
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即
按機床選取n=375r/min
基本工時:
總的工時:T=6t=0.302min
工序11:磨320155面
工件材料:灰鑄鐵HT150
加工要求:磨320155面
機床:平面磨床M215A
刀具:砂輪
量具:千分尺
1. 選擇砂輪
見《工藝手冊》表4.8—2到表4.8—8,則結(jié)果為
WA46KV6P350×40×127
其含義為:砂輪磨料為白剛玉,粒度為46號,硬度為中軟1級,陶瓷結(jié)合劑,6號組織,平型砂輪,其尺寸為350×40×127(D×B×d)
2. 切削用量的選擇
砂輪轉(zhuǎn)速為N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s
軸向進給量fa =0.5B=20mm(雙行程)
工件速度Vw =10m/min
徑向進給量fr =0.015mm/雙行程
3. 切削工時
《工藝手冊》
式中L—加工長度,L=320mm
Zb——單面加工余量,Zb =0.1mm
K—系數(shù),1.10
V—工作臺移動速度(m/min)
fa—— 工作臺往返一次砂輪軸向進給量(mm)
fr——工作臺往返一次砂輪徑向進給量(mm)
工序13:去毛刺
工序14:檢驗至圖紙要求
工序15:入庫
第4章 夾具設(shè)計
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知,鉆6×φ9孔,用底面,偏心輪限制6個自由度來定位。實際就變?yōu)槎ㄎ坏膴A具。
4.2 切削力及夾緊力的計算
鉆φ9mm孔時切削量最大,切削力和加緊力也最大,這里只考慮鉆φ9mm孔時的切削力和加緊力。
刀具:高速鋼鉆頭,則主切削力
式中:=2mm,=55.6m/min,f=0.5mm/r,查表22-1 ,, ,,計算結(jié)果 = 1752.74N,徑向切削力 ,式中:=2mm,=55.6m/min,
f=0.5mm/r,查表22-1,,,,,計算結(jié)果= 598.03N,走刀力,式中: =2mm,=55.6m/min,f=0.5mm/r,查表22-1,, ,,計算結(jié)果= 1073.55N。實際加緊力N應(yīng)為,式中,和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù),==0.5。壓板用螺母擰緊,由《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力,根據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為,此時已大于所需的夾緊力,故本夾具可安全工作。
結(jié)論
課程設(shè)計即將結(jié)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(shè)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(jié)合進行實實在在的設(shè)計,使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng),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(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝張寶海老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了好多,也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會,它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致謝
這次課程設(shè)計使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導(dǎo)老師張寶海教授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課程設(shè)計。
這次課程設(shè)計成績的取得,與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下他的休息時間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,他嚴肅的科學(xué)態(tài)度,嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成,他都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。因此同學(xué)們非常感謝張寶海老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了好多,也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會,它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
參考文獻
1.艾興.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社出版,1994
2.李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社出版,1994
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