機械制造技術課程設計制定夾具座零件的加工工藝設計鉆6φ9孔的鉆床夾具【全套圖紙】

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1、哈爾濱理工大學課程設計 制定夾具座零件的加工工藝，設計鉆6-φ9孔的鉆床夾具 第1章 緒論 1.1課題背景 制定夾具座的加工工藝，設計鉆孔的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)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。提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 全套圖紙，加153893706 1.2目的

2、 課程設計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設打一個良好的基礎。由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！ 1.3夾具設計中的特點 1.夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。 2.專用夾具的設計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。 3

3、.“確保產(chǎn)品加工質量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設計工作的主要任務，加工質量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設計對整個夾具的結局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。 1.4夾具設計需保證的條件 1.夾具的結構應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。 2.保證工件的精度。 3.保證使用方便與安全。 4.正確處理作用力的平衡問題。 5.注意結構的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。 1.5夾具的發(fā)展趨勢 1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因

4、此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 2.發(fā)展調整式夾具。 3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。 4.加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。 5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。 6.采用新結構、新工藝、新材料來設計和制造夾具。 1.6設計要求 1.制訂零件機械加工工藝，填寫機械加工工藝過程卡一張，設計夾具工序的工序卡一張； 2.設計指定工序的專用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖； 3.編寫機械制造工藝課程設計說明書一份；

5、 4.中批生產(chǎn)； 5.盡量選用通用設備。 1.7設計內容 1.繪制零件圖； 2.編制零件的加工工藝過程，并填寫加工工藝卡及工序卡各一張； 3.設計指定的工序夾具,繪制卡具裝配總圖,要求用計算機繪圖； 4.設計卡具的非標零件圖，要求計算機繪圖； 5.編寫設計說明書一份,按畢業(yè)論文的格式打印文稿。 第2章 零件的分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是夾具座，它位于鉆床內。主要作用是用于支撐定位。 2.2零件的工藝分析 1.此工件共有六處加工孔，其間有一定位置要求： （1）以端面為基準定位。

6、 （2）以底面為基準的加工孔。 2.由上面分析可知，加工時應先以端面、底面為基準定位，再進行鉆孔。 第3章 工藝規(guī)程設計 3.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT150，考慮到零件的幾何形狀，所以用鋼件的形式進行毛坯的制造。 3.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 3.2.1粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干

7、個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取底面作為粗基準，利用凸輪壓緊作主要定位面，限制6個自由度，達到完全定位,然后進行鉆孔。 3.2.2精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 3.3制訂工藝路線 3.3.1工藝路線方案 工序 1鋼件 2粗銑底面 3粗銑端面 4精銑底面 5鉆、擴、鉸6φ9孔 6檢查

8、 3.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 合理確定加工余量，對確保加工質量，提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量確定過小，不能完全切除上道工序留在表面的缺陷和各種誤差，也不能補償本工序加工時工件的裝夾誤差；余量確定過大，不僅增加了機械加工量降低了生產(chǎn)率，而且浪費原材料和能源，增加刀具等工具消耗，使加工成本升高。確定加工余量的方法：1經(jīng)驗估計法；2查表法；3分析計算法。 機械加工中毛坯尺寸與完工零件尺寸之差，稱為毛坯的加工余量（零件的表面如務須機械加工，則該表面上即無加工余量）。加工余量的大小，取決于加工過程中各個工步應切除的金屬層厚度的總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸之

9、間的偏差數(shù)值。 查文獻【1】表12-1，毛坯的表面層厚度為1～4mm。 這里采用查表法，為了防止余量不夠而產(chǎn)生廢品，在查表所得的數(shù)的基礎上加大一些。 零件材料為45，毛坯重量1.12kg，生產(chǎn)類型中批量。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 鉆孔的加工余量及公差。 查《工藝手冊》表。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 4mm 擴孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整

10、法加工方式予以確認。 3.5確立鉆孔用量及基本工時 正確的選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的工具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質量，具有相當重要的作用。 3.5.1粗加工切削用量的選擇原則 粗加工時，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此，選擇粗加工切削用量時，要盡量保證較高的單位時間金屬切除量（金屬切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、進給量F和切削深度αp）中，提高任何一項，都能提高金屬切削率。但是對刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進給量，切削深度影響最小。所以，粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度αp，其次選擇一個較大的進給量F

11、，最后確定一個合適的切削速度V。 3.5.2精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時應著重考慮，如何保證加工質量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以，在精加工時，應選用較小的切削深度αp和進給量F，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工質量和表面質量。 3.6選擇切削用量 1.確定鉆孔深度 ：

12、由于加工余量不大，可在二次走刀內完成； 2為了保證加工精度，先鉆孔再鉸孔。 3.7選擇鉆頭標準及耐用度 由表7 鉆頭最大磨損量為；由于鉆頭直徑9mm故耐用度 1.確定加工速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 ：d=40mm，，時， ，，。 各修正系數(shù)為： ， 。 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇， 因此實際切削速度和每齒進給量 2.計算基本工時，，式中 ， ，由表20 不對稱安裝鉆頭切削量及超切削量，，故 t=48s。 3.8鉆，擴，鉸φ9孔 3.8.1選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑d

13、=4mm，鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃，，，，，， ，，。 3.8.2選擇切削用量、確定進給量 由表5 當加工要求為7級精度，材料45時， ，由 時， ，按鉆頭強度確定進給量，由表7按機床進給機構強度確定進給量，由表8，45鋼時，d=9mm時：機床機構允許的軸向力為9800N，Z535允許最大為15690N。進給量 ，由此可以看出受限制的進給量是工藝要求，從中取，由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為：，軸向力修正系數(shù)為1.0，故 ，故，可用。 3.9確定鉆頭磨鈍標準及耐用度 由表9，時，鉆頭后刀面最大磨損量取為，耐用度 。 3.9.1確定切削速度

14、由表10 加工性為第三類，雙橫刃磨的鉆頭，d=4mm，，切削修正系數(shù)，，，，故 ，n=4.6r/min。 3.9.2加工工時 其中，，由表22，所以 t=65s。 擴孔：8，，， ，按機床取，所以實際切削速度。 工時：切入，，，所以t=L/nf=69s。 鉸孔：φ9 ，， ， ，取機床標準1.13r/s，所以實際切削 速度：，所以工時：t=61s。 第4章 夾具設計 4.1定位基準的選擇 由零件圖可知，鉆6φ9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φ9

15、mm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。 切削刀具：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，，，，，計算結果= 598.03N，走刀力，式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，查表22-1，， ，，計算結果= 1073.55N。實際加緊力N應為，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《

16、機床夾具設計手冊》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。 4.3定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定，夾具的主要定位為平面和偏心輪，工件的工序基準為平面，本夾具是用來在立式鉆床上加工，工件的定位基準為平面。工序加工孔的方向與基準平面方向相同垂直，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin。 本工序采用偏心輪定位，工件始終靠在夾具主體上，偏心輪在夾緊時使工件自重帶來一定的平行于夾具體基準底面的偏離，因此，工件使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。

17、 第5章 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了偏心輪夾緊方式。本工序為鉆孔，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速偏心輪旋夾緊機構。 設計體會 在老師的指導下順利地完成了

18、夾具座的夾具設計，并且認真地、有計劃地按時完成設計任務。盡管整個設計在技術上不夠先進，但是在經(jīng)濟上合理、在生產(chǎn)上可行。 此次設計，以機械加工工藝路線為主線，通過對零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進一步擬訂加工方法并選擇機械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運用相關手冊查工藝參數(shù)，計算切削用量和加工工時。將計算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機床設備，填入工藝文件。在設計中，體會到先前所修課程的重要性，并從此設計中得到鞏固和擴展，也提高我們獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。 參考文獻 1趙家齊.《機械制造工藝學課程設計指導書》.1998年.機械工業(yè)出版社.1998年 2東北重型機械學院.《機床夾具設計手冊》.1979年.上?？茖W技術出版社.1979年 3 艾興.《切削用量手冊》.2004年.機械工業(yè)出版社.2004年 4 張世昌.《機械制造技術基礎》.2007年.高等教育出版社.2010年 5 王小華.《機床夾具圖冊》.1992年.機械工業(yè)出版社.1992年 - 13 -