方塊零件加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計(jì)

方塊零件加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計(jì),方塊,零件,加工,工藝,規(guī)程,鉆孔,夾具,設(shè)計(jì) 寧XX大學(xué)課程設(shè)計(jì)(論文)方塊零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)所在學(xué)院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指導(dǎo)老師 年 月 日目 錄前 言11 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析32 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)32.1 毛坯的制造形式32.2 基準(zhǔn)面的選擇32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇32.2.2 精基準(zhǔn)的選擇32.3 制訂工藝路線32.3.1工藝線路方案一42.3.2工藝路線方案二42.3.3 工藝方案的比較與分析52.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 確定切削用量及基本工時63專用夾具設(shè)計(jì)113.1 問題的指出113.2 夾具設(shè)計(jì)123.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇123.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算123.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用133.3 定位誤差的分析143.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明14參考資料15前 言 課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。 設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力. 設(shè)計(jì),通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在xx教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并編寫了設(shè)計(jì)說明書。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力和經(jīng)驗(yàn)的有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 1 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是方塊零件，其主要作用是連接其他零件的作用。1.2 零件的工藝分析零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊）1 以周邊輪廓為中心的加工部位。包括：上下面，四周輪廓面2.以40H7中心孔為加工孔.3. 以孔 （兩個）4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 毛坯的制造形式零件材料為45，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用型材。由于年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用45鋼板型材，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般盤類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。2.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.3.1 工藝線路方案一1毛坯型材45鋼板開料，長、寬分別為105mm 高為45mm的長方體形狀的毛坯2清砂清 砂3檢毛坯綜合檢查4熱處理人工時效處理5刨削刨削零件各表面至：長、寬均為 高6銑削銑削零件各表面至：長、寬均為 高7畫線畫20H7中心孔的加工線8鉆孔鉆孔 （兩個）9擴(kuò)孔擴(kuò)孔至（兩個）10鉸孔鉸孔至（兩個）11畫線畫40H7中心孔的加工線12鉆孔鉆孔 13擴(kuò)孔擴(kuò)孔至14鉸孔鉸孔至15鉗去毛刺16檢驗(yàn)檢查各部尺寸及精度17清洗清洗外表18入庫入庫2.3.2 工藝路線方案二1毛坯型材45鋼板開料，長、寬分別為105mm 高為45mm的長方體形狀的毛坯2清砂清 砂3檢毛坯綜合檢查4熱處理人工時效處理5畫線畫20H7中心孔的加工線6鉆孔鉆孔 （兩個）7擴(kuò)孔擴(kuò)孔至（兩個）8鉸孔鉸孔至（兩個）9畫線畫40H7中心孔的加工線10鉆孔鉆孔 11擴(kuò)孔擴(kuò)孔至12鉸孔鉸孔至13刨削刨削零件各表面至：長、寬均為 高14銑削銑削零件各表面至：長、寬均為 高5鉗去毛刺6檢驗(yàn)檢查各部尺寸及精度17清洗清洗外表18入庫入庫2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用先加工端面，；方案二是使用鉆削方式加工端面孔。兩相比較起來可以看出，加工端面孔缺少定位基準(zhǔn)，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線一。因此，最后的加工工藝路線確定如下：以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程卡片”。1毛坯型材45鋼板開料，長、寬分別為105mm 高為45mm的長方體形狀的毛坯2清砂清 砂3檢毛坯綜合檢查4熱處理人工時效處理5刨削刨削零件各表面至：長、寬均為 高6銑削銑削零件各表面至：長、寬均為 高7畫線畫20H7中心孔的加工線8鉆孔鉆孔 （兩個）9擴(kuò)孔擴(kuò)孔至（兩個）10鉸孔鉸孔至（兩個）11畫線畫40H7中心孔的加工線12鉆孔鉆孔 13擴(kuò)孔擴(kuò)孔至14鉸孔鉸孔至15鉗去毛刺16檢驗(yàn)檢查各部尺寸及精度17清洗清洗外表18入庫入庫2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“方塊零件”零件材料為45鋼，硬度為HBS190241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用型材毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（以下簡稱工藝手冊表2.2-1,輪廓尺寸(長度方向100160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表2.2-4現(xiàn)取2.5 mm。 2.5 確定切削用量及基本工時2.5.1 工序：刨削零件各表面至：長、寬均為 高加工條工件材料：45，型材。機(jī)床：bc6063b刨床。刀具：刨刀計(jì)算切削用量確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a=2mm時,以及工件直徑為160時。f=0.50.7mm/r按說明書（見切削手冊表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按切削手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為V=(m/min)2.1式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見切削手冊表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V= =66.7(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=253(r/min)按機(jī)床說明書（見工藝手冊表4.28）與253r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min?，F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min 計(jì)算切削工時，按工藝手冊表6.2-1,取L=42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.59(min)2.5.2 工序：銑削零件各表面至：長、寬均為 高進(jìn)給量: 見切削手冊表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=204(r/min)按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度V=75.1 m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力F=CFafvk2.2式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15k=(k=0.73所以 F=900切削時消耗功率P=由切削手冊表1.30中機(jī)床說明書可知,主電動機(jī)功率為7.5KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。 檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F按切削手冊表1.29所示公式計(jì)算F=CFafVk2.3式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0k=(k=0.5所以 F=530而軸向切削力F=CFafvk式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0k=(k=1.17軸向切削力F=450取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N(見表1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。切削工時： t=式中： L=105mm, L=4mm, L=0所以t=2.5.4 工序 鉆孔10（1） 鉆10f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n=401(r/min)按機(jī)床選?。核詫?shí)際切削速度為：切削工時， ， 則：=t=6t=60.157=0.942min（2） 鉆孔20f=0.35mm/rv=13m/min所以n=487r/min按機(jī)床選取實(shí)際切削速度切削工時， ， 則：=（2） 鉆孔40f=0.35mm/rv=13m/min所以n=487r/min按機(jī)床選取實(shí)際切削速度切削工時， ， 則：=3專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序鉆孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z525搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對孔進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼麻花鉆頭。 則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計(jì)算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5;K加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5鉆削時 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖 可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 鉆套dHD公稱尺寸允差61212+0.018+0.007221810490.518襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 ：表 固定襯套dHDC 公稱尺寸允差公稱尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。3.3 定位誤差的分析分析定位誤差：基準(zhǔn)不重合誤差： 因鉆孔時，定位基準(zhǔn)為心軸的中心線，工序基準(zhǔn)也為心軸的中心線。 故：jb=0基準(zhǔn)位移誤差：db=D1+d1+1=0.022+0.022+0.08=0.056定位誤差： dw=jb+db=0+0.056=0.056 故：dw1/3T=0.18對平行方向的尺寸：jb=0 db應(yīng)該是上下平移db1轉(zhuǎn)動角度后最大：db1=0.056, tg2=（2max-1max）/2x89=0.00015 db=db1+2x96x0.00015=0.0853.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾具，本道工序的鉆床夾具選用手動螺旋夾緊方式。本工序由于是鉆小孔加工，切削力不大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)加大螺絲擰緊力以增加力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。參考資料1.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社2.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.機(jī)械制造工藝學(xué)周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社4. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社5. 工藝師手冊 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社6. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?. 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社8. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社9.金屬切削手冊第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社10.幾何量公差與檢測第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11機(jī)械制造工藝水學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì) （教材）12機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊13機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書， 機(jī)械工業(yè)出版社14機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 王啟平主編 哈工大出版社15 汽車制造工藝學(xué) 侯家駒主編 機(jī)械工業(yè)出版社16汽車構(gòu)造與修理圖解 唐藝 主編 機(jī)械工業(yè)出版社17汽車傳動與行使部分檢修問答 劉文舉 主編 人民郵電出版社17