K176-套筒的機械加工工藝規(guī)程及鉆φ40H7孔的夾具設計【含高清CAD圖紙和文檔全套】

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Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 錄序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工藝分析 2二. 工藝規(guī)程設計22.1確定毛坯的制造形式 32.2毛坯的設計32.3基面的選擇傳 52.4制定工藝路線 52.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 72.5確定切削用量及基本工時8三 夾具設計103.1問題的提出103.2定位基準的選擇103.3定位元件的設計103.4定位誤差分析113.5切削力及夾緊力計算113.6鉆套設計123.7夾具設計及操作簡要說明13總 結16致 謝17參考文獻 18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。套筒的加工工藝規(guī)程及其鉆40H7孔的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、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。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。一、 零件的分析1.1 零件的作用套筒類零件是指在空心回轉體零件中的空心薄壁件，是機械加工中常用的一類零件，在各種機器類應用廣泛，主要起支撐和導向作用，常與運動軸主軸活塞滑閥相配合。有些套筒的端面與凸圓端有定位和承受載荷的作用。它的應用范圍很廣。如支承旋轉軸的各種形式的滑動軸承、夾具上引導刀具的導向套、內燃機氣缸套、液壓系統(tǒng)中的液壓缸以及一般用途的套筒。由于其功用不同，套筒類零件的結構和尺寸有著很大的差別，但其結構上仍有共同點，零件長度一般大于直徑，零件壁的厚度較薄且易變形；零件的主要表面為同軸度要求較高的內外圓表面。1.2 零件的工藝分析 由于工件內表面和內外表面的同周度要求較高，所以應采取互為基準的原則。在一次安裝中加工內外圓表面與端面。這種工藝方案由于消除了安裝誤差對加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零件內外圓表面間的同軸度和孔軸線與端面的垂直度的主要因素是機床精度。但是此零件初主要工作表面外其余表面的加工精度要求都比較低不需要高精度機床加工，而主要表面的加工精度相對要求較高但也可以在正常的生產條件下，采用較低的經濟方法保質保量的生產出來。因此該零件的工藝性較好。二. 工藝規(guī)程設計2.1 確定毛坯的制造形式選45號鋼做套筒，以離心鑄造法在鋼內壁上澆注巴氏合金軸承合金材料，既可節(jié)省有色金屬，又能提高軸承的壽命。45剛的可鍛性好，因此可用鍛造的方法因為是成批生產，采用模鍛的方法生產鍛件毛坯，既可以提高生產率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。毛坯的拔魔褻瀆為5度。2.2：毛坯的設計1、公差等級有套筒的公用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。2、鍛件質量已知機械加工后套筒的重量為8.0千克，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為11千克。3、鍛件形狀復雜系數對套筒零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外輪廓包容體的直徑和高度，即d=137 mm,h=299mm,由公式2-3和2-5可計算出該套筒鍛件的形狀復雜系數 S=mt/mN =11/(XdXdXhX/4)=11/(3.14X138X138X299X7.8/4)=0.32由于t/d0.2 所以形狀復雜系數屬于S4級4、鍛件的材質系數由于該套筒材料為45鋼，是碳的質量分數小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數屬于M1級5、鍛件分模線形狀根據該套筒的形位特點，選寬度方向的對稱面為分模面，屬于平直分模線。6、零件的表面粗糙度加工表面的粗糙度均大于等于1.6um.根據上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于下表中鍛件質量/kg包容體重量/kg形狀復雜系數材質系數公差等級11.034.1S4M1普通級項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注長2945.0+3.3 -1.7表2-102.33.0兩端面都取2.5表2-13長203.2+2.1 -1.1表2-102.33.0兩端面都取2.5表2-13內孔徑603.6+2.4 -1.2表2-103.0表2-14外表面954.0+2.7 -1.3表2-102.33.0取3.0表2-13外表面1324.5+3.0 -1.5表2-102.33.0取3.0表2-132.3：基面的選擇的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。1.粗基準的選擇為保證孔的加工精度保證各表面有足夠的加工余量，先選擇外表面作為粗基準。來加工內孔等，為后面的工序準備好精基準。2.精基準的選擇套筒的內空和外圓表面要求較高的位置要求，因此應該用互為基準的原則，先以孔為基準加工外表面，在以外表面加工孔。為了提高套筒的精度，利用基準統(tǒng)一的原則，即利用孔和外表面一次定位，盡量加工較多的表面。2.4： 制定工藝路線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。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案：方案一工藝路線圖如下工序號工序名稱機床設備刀具1擴內孔作為基準 四面組合鉆床麻花鉆2校正鉗工臺手錘3.車長270的外表面數控機床900車刀4車長20的外表面數控機床900車刀5車空刀槽數控機床車槽刀6車長49的凹面數控機床車槽刀7車兩端面數控機床900車刀8車外表面過渡面數控機床900車刀9精車內孔四面組合鉆床擴孔刀和絞刀10寬40的內槽數控機床內溝槽車刀11車深8的凹槽深8的凹槽內溝槽車刀12去毛刺鉗工臺平銼13中檢14鉆兩個10的孔四面組合鉆床麻花鉆15鉆兩個邊長36的方孔四面組合鉆床麻花鉆16鉆兩個40的孔四面組合鉆床麻花鉆17銑外表面窄槽立式銑床X5012立銑刀18M6盲孔數控機床絲錐19M8 盲孔四面組合鉆床麻花鉆,鉸刀2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定端蓋零件材料為HT200生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。1、 端蓋的底面和頂面因端蓋的底面和頂面的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。2、端蓋的16孔因為孔的尺寸太小，毛坯鑄造為實心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7IT8之間，16的粗糙度要求為1.6，需要鉆，擴，絞3次加工，參照參數文獻。鉆孔15擴孔15.85絞孔162.6：確定切削用量及基本工工序16：鉆40H7孔工步一鉆孔至35確定進給量：根據參考文獻表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工35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：擴孔利用鉆頭將孔擴大38mm至根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取根據機床說明書，選取則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步三：鉸孔根據參考文獻表2-25，得查參考文獻表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，實際切削速度。切削工時：，則機動工時為三、 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計第16道工序鉆40H7孔夾具設計3.1：問題的提出 本夾具主要用于加工鉆40H7孔，因為鉆40H7孔有位置精度要求，定位要較不高，因此我們在保證加工精度的同時在考慮提高生產效率的，加工銑40H7孔端面時我們采用24內孔定位。3.2：定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。此為第16道工序，我們選擇已加工的24內孔定位，氣動夾緊。3.3：定位元件的設計本工序選用的定位基準為24內孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一圓柱銷，一支撐板。具體示意圖如下：3.4定位誤差分析一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形狀公差為0.28，根據經驗公式，易知此結果符合。3.5切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。3.6鉆套設計40H7孔的加工需鉆，然后擴孔，鉸孔，因為鉆后還要擴孔，鉸孔，為了我們鉆后能及時的的擴孔，鉸孔，我們切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據工藝要求：。即先用35的麻花鉆鉆孔，根據GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為35。再用標準38的擴孔鉆進行擴孔，最后鉸孔40H7。圖 5.3 快換鉆套圖擴工藝孔鉆套結構參數如下表：表 5.1 擴工藝孔鉆套數據表dHD公稱尺寸允差353048-0.006-0.01866601672728653.7夾具設計及操作的簡要說明使用心軸定位，采用氣動快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產效率，適合于大批量生產鉆夾具裝配圖如下夾具體附圖如下總 結課程設計即將結束了，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。課程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，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。致 謝這次課程設計使我收益不小，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。這次課程設計成績的取得，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，她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. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年第 19 頁 共18頁機械加工工藝卡片工件名稱套筒工序號零件名稱套筒零件號零件重量同時加工件數1材料毛坯牌號硬度型號重量HT200鑄件設備夾具輔助工具名稱型號專用夾具鉆床Z5012安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數切削深度mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時min1鉆40H7孔麻花鉆擴孔鉆鉸刀游標卡尺1003設計者 指導老師共 1 頁第 1 頁機械加工工序卡片產品型號零件圖號01產品名稱零件名稱 套筒共1頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號8鉆擴鉸24045毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件 31214111設備名稱設備型號設備編號同時加工件數四面組合機床1夾具編號夾具名稱切削液專用鉆夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件 0工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆擴孔至39.7039.75mm，保證兩孔軸線垂直，并使軸線距左端面距離為227mm，達到IT7精度要求擴孔鉆、卡尺、專用鉆夾具18523.240.5039.715.106.582粗鉸孔至39.9039.93mm絞刀、內徑千分尺324.050.500.1816.014.103精鉸孔至40mm絞刀、內徑千分尺475.900.400.0713.54.35 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期