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畢業(yè)設(shè)計說明書
題目：支架工藝規(guī)程及銑Φ30mm孔上端面的夾具設(shè)計
學(xué) 生：
學(xué) 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導(dǎo)老師：
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。
支架加工工藝規(guī)程及其銑Φ30mm孔的夾具設(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，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、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. 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 ……………………………………………………2
1.1 零件作用 ………………………………………………2
1.2零件的工藝分析 …………………………………………2
二. 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………2
2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………2
2.2基面的選擇傳 ……………………………………………2
2.3制定工藝路線 ……………………………………………3
2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………3
2.5確定切削用量及基本工時………………………………4
三 夾具設(shè)計……………………………………………………16
3.1問題的提出………………………………………………16
3.2定位基準的選擇…………………………………………16
3.3切削力及夾緊力計算……………………………………17
3.4定位誤差分析……………………………………………19
3.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計…………………………………19
3.6夾具設(shè)計及操作簡要說明………………………………23
總 結(jié)………………………………………………………………25
致 謝………………………………………………………………26
參考文獻 …………………………………………………………27
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(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)。
支架的加工工藝規(guī)程及其銑的夾具設(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。
一、 零件的分析
1.1 零件的作用
支架的作用，待查
1.2 零件的工藝分析
支架有3組加工面且有位置度要求。
1：以Φ70底面為基準的加工面，這組加工面主要的是上下端面，
2：以Φ70外圓和Φ30外圓為基準的加工面，這組加工面主要Φ
30的孔。
3;以Φ30孔為基準的加工面，這組加工面主要剩余的其他各面和孔及槽
二. 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。
2.2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。
粗基準的選擇：對支架這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關(guān)重要。以零件的上端的不加工平面作為粗基準。支架外輪廓用短V形塊定位，可以消除、兩個自由度，再用一個底面定位，精基準的選擇：根據(jù)基準重合原則，選取泵體外輪廓及已加工的底面作為精基準。
2.3 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。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：
方案：
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：時效處理
工序Ⅲ：粗銑ф30mm的孔底端面
工序Ⅳ：粗銑ф30mm的孔上端面
工序Ⅴ：鉆.擴.鉸ф30mm孔及上端處倒角
工序Ⅵ：鉆M10的螺紋底孔
工序Ⅶ：锪ф11mm孔
工序Ⅷ：銑削3mm的槽
工序Ⅸ：銑削2mm的槽
工序X：鉆削M6的螺紋底孔
工序XI：鉆ф8mm孔
工序XII：攻螺紋M10和M6
工序XIII：終檢，入庫
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
支架材料為HT200，重量為3.074Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。
1、 不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。
2、 支架的底面
由于支架底面要與其他接觸面接觸。作為后序的基準，所以要進行精銑，其加工余量為2.5mm。
3、支架的軸孔
毛坯為除了兩個大孔外的實心，其他不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量
2.5 確定切削用量及基本工時
工序I：鑄造
工序II：時效處理
工序Ⅲ：粗銑ф30mm的孔底端面
1. 選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
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)準選?。?50
當(dāng)＝750r/min時
按機床標(biāo)準選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
工序Ⅳ：粗銑ф30mm的孔上端面
1. 選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則
5） 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)準選取＝750
當(dāng)＝750r/min時
按機床標(biāo)準選取
6） 計算工時
切削工時：l=70 ，，則機動工時為
工序Ⅴ：鉆.擴.鉸ф30mm孔及上端處倒角
工步一：鉆Φ28mm孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，d=Φ28時，。由于本零件在加工Φ28孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)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Φ29.85mm孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，d=Φ29.85時，。由于本零件在加工Φ29.85孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步三：鉸孔至Φ30mm
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，d=Φ30時，。由于本零件在加工Φ30孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工序VI：鉆M10的螺紋底孔
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=8.5mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
工序VII：锪孔Φ11mm
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，d=Φ11時，。由于本零件在加工Φ11孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工序VIII：銑削3mm的槽
臥式銑床X62
選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則
7） 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)準選?。?450
當(dāng)＝1450r/min時
按機床標(biāo)準選取
8） 計算工時
切削工時： ，，則機動工時為
工序IX：銑削2mm的槽
臥式銑床X62
選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則
9） 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)準選?。?450
當(dāng)＝1450r/min時
按機床標(biāo)準選取
10） 計算工時
切削工時： ，，則機動工時為
工序X：鉆削M6的螺紋底孔
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=5mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
工序XI：鉆Φ8mm的孔
選擇Φ8mm高速鋼錐柄標(biāo)準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按機床選?。ā豆に嚒繁?.2－5）
實際切削速度：
基本工時：
工序XII：攻絲M10，M6
工步一：攻螺紋M10mm 。
按機床選取，則
機動時 ，，
攻M10絲孔
工步二：攻絲M6
攻螺紋M6mm 。
按機床選取，則
機動時 ，，
攻M6孔
工序XIII：終檢，入庫
三、 夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計和第IV工序的銑Φ30孔上端面的銑床夾具。
銑Φ30孔上端面的夾具
3.1：問題的提出
本夾具主要用于銑Φ30孔的上端面，因為Φ30孔的上端面在第IV工序，只加工了Φ30孔的上端面，因此定位基準不好選擇，自身和其他沒有位置度要求，我們采用沒加工的Φ26孔，Φ30外圓及其端面作為定位基準。
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(zhì)量?；鶞蔬x擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)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(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用Φ26的孔，Φ30的外圓及其端面作為定位基準
3.3 切削力及夾緊力計算
（1）刀具： 采用端銑刀 φ50mm z=24,
機床： x51W立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=16mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
3.4 定位誤差分析
工件的工序基準為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一活動V型塊，一擋快定位，工件始終靠近擋塊的一面。但是，由于此道工序后還有精加工，因此本道工序要求不高，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
3.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
14
-0.014
-0.045
20
8
3
10
5.7
13
+0.023
4
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用圓形對刀塊。圓形對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：
圖 3.4 對刀塊圖
對刀塊尺寸如下
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
2
-0.006
0.25
3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了活動V型塊的夾緊方式。本工序為銑切削余量小，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(jié)構(gòu)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，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。
裝配圖附圖如下：
夾具體零件圖附圖如下：
總 結(jié)
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匪淺的，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，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
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(shè)計。
這次設(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，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(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，她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，她不僅在學(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，她的治學(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。
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(shè)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(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年
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