【K137】夾具座工藝及鉆2-M8孔夾具設計[含cad高清圖紙文檔資料所見所得]

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In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide all processes equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, the guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error of fixture structure, rationality and deficiency, and later in the design of improved.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 錄序言1一. 零件分析 2二. 工藝規(guī)程設計32.1確定毛坯的制造形式 32.2基面的選擇傳 42.3制定工藝路線 52.4確定切削用量及基本工時 7三 夾具設計 263.1問題的提出263.2定位基準的選擇263.3切削力及夾緊力計算263.4定位誤差分析263.5鉆套的設計283.6夾具設計及操作簡要說明29總 結31致 謝32參考文獻 33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)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻2-M8螺紋的工裝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(zhì)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(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)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、 零件的分析夾具座共有八組加工表面，現(xiàn)分述如下： 1. 320155面2. 105兩側面及32025面3. 6-9孔、6-134. 32038面5. 32067面6. 6-M8螺紋深207. 26錐孔8. 2-M8螺紋二. 工藝規(guī)程設計 2.1 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，對毛坯初步設計如下： 1. 320155面320155面，表面粗糙度為Ra0.8，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-4，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=0.1mm2. 105兩側面及32025面105兩側面及32025面，查機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-4，知鑄件機械加工余量Z=3.0mm.3. 6-9孔、6-13孔6-9孔、6-13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=0.5mm精銑 單邊余量Z=0.4mm磨削 單邊余量Z=0.1mm5. 32067面32067面，表面粗糙度Ra1.6，查機械制造工藝設計簡明手冊表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=0.2mm6. 6-M8螺紋深206-M8螺紋深20，螺紋尺寸不大，采用實心鑄造。7. 26錐孔26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。2.2 基面的選擇的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設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。 粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關重要。為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應選擇重要表面為粗基準。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。對于精基準而言，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。 2.3 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。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(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，還應當考慮經(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105兩側面及32025面工序05：鉆6-9孔、擴9孔到13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26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6-9孔、擴9孔到13工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20工序09：與件3配作26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6-9孔、擴9孔到13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，簡化了夾具設計，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105兩側面及32025面工序05：鉆6-9孔、擴9孔到13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26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2.4 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 ，則按機床標準選取675當675r/min時按機床標準選取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 ，則按機床標準選取675當675r/min時按機床標準選取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 ，則按機床標準選取675當675r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序04：銑105兩側面及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 ，則按機床標準選取500當500r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序05：鉆6-9孔、擴9孔到13工步一：鉆6-9孔1、加工條件加工材料: HT150，硬度200220HBS，鑄件。工藝要求：孔徑d=9mm。通孔，精度H12H13,用乳化液冷卻。機床：選用Z3025鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=13mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)切削用量手冊表2.1及表2.2）：標準鉆頭，后角，橫刃長度，弧面長度。3選擇切削用量（1）選擇進給量按加工要求決定進給量：根據(jù)切削用量手冊表2.7，當鑄鐵硬度200H有。（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表2.15，當鑄鐵硬度=200220HBS時， , 時，。 切削速度的修正系數(shù)為：，故 =477.7r/mm 根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見簡明手冊表4.2-12）可選擇n=500r/mm， 。4計算基本工時根據(jù)公式式中，l=15mm，入切量及超切量由切削用量手冊表2.29查出，計算得， L=（15+6）mm=21mm 故有： t=0.105min總的時間：T=6t=0.630min工步二：擴9孔到13確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當鋼的，d=9時，=0.100.35mm/r。由于本零件在加工13孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)3025機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以=1837.3(m/min)根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 =73.4(m/min)切削工時：=8，=2.0, =0，則機動工時為=0.022 (min)總的時間：T=6t=0.133min工序06：粗銑、半精銑、精銑32019面工步一：粗銑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 ，則按機床標準選取1600當1600r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工步二：半精銑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 ，則按機床標準選取1600當1600r/min時按機床標準選取3） 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 ，則按機床標準選取1600當1600r/min時按機床標準選取3） 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 ，則按機床標準選取375當375r/min時按機床標準選取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 ，則按機床標準選取375當375r/min時按機床標準選取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. 決定銑削用量1）決定銑削深度1） 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 ，則按機床標準選取375當375r/min時按機床標準選取2） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20工步一：鉆6-M8螺紋底孔6.8 選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216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26錐孔1、加工條件加工材料: HT150，硬度200220HBS，鑄件。工藝要求：孔徑d=6mm。通孔，精度H12H13,用乳化液冷卻。機床：選用Z3025鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=13mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)切削用量手冊表2.1及表2.2）：標準鉆頭，后角，橫刃長度，弧面長度。3選擇切削用量（1）選擇進給量按加工要求決定進給量：根據(jù)切削用量手冊表2.7，當鑄鐵硬度200H有。（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表2.15，當鑄鐵硬度=200220HBS時， , 時，。 切削速度的修正系數(shù)為：，故 =716.6r/mm 根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見簡明手冊表4.2-12）可選擇n=700r/mm，v=14.6m/min。4計算基本工時根據(jù)公式式中，l=15mm，入切量及超切量由切削用量手冊表2.29查出，計算得， L=（15+6）mm=21mm 故有： t=0.075min總的時間：T2t=0.150min工序10：鉆、攻2-M8螺紋工步一：鉆2-M8螺紋底孔6.8 選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取n=375r/min 基本工時：總的工時：T=2t=0.484min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=2t=0.096min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4.82到表4.88，則結果為 WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd）（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12：磨32038面工件材料：灰鑄鐵HT150加工要求：磨32038面 機床：平面磨床M215A 刀具：砂輪 量具：千分尺（4） 選擇砂輪見工藝手冊表4.82到表4.88，則結果為 WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd）（5） 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（6） 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：入庫三、 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。有老師分配的任務，我被要求設計工序10：鉆、攻2-M8螺紋的夾具設計，選用機床：Z525立式鉆床3.1、問題提出本夾具主要用來鉆、攻2-M8螺紋，生產(chǎn)批量：中大比量，鉆、攻2-M8螺紋與其他面沒有任何位置度要求，設計時主要考慮效率上。3.2 定位基準的選擇以加工后的9孔和320155的端面作為定位基準進行定位。3.3定位元件的設計本工序選用的定位基準為二孔、一平面定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對一面兩銷進行設計。3.4切削力和夾緊力的計算1、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 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=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，3.5:定位誤差分析(1)移動時基準位移誤差 （式5-5）式中： 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷孔與工件9孔最小配合間隙代入（式5-5）得： =0.019+0-0.015 =0.004（mm） (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6）式中： 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷孔與定位銷最小配合間隙 削邊銷孔的最大偏差 削邊銷孔的最小偏差 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中： 則代入（式5-6）得：則： 3.6夾具設計及簡要操作說明 本工件采用圓柱銷定位，通過圓柱銷和工件的過盈配合來固定工件，通過一削邊銷防止工件轉(zhuǎn)動，這們工件被完全定位。這樣操作更加簡單，迅速，特別適合大批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求裝配圖附圖如下：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，為我們踏入畢業(yè)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(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，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課程設計。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，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W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，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(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，他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 34 頁 共 31 頁