K138-套的工藝及鉆2-M8孔夾具設計【套筒 軸套】【沈陽理工】【含CAD圖紙+PDF圖紙+文檔】
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遼寧工程技術大學課程設計17梧州學院機 械 制 造 技 術 基 礎課 程 設 計題 目:套加工工藝規(guī)程及鉆、攻2-M8螺紋的專用夾具設計 班級: 姓名: 指導教師: 完成日期: 成 績 評 定 表學生姓名班級學號專 業(yè)課程設計題目評語組長簽字:成績?nèi)掌?20 年 月 日學 院機械學院專 業(yè)機械設計制造及其自動化學生姓名班級學號課程設計題目 零件的工藝規(guī)程及夾具設計實踐教學要求與任務:1. 完成加工零件的零件圖及毛坯圖各一張(A3或A4);2. 編制工藝規(guī)程,完成機械加工工藝流程圖一張(A0或A1);3. 完成三道重要加工工序卡片和一張質(zhì)量檢驗卡片;4. 完成專用夾具設計一套,繪制專用夾具裝配圖一張(A0或A1);5. 繪制一張專用夾具的零件圖(A2或A3);6. 編寫設計說明書一份(不少于15頁);7. 課程設計答辯。工作計劃與進度安排:機械制造技術基礎課程設計總用時2.5周。12月3日:課程設計總體講解,布置課程設計任務,查閱資料;12月4-6日:完成加工零件的零件圖,熟悉零件的特性;完成加工零件的毛坯圖;12月7-10日:完成工藝流程圖;12月11-15日:完成專用夾具裝配圖及零件圖;12月16日:完成工序卡及檢驗卡;12月17-18日:完成設計說明書;12月19日:課程設計答辯。指導教師: 201 年 月 日專業(yè)負責人:201 年 月 日學院教學副院長:201 年 月 日摘要本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。套的工藝規(guī)程及鉆、攻2-M8螺紋的工裝夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析,了解零件的工藝再設計出毛坯的結構,并選擇好零件的加工基準,設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計,選擇設計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導元件、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,分析夾具結構的合理性與不足之處,并在以后設計中注意改進。關鍵詞:工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。AbstractThe design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.Set procedure and drilling, tapping thread of 2-M8 fixture design including machining process design, process design and fixture design in three parts. 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.Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error.目 錄1、套的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定11.1、套的用途11.2、套的技術要求:21.3、審查套的工藝性22、確定毛胚、繪制毛胚簡圖32.1選擇毛胚32.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量32.2.1公差等級32.2.2套鑄造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3繪制套毛坯簡圖43、擬定泵套工藝路線53.1、定位基準的選擇53.1.1精基準的選擇53.1.2粗基準的選擇53.2 、表面加工方法的確定63.3、加工階段的劃分63.4、工序的集中與分散63.5、工序順序的安排63.5.1機械加工工序63.5.2熱處理工序63.5.3輔助工序63.6、確定工藝路線74、加工余量、工序尺寸和工差的確定85、切削用量、時間定額的計算95.1、切削用量的計算95.2、時間定額的計算105.2.1基本時間tj的計算105.2.2輔助時間ta的計算105.2.3. 其他時間的計算105.2.4單件時間tdj的計算116.夾具設計126.1提出問題126.2設計思想136.3夾具設計136.3.1定位分析136.3.2切削力及夾緊力的計算136.3.3夾具操作說明157. 體會與展望16參考文獻171、套的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1、套的用途1零件的作用軸套 起保護作用,防止軸磨損,只更換軸套,節(jié)約成本。2零件的工藝分析該零件為套,安裝主軸,形狀一般,精度要求并不高,零件的主要技術要求分析如下:由零件圖可知,零件的40j7內(nèi)孔面、25F9內(nèi)孔面和56js6外圓面,粗糙度分別為Ra1.6、Ra1.6和Ra0.8,其余的表面精度為Ra3.2。25F9與基準A的同軸度公差為0.040,尺寸43的表面與基準A的垂直度公差0.030,56js6外圓面與基準A公差0.030.1.2、套的技術要求:該套的各項技術要求如下表所示:加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)56外圓面56IT70.856右端面56IT83.256左端面56IT83.225內(nèi)孔面25IT71.6 40內(nèi)孔面40IT71.6 10內(nèi)孔面10IT83.2截面43IT83.2 2-M8螺紋2-M8螺紋IT81.3、審查泵套的工藝性該套結構簡單,形狀普通,屬一般的軸類零件。主要加工表面有40j7內(nèi)孔面、25F9內(nèi)孔面和56js6外圓面,粗糙度分別為Ra1.6、Ra1.6和Ra0.8,其余粗糙度Ra3.2,25F9與基準A的同軸度公差為0.040,尺寸43的表面與基準A的垂直度公差0.030,56js6外圓面與基準A公差0.030.再設計工藝的時要考慮在內(nèi)。該零件除主要加工表面外,其余的表面加工精度均較低,不需要高精度機床加工,通過車削、鉆削的粗加工就可以達到加工要求。由此可見,該零件的加工工藝性較好。2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚零件材料為45鋼,考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結構又比較簡單,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),故選擇鍛件。選用鍛件尺寸公差等級為CT8。這對提高生產(chǎn)率,保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排調(diào)質(zhì)處理。2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量由表2-1至表2-5可知,可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。2.2.1公差等級由泵套的功用和技術要求,確定該零件的公差等級為CT=10。2.2.2套鍛造毛坯尺寸工差及加工余量加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量/mm說明56外圓面56mmH1.0雙側加工56右端面53mmH1.0單邊余量56左端面53mmH1.0單邊余量25內(nèi)孔面25mmF1.0雙側加工40內(nèi)孔面40mm j1.0雙側加工10內(nèi)孔面10mmH5.0雙側加工2-M8螺紋M8mmH4.0雙側加工加工表面零件毛坯尺寸公差56外圓面58mm雙側加工56右端面54mm單側加工56左端面55mm單側加工25內(nèi)孔面23mm雙側加工40內(nèi)孔面38mm雙側加工10內(nèi)孔面0mm雙側加工2-M8螺紋0mm雙側加工2.2.3繪制套毛坯簡圖3、擬定套工藝路線3.1、定位基準的選擇3.1.1精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便,依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則,以粗加工后的56外圓面為主要的定位精基準,即以套的56外圓面為精基準。3.1.2粗基準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,套以40的內(nèi)孔面及其端面作為定位粗基準。3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)泵套零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,確定加工件各表面的加工方法,如下表所示:加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案56外圓面IT70.8粗車、半精車、精車、磨56右端面IT83.2粗車、半精車56左端面IT83.2粗車、半精車 25內(nèi)孔面IT71.6擴、鉸40內(nèi)孔面IT71.6擴、鉸 10錐孔IT83.2鉆 截面IT83.2粗銑、精銑 2-M8螺紋IT8鉆、攻絲3.3、加工階段的劃分該套加工質(zhì)量要求一般,可將加工階段劃分為粗加工、精加工兩個階段。在粗加工階段,首先將精基準(套56外圓面和40孔)準備好,使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工,保證其他表面的精度要求;然后車削56端面、2-M8螺紋。在精加工階段,完成套的40孔精加工和56端面的加工。3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排泵套的加工工序。該套的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),可以采用普通機床配以能用夾具、專用夾具,以提高生產(chǎn)率;而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少,不但可縮短輔助時間,而且由于在一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1機械加工工序(1)遵循“先基準后其他”原則,首先加工精基準56外圓面。(2)遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。(3)遵循“先面后孔”原則,先加工56外圓面及其端面,再擴、鉸25F9及40j7孔,接著鉆10錐孔,銑截面,鉆、攻2-M8螺紋,最后磨56js6外圓面。3.5.2熱處理工序 鍛造成型后,對鍛件進行調(diào)質(zhì)處理,淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500-650之間進行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能,材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整,其強度、塑性和韌性都較好,具有良好的綜合機械性能。3.5.3輔助工序在半精加工后,安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述,該套工序的安排順序為:在、熱處理基準加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上,下表列出了套的工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備10段造毛坯鍛造20 熱處理調(diào)質(zhì)處理30車粗車、半精車、精車56外圓面CA6140臥式車床車刀、游標卡尺40車粗車、精車56右端面CA6140臥式車床車刀、游標卡尺50車粗車、精車56左端面 CA6140臥式車床車刀、游標卡尺60鉆擴、鉸25F9、40j7孔Z525立式鉆床擴孔刀、鉸刀、游標卡尺70鉆配作10孔Z525立式鉆床麻花鉆、游標卡尺80銑粗銑、精銑截面X51立式銑床立銑刀、游標卡尺90鉆鉆、攻2-M8螺紋Z525立式鉆床麻花鉆、絲錐、游標卡尺100磨磨56js6外圓面M1420外圓磨床砂輪、千分尺110去毛刺去毛刺120質(zhì)檢檢驗至圖紙要求130入庫入庫4、加工余量、工序尺寸和工差的確定加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量/mm說明56外圓面56mmjs1.0雙側加工56右端面53mmH1.0單側加工56左端面54mmH1.0單側加工25孔25mmF1.0雙側加工40孔40mmj1.0雙側加工10孔10mmH5.0雙側加工截面43 mmH10單側加工加工表面零件毛坯尺寸公差56外圓面58mm雙側加工56右端面54mm單側加工56左端面55mm單側加工25孔23mm雙側加工40孔38mm雙側加工10孔0mm雙側加工2-M8螺紋0mm雙側加工5、切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆、攻2-M8螺紋孔序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算鉆、攻2-M8螺紋工步一:鉆2-M8螺紋底孔6.81、加工條件加工材料:45鋼,鍛件。工藝要求:孔徑d=6.8mm深10,精度H12H13,用乳化液冷卻。機床:選用Z525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=6.8mm 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,當鋼硬度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 =632.3r/mm 根據(jù)Z525型鉆床技術資料(見簡明手冊表4.2-12)可選擇n=600r/mm,v=13.6mm/min。5.2、時間定額的計算5.2.1基本時間tj的計算 鉆孔工步根據(jù)表5-41,鉆孔的基本時間可由公式tj =L/fn=(10+3.4+2)/fn 求得。式中切削工時 l=10mm; l=2mm; l=ap/2cotkr+(12)=4/2cot54+1.1mm=3.4mm; f=0.3mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式,則該工序的基本時間4.4s。tj =L/fn=(10+3.4+2)/fn=(10+3.4+2)/(0.35600)=0.073min=4.4s5.2.2輔助時間ta的計算根據(jù)第五章第二節(jié)所述,輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為:鉆孔工步的輔助時間為:ta=0.154.4s=0.66s;5.2.3. 其他時間的計算除了作業(yè)時間(基本時間和輔助時間之和)以外,每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于軸承座的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微,可忽略不計;布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%7%,休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%,這里均取3%,則各工序的其他時間可按關系式(3%+3%)(tj+ta)計算,它們分別為:鉆孔工步的其他時間為:tb+tx =6% (4.4s+0.66s)=0.30s;5.2.4單件時間tdj的計算這里的各工序的單件時間分別為:鉆孔工步tdj鉆=4.4s+0.66s+0.30s =5.36s;因此,此工序的單件時間tdj=tdj鉆=5.36s;將上述零件工藝規(guī)程設計的結果,填入工藝文件。6.夾具設計夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備,它廣泛地運用于機械加工,檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中,提高加工精度和生產(chǎn)率,降低制造成本,一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具,是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,從而降低生產(chǎn)成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。6.1提出問題(1)怎樣限制零件的自由度;一個面限制3個自由度,心軸限制2個自由度。(2)怎樣夾緊;設計夾具由螺旋夾緊機構夾緊工件。(3)設計的夾具怎樣排削;此次加工利用麻花鉆,排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。(4)怎樣使夾具使用合理,便于裝卸。6.2設計思想設計必須保證零件的加工精度,保證夾具的操作方便,夾緊可靠,使用安全,有合理的裝卸空間,還要注意機構密封和防塵作用,使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對40孔及其端面進行加工,2-M8螺紋尺寸精度要求為IT8,鉆、攻即可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率,降低勞動強度。6.3夾具設計6.3.1定位分析(1)定位基準的選擇據(jù)夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合,在同一工件的各道工序中,應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工2-M8螺紋時,采用40孔及其端面作為定位基準。(2)定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與一個心軸定位,因為該定位元件的定位基準為孔的軸線,所以基準重合b=0,由于存在間隙,定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。j=(TD+T d+S)/2=0.0375TD =0.018mmT d =0mmS=0.034mmj=0.023mm6.3.2切削力及夾緊力的計算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=20mm,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,6.3.3夾具操作說明本工件采用心軸定位,通過心軸和工件的孔過盈配合來固定工件。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7. 體會與展望 為期兩周的機械制造工藝學設計即將結束了,兩周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的,通過這兩周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資料,為我們的設計打下了好的基礎。 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,它將是我們設計完成的更出色的關鍵一步。最后,衷心的感謝老師的精心指導和悉心幫助,使我順利的完成此次設計。謝謝!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
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