刀桿加工工藝及鉆Ф12孔夾具設計【含CAD高清圖紙和說明書】

刀桿加工工藝及鉆Ф12孔夾具設計【含CAD高清圖紙和說明書】,含CAD高清圖紙和說明書,加工,工藝,12,十二,夾具,設計,cad,高清,圖紙,以及,說明書,仿單 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定刀具（圖 5-22）的加工工藝， 設計 鉆鉸 12 孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機電一體化技術 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 目 錄 目 錄 ......................................................................................................................................2 序 言 ..............................................................................................................................................3 1 零件的分析 ..............................................................................................................................3 1.1 零件的作用 ......................................................................................................................3 1.2 零件的工藝分析 ..............................................................................................................3 2.毛坯的選擇 .................................................................................................................................4 3.機械加工工藝規(guī)程設計 .............................................................................................................5 3.1 定位基準的選擇 ...............................................................................................................5 3.2 加工方法的選擇 ...............................................................................................................5 3.3 制定工藝路線 ...................................................................................................................7 4.機械加工設備的選擇 .................................................................................................................8 4.1 確定機床設備、工件夾具和量具 ...................................................................................8 5.確定加工余量和工序尺寸（單位：MM） ...................................................................................8 6.確定切削用量和工時 ..............................................................................................................10 6.1 工序 2：粗車削端面、外圓和退刀槽 ...........................................................................10 6.2 工序 3：精車削端面、外圓 ...........................................................................................15 6.3 工序 5：粗銑、半精銑前后側面、正面、長方形端面： ...........................................19 6.3 工序 6：鉆兩側面 12 的通孔、兩側面 4H7 的通孔、底端面 10H9 的孔、 10H7，正面深度為 20MM的孔、弧面 M8 的螺紋孔； .......................................................20 第 7 章 鉆小孔夾具設計 ............................................................................................................23 7.1 設計要求 ...........................................................................................................................23 7.2 夾具設計 ...........................................................................................................................23 7.3.1 定位基準的選擇 ....................................................................................................23 7.3.2 切削力及夾緊力的計算 ........................................................................................23 3.3 定位誤差的分析 ...............................................................................................................26 7.4 夾具設計及操作的簡要說明 ...........................................................................................27 結 論 ............................................................................................................................................29 參考文獻 ......................................................................................................................................30 致 謝 .................................................................................................................................-3 0 - 序 言 機械制造技術是我們機械學學生的一門重要的專業(yè)課程，機械制造是 我們機電專業(yè)大部分學生的就業(yè)方向。這次課程設計是我們在畢業(yè)前對機 械制造技術的一次系統(tǒng)復習，理論聯(lián)系實際的一次實訓，是我們四年的大 學中一個不可缺少的部分。 這次課程設計對我們以后的工作也是一次很好的練習，讓我們?yōu)橐院?的工作留下了寶貴經驗。 由于初學能力有限，很多地方做的有誤的地方，懇請老師給與指導。 1 零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是 C6132 車床或 CA6140 車床的刀桿，它裝在普通 車床主軸上的，主要作用是利用彈簧夾頭彈性原理 來夾持一些直徑較小、 精度要求較高的零件。 1.2 零件的工藝分析 該刀桿屬于軸類零件，結構較簡單，但精度要求較高。從零件圖的分 析可以知道，零件的表面大都由一系列的規(guī)則的直線組成，因此選擇通用 的加工方法即可（查機械制造工藝設計簡明手冊 ） 。軸類零件的主要加 工表面為： 1.以 22h6 軸為中心的加工表面，包括尺寸為 M20 x1.5 的螺紋面,尺 寸為 3x1.5 的退刀槽，尺寸為 22h6 的軸頸，表面粗糙度為 0.8, 尺寸 為 2x0.5 的退刀槽，尺寸為 25js6 的軸頭，表面粗糙度為 0.8，尺寸為 1x0.5 的退刀槽，尺寸為 35 的軸肩，表面粗糙度為 0.8。 2.以軸肩面為基面，以 22h6 軸為中心，加工剩余軸下部分各表面， 底面表面粗糙度為 3.2，該部分高 50mm，厚 26mm，長 38mm，弧面 R=15, 圓角 R=3。 3. 以軸肩面為基面，加工孔：12mm，與軸肩面垂直距離為 30mm 的 孔，8mm，與側面垂直距離為 8mm，表面粗糙度為 1.6 的孔，10H7， 深度 22mm 的鉆孔，8m，與軸肩面垂直距離為 40mm 的螺紋孔，底面 10H9 的孔，各孔位置具體如零件圖所示。 其它未注表面的粗糙度要求為 6.3,粗加工可滿足要求。由以上分析可 知，可以先加工軸表面，然后借助專用夾具加工剩余軸下部分，保證它們 之間的位置精度要求。 2.毛坯的選擇 設計題目給定的零件是 CA6140 車床的刀桿，該車床年產量為 8000 臺， 設其備品率 A 為 10，機械加工費品率 B 為 1，則該零件的年生產綱領 為： N=8.000(1+10+1)=8880(件/年) 根據生產類型與生產綱領的關系可知該產品為大批大量生產。 該刀桿形狀不復雜，尺寸較小，不屬于精密零件或制造要求高的零件， 又是大批大量生產。因此由表 2-6（機械制造技術基礎）采用 45 鋼 精軋圓棒料即可。 通過查表 2.2-34（機械制造工藝設計簡明手冊）得，毛坯直徑應 選 45mm，又由表 2.2-35 得知，所下棒料切斷時應留 2mm 余量，加工余量 每端留 4mm，兩端總共應留 10mm 余量，故毛坯的長度為 230mm。最終毛坯 應選擇 55230 的 45 鋼精軋圓棒料。 設計、繪制毛坯圖： 3.機械加工工藝規(guī)程設計 3.1 定位基準的選擇 第一道工序保證長度 215mm 時，選擇端面作為定位基準，兩個端面 互為精基準。而加工外圓時以軸線為定位基準，同時軸線也為工序基準。 而加工剩余軸下部分時以軸肩面為定位基準，軸線為工序基準。加工孔時 以軸肩面、軸線為定位基準，符合基準重合原則。 3.2 加工方法的選擇 該零件需要加工的部分主要為： 兩端面，使用 45角車刀車削。下端面 Ra=3.2，公差未給出，按 簡明公差標準應用手冊 關于經濟加工精度部分取為 IT8，查表知需4 先粗車，再半精車。 1.加工 M20 x1.5 的外螺紋，使用螺紋車刀車削。公差 IT8，Ra=3.2， 需粗車，半精車。 2.加工寬 3mm 深 1.5mm 的退刀槽，使用切斷刀車削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗車。 3.加工 22 的軸頸，使用外圓車刀車削。公差取 IT6，Ra=0.8，需 粗車，半精車，精車。 4.加工寬 2mm 深 1.5mm 的退刀槽，使用切斷刀車削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗車及半精車。 5.加工 25 的軸頭，使用外圓車刀車削。公差取 IT6，Ra=0.8，需 粗車，半精車，精車，磨削。 6.加工寬 1mm 深 1.5mm 的退刀槽，使用切斷刀車削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗車。 7.加工 35 的軸肩，使用外圓車刀車削。公差取 IT6，Ra=0.8，需 粗車，半精車，精車，磨削。 8.加工弧面，使用特形面銑刀洗削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗銑， 半精銑。 9.加工前側面（即弧面的兩側面之一） ，使用銑刀銑削。公差取 IT10， Ra=6.3 ，需粗銑，半精銑。 10.加工后側面（即弧面的兩側面之一） ，使用銑刀銑削。公差取 IT10，Ra=6.3，需粗銑，半精銑。 11.加工正面（即弧面對面） ，使用銑刀銑削。公差取 IT10，Ra=6.3，需粗銑，半精銑。 12.加工寬為 2mm，深度大于 8mm 的間槽，使用銑刀銑削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗銑，半精銑。 13.加工兩側面 12 的通孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT10，Ra=6.3，需鉆孔，擴孔。 14.加工兩側面 4H7 的通孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT8，Ra=1.6，需鉆孔，鉸孔，精鉸孔。 15.加工底端面 10H9 的孔, 深度為 50，使用鉆床鉆孔。公差取 IT10，Ra=6.3，需鉆孔，擴孔。 16.加工正面 10H7，深度為 20mm 的孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT8，Ra=6.3，需鉆孔，鉸孔，精鉸孔。 16.加工弧面 M8 的螺紋孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT8，Ra=1.6，需 鉆孔，鉸孔，精鉸孔。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精 度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為大 批大量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使 工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成 本盡量下降。工藝路線方案如下： 工序 1：正火熱處理 工序 2：以長方形端面（棒料毛坯的一端）及其外圓面定位，粗車螺紋端 面、軸頸 22h6、軸頭 25js6、軸肩 35 及其端面（另一端） ，粗車 3x1.5mm、2x0.5mm 以及 1x0.5mm 退刀槽,以粗車后的螺紋 端面及其外圓定位，粗車長方形端面,倒角； 工序 3：以粗車后的長方形端面及其外圓面定位，半精車、精車螺紋端面、 軸頸 22h6、軸頭 25js6、軸肩 35 及其端面（另一端），倒 角； 工序 4：粗車，半精車，精車螺紋 M20 x1.5； 工序 5：以精車后的軸肩端面及其外圓定位，粗銑、半精銑前后側面、正 面、長方形端面,以精車后的軸肩端面及其外圓定位,粗銑弧面； 工序 6：以精車后的軸肩端面及工件中心定位，鉆兩側面 12 的通孔、 兩側面 4H7 的通孔、底端面 10H9 的孔、10H7，正面深度為 20mm 的孔、弧面 M8 的螺紋孔； 工序 7：以精車后的軸肩端面及工件中心定位，鉸、精鉸兩側面 4H7 的 通孔、10H7，正面深度為 20mm 的孔、弧面 M8 的螺紋孔； 工序 8：以精車后的軸肩端面及工件中心定位，擴兩側面 12 的通孔、 底端面 10H9 的孔。 工序 9：以精車后的軸肩端面及其外圓定位，粗銑、半精銑寬為 2mm，深 度大于 8mm 的間槽 工藝 10：鉗 工 去 毛 刺 工 藝 11： 檢測入庫 4.機械加工設備的選擇 4.1 確定機床設備、工件夾具和量具 （1）確定機床設備 工 序 2、 3、 4 是 粗 車 、 半 精 車 和 精 車 ， 車 螺 紋 ， 零 件 外 輪 廓 尺 寸 不 大 ， 又 是 回 轉 體 ， 選 用 C620-1 型 臥 式 車 床 。 工 序 5、 9 是 銑 平 面 和 間 槽 ， 選 用 XA5302 型 臥 式 銑 床 。 其 余 加 工 工 序 是 鉆 孔 ， 所 以 選 用 Z525 型 立 式 鉆 床 。 （2）工件夾具 車削工序中該工件要以一端面和一外圓表面定位，設計采用專用的彈 簧卡頭式夾具。 （3）量具的選擇 測量外圓時采用分度值 0.01，測量范圍 50-100mm 的游標卡尺。測量 長度時采用最小單位為 1mm 的直尺。檢測螺紋時使用螺紋量規(guī)。 5.確定加工余量和工序尺寸（單位：mm） 1.兩端面，查機械制造工藝與機床夾具課程設計指導表 2-4： 工序名 稱 工序間余 量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 粗車 15 IT13 215 215 - 2.軸頸 22h6， 查表 2-4 3.軸頭 25js6,查 表 2-4 4. 軸肩 35， 查表 2-4 5.退刀槽 3x1.5mm ，查表 2-4 00.09 毛坯 - - 230 230 工序名 稱 工序間余 量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 22 22 -00.025 半精車 1.9/2 IT10 22 22 -00.1 粗車 11.1/2 IT13 23.9 23.9 - 00.39 毛坯 - - 45 45 工序名 稱 工序間余 量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 25 25 -00.025 半精車 1.9/2 IT10 25 25 -00.1 粗車 8.1/2 IT13 26.9 26.9 -00.39 毛坯 - - 45 45 工序名 稱 工序間 余量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 35 35 -00.025 半精車 1.9/2 IT10 35 35 -00.1 粗車 8.1/2 IT13 36.9 36.9 -00.39 毛坯 - - 45 45 6.前后 側面， 查表 2-6 7.正面， 查表 2-6 8.螺紋 加工，查 表 2-4 9.兩側面 12 的通 孔，查表 2-5 工序名 稱 工序間余量 (兩對面余量 之和) 工序達到 的公差 基本尺寸 入體標注 （內切圓 直徑） 粗車 3/2 IT13 17 19 -00.39 毛坯 - - 20 20 工序名 稱 工序間 余量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 半精銑 1.9 IT10 26 26 -00.1 粗銑 8.1 IT13 27.9 27.9 -00.39 毛坯 - - 45 45 工序名 稱 工序間余 量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 半精銑 1.9 IT10 17 17 -00.1 粗銑 3.6 IT13 18.9 18.9 -00.39 工序名 稱 工序間余 量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 M20 x1.5 M20 x1.5 半精車 1.9/2 IT10 20.1 22 -00.1 粗車 1 IT13 22 22 -00.39 毛坯 - - 22 22 -00.025 10.10H 7，正面 深度為 20mm 的 孔，查表 2-5 6.確 定切 削用 量和 工時 6.1 工 序 2： 粗車削 端面、 外圓和退刀槽 本工序采用計算法確定切削用量 （1）加工條件 工件材料：45 鋼精軋圓棒料,正火。 加工要求：粗車螺紋端面，軸頸 22h6、軸頭 25js6、軸肩 35 外圓面，粗車 3x1.5mm、2x0.5mm 以及 1x0.5mm 退刀槽，表面粗糙度值 R a 為 6.3。 機床：C620 1 臥式車床。 刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mmx25mm, k =90,r r =15 =12 r =0.5mm。00R （2）計算切削用量 1）粗車螺紋端面 1.確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的最大加工余量為 15mm，則毛坯長度方向單邊余量為 7.5mm,分兩次加工完成,?。?a =4mm。p 工序名 稱 工序間余 量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 擴孔 1.5/2 IT10 12 12 +0.006 鉆孔 10.5/2 IT13 10.5 10.5 +00.23 毛坯 - - 0 0 工序名 稱 工序間 余量 工序達到的公 差 基本尺寸 入體標注 精鉸孔 0.5/2 IT7 10 10 +0.0015 鉸孔 1.5/2 IT10 9.5 9.5 +0.006 鉆孔 8/2 IT13 8 8 +00.2 3 毛坯 - - 0 0 2.確定進給量 f: 根據切削用量簡明手冊 （第三版）表 1.4,當刀桿 16mmx25mm, a FJ 需。 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題 已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設 置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任 務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在 切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量 和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾 正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳 遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞 力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動 夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件， 或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一 種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此 他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊 工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變 化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具 中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊 移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板， 實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的 移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便 于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓 緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻51226 可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計 算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 tgtQLWz 式中參數由參考文獻5可查得： 6.2.76zr90105229 螺旋夾緊力： 048()N 該夾具采用夾緊機構， 由上述計算易得： KW 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作 方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 3.3 定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序 所規(guī)定的尺寸公差。 gwj 與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 定位誤差 ： 11minDWd 2i 2min. DdJarctgL 其中： ，10.52Dm20D ，d .3d ， inin4 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 7.4 夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要 更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，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動自由度。 夾具體是夾具的基礎件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一 基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度 和強度，同時結構工藝性要好。 由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度 的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取 HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內應力。 由于工件采用 V 型塊定位外圓面，這就要求 V 型塊固定在一個與水平 面成 45的支撐面上。我們可以采用加工一有 45面的支撐塊固定在夾 具體上，經過切削加工達到我們要求的定位尺寸。 結 論 通過近一個月的畢業(yè)設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步 驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也 提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液 壓設計的整個過程。 在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹的態(tài)度， 主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網上搜索一些相關的資料和 相關產品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也 是最難的一次。在設計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改， 我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有 老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了設計。 本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入， 具體如下： （1）缺乏實際工廠經驗，對一些參數和元件的選用可能不是非常合 理，有一定的浪費。 （2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。 （3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數據采集和 控制上還有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不 明確。 參考文獻 1 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1983. 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