偏心支座機的械加工工藝規(guī)程及鏜φ25H7孔夾具設計

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偏心支座機械加工工藝規(guī)程和鏜 φ25H7 孔夾具設計 摘要夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。夾具利用率高，經濟性好，對功能組件的使用和數(shù)量少。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設計一套專用夾具是十分有必要的。在設計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設計夾緊機構，夾具的其他組成部分，夾具的結構形式等。本次設計的題目是偏心支座機械加工工藝規(guī)程和鏜 φ25H7 孔夾具設計，根據(jù)老師給的圖紙要求進行工藝設計和夾具設計，在掌握零件作用的基礎上，對零件的工藝進行分析。針對設計給定的題目，設計里面主要對機床夾具進行設計。本夾具體是以保證加工精度，生產效率和便于工人操作為宗旨展開的設計。設計之初我查閱相關數(shù)據(jù)及國內外關于機床夾具的文獻，在看懂零件圖的同時對零件的結構和工藝進行分析，明確粗基準和精基準的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸、從而確定零件的加工工藝過程、計算各工序的切削用量及工時。最終完成了本次設計所需的夾具。關鍵詞：偏心支座；工藝規(guī)程； 夾具設計AbstractFixture is the clamping device for machining parts, and it is an indispensable device for machining parts. The fixture has the advantages of high utilization rate, good economy and less use and quantity of functional components. With the change of the size of parts, more and more fixtures are eliminated. Therefore, it is necessary to design a set of special fixture. In the design of special fixture, we should consider the positioning scheme of workpiece, the clamping scheme of workpiece and the design of clamping mechanism, the other parts of the fixture, the structure of the fixture, etc..The design of this topic is eccentric support machining process specification and boring hole 25H7 hole fixture design, according to the drawings given by the teacher requirements of process design and fixture design, on the basis of mastering the role of parts, the process of parts analysis. For the given design topics, the design of the main machine tool fixture design. This clip is designed to ensure the machining accuracy, production efficiency and easy operation for the purpose of the workers.At the beginning of design I refer to the relevant data and literature at home and abroad on the fixture, structure and process of parts in the read parts map at the same time analysis, clear coarse and fine reference base selection, determine the machining allowance and the size of the blank, so as to determine the parts processing process, calculation of the process of cutting dosage and time. Finally, the fixture needed for the design is completed.Key words: eccentric support; process specification; fixture design目 錄1.支承座零件分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????71.1 支承座零件的作用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????71.2 支承座工藝要求 ?????????????????????? 72.支承座加工工藝路線 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.1 零件毛坯的選擇 ???????????????????? 82.2 確定各表面的加工工藝方案 ??????????????? 82.3 確定定位基準 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.4 加工路線的擬定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83.機床、刀具、量具選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????103.1 毛坯余量及各加工工序余量、尺寸的相關計算 ????????????????????????????????????103.2 切削用量的確定及工時定額 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????104.相關工序的夾具設計?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????184.1 定位夾緊方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????184.2 夾具體與鉆模板 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????184.3 切削力與夾緊力的分析與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????184.4 誤差分析與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????194.5 夾具設計及操作的簡要說明 ????????????????????????????????????????????????????????????????????19結論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20致謝 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21參考文獻?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????221.零件的分析圖 1 - 偏心支座1.1 偏心支座零件的作用偏心支座主要用于連接軸類零件，材料選用 HT200，屬于鑄鐵，含碳量大于 2.11%的鐵碳合金，力學性能比鋼差，但具有優(yōu)良的鑄造性、減震性、耐磨性等特點，加之價格低廉，生產設備和工藝簡單，其優(yōu)勢是鑄造性能優(yōu)異，最適合作為大型殼體類零件。1.2 偏心支座的工藝要求由于該零件結構簡單，表面粗糙度要求不高，故在機械加工時，采用普通銑床加工即可完成零件表面的加工，采用普通鉆床完成工件 100 80 端面上孔?的加工，通過設計專用夾具來完成 Ф25H7 孔的加工。鑄件運用人工時效處理，鑄件表面不得有氣孔、砂眼、縮孔等缺陷。 2 偏心支座加工工藝路線2.1 零件毛坯的選擇零件材料為 HT200，零件成批生產，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 11 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。2.2 確定各表面的加工工藝方案1、100 80 端面，采用立式銑床 X52K，刀具選用端面銑刀，量具選擇游標?卡尺。2、3-Ф9 孔，采用搖臂鉆床 Z3025，刀具選擇麻花鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。3、3-Ф14 沉孔，采用搖臂鉆床 Z3025，刀具選擇锪孔鉆，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。4、Ф40 左端面，采用立式銑床 X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。5、Ф40 右端面，采用立式銑床 X52K，刀具選擇立銑刀，量具選擇游標卡尺。6、Ф25H7，采用臥式銑鏜床 T616，刀具選擇鏜刀，量具選擇錐柄圓柱塞規(guī)。2.3 確定定位基準1、 粗基準的的選擇 根據(jù)粗基準的選擇原則，要亦非加工表面為粗基準，且粗基準只能使用一次，對本工件來說選擇 Ф40 端面、Ф25H7 毛坯孔作為粗基準是非常合理的。2 、精基準的選擇 主要考慮的是基準的重合問題。當設計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。以 Ф9 孔及 100 80 端面作為精基準。?2.4 加工路線的擬定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。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用普通型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。鑄造人工時效處理涂底漆工序 01：銑 100 80 底面?工序 02：鉆 3-Ф9 孔工序 03：锪 Ф14 沉孔工序 04：銑 Ф40 左端面工序 05：銑 Ф40 右端面工序 06：粗鏜——半精鏜——精鏜 Ф25H7 孔去毛刺涂漆檢驗至圖紙要求并入庫3 機床、刀具、量具選擇3.1 毛坯余量及各加工工序余量的計算1、100 80 底面的加工余量?100 80 底面，表面粗糙度為 Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 得，單邊總余量 Z=4.0，查《機械制造工藝設計簡明手冊 》表 1.4-8 得，一步銑削即可滿足其精度要求。2、Ф9 孔的加工余量因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度 Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。3、Ф14 孔的加工余量因孔的尺寸不大，采用實心鑄造，表面粗糙度 Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，一步锪削即可滿足其精度要求。4、Ф40 左端面的加工余量Ф40 左端面，表面粗糙度為 Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 得，單邊總余量 Z=4.0，查《機械制造工藝設計簡明手冊 》表 1.4-8 得，一步銑削即可滿足其精度要求。5、Ф40 右端面的加工余量Ф40 右端面，表面粗糙度為 Ra6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 得，單邊總余量 Z=4.0，查《機械制造工藝設計簡明手冊 》表 1.4-8 得，一步銑削即可滿足其精度要求。6、Φ25H7 孔的加工余量因孔的尺寸不大方，故采用鑄造，表面粗糙度 Ra3.2，精度等級 7H，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7，需要鉆——粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。鉆 單邊余量 2Z=23mm粗鏜 單邊余量 2Z=24.8mm精鏜 單邊余量 2Z=0.2mm7、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。3.2 切削用量的確定及工時定額鑄造人工時效處理涂底漆工序 01：銑 100 80 底面?1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d10?min/95v15?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則r/2.0mfz?in319510dvns ????按機床標準選取 ＝300wn/rmin/2.94in/10vw??i/0i/352. ??znfM查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-37，得 min/980?Mzf3）計算工時 Mzjfl21T??主偏角 時??90rk )2~1(85tg4105.0)2~1()5. 221 ???????? ）（（ rpetgkadl=0.04mm+0.36mm+1.5mm=1.9mm3~12?l銑削輪廓的實際長度（mm), =100mmlmin106.i9802.1T21 ???Mzjfl工序 02：鉆 3-Ф9 孔確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80??時， 。由于本零件在加工 Φ9 孔時屬于低剛度零md90??rm/47.0~39.?件，故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rf /35.2.5...?根據(jù) Z3025 機床說明書，現(xiàn)取 rmf/2.0?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 min/12v?所以in/3901201rdvnws ????根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為mi/2w?in/1.10398.nv???切削工時： ， ， ，l2l5.4?l2則機動工時為min812.0325.94021 ?????ifnltwm工序 03：锪 3-Ф14 沉孔1、加工條件加工材料: HT200，硬度 200~220HBS，鑄件。工藝要求：孔徑 d=14mm。沉孔，精度 H12~H13,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锪刀，其直徑 d=14mm 3．選擇切削用量（1）選擇進給量 f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 。rmf/39.0~.?（2）計算切削速度根據(jù)《切削用量手冊》表 2.15，當鑄鐵硬度 =200～220HBS 時， b?f=0.35mm/r, in/20in/20rvrd??時 ，切削速度的修正系數(shù)為：， ， ， ，.1?TvK.8Mv.75SvK.1tv故 min/5i/0..102kc ????rmrdvn/342/4.30??根據(jù) Z3025 型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表 4.2-12）可選擇n=375r/mm， 。in/6.1rv?4．計算基本工時根據(jù)公式 nfLtm式中， ，l=11mm ，入切量及超切量由 《切削用量手冊》表???yl2.29 查出 ，計算得，my5.2???L=（11+2.5）mm=13.5mm 故有： t= =0.309minin35.071?工序 04：銑 Ф40 左端面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀，刀片采用 YG8,， ， 。map0.2?d120?min/5.v2. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則r/2.0mfz?in31510dvns ????按機床標準選取 ＝300wn/rmin/3.1i/102vw??i/60i/3.??znfM查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-37，得 min/60?Mzf3）計算工時Mzjfl21T??主偏角 時??90rk )3~1(42()3~1((1 ???????eadl=5.66mm+2mm =7.66mm5~2?l銑削輪廓的實際長度（mm), =40mmlmin861.0i64.70T21 ???Mzjfl工序 05：銑 Ф40 右端面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀，刀片采用 YG8,， ， 。map0.2?d120?min/5.v2. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則r/2.0mfz?in31510dvns ????按機床標準選取 ＝300wn/rmin/3.1i/102vw??i/60i/3.??znfM查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-37，得 min/60?Mzf3）計算工時Mzjfl21T??主偏角 時??90rk )3~1(42()3~1((1 ???????eadl =5.66mm+2mm=7.66mm5~2?l銑削輪廓的實際長度（mm), =40mmlmin861.0i64.70T21 ???Mzjfl工序 06：鉆——粗鏜——精鏜 Ф25H7 孔工步一：鉆孔至 Ф23確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80??時， 。由于本零件在加工 Φ23 孔時屬于低剛度md230??rm/47.0~39.?零件，故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rf /35.2.5...?根據(jù) Z3025 機床說明書，現(xiàn)取 mf/.0?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min/5.23v?所以min/3265.10rdvws ????根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/1w?in/8.20351nv???切削工時： ， ， ，ml8l.1?ml2?則機動工時為 in90.3.015221 ?????ifnltwm工步二：粗鏜 Ф23 孔至 Ф24.81．加工條件加工要求：粗鏜 Ф23 孔至 Ф24.8，單側加工余量 Z=0.9mm。機床：T616 臥式銑鏜床和專用夾具。刀具：硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量（1）選擇切削深度 pa由于單側加工余量 Z=0.9mm，故可在一次鏜去全部余量，則 =0.9mmap(2)選擇進給量 zf根據(jù)【6】 《實用機械加工工藝手冊》 （以下簡稱《工藝手冊》 ）表 11-313，查得粗鏜時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv選擇 =40m/min則 min/5148.2.3010rDn????根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-20～4.2-61，選擇 f=0.58mm/r， 。in/50mr?（3）計算基本工時根據(jù)公式 ，式中 ，當加工一個孔時 l=80， ，fnLtwm?32l?? 9.02l23?lL=（80+0.9+2）mm=82.9mm故有 = min=0.260mintm58.092?工步三：精鏜 Ф24.8 孔至 Ф25H71．加工條件加工要求：粗鏜 Ф24.8 孔至 Ф25，單側加工余量 Z=0.1mm。機床：T616 臥式銑鏜床和專用夾具。刀具：硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量（1）選擇切削深度 pa由于單側加工余量 Z=0.1mm，故可在一次鏜去全部余量，則 =0.1mmap(2)選擇進給量 zf根據(jù)【6】 《實用機械加工工藝手冊》 （以下簡稱《工藝手冊》 ）表 11-313，查得粗鏜時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv選擇 =40m/min則 min/51024.310rDn????根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-20～4.2-61，選擇 f=0.58mm/r， 。in/50mr?（3）計算基本工時根據(jù)公式 ，式中 ，當加工一個孔時 l=80， ，fnLtwm?32l?? 1.02l23?lL=（80+0.1+2）mm=82.1mm故有 = min=0.258mintm58.012?去毛刺涂漆檢驗至圖紙要求并入庫4 相關工序的夾具設計4.1 定位夾緊方案本套夾具的定位基準為 Ф9 孔及其 100 80 端面，其中 00 80 端面為第一??定位基準，與兩支承板相配合限制三個自由度，即 X 軸轉動、Y 軸轉動和 Z 軸移動；Ф9 孔為第二定位基準，與 A 型固定式定位銷配合限制兩個自由度，即X 軸移動、Y 軸移動；另 Ф9 孔為第三定位基準，與 B 型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即 Z 軸轉動，屬于完全定位；工件的夾緊則是由螺紋、移動壓板、和螺母等組成的夾緊機構來實現(xiàn)。4.2 夾具體夾具體的基本要求：1、一定的形狀和尺寸（夾具的外形，取決于安裝在夾具體上的各種元件、機構、裝置的形狀及它們之間的布置位置。 ）2、足夠的強度和剛度（目的是減小在加工過程中受到切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動。當剛度不夠時，可增設加強筋或用框形結構。3、良好的結構工藝性4.3 切削力與夾緊力的分析與計算1、鏜削力由于本道工序主要完成工藝孔的鏜孔加工，鏜削力。由《切削手冊》得： pfKaF530p?rPsroPm?查《簡明機床夾具設計手冊》表 3-3， ， 1.08，0.2?mpKKrP0.1?roP，0.1?sPK?1.rP 376.1.08.2p ???rsroKm? N653759.35?pfaF2、夾緊力（2）夾緊力的計算夾緊力計算公式：單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算）（）、、 Ntan(tW210???rQLz——單個螺旋夾緊產生的夾緊力，N0Q——原始作用力,N，見表 3-16，Q=3924NL——作用力臂，mm，L=57mm——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑，mm，其值視螺桿端部的、r結構形式而定，見表 3-13， =0、r——螺桿端與工件間的摩擦角， （°） =01?1?——螺紋中徑之半徑，mm， =5mmzr zra——螺紋升角， （°） ，見表 3-14,a=3°01′——螺桿副的當量摩擦角， （°）、2??costan2?、其中 為螺旋副的摩擦角， （°） ， 為螺紋牙型半角， （°）見表 3-2??15， =9°50′、 ）（）、、 Ntan(tW210???rQLz）（）、、 5093t(47???=163682N經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。4.4 誤差分析與計算1、移動時基準位移誤差 yj??（式 4-1）yj? min11XDd??式中： ———— 定位銷孔的最大偏差1?———— 定位銷孔的最小偏差————定位銷孔與定位銷最小配合間隙1min代入（式 4-1）得： =0.021+0+0.02yj??min11XDd??=0.041（mm)2、 轉角誤差（式 4-2）LdXDdtg2min2min11 ?????式中： ———— A 型定位銷的最大偏差1———— A 型定位銷的最小偏差———— A 型定位銷與工件側邊最小配合間隙1min?———— A 型定位銷的最大偏差2d———— A 型定位銷的最小偏差D———— A 型定位銷定位孔與工件側邊最小配合間隙2minX其中： )2(2min1minXXLgx????則代入（式 4-2）得： 4e78.3906..01.tg ?????則： ≈0.0217°4.5 夾具設計及操作的簡要說明本工件采用心軸定位，通過心軸和工件的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，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產要求，裝配圖如 4.5-1 所示：總 結設計即將結束了，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。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，它將是我們踏入社會的關鍵一步。致 謝這次設計使我收益不小，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畢業(yè)設計。這次設計成績的取得，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?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，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，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，鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8 2，趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，23，孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4，李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，125，鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 20006，黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，77，丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 19978，儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，129，廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京： 中國計量出版社 2000，110，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，1211，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，412，陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，413， 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，714，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,715，李益民 主編 機械制造工藝學習題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學出版社 1984, 716, 周永強等 主編 高等學校畢業(yè)設計指導 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,1217，李益民等 主編 機械制造工藝設計簡明手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，1218，徐鴻本等 主編 切削手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 2003，11