端蓋的鉆8-φ10孔夾具設計及加工工藝規(guī)程裝備

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1設計說明書題目：端蓋的工藝規(guī)程及鉆孔夾具設計2摘 要本次設計內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。端蓋加工工藝規(guī)程及鉆孔的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。3ABSTRCTThis 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 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 error4目錄ABSTRCT...........................................................................................................3序 言 ...............................................................................................................1一 零件的分析 ...................................................................................................21.1 零件的作用 ...........................................................................................21.2 零件的工藝分析 ...................................................................................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 ...........................................................................................32.3 制定工藝路線 .......................................................................................42.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...................................72.5 確定切削用量及基本工時 ..................................................................7三 夾具設計 .....................................................................................................133.1 問題的提出 .........................................................................................133.2 定位基準的選擇 .................................................................................133.3 切削力和夾緊力的計算 .....................................................................143.4 定位誤差分析 .....................................................................................153.5 夾具設計及操作的簡要說明 .............................................................15總 結 ...........................................................................................................16致 謝 .............................................................................................................18參 考 文 獻 .....................................................................................................191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品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(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濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。端蓋的加工工藝規(guī)程及其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，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，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。2一 零件的分析1.1 零件的作用端蓋的作用，待查1.2 零件的工藝分析端蓋有 2 個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以右端面和外圓為基準的加工面，這組加工面主要是左端面，中心孔 Φ50 孔。2：以中心孔 Φ50 孔為基準的加工面，這組加工面主要是鉆 8-Φ10 的孔。3二. 工藝規(guī)程設計2.1 確定毛坯的制造形式45 剛的可鍛性好，因此可用鍛造的方法　因為是成批生產，采用模鍛的方法生產鍛件毛坯，既可以提高生產率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。2.2 基面的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。4（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取右端面和外圓作為定位基準， 。精基準的選擇應滿足以下原則：（1） “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2） “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3） “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經加工好的中心孔 φ50 和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。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5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，可以考慮采用萬能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。 制定以下兩種工藝方案：方案一1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 車左端 Φ75 端面外圓4 車 車右端 Φ140 端面外圓，退刀槽5 車 車 Φ50 Φ60 Φ75 孔6 車 車 Φ185 Φ105 外圓 7 車 精車 Φ50 內孔8 車 精車 Φ75 Φ140 外圓9 鉆 鉆 8-Φ10 孔10 鉗 去毛刺11 檢驗 檢驗12 入庫 入庫方案二1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 車左端 Φ75 端面外圓4 車 車右端 Φ140 端面外圓，退刀槽5 車 車 Φ50 Φ60 Φ75 孔6 車 車 Φ185 Φ105 外圓 67 鉆 鉆 8-Φ10 孔8 鉗 去毛刺9 檢驗 檢驗10 入庫 入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一對右端面和外圓采用粗車，半精車和精車加工，對左端面采用半精車和精車加工，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗車一個工序，不能保證加工精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 車左端 Φ75 端面外圓4 車 車右端 Φ140 端面外圓，退刀槽5 車 車 Φ50 Φ60 Φ75 孔6 車 車 Φ185 Φ105 外圓 7 車 精車 Φ50 內孔8 車 精車 Φ75 Φ140 外圓9 鉆 鉆 8-Φ10 孔10 鉗 去毛刺11 檢驗 檢驗12 入庫 入庫72.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定生產類型為大批量生產，采用鍛造毛坯。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，由鍛造可直接獲得。2、端蓋的端面由于端蓋端面要與其他接觸面接觸，查相關資料知余量留 2mm 比較合適。3、端蓋的孔毛坯為空心，鍛造出孔。孔的精度要求介于 IT7—IT8 之間，參照參數文獻，確定工藝尺寸余量為 2mm2.5 確定切削用量及基本工時工序：粗車右端面和外圓1) 切削深度 單邊余量為 Z=2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取 f=0.8mm/r3) 計算切削速度　 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數 見vCvxv vk《切削手冊》表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mvksvkkvkrv=0.97。Bvk8所以 1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02. 864???0.97=89m/min?4) 確定機床主軸轉速　ns= = 753r/minWπd10cv?x34.59與 753r/min 相近的機床轉速為 750r/min?，F選取=750r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/94750πx??5) 切削工時， t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?1l2lt = i= x2=0.966(min)mfnlw21?0.8759?工序：半精車右端面和外圓1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.5mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取 f=0.2mm/r3) 計算切削速度　 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk所以91.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02.64???0.97=92m/min?4) 確定機床主軸轉速　ns= = 545r/minWπd10cv9250??與 545r/min 相近的機床轉速為 575r/min。現選取=600r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?π5792.6/min??5)切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=25mm; =4mm; mfnlw21?1l=0mm;2lt = i= =0.4833(min)mfnlw21?0.169?工序：精車右端面和外圓1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.3mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取 f=0.2mm/r3) 計算切削速度　 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , Mkskkvkrv=0.97。Bvk10所以1.44 0.8 1.04 0.81vcv35.015.02.64???0.97=96m/min?4) 確定機床主軸轉速　ns= = 585r/minWπd10cv??5096與 585r/min 相近的機床轉速為 600r/min?，F選取=600r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/94605π??5)切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=25mm; =4mm; mfnlw21?1l=0mm;2lt = i= =0.4833(min)mfnlw21?0.169?工序：銑平面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d350?min/125v4?z2. 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ap5.?112）決定每次進給量及切削速度根據 X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出 ，則齒/2.0mfz?in48.635110rdvns???按機床標準選取 ＝750wn/min/3.14071vw??當 ＝750r/min 時nrzfwm /607542.?按機床標準選取 mf?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l85l91l32?in647.0721???xfntwm工序：鉆 8-Φ10 的孔機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ101)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 　　V=24~34m/min. 取 V=15m/min3)確定機床主軸轉速　　12ns= = 1190r/minWπd10cv150??與 1190r/min 相近的機床轉速為 1200r/min?，F選取=1200r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?π1203.7/min??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.429minfl216043.?13三 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配第 11 道工序的鉆 8-φ10 孔的鉆床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 8-Φ10 的孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。3.2 定位基準的選擇基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。根據基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。1. 設計基準在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。2. 工藝基準零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。（1）裝配基準裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置的基準，稱為裝14配基準。（2）測量基準測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。（3）工序基準在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。（4）定位基準工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。本道工序加工 Φ12 孔，精度不高，因此我們采用已加工好的偏心 Φ12 孔定位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求。3.3 切削力和夾緊力的計算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）6.08.2HBDfF?鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T式中： 1Dm????axaxmin187491733HBB?????代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr?0.8.6F67425N19.0.Tx89.??15本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。3.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。 0.12.30.2.67DYzTd??????式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm） ；——工件圓孔直徑公差（mm） ； D——定位銷外圓直徑公差（mm） 。Td3.5 夾具設計及操作的簡要說明使用心軸定位，開口墊圈的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產效率，適合于大批量生產。16總 結這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現, 提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié), 更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才17能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！18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，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，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，嚴謹的治學精神，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，她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。19參 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