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哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文
夾具座鉆孔夾具設(shè)計說明書
摘要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻6-M8螺紋的工裝夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)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(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞 工藝、工序、切削用量、夾緊、定位。
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目錄
夾具座鉆孔夾具設(shè)計說明書 I
摘要 I
第1章 緒論 1
第2章 零件的分析 2
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3
3.1 確定毛坯的制造形式 3
3.2 基面的選擇 4
3.3 制定工藝路線 5
3.4 確定切削用量及基本工時 6
WA46KV6P350×40×127 14
第4章 夾具設(shè)計 15
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 15
4.2 切削力及夾緊力的計算 15
結(jié)論 17
致謝 18
參考文獻(xiàn) 19
第1章 緒論
機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(jī)械或機(jī)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(jì)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(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻6-M8螺紋的工裝夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)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(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章 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(cè)面及32025面
3. 6-Φ9孔、6-Φ13
4. 32038面
5. 32067面
6. 6-M8螺紋深20
7. 2Φ6錐孔
8. 2-M8螺紋
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 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(qiáng)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(jī)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(yīng)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(jī)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(shè)計如下：
1. 320155面
320155面，表面粗糙度為Ra0.8，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》知鑄件機(jī)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=0.1mm
2. 105兩側(cè)面及32025面
105兩側(cè)面及32025面，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》知鑄件機(jī)械加工余量Z=3.0mm.
3. 6-Φ9孔、6-Φ13孔
6-Φ9孔、6-Φ13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(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》知鑄件機(jī)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=0.1mm
5. 32067面
32067面，表面粗糙度Ra1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，知鑄件機(jī)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=0.2mm
6. 6-M8螺紋深20
6-M8螺紋深20，螺紋尺寸不大，采用實心鑄造。
7. 2Φ6錐孔
2Φ6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(jī)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。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇重要表面為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)。
對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。
3.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)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(cè)面及32025面
工序05：鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13
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2Φ6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(cè)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-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13
工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20
工序09：與件3配作2Φ6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-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13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(zhǔn)，簡化了夾具設(shè)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(cè)面及32025面
工序05：鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13
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2Φ6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
3.4 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(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝675
當(dāng)＝675r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時：，，，則機(jī)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(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝675r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時：，，，則機(jī)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(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝675r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時：，，，則機(jī)動工時為
工序04：銑105兩側(cè)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
切削工時：，，，則機(jī)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(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?600
當(dāng)＝1600r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時：，，，則機(jī)動工時為
工序05：鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13
工步一：鉆6-Φ9孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得:
（《切削》表2.15）
按機(jī)床選取n=375r/min
基本工時：
總的工時：T=6t=1.509min
工序06：粗銑、半精銑、精銑32019面
工步一：
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
決定銑削深度
次進(jìn)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。
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
決定銑削深度根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝675
當(dāng)＝675r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
計算工時
切削工時：，，，則機(jī)動
工步二：半精銑32019面
1. 選擇刀具
決定每次進(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝675r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
計算工時
切削工時：，，，則機(jī)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
決定銑削深度
決定每次進(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝675r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
計算工時
切削工時：，，，則機(jī)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(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝375r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時：，，，則機(jī)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(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝375r/min時
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
(3) 計算工時
切削工時：，，，則機(jī)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. 銑削時間
工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20
工步一：鉆6-M8螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得:
（《切削》表2.15）
按機(jī)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(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即:
按機(jī)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2Φ6錐孔
1、加工條件
加工材料: HT150，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025鉆床和專用夾具。
2、基本工時：
總的工時：T=2t=0.096min
工序10：鉆、攻2-M8螺紋
工步一：鉆2-M8螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機(jī)床選取n=375r/min
基本工時：
總的工時：T=6t=1.509min
工步二：攻絲2-M8
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取n=375r/min
基本工時：
總的工時：T=6t=0.302min
工序11：磨320155面
工件材料：灰鑄鐵HT150
加工要求：磨320155面
機(jī)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4.8—2到表4.8—8，則結(jié)果為
WA46KV6P350×40×127
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(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）
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(jìn)給量fa =0.5B=20mm(雙行程)
工件速度Vw =10m/min
徑向進(jìn)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(jìn)給量（mm）
fr——工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）
工序13：去毛刺
工序14：檢驗至圖紙要求
工序15：入庫
第4章 夾具設(shè)計
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，鉆6×φ9孔，用底面，偏心輪限制6個自由度來定位。實際就變?yōu)槎ㄎ坏膴A具。
4.2 切削力及夾緊力的計算
鉆φ9mm孔時切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮鉆φ9mm孔時的切削力和加緊力。
刀具：高速鋼鉆頭，則主切削力
式中：＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，查表22-1 ，， ，，計算結(jié)果 = 1752.74N，徑向切削力 ，式中：＝2mm，＝55.6m/min，
f＝0.5mm/r，查表22-1，，，，，計算結(jié)果= 598.03N，走刀力，式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，查表22-1，， ，，計算結(jié)果= 1073.55N。實際加緊力N應(yīng)為，式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。壓板用螺母擰緊，由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力，根據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為，此時已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全工作。
結(jié)論
課程設(shè)計即將結(jié)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(shè)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(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝張寶海老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致謝
這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。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(fù)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(dǎo)老師張寶海教授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(shè)計。
這次課程設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)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(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，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(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。因此同學(xué)們非常感謝張寶海老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
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