撥動頂尖座零件的加工工藝及鉆6xφ12孔的鉆床夾具設(shè)計【說明書+CAD】
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哈爾濱理工大學課程設(shè)計
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目錄
第1章 零件的分析 3
1.1 零件的作用 3
1.2 零件的工藝分析 3
1.2.1 沖φ18mm孔為中心的加工表面 3
1.2.2 φ25mm外圓為中心的加工表面 3
1.2.3 φ71mm外圓為中心的加工表面 3
1.2.4 φ62mm外圓為中心的加工表面 3
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.1 確定毛坯的制造形式 4
2.2 基面選擇 4
2.2.1 粗基準的選擇 4
2.2.2 精基準的選擇 4
2.3 制定工藝路線 4
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5
2.4.1 外圓表面（φ65，φ71，φ62，φ25） 5
2.4.2 內(nèi)孔 5
2.4.3 螺紋M5 5
2.4.4 鍵槽 5
2.5 確定切削用量及基本工時 6
2.5.1 鉆φ12㎜孔 6
2.5.2 擴孔φ12㎜ 7
2.5.3 鉸孔φ12㎜ 8
第3章 專用夾具設(shè)計 10
3.1 設(shè)計主旨 10
3.2 夾具設(shè)計 10
3.2.1 定位基準的選擇 10
3.2.2 切削力和加緊力計算 10
3.2.3 定位誤差分析 10
3.2.4 卡具設(shè)計及操作的簡要說明 10
第4章 課程設(shè)計心得體會 12
參 考 文 獻 13
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第1章 零件的分析
1.1 零件的作用
撥動頂尖座是用于裝夾多工位的鉆削工具
1.2 零件的工藝分析
從零件圖上可以看出，標有表面粗糙度符號的表面有平面、退刀槽、內(nèi)孔等，其中表面粗糙度要求最高的是φ18H7對φ62h6同軸度公差0.005，表面粗糙度為0.8.
1.2.1 沖φ18mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：孔φ18H7及其倒角，外圓φ62h6φ71外圓及其倒角，槽φ60×5
1.2.2 φ25mm外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括：外圓φ25h85, φ65h8及其倒角，φ63×2的槽
1.2.3 φ71mm外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括：孔6×φ12H7，螺紋6×M5
1.2.4 φ62mm外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括：鍵槽20×5H9
圖1-1零件圖
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為碳素工具鋼。選用鍛件 零件為中批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，故可采用自由鍛造成型，這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。
2.2 基面選擇
定位基準就是工件上直接與機床或夾具的定位元件相接觸的點線面?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一?；孢x擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會使加工工藝路線問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，試生產(chǎn)無法進行。
2.2.1 粗基準的選擇
對軸類零件而言，以外圓作為粗基準完全合理。
2.2.2 精基準的選擇
精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時應(yīng)該進行尺寸換算。
2.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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，使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。
工藝路線方案
工序1：車兩端面，保證尺寸50mm，鉆中心孔
工序2：鉆孔φ18mm
工序3：擴孔φ18mm
工序4: 鉸孔φ18mm
工序5: 車外圓φ62mm，φ71mm，φ25mm，φ65mm
工序6: 切槽φ60×5和φ65mm×2倒角C1
工序7:鉆孔φ12mm
工序8：擴孔φ12mm
工序9: 鉸孔φ12mm
工序10: 鉆φ4.8 mm
工序12: 攻螺紋M5
工序13: 粗銑鍵槽
工序14：精銑鍵槽
工序15：淬火處理
工序16：磨φ62mm、φ65mm外圓和φ18mm內(nèi)圓
工序17：終檢
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“撥動頂尖座”零件材料為碳素工具鋼，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可采用鍛造中的自由鍛造。
2.4.1 外圓表面（φ65，φ71，φ62，φ25）
毛坯加工表面長度為50mm，直接取其毛坯外圓表面直徑為φ75mm，φ71mm，φ25mm表面粗糙度值為3.2 。φ65mm, φ62mm表面粗糙度值為0.8 ，粗車余量為1.6mm，查《工藝手冊》表2.3-2，精車余量為0.2mm，查《工藝手冊》表2.3-3.
2.4.2 內(nèi)孔
φ18和φ12的表面粗糙都值為0.8um，查《工藝手冊》表2.3-8表2.3-12
鉆孔：φ11mm
擴孔：φ11.9mm 2Z=0.75 mm
鉸孔：φ12mm 2Z=0.1mm
鉆孔：φ17mm
擴孔：φ17.75mm 2Z=0.75mm
鉸孔：φ18 2z=0.1mm
2.4.3 螺紋M5
查《工藝手冊》表2.3—20
鉆孔：φ4.2mm
攻絲M5 P=0.8
2.4.4 鍵槽
查《工藝手冊》表2.3—22
長為20：粗銑后半精銑余量為1.5mm
寬為5：粗銑偏差為0.2mm～0.18mm
深為3.2：半精銑偏差為0.075mm
圖2-1撥動頂尖座毛坯圖
2.5 確定切削用量及基本工時
2.5.1 鉆φ12㎜孔
莫式圓錐2號,d=11,L=175，根據(jù)《工藝手冊》表3.1-10β=30,2φ=118°，ψ=40，當20㎜，鉆頭后刀面磨損極限值為0.8㎜，耐用度T=60min。查《切削手冊》。表2.12
1）背吃刀量：鉆孔時=5.5㎜
2）進給量： f=（0.25～0.31）×0.75=0.18~0.23，f=0.2查《切削手冊》表2.7
3）計算切削速度：
V = 式（2-1）
式中
=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查《切削手冊》表2.31
所以
==1×0.88×1.1×1×0.87×0.85=0.72
V = ×0.72=11.24 m/min
==325
根據(jù)z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，n=315，實際轉(zhuǎn)速為
===10.89m/min
4)基本時間
= 式（2-2）
式中已知=42㎜，=12.13，=3㎜，f=0.2，n=315，所以孔的基本時間：
==0.9min
2.5.2 擴孔φ12㎜
錐柄擴孔鉆，莫氏錐度2號，d=11.75，L=228查《工藝手冊》表3.1-8，T=30min查《切削手冊》。表2.12
1）背吃刀量=0.375㎜
2）進給量：f=0.5~0.6，按機床選取f=0.5
3）計算切削速度
V = 式（2-3）
式中
=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0，=1.0查《切削手冊》表2.31
所以
==0.88
V = ×0.88=17.01 m/min
==460.98
根據(jù)z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，n=500，實際轉(zhuǎn)速為
===18.46m/min
4)基本時間
= 式（2-4）
式中已知=42㎜，=2.6，=4㎜，f=0。5，n=200，所以孔的基本時間：
==0.193min
2.5.3 鉸孔φ12㎜
直柄機用鉸刀，L=151mm，d=12mm，查《工藝手冊》表3.1-16，T=40min查《切削手冊》。表2.12
1）背吃刀量=0.125㎜
2）進給量：f=0.65～1.4，按機床選取f=1.0
3）計算切削速度
V = 式（2-5）
式中
=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查《切削手冊》表2.31
所以
==0.66
V = ×0.66=5.78m/min
==153.3
根據(jù)z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，n=200，實際轉(zhuǎn)速為
===7.54m/min
4)基本時間
= 式（2-6）
式中已知=42㎜，=2.6，=18㎜，f=0.63，n=200，所以孔的基本時間：
==0.313min
第3章 專用夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常要設(shè)計專用夾具。本次課程設(shè)計要求設(shè)計第11道工序—鉆φ12mm內(nèi)孔的鉆床專用夾具。
3.1 設(shè)計主旨
本夾具主要用來鉆φ12mm內(nèi)孔，對孔進行預(yù)加工。
3.2 夾具設(shè)計
在給定的零件中，對本序加工的主要考慮M8x螺紋孔的位置相關(guān)尺寸。
3.2.1 定位基準的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇一端面和孔φ18為定位基準面，保證加工基準和設(shè)計基準重合，再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。
3.2.2 切削力和加緊力計算
本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。
鉆削軸向力 ：
扭矩
卡緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N
使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。
3.2.3 定位誤差分析
由于加工基準和設(shè)計基準重合，所以能很好的保證了加工精度。
3.2.4 卡具設(shè)計及操作的簡要說明
卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機構(gòu)。
第4章 課程設(shè)計心得體會
兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學的知識，也培養(yǎng)了我與同學互相探討、相互學習來解決問題的能力。
這次的課程設(shè)計任務(wù)是“指定撥動頂尖座零件的加工工藝，設(shè)計鉆6xφ12孔的鉆床夾具”。剛開始設(shè)計的時候有點摸不著頭腦，感覺無處下手。查了一些資料后就有了大體的構(gòu)思，并確定了具體的設(shè)計方案。課程設(shè)計過程中,許多計算有時不免令我感覺心煩意亂,有幾次因為不小心我算計出錯,只能毫不情愿地重來。但一想起老師平時對我們耐心的教導,想到今后自己應(yīng)當承擔的社會責任,想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故,我不禁時刻提醒自己,一定要養(yǎng)成一種高度責任、一絲不茍的良好的習慣。
在課程設(shè)計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次課程設(shè)計真正將以前所學的聯(lián)系到實際應(yīng)用中來了。
總之，通過課程設(shè)計,鞏固了我以前所學的專業(yè)知識，同時也提升了我的CAD畫圖能力。
參 考 文 獻
(1)艾興,肖詩綱,切削用量簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.
(2)李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.
(3)吳拓,機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導[M].北京:機械工業(yè)出版社.
(4)王棟,機械制造工藝課程設(shè)計指導書[M].北京:機械工業(yè)出版社
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