機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)制定夾具座零件的加工工藝設(shè)計(jì)鉆6φ9孔的鉆床夾具【全套圖紙】

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1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 制定夾具座零件的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆6-φ9孔的鉆床夾具 第1章 緒論 1.1課題背景 制定夾具座的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆孔的鉆床夾具，運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)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，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。 全套圖紙，加153893706 1.2目的

2、 課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計(jì)之后，我得到一次綜合性訓(xùn)練，我在想我能在多個(gè)方面得到鍛煉。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國(guó)建設(shè)打一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教，本人將表示真誠(chéng)的感謝！ 1.3夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn) 1.夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。 2.專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)性。 3

3、.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少廢品率。 1.4夾具設(shè)計(jì)需保證的條件 1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。 2.保證工件的精度。 3.保證使用方便與安全。 4.正確處理作用力的平衡問題。 5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。 1.5夾具的發(fā)展趨勢(shì) 1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因

4、此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 2.發(fā)展調(diào)整式夾具。 3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。 4.加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。 5.大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。 6.采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計(jì)和制造夾具。 1.6設(shè)計(jì)要求 1.制訂零件機(jī)械加工工藝，填寫機(jī)械加工工藝過程卡一張，設(shè)計(jì)夾具工序的工序卡一張； 2.設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖； 3.編寫機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)說明書一份；

5、 4.中批生產(chǎn)； 5.盡量選用通用設(shè)備。 1.7設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.繪制零件圖； 2.編制零件的加工工藝過程，并填寫加工工藝卡及工序卡各一張； 3.設(shè)計(jì)指定的工序夾具,繪制卡具裝配總圖,要求用計(jì)算機(jī)繪圖； 4.設(shè)計(jì)卡具的非標(biāo)零件圖，要求計(jì)算機(jī)繪圖； 5.編寫設(shè)計(jì)說明書一份,按畢業(yè)論文的格式打印文稿。 第2章 零件的分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是夾具座，它位于鉆床內(nèi)。主要作用是用于支撐定位。 2.2零件的工藝分析 1.此工件共有六處加工孔，其間有一定位置要求： （1）以端面為基準(zhǔn)定位。

6、 （2）以底面為基準(zhǔn)的加工孔。 2.由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先以端面、底面為基準(zhǔn)定位，再進(jìn)行鉆孔。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT150，考慮到零件的幾何形狀，所以用鋼件的形式進(jìn)行毛坯的制造。 3.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干

7、個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取底面作為粗基準(zhǔn)，利用凸輪壓緊作主要定位面，限制6個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行鉆孔。 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 3.3制訂工藝路線 3.3.1工藝路線方案 工序 1鋼件 2粗銑底面 3粗銑端面 4精銑底面 5鉆、擴(kuò)、鉸6φ9孔 6檢查

8、 3.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 合理確定加工余量，對(duì)確保加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量確定過小，不能完全切除上道工序留在表面的缺陷和各種誤差，也不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)工件的裝夾誤差；余量確定過大，不僅增加了機(jī)械加工量降低了生產(chǎn)率，而且浪費(fèi)原材料和能源，增加刀具等工具消耗，使加工成本升高。確定加工余量的方法：1經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法；2查表法；3分析計(jì)算法。 機(jī)械加工中毛坯尺寸與完工零件尺寸之差，稱為毛坯的加工余量（零件的表面如務(wù)須機(jī)械加工，則該表面上即無加工余量）。加工余量的大小，取決于加工過程中各個(gè)工步應(yīng)切除的金屬層厚度的總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸之

9、間的偏差數(shù)值。 查文獻(xiàn)【1】表12-1，毛坯的表面層厚度為1～4mm。 這里采用查表法，為了防止余量不夠而產(chǎn)生廢品，在查表所得的數(shù)的基礎(chǔ)上加大一些。 零件材料為45，毛坯重量1.12kg，生產(chǎn)類型中批量。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 鉆孔的加工余量及公差。 查《工藝手冊(cè)》表。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 4mm 擴(kuò)孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整

10、法加工方式予以確認(rèn)。 3.5確立鉆孔用量及基本工時(shí) 正確的選擇切削用量，對(duì)提高切削效率，保證必要的工具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有相當(dāng)重要的作用。 3.5.1粗加工切削用量的選擇原則 粗加工時(shí)，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此，選擇粗加工切削用量時(shí)，要盡量保證較高的單位時(shí)間金屬切除量（金屬切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、進(jìn)給量F和切削深度αp）中，提高任何一項(xiàng)，都能提高金屬切削率。但是對(duì)刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，切削深度影響最小。所以，粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度αp，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量F

11、，最后確定一個(gè)合適的切削速度V。 3.5.2精加工時(shí)切削用量的選擇原則 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時(shí)應(yīng)著重考慮，如何保證加工質(zhì)量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以，在精加工時(shí)，應(yīng)選用較小的切削深度αp和進(jìn)給量F，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工質(zhì)量和表面質(zhì)量。 3.6選擇切削用量 1.確定鉆孔深度 ：

12、由于加工余量不大，可在二次走刀內(nèi)完成； 2為了保證加工精度，先鉆孔再鉸孔。 3.7選擇鉆頭標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 鉆頭最大磨損量為；由于鉆頭直徑9mm故耐用度 1.確定加工速度v和每秒鐘進(jìn)給量 切削速度由表13 ：d=40mm，，時(shí)， ，，。 各修正系數(shù)為： ， 。 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇， 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量 2.計(jì)算基本工時(shí)，，式中 ， ，由表20 不對(duì)稱安裝鉆頭切削量及超切削量，，故 t=48s。 3.8鉆，擴(kuò)，鉸φ9孔 3.8.1選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑d

13、=4mm，鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃，，，，，， ，，。 3.8.2選擇切削用量、確定進(jìn)給量 由表5 當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，材料45時(shí)， ，由 時(shí)， ，按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量，由表7按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量，由表8，45鋼時(shí)，d=9mm時(shí)：機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N，Z535允許最大為15690N。進(jìn)給量 ，由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取，由表16 可以查出鉆孔時(shí)的軸向力在 時(shí)為：，軸向力修正系數(shù)為1.0，故 ，故，可用。 3.9確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表9，時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為，耐用度 。 3.9.1確定切削速度

14、由表10 加工性為第三類，雙橫刃磨的鉆頭，d=4mm，，切削修正系數(shù)，，，，故 ，n=4.6r/min。 3.9.2加工工時(shí) 其中，，由表22，所以 t=65s。 擴(kuò)孔：8，，， ，按機(jī)床取，所以實(shí)際切削速度。 工時(shí)：切入，，，所以t=L/nf=69s。 鉸孔：φ9 ，， ， ，取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)1.13r/s，所以實(shí)際切削 速度：，所以工時(shí)：t=61s。 第4章 夾具設(shè)計(jì) 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，鉆6φ9孔，用底面，偏心輪限制6個(gè)自由度來定位。實(shí)際就變?yōu)槎ㄎ坏膴A具。 4.2切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆φ9

15、mm孔時(shí)切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮鉆φ9mm孔時(shí)的切削力和加緊力。 切削刀具：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(jì)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(jì)算結(jié)果= 598.03N，走刀力，式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，查表22-1，， ，，計(jì)算結(jié)果= 1073.55N。實(shí)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《

16、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-23得螺母擰緊力，根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為，此時(shí)已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全工作。 4.3定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定，夾具的主要定位為平面和偏心輪，工件的工序基準(zhǔn)為平面，本夾具是用來在立式鉆床上加工，工件的定位基準(zhǔn)為平面。工序加工孔的方向與基準(zhǔn)平面方向相同垂直，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin。 本工序采用偏心輪定位，工件始終靠在夾具主體上，偏心輪在夾緊時(shí)使工件自重帶來一定的平行于夾具體基準(zhǔn)底面的偏離，因此，工件使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。

17、 第5章 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了偏心輪夾緊方式。本工序?yàn)殂@孔，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速偏心輪旋夾緊機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)體會(huì) 在老師的指導(dǎo)下順利地完成了

18、夾具座的夾具設(shè)計(jì)，并且認(rèn)真地、有計(jì)劃地按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。盡管整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上不夠先進(jìn)，但是在經(jīng)濟(jì)上合理、在生產(chǎn)上可行。 此次設(shè)計(jì)，以機(jī)械加工工藝路線為主線，通過對(duì)零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進(jìn)一步擬訂加工方法并選擇機(jī)械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運(yùn)用相關(guān)手冊(cè)查工藝參數(shù)，計(jì)算切削用量和加工工時(shí)。將計(jì)算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機(jī)床設(shè)備，填入工藝文件。在設(shè)計(jì)中，體會(huì)到先前所修課程的重要性，并從此設(shè)計(jì)中得到鞏固和擴(kuò)展，也提高我們獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會(huì)從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1趙家齊.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》.1998年.機(jī)械工業(yè)出版社.1998年 2東北重型機(jī)械學(xué)院.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》.1979年.上海科學(xué)技術(shù)出版社.1979年 3 艾興.《切削用量手冊(cè)》.2004年.機(jī)械工業(yè)出版社.2004年 4 張世昌.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.2007年.高等教育出版社.2010年 5 王小華.《機(jī)床夾具圖冊(cè)》.1992年.機(jī)械工業(yè)出版社.1992年 - 13 -