機械制造技術(shù)課程設(shè)計上壓蓋零件的機械加工鉆4Φ21孔夾具設(shè)計【全套圖紙】

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1、 目錄 序言 0 1、零件分析 1 1.1、檢驗、分析零件圖 1 1.2、零件技術(shù)經(jīng)濟分析 1 1.3、確定端蓋的生產(chǎn)類型 2 2、制定工藝路線 2 2.1、毛坯的選擇及毛坯余量確定 2 2.1.1、毛坯選擇 2 2.1.2、毛坯余量確定 3 2.1.3繪制端蓋毛坯簡圖 3 2.2、基準的選擇 3 2.2.1、精基準的選擇 4 2.2.2、粗基準的選擇 4 2.3．制定工藝路線，填寫工藝過程卡 4 2.3.1.機械加工順序 4 2.3.2.熱處理工序 5 2.3.3.輔助工序 5 2.4．切削用量的計算 6 2.4.1鉆孔工步 6 2.4.2粗鉸工步

2、6 2.4.3精鉸工步 6 2.5 時間定額的計算 7 2.5.1基本時間tj的計算 7 2.5.2輔助時間tf的計算 8 2.5.3其他時間的計算 8 3、夾具的設(shè)計 8 3.1．確定加工部位，分析技術(shù)要求 8 3.2．確定定位方案 9 3.2.1.選擇定位元件，包括尺寸和公差 9 3.2.2.分析定位的合理性，判斷有無欠定位和過定位 10 3.3．確定夾緊方案，選擇夾緊元件和夾緊結(jié)構(gòu) 10 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 4.1、 夾具體及其它零件設(shè)計，確定夾具詳細結(jié)構(gòu)。 11 4.1.1、導(dǎo)向裝置選擇 11 4.1.2、夾具總體形狀確定 13 4.1.3、機床夾具

3、應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面 14 4.2、定位誤差計算 15 5、夾具體繪制 15 6、設(shè)計心得體會 16 參考文獻 17 全套圖紙，加153893706 17 序言 本課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)及與機械設(shè)計和大部分專業(yè)課的基礎(chǔ)上進行的。 本設(shè)計是根據(jù)學(xué)生的實際能力以及結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展趨勢綜合考慮而做的，主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運用學(xué)過的知識，獨立地分析和擬定一個零件的合理工藝路線，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法。學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生

4、熟悉和應(yīng)用各種手冊、圖片、設(shè)計表格等技術(shù)資料，以便掌握從事工藝文件的方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生解決工藝問題的能力。 由于能力不及，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。

5、

6、 1、零件分析 1.1、檢驗、分析零件圖 所給零件圖為上端蓋，零件圖如下圖。 圖1-1 分析零件可知零件缺少部分尺寸，如沉頭孔空心距、Φ21孔偏離水平角度大小。Φ45孔與M48螺紋孔干涉錯誤。 1.2、零件技術(shù)經(jīng)濟分析 上壓

7、蓋共有兩組加工表面，分析如下： Φ90外圓面為中心的加工表面。 這組加工表面包括：Φ90的外圓面、外圓端面及其倒角，與Φ90垂直的180mmx140mm表面，與Φ90同軸的Φ37、Φ45孔、M48螺紋孔和Φ83的槽。其中外圓端面、與Φ90垂直的180mmx140mm表面、Φ83的槽粗糙度要求都為6.3，故需要一次半精銑；與Φ90同軸的Φ37、Φ45孔粗糙度要求為1.6，故最后要經(jīng)過精鏜才能達到技術(shù)要求。 他們的位置要求為：37、45孔與90外圓同軸度為0.04。 Φ90外圓端面基準的加工表面。 這組加工表面包括140mmx140mm表面，其他表面。由于各表面粗糙度要求也不是很高，為6

8、.3，故需一次半精銑去除鑄造表面硬皮就能達到技術(shù)要求。 上壓蓋工作時受載荷較少，故不需太高強度，但由于鑄造后留有應(yīng)力，故需退火去應(yīng)力。 1.3、確定端蓋的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。(要求生產(chǎn)類型是中批,(500<=Q=>5000),取Q=5000) 代入公式得： N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 上壓蓋重量在12Kg以下，由表1-3知，上壓蓋屬輕型零件；由表1-4驗證，該上壓蓋的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 2、制定工藝路線 2.1、毛坯的選擇及毛坯

9、余量確定 2.1.1、毛坯選擇 零件材料為45#。考慮到零件結(jié)構(gòu)較簡單，加工工藝性好，在工作過程中受力不大，沒有經(jīng)常承受交變載荷，所以綜合考慮，選擇鑄件，由于零件達到中大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，重量在12Kg以下，故可采用機械造型中的砂型模鑄造，鑄造后進行人工時效處理（可取要求的加工的機械加工余量等級為J；也可確定該零件的公差等級為CT=12）。這對于提高生產(chǎn)率，保證加工精度、加工質(zhì)量也是有利的。 2.1.2、毛坯余量確定 根據(jù)上述原始資料，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及其毛坯尺寸如下： 1.外圓表面（90mm） 因其加工長度為15mm，表面粗糙度要求為

10、6.3，查表可取加工余量為1；90mm表面尺寸公差為-0.090—0.036，表面粗糙度為1.6，，要求精加工，此時直徑余量可取2.5。 2.孔37.5因其表面粗糙度要求為1.6，查表可取余量為1。 3.孔45因其他表面粗糙度要求為1.6，查表可取余量為1。 4.孔34與孔18因其表面粗糙度要求為6.3，查表可取余量為1。 2.1.3繪制端蓋毛坯簡圖 圖2-1 2.2、基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分。 通常先確定精基準，后確定粗基準。 2.2.1、精基準的選擇 根據(jù)上壓蓋的技術(shù)要求和裝配要求，選擇上壓蓋的90mm的圓端面及其外圓面作為精基準。零件上的很多表面都可以

11、采用它們作為基準來進行加工。即遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。90mm外圓面是設(shè)計基準，選用其做精基準定位加工45mm孔和37.5mm孔以及M482mm螺紋孔。這樣就實現(xiàn)了設(shè)計基準和定位基準的重合。同時也保證了被加工表面的平行度和同軸度要求。 2.2.2、粗基準的選擇 選擇粗基準，要注意表面是否平整，有沒有飛邊，毛刺或者其他缺陷。我選擇140mm140mm平面做粗基準。 2.3．制定工藝路線，填寫工藝過程卡 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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生

12、產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。 2.3.1.機械加工順序 （1）遵循“先基準后其他”的原則。首先加工精基準——上壓蓋的90mm的圓端面及其外圓面。 （2）遵循“先粗后精”的原則。先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。 （3）遵循“先主后次”的原則。先加工主要表面——180mm140mm平面等。 （4）遵循“先面后孔”的原則。首先加工各個端面和表面，后加工各個孔。 2.3.2.熱處理工序 模鍛成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)。調(diào)制硬度為241~285HBS，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脫碳而對機械加工帶來的不利影響。 2.3.3

13、.輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清晰和中檢工序。 綜上所述，該上壓蓋的安排順序為：基準加工——主要加工表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——熱處理——主要表面精加工。 工序路線： 工序1：鑄造 工序2：退火，去應(yīng)力 工序3：粗銑180mm140表面、90外圓的端面 工序4：半精銑180mm140表面、90外圓的端面 工序5：粗銑其他平面 工序6：粗車90外圓的外圓面 工序7：精車90外圓的外圓面 工序8：粗車Φ83槽 工序9：半精車Φ83槽 工序10：鉆7.5的孔、锪平底面 工序11：鉆3

14、7.5的孔 工序12：鉆2Φ18孔，锪2Φ34沉頭孔 工序13：粗鏜、精鏜37.5的孔 工序14：粗鏜、精鏜45的孔 工序15：攻螺紋孔M482 工序16：鉆4Φ21孔 工序17：鉗工去銳邊毛刺 工序18：清洗零件 工序19： 終檢 填寫工藝過程卡：另附一頁 2.4．切削用量的計算 2.4.1鉆孔工步 1.背吃刀量的確定 取=20.8mm. 2.進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.2 mm/r. 3.切削速度的計算 由表5-22，切削速度=24 m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=367.8r/min.,

15、取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為400r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際鉆削速度=26.12 m/min. 2.4.2粗鉸工步 1.背吃刀量的確定 取=0.14mm. 2.進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r. 3.切削速度的計算 由表5-31，切削速度=4m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=60.8r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為68r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際切削速度=4.47m/min. 2.4.3精鉸工步 1．背吃刀量的確定 取=0.06mm. 2．進給量的確定由表

16、5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r. 3. 切削速度的計算 由表5-31，切削速度=5m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=75.8r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為100r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際切削速度=6.59m/min. 2.5 時間定額的計算 2.5.1基本時間tj的計算 1）鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。式中l(wèi)=25mm；l2=1mm；l1=D2cotkr+（1～2）=20.82*cot54+1mm=16.1mm；f=0.2mm/r；n

17、=400r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=（25mm+16.1mm+1mm）/（0.2mm/r*400r/min）=0.53min=31.8s。 2）粗鉸工步 根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。式中l(wèi)1、l2由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=0.07mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=25mm；f=0.4mm/r；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=（25mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r*68r/min）=1.48min=88.8s。

18、 3）精鉸工步 根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。式中l(wèi)1、l2由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=0.03mm的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；而l=25mm；f=0.3mm/r；n=100r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=（25mm+0.19mm+13mm）/（0.3mm/r*100r/min）=1.273min=76.38s。 2.5.2輔助時間tf的計算 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間tf與基本時間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj，則各工步的輔

19、助時間分別為： 鉆孔工步的輔助時間：tf=0.15*31.8s=4.77s 粗鉸工步的輔助時間：tf=0.15*88.8s=13.32s 精鉸工步的輔助時間：tf=0.15*76.38s=11.46s 2.5.3其他時間的計算 鉆孔工步的其他時間：tb+tx=6%*（31.8s+4.77s）=2.19s 粗鉸工步的其他時間：tb+tx=6%*（88.8s+13.32s）=6.13s 精鉸工步的其他時間：tb+tx=6%*（76.38s+11.46s）=5.27s 2.5.4單件時間tdj的計算 鉆孔工步tdj鉆=31.8s+4.77s+2.19s=38.76s 粗鉸工步td

20、j粗鉸=88.8s+13.32s+6.13s=108.25s 精鉸工步tdj精鉸=76.38s+11.46s+5.27s=93.11s 3、夾具的設(shè)計 3.1．確定加工部位，分析技術(shù)要求 加工4Φ21孔，因孔內(nèi)表面粗糙度要求為6.3，經(jīng)比較考慮可采用一次加工成型就能達到要求。 3.2．確定定位方案 3.2.1.選擇定位元件，包括尺寸和公差 分析零件圖我做出了如下定位方案： 采用一個定位銷跟一個固定支承釘定位，其中固定支承釘定位側(cè)平面，定位銷選用短銷，固定Φ37.5孔，上下平面用壓板夾緊。 按基準重合原則，選擇選Φ90外圓端面為定位基準，用平板定位。側(cè)面采用調(diào)節(jié)支承定位

21、。定位銷的公差都是自由公差。查《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》知，選擇A型的定位銷，如下圖3-1所示尺寸；固定支承釘如下圖4-1： 圖3-1 圖4-1 3.2.2.分析定位的合理性，判斷有無欠定位和過定位 短定位銷限制了2個自由度，即限制了沿x、y軸的移動，固定支承釘限制了一個自由度，即限制了繞z軸的轉(zhuǎn)動，平板限制了3個自由度，即限制了繞x、y軸的轉(zhuǎn)動和沿z軸移動，故定位合理，符合六點定位原理。 3.3．確定夾緊方案，選擇夾緊元件和夾緊結(jié)構(gòu) 選用直壓板（圖5-1）進行壓緊 圖5-1 壓板用螺釘與鉆模板擰緊，利用鉆模板的升降將零件夾緊 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1、 夾具

22、體及其它零件設(shè)計，確定夾具詳細結(jié)構(gòu)。 4.1.1、導(dǎo)向裝置選擇 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。這些裝置均已標準化，可按標準選擇。綜上分析，本次設(shè)計采用固定導(dǎo)向套加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。 選擇導(dǎo)向裝置：導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。由于零件是大批量生產(chǎn)，鉆套容易磨損，為了提高生產(chǎn)效率與工件利用率，同時為了工件更換方便，故查《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》選擇導(dǎo)向件

23、：可換鉆套（GB/T2262-91),結(jié)構(gòu)如下圖6-1所示；因選用了可換鉆套，故按標準其相應(yīng)的鉆套用襯套（A型）和鉆套螺釘如圖7-1、圖8-1； 圖6-1 圖7-1 圖8-1 4.1.2、夾具總體形狀確定 機床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。 1、夾具的組成歸納為： 1）、定位元件及定位裝置：用于確定工件正確位置。 2）、夾緊元件及夾緊裝置：用于固定元件已獲得的正確位置，防止工件在加工過程中走位或變形。 3）導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置，可以減少定位時間，適用于成批生產(chǎn)中，可提高生產(chǎn)效率。 4） 動力裝

24、置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6）其他元件及裝置 根據(jù)加工具體需要來選擇，如螺釘、螺栓、螺母等。 2.確定夾具體 夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設(shè)計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、夾緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 夾具的詳細結(jié)構(gòu)如下圖9-1所示： （圖9-1） 4.1.3、機床夾具應(yīng)滿足的

25、基本要求包括下面幾方面 1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。 2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在中批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。 3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。 4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到

26、工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。 5)機床夾具應(yīng)有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機床夾具設(shè)計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。夾具的詳細結(jié)構(gòu)如下圖10-1所示： 圖10-1 4.2、定位誤差計算 豎直方向：設(shè)計基準、定位基準，調(diào)刀基準都是下面90的端面，即，故豎直方向的定位誤差是。 水平方向：設(shè)計基準、定位基準是上壓蓋側(cè)面，故基準不重合度誤差，調(diào)刀基準是鉆套的軸線，基準位移誤差故水平方向的定位誤差是。 5、夾具體繪制 總裝圖繪制，零件圖繪制

27、（圖紙另附） 6、設(shè)計心得體會 三周的課程設(shè)計結(jié)束了。在老師的細心指導(dǎo)下，我學(xué)到許多東西。本次設(shè)計通過理論與實踐的結(jié)合，加深了我們對理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認識。 這次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 回顧起此次上壓蓋的課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多、收獲頗豐，的確，從理論到實踐，在整整三個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒

28、有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固等。對此，以后更加努力的去學(xué)習(xí)專業(yè)知識，彌補自己的不足。 參考文獻 [1] 遼寧工程技術(shù)大學(xué)，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》。 [2] 何雪明等主編.數(shù)控技術(shù)[M].武漢

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