《机械制造技术课程设计-接头工工艺规程及钻2-φ5.2孔夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术课程设计-接头工工艺规程及钻2-φ5.2孔夹具设计.docx（27页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、设计说明书设计题目：接头工工艺规程及钻2-65.2孔的夹具设计设计者:指导教师:序言3第一章零件的分析4第二章工艺规程的设计52.1确定毛坯的的制造形式52.2基准的选择52. 3制订工艺路线52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5确定切削用量及基本工时7第三章专用夹具的设计173. 1问题的提出173 .2定位基准的选择174 .3切削力及夹紧力计算183. 4定位误差分析193. 5夹具体设计22致谢24参考文献25序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上
2、有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。接头的加工工艺规程及其钻2-5.2孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基
3、本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第一章零件的分析接头的加工共有二组加工表面，它们相互之间没有要求。现分述如下：1、以35X65面为中心的加工面，这组面包括：35X65面，2-5.2孔。2、以中24圆为中心的加工面，这组面包括：中24端面及其夕卜圆面，8孑L和25.2孑L有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。第二章工艺规程的设计2.1 确定毛坯的的制造形式零件材料为ZG250接头在使用过程中经常的变动，它不仅
4、起压紧的作用，还又摆动的作用，受到的冲击很大。在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。2.2 基准的选择(1)、粗基准的的选择根据粗基准的选择原则，要亦非加工表面为粗基准，且粗基准只能使用一次，对本工件来说选择中24外圆面为粗基准是非常合理的。(2)、精基准的选择主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以直径为5.2的两孔作为精基准以35x65面作为辅助基准。2.3 制订工艺路线(1)、工艺路线方案一：工序一：锻造工序二：退火工序三：粗铳，精铳35x65表面，粗糙度为3.2工序四；钻，扩面35x65上2-5.2孔，粗糙粗6.3工序五：车，
5、精车中24端面和外圆，粗糙度3.2工序六：钻，扩中8孔和2-5.2孔，粗糙度6.3工序七：发蓝处理工序八：检验，入库(2)、工艺路线方案二：工序一：锻造工序二：退火工序三：粗铳，精铳35x65表面，粗糙度为3.2工序四；车，精车中24端面和外圆，粗糙度3.2工序五：钻，扩面35x65上2-5.2孔，粗糙粗6.3工序六：钻，扩中8孔和2-中5.2孔，粗糙度6.3工序七：发蓝处理工序八：检验，入库(3)、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是先加工所有的面，然后加工所有孔。方案一则是先加工35x65面，然后再加工这个面上的圆孔，这样用这个面上加工的孔定位。加工其它的面和孔,很好的保证
6、了精度，经比较可知，显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。具体的工艺过程如下：工序一：锻造工序二：退火工序三：粗铳，精铳35x65表面，粗糙度为3.2工序四；钻，扩面35x65上2-5.2孔，粗糙粗6.3工序五：车，精车中24端面和外圆，粗糙度3.2工序六：钻，扩中8孔和2-5.2孔，粗糙度6.3工序七：发蓝处理工序八：检验，入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“接头”零件材料为ZG25,毛坯的重量约为1.2Kg,生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、接头的35
7、x65面由于接头35x65面要与其他接触面接触，粗糙度要求为3.2,查相关资料知余量留2.O比较合适。3、接头的孔毛坯为实心。孔的精度要求介于IT9ITll之间。2.5 确定切削用量及基本工时工序一：锻造工序二：退火处理工序三：粗铳，精铳35x65表面，粗糙度为3.2工步一：粗铳35x65表面1.选择刀具刀具选取面铳刀，刀片采用YG8,ap=.5run,J0=50nn,v=125min,Z=4。2.决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=1.5trun2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出力=0.2zmz/齿，
8、则nSIOOOvdIOooXl254x50=663.48rmin按机床标准选取”,=750r/minTtdnw4X50x750IyIlC.V=141.37imn100O100O当nw=750rmin时fm=fnw=0.24750=600,丽/r按机床标准选取fn=600wwr3）计算工时切削工时：/=65/n/n,I1=1.5nn,I2=3mm,则机动工时为/+1+I265+1.5+3a.o.750x0.2=!-=0.43min.工步二：精铳35x65表面1.选择刀具刀具选取面铳刀，刀片采用YG8,ap=0.5ww,d0=50mm,v=125znmin,Z=4。2.决定铳削用量1) 决定铳削深
9、度因为加工余量不大，一次加工完成ap = 0.5 mm2) 决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 fz = 0.2mm / ,则IOOOv _ 1000x125d乃 X 50=663.48rmin按机床标准选取” =750 r/min乃 X 50x75010001000当 nw =750rmin 时=141.3w/minfm = f nw = 0.2 4 750 = 600?帆 / r按机床标准选取fn = 600wwr3) 计算工时切削工时.： / = 65mm, /=0.5mz, I2 = 3mm ,则机动工时为/ / Z2nJ65
10、 0.5 3750x0.2=0.413 min工序四；钻，扩面35x65上2-中5.2孔，粗糙粗6.3工步一：钻面35x65上2-中5孔确定进给量根据参考文献IV表2-7,当钢的4Pcc故校验合格。最终确定ap=l.0mm,nc=475rmin,Vfc=475mms,Vc=119.3mmin,fz=0.16mmzo6)计算基本工时tn=LVf=(12+L5+3)/475=0.047min工步二：精车中24端面1)车削深度,因为尺圆弧面没有精度要求,故可以选择ap=0.5mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw0查切削手册f=0.140.24mmz选较小量f-0.14mm/zo3
11、)查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为L(Tl.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4)计算切削速度按切削手册，查得Vc=98mms,n=439rmin,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475rmin,Vtc=475mms,则实际切削速度Vc=3.14804751000=119.3mmin,实际进给量为fZC=Vfcncz=475(30010)=0.16mmz(5)校验机床功率查切削手册Pcc=l.Ikw,而机床所能提供功率为PcmPcCo故校验合格。最终确定ap=l.0mm,nc=475rmin,Vfc=475mms,Vc=11
12、9.3mmin,fz-0.16mmzo6）计算基本工时tm=LVf=（12+0.5+3）/475=0.046min工步三：粗车中24外圆1）车削深度，ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw0查切削手册f=0.140.24mmz,选较小量f-0.14mm/zo3）查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为L0L5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4）计算切削速度按切削手册，查得Vc=98mms,n-439rmin,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475rmin,Vtc=475mms,则实际切削速度V=3.14
13、804751000=119.3mmin,实际进给量为fzc-Vfcncz=475（30010）=0.16mmzo5）校验机床功率查切削手册Pcc=l.Ikw,而机床所能提供功率为PCnIPcc故校验合格。最终确定ap=l.0mm,nc=475rmin,Vfc=475mms,Vc=l19.3mmin,fz=0.16mmzo6）计算基本工时tn=LVf（20.5+1.5+3）/475=0.052mi11o工步四：精车中24外圆1）车削深度，ap=l.5mm,一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw0查切削手册f=0.1O.24mmzo选较小量f=0.14mm/zo3)查后刀面最大磨损及寿
14、命查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为L0L5mm查切削手册表3.8,寿命T=180min4)计算切削速度按切削手册，查得Vc=98mms,n=439rmin,Vf=490mms据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475rmin,Vlc=475mms,则实际切削速度V=3.14804751000=119.3mmin,实际进给量为fzc-Vfcncz=475(30010)=0.16mmzo5)校验机床功率查切削手册Pcc=l.Ikw,而机床所能提供功率为PCmPcc故校验合格。最终确定ap=l.0mm,nc=475rmin,Vfc=475mms,Vc=l19.3mmin,fz=0.16mm
15、zo6)计算基本工时tli=LVf=(20.5+0.5+3)/475=0.05Omino工序六：钻，扩中8孔和2-e5.2孔，粗糙度6.3工步一：钻中6.8孔确定进给量根据参考文献IV表2-7,当钢的4800M,4=。6.8帽时，/=0.390.47由于本零件在加工中6.8孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f=(0.390.47)x0.75=0.290.357三r根据Z525机床说明书，现取=0.25mm/切削速度：根据参考文献IV表2-13及表2-14,查得切削速度U=18wmin所以nS=301 Jrl min100Ov_100O18dw6.8根据机床说明书，取与=375r
16、min,故实际切削速度为dwnwV = -il-il-1000r6.83751000=22.37/n/min切削工时：/=40ntm,I1=3Anvn,I2=3mm,_ 40 + 3.4 + 3 375 x 0.25则机动工时为=0.448min工步二：扩孔至中8确定进给量/：根据参考文献IV表2-7,当钢的4800MP4,4=。8加时，=0.390.47m/八由于本零件在加工中8孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f=(0.390.47)x0.75=0.290.357三r根据Z525机床说明书，现取f=0.25/7777?/r切削速度：根据参考文献IV表2T3及表2-14,查得
17、切削速度V=18m/min所以Z?=100Ov=iooo=2987r/nindw乃X8根据机床说明书，取心.=375min,故实际切削速度为MjW4x8x375.v=L=22.37m/min100O1000切削工时：/=AQmm,I1=0.6mm,I2=3mm,则机动工时为/+1240+0.63八.=!-=0.446minnwf3750.25工步三：钻2-5孔与工序四相同，在此就不多做说明工步四：扩孔至2-5.2孔与工序四相同，在此就不多做说明工序七：发蓝处理工序八：检验，入库第三章专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计第
18、四道工序钻2-65.2孔的夹具设计，选用机床：Z525立式钻床。3.1 问题的提出本夹具主要用于钻2-5.2孔,本道工序加工精度要求不高,为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铳没有较高的技术要求，也没有较高的平行度
19、和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用已加工的24外圆和端面作为定位基准。3.3 切削力及夹紧力计算 .钻削力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力F=26Df0sHB0-6式(3-1)钻削力矩T=10D,7,8o6式(3-2)式中：D=0.5mn8=B11ilg(HBa-8J=187-g(187749)=174f=0.20mm代入公式(3-1)和(3-2)得F=2610.50.20081746=1664N .夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由Nk42%K尸其中f为夹紧面上的摩擦系数，取力=九=。办F=+GG为工件自重
20、F,N=3551AN/.V2夹紧螺钉：公称直径d=5mm,材料45钢性能级数为6.8级=6lODMPav=8-=480MPS10螺钉疲劳极限：.1=0.32cr=0.32600=192MPa许用应力幅:极限应力幅:=51.76MPa= 1.3MPa螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为s=3.54取s=4得kJ=120MP4=2.8满足要求2nd；L1.34Nnd：=15MPa 经校核：满足强度要求，夹具安全可靠3.4 定位误差分析方案一（V型块定位）定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用
21、夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量,故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图1所示图1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。Jvv=wZ?根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2,两个极端情况：情况1：dl=dlnw,d2=d2mm使工序基准尽可能地
22、高得加工尺寸;情况2：dl=dlmin,d2=d2nuu使工序基准尽可能地低得加工尺寸。且该工序定位误差Jh(/)=H2-H1=P2-PI图2定位误差”)=(OIO2+J2max2)-d2mJ2=0102+(d2-(d2-Td2)2=Tdl(2sina2)+Td22=0.O432sin45o+O.03/20.392方案二(半圆套定位)一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=
23、0.28mm,Td=0.25mm,a=960T1DW=-(1)=0.042.ctsin2已知孔的形状公差为o.28,根据经验公式，dw=1t-!-t35易知此结果符合。3.5夹具体设计夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具基础件、组成夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧、惯性力及由此而产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大,耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所占比重较大,制造周期也长，设计时，应给以足够的重视。1、夹具体和毛坯结构实际生产中所用夹具体常用的有三种结构。A：铸造结构铸造结构夹具体的优点如
24、下：可铸出复杂的结构形状。铸件抗压强度大、抗振性好，特别适用于加工时振动大、切削负荷大的场合。铸件易于加工，价格低廉，成本低。但铸件生产周期长，因存在铸内应力，易引起变形，影响夹具精度的保持性，因此，夹具体必须进行时效处理。B：焊接结构其优点如下：容易制造，周期短。采用钢板、型材，如结构合理，布置得当，可减小质量。由于上述两优点，特别适用于新产品试制或临时急用的场合，以缩短生产周期。此外，一些结构简单的小型夹具，如翻转式钻模、盖板式钻模、可卸式钻模，采用焊接式结构十分有利，因为这些夹具要频繁拆卸翻转，力求结构轻巧耐磨。但焊接结构夹具体在焊接过程中的热变形和残余应力对夹具精度会有不得影响，因此，
25、焊完后要进行退火处理；另外，为提高刚性需加加强筋。C：装配结构装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯或标准零件，根据使用要求组装而成，可得到精确的外形和空间位置尺寸。标准毛坯和标准零件可组织专业化生产，这样不但可以大大缩短夹具体的生产周期，还可降低生产成本。要使装配夹具体在生产中得到广泛使用，必须实行夹具零部件的标准化、系列化。2、对夹具体的基本要求A：一定的形状和尺寸夹具的外形，取决于安装在夹具上的各种元件、机构、装置的形状及它们之间的布置位置。设计时，只要将组成该夹具的所有元件、机构和装置的结构尺寸都设计好并布置好它们在图纸上的位置，就可以由此勾画出夹具体的大致外形轮廓尺寸。因为是单件生产，一般
26、不作复杂计算设计。通常参照类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。确定夹具体尺寸时，可参考下面数据。铸造结构的夹具体，壁厚取825mm,过厚处挖空。焊接结构用钢板取610mn,刚度不够时加筋板。夹具体上不加工表面与工件表面之间应有一定间隙，以保证工件与夹具体之间不发生干涉。间隙大小按以下规定选取：a:夹具体、工件都是毛面，间隙取815mm.b:夹具体是毛面，工件是光面，间隙取410mmB：足够的强度和刚度目的是减小在加工过程中因受切削力、夹紧力等而发生变形或振动。当刚度不够时，可增设加强筋或用框形结构。若用加强筋，其壁厚取0.70.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。C：良好的结构工艺性以便于制造、装
27、配、并减少加工工时。如夹具体上大平面上要局部加工，可铸出35mm凸台；各加工表面，最好在同一平面内或在同一回转表面上，以便于加工；尽量减少加工表面面积。另外,对于切削量大的工件所使用夹具，要注意应能方便排屑，以免影响安装精度；对于大而重的夹具体，要考虑起吊装置，如吊环螺钉或起重螺栓。致谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导
28、老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1,邹青主编机械制造技术基础课程设计指导教程北京:机械工业出版社2004,82,赵志
29、修主编机械制造工艺学北京：机械工业出版社1984,23,孙丽媛主编机械制造工艺及专用夹具设计指导北京:冶金工业出版社2002,124,李洪主编机械加工工艺手册北京：北京出版社1990,125,邓文英主编金属工艺学 北京：高等教育出版社20006,黄茂林主编机械原理重庆:重庆大学出版社2002, 77,丘宣怀主编机械设计北京:高等教育出版社19978,储凯许斌等主编机械工程材料重庆:重庆大学出版社1997,129,廖念钊主编互换性与技术测量北京:中国计量出版社2000,11983, 4主编金属切削刀具北京：机械工业出版社主编机床夹具设计北京：机械工业出版社主编机床夹具设计北京：机械工业出版社10,乐兑谦1992, 1211，李庆寿12,陶济贤1986,413,机床夹具结构图册贵州：贵州人民出版社1983,714,龚定安主编机床夹具设计原理陕西：陕西科技出版社,1981,715,李益民主编机械制造工艺学习题集黑龙江：哈儿滨工业大学出版社1984,716,周永强等主编高等学校毕业设计指导北京：中国建材工业出版社2002,1217,李益发等主编哈尔滨工业大学北京：机械工业出版社1993.6（2012.7重印）
