偏心支座机的械加工工艺规程及镗φ25H7孔夹具设计

偏心支座机械加工工艺规程和镗 25H7 孔夹具设计 摘要夹具是零件加工的夹紧装置，是加工零件的一种必不可少的装置。夹具利用率高，经济性好，对功能组件的使用和数量少。随着零件的尺寸变化，越来越多的夹具被淘汰了，因此，设计一套专用夹具是十分有必要的。在设计专用夹具时要考虑工件的定位方案，工件的夹紧方案和设计夹紧机构，夹具的其他组成部分，夹具的结构形式等。本次设计的题目是偏心支座机械加工工艺规程和镗 25H7 孔夹具设计，根据老师给的图纸要求进行工艺设计和夹具设计，在掌握零件作用的基础上，对零件的工艺进行分析。针对设计给定的题目，设计里面主要对机床夹具进行设计。本夹具体是以保证加工精度，生产效率和便于工人操作为宗旨展开的设计。设计之初我查阅相关数据及国内外关于机床夹具的文献，在看懂零件图的同时对零件的结构和工艺进行分析，明确粗基准和精基准的选择，确定零件的加工余量与毛坯的尺寸、从而确定零件的加工工艺过程、计算各工序的切削用量及工时。最终完成了本次设计所需的夹具。关键词：偏心支座；工艺规程； 夹具设计AbstractFixture is the clamping device for machining parts, and it is an indispensable device for machining parts. The fixture has the advantages of high utilization rate, good economy and less use and quantity of functional components. With the change of the size of parts, more and more fixtures are eliminated. Therefore, it is necessary to design a set of special fixture. In the design of special fixture, we should consider the positioning scheme of workpiece, the clamping scheme of workpiece and the design of clamping mechanism, the other parts of the fixture, the structure of the fixture, etc.The design of this topic is eccentric support machining process specification and boring hole 25H7 hole fixture design, according to the drawings given by the teacher requirements of process design and fixture design, on the basis of mastering the role of parts, the process of parts analysis. For the given design topics, the design of the main machine tool fixture design. This clip is designed to ensure the machining accuracy, production efficiency and easy operation for the purpose of the workers.At the beginning of design I refer to the relevant data and literature at home and abroad on the fixture, structure and process of parts in the read parts map at the same time analysis, clear coarse and fine reference base selection, determine the machining allowance and the size of the blank, so as to determine the parts processing process, calculation of the process of cutting dosage and time. Finally, the fixture needed for the design is completed.Key words: eccentric support; process specification; fixture design目 录1.支承座零件分析 71.1 支承座零件的作用 71.2 支承座工艺要求 72.支承座加工工艺路线 82.1 零件毛坯的选择 82.2 确定各表面的加工工艺方案 82.3 确定定位基准 82.4 加工路线的拟定 83.机床、刀具、量具选择 103.1 毛坯余量及各加工工序余量、尺寸的相关计算 103.2 切削用量的确定及工时定额 104.相关工序的夹具设计184.1 定位夹紧方案 184.2 夹具体与钻模板 184.3 切削力与夹紧力的分析与计算 184.4 误差分析与计算 194.5 夹具设计及操作的简要说明 19结论 20致谢 21参考文献221.零件的分析图 1 - 偏心支座1.1 偏心支座零件的作用偏心支座主要用于连接轴类零件，材料选用 HT200，属于铸铁，含碳量大于 2.11%的铁碳合金，力学性能比钢差，但具有优良的铸造性、减震性、耐磨性等特点，加之价格低廉，生产设备和工艺简单，其优势是铸造性能优异，最适合作为大型壳体类零件。1.2 偏心支座的工艺要求由于该零件结构简单，表面粗糙度要求不高，故在机械加工时，采用普通铣床加工即可完成零件表面的加工，采用普通钻床完成工件 100 80 端面上孔的加工，通过设计专用夹具来完成 25H7 孔的加工。铸件运用人工时效处理，铸件表面不得有气孔、砂眼、缩孔等缺陷。 2 偏心支座加工工艺路线2.1 零件毛坯的选择零件材料为 HT200，零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 11 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 确定各表面的加工工艺方案1、100 80 端面，采用立式铣床 X52K，刀具选用端面铣刀，量具选择游标卡尺。2、3-9 孔，采用摇臂钻床 Z3025，刀具选择麻花钻，量具选择锥柄圆柱塞规。3、3-14 沉孔，采用摇臂钻床 Z3025，刀具选择锪孔钻，量具选择锥柄圆柱塞规。4、40 左端面，采用立式铣床 X52K，刀具选择立铣刀，量具选择游标卡尺。5、40 右端面，采用立式铣床 X52K，刀具选择立铣刀，量具选择游标卡尺。6、25H7，采用卧式铣镗床 T616，刀具选择镗刀，量具选择锥柄圆柱塞规。2.3 确定定位基准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 40 端面、25H7 毛坯孔作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重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以 9 孔及 100 80 端面作为精基准。2.4 加工路线的拟定制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用普通型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。铸造人工时效处理涂底漆工序 01：铣 100 80 底面工序 02：钻 3-9 孔工序 03：锪 14 沉孔工序 04：铣 40 左端面工序 05：铣 40 右端面工序 06：粗镗半精镗精镗 25H7 孔去毛刺涂漆检验至图纸要求并入库3 机床、刀具、量具选择3.1 毛坯余量及各加工工序余量的计算1、100 80 底面的加工余量100 80 底面，表面粗糙度为 Ra6.3，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4 得，单边总余量 Z=4.0，查机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8 得，一步铣削即可满足其精度要求。2、9 孔的加工余量因孔的尺寸不大，采用实心铸造，表面粗糙度 Ra12.5，查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7 知，一步钻削即可满足其精度要求。3、14 孔的加工余量因孔的尺寸不大，采用实心铸造，表面粗糙度 Ra12.5，查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7 知，一步锪削即可满足其精度要求。4、40 左端面的加工余量40 左端面，表面粗糙度为 Ra6.3，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4 得，单边总余量 Z=4.0，查机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8 得，一步铣削即可满足其精度要求。5、40 右端面的加工余量40 右端面，表面粗糙度为 Ra6.3，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4 得，单边总余量 Z=4.0，查机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8 得，一步铣削即可满足其精度要求。6、25H7 孔的加工余量因孔的尺寸不大方，故采用铸造，表面粗糙度 Ra3.2，精度等级 7H，查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，需要钻粗镗精镗方可满足其精度要求。钻 单边余量 2Z=23mm粗镗 单边余量 2Z=24.8mm精镗 单边余量 2Z=0.2mm7、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。3.2 切削用量的确定及工时定额铸造人工时效处理涂底漆工序 01：铣 100 80 底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2d10min/95v15z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度ap0.22）决定每次进给量及切削速度根据 X52K 型立式铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则r/2.0mfzin319510dvns 按机床标准选取 300wn/rmin/2.94in/10vwi/0i/352. znfM查机械制造工艺设计简明手册表 4.2-37，得 min/980Mzf3）计算工时 Mzjfl21T主偏角 时90rk )21(85tg4105.0)21()5. 221 ）（ rpetgkadl=0.04mm+0.36mm+1.5mm=1.9mm312l铣削轮廓的实际长度（mm), =100mmlmin106.i9802.1T21 Mzjfl工序 02：钻 3-9 孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 9 孔时属于低刚度零md90rm/47.039.件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.2.5.根据 Z3025 机床说明书，现取 rmf/2.0切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 min/12v所以in/3901201rdvnws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为mi/2win/1.10398.nv切削工时： ， ， ，l2l5.4l2则机动工时为min812.0325.94021 ifnltwm工序 03：锪 3-14 沉孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=14mm。沉孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀，其直径 d=14mm 3选择切削用量（1）选择进给量 f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度>200H有 。rmf/39.0.（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 =200220HBS 时， bf=0.35mm/r, in/20in/20rvrd时 ，切削速度的修正系数为：， ， ， ，.1TvK.8Mv.75SvK.1tv故 min/5i/0.102kc rmrdvn/342/4.30根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=375r/mm， 。in/6.1rv4计算基本工时根据公式 nfLtm式中， ，l=11mm ，入切量及超切量由 切削用量手册表yl2.29 查出 ，计算得，my5.2L=（11+2.5）mm=13.5mm 故有： t= =0.309minin35.071工序 04：铣 40 左端面1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,， ， 。map0.2d120min/5.v2. 决定铣削用量1）决定铣削深度ap0.22）决定每次进给量及切削速度根据 X52K 型立式铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则r/2.0mfzin31510dvns 按机床标准选取 300wn/rmin/3.1i/102vwi/60i/3.znfM查机械制造工艺设计简明手册表 4.2-37，得 min/60Mzf3）计算工时Mzjfl21T主偏角 时90rk )31(42()31(1 eadl=5.66mm+2mm =7.66mm52l铣削轮廓的实际长度（mm), =40mmlmin861.0i64.70T21 Mzjfl工序 05：铣 40 右端面1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,， ， 。map0.2d120min/5.v2. 决定铣削用量1）决定铣削深度ap0.22）决定每次进给量及切削速度根据 X52K 型立式铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则r/2.0mfzin31510dvns 按机床标准选取 300wn/rmin/3.1i/102vwi/60i/3.znfM查机械制造工艺设计简明手册表 4.2-37，得 min/60Mzf3）计算工时Mzjfl21T主偏角 时90rk )31(42()31(1 eadl =5.66mm+2mm=7.66mm52l铣削轮廓的实际长度（mm), =40mmlmin861.0i64.70T21 Mzjfl工序 06：钻粗镗精镗 25H7 孔工步一：钻孔至 23确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 23 孔时属于低刚度md230rm/47.039.零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.2.5.根据 Z3025 机床说明书，现取 mf/.0切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/5.23v所以min/3265.10rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为i/1win/8.20351nv切削工时： ， ， ，ml8l.1ml2则机动工时为 in90.3.015221 ifnltwm工步二：粗镗 23 孔至 24.81加工条件加工要求：粗镗 23 孔至 24.8，单侧加工余量 Z=0.9mm。机床：T616 卧式铣镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度 pa由于单侧加工余量 Z=0.9mm，故可在一次镗去全部余量，则 =0.9mmap(2)选择进给量 zf根据【6】 实用机械加工工艺手册 （以下简称工艺手册 ）表 11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv选择 =40m/min则 min/5148.2.3010rDn根据简明手册表 4.2-204.2-61，选择 f=0.58mm/r， 。in/50mr（3）计算基本工时根据公式 ，式中 ，当加工一个孔时 l=80， ，fnLtwm32l 9.02l23lL=（80+0.9+2）mm=82.9mm故有 = min=0.260mintm58.092工步三：精镗 24.8 孔至 25H71加工条件加工要求：粗镗 24.8 孔至 25，单侧加工余量 Z=0.1mm。机床：T616 卧式铣镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度 pa由于单侧加工余量 Z=0.1mm，故可在一次镗去全部余量，则 =0.1mmap(2)选择进给量 zf根据【6】 实用机械加工工艺手册 （以下简称工艺手册 ）表 11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/rv选择 =40m/min则 min/51024.310rDn根据简明手册表 4.2-204.2-61，选择 f=0.58mm/r， 。in/50mr（3）计算基本工时根据公式 ，式中 ，当加工一个孔时 l=80， ，fnLtwm32l 1.02l23lL=（80+0.1+2）mm=82.1mm故有 = min=0.258mintm58.012去毛刺涂漆检验至图纸要求并入库4 相关工序的夹具设计4.1 定位夹紧方案本套夹具的定位基准为 9 孔及其 100 80 端面，其中 00 80 端面为第一定位基准，与两支承板相配合限制三个自由度，即 X 轴转动、Y 轴转动和 Z 轴移动；9 孔为第二定位基准，与 A 型固定式定位销配合限制两个自由度，即X 轴移动、Y 轴移动；另 9 孔为第三定位基准，与 B 型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即 Z 轴转动，属于完全定位；工件的夹紧则是由螺纹、移动压板、和螺母等组成的夹紧机构来实现。4.2 夹具体夹具体的基本要求：1、一定的形状和尺寸（夹具的外形，取决于安装在夹具体上的各种元件、机构、装置的形状及它们之间的布置位置。 ）2、足够的强度和刚度（目的是减小在加工过程中受到切削力、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。3、良好的结构工艺性4.3 切削力与夹紧力的分析与计算1、镗削力由于本道工序主要完成工艺孔的镗孔加工，镗削力。由切削手册得： pfKaF530prPsroPm查简明机床夹具设计手册表 3-3， ， 1.08，0.2mpKKrP0.1roP，0.1sPK1.rP 376.1.08.2p rsroKm N653759.35pfaF2、夹紧力（2）夹紧力的计算夹紧力计算公式：单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算）（）、 Ntan(tW210rQLz单个螺旋夹紧产生的夹紧力，N0Q原始作用力,N，见表 3-16，Q=3924NL作用力臂，mm，L=57mm螺杆端部与工件间的当量摩擦半径，mm，其值视螺杆端部的、r结构形式而定，见表 3-13， =0、r螺杆端与工件间的摩擦角， （°） =011螺纹中径之半径，mm， =5mmzr zra螺纹升角， （°） ，见表 3-14,a=3°01螺杆副的当量摩擦角， （°）、2costan2、其中 为螺旋副的摩擦角， （°） ， 为螺纹牙型半角， （°）见表 3-215， =9°50、 ）（）、 Ntan(tW210rQLz）（）、 5093t(47=163682N经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。4.4 误差分析与计算1、移动时基准位移误差 yj（式 4-1）yj min11XDd式中： 定位销孔的最大偏差1 定位销孔的最小偏差定位销孔与定位销最小配合间隙1min代入（式 4-1）得： =0.021+0+0.02yjmin11XDd=0.041（mm)2、 转角误差（式 4-2）LdXDdtg2min2min11 式中： A 型定位销的最大偏差1 A 型定位销的最小偏差 A 型定位销与工件侧边最小配合间隙1min A 型定位销的最大偏差2d A 型定位销的最小偏差D A 型定位销定位孔与工件侧边最小配合间隙2minX其中： )2(2min1minXXLgx则代入（式 4-2）得： 4e78.3906.01.tg 则： 0.0217°4.5 夹具设计及操作的简要说明本工件采用心轴定位，通过心轴和工件的过盈配合来固定工件，这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求，装配图如 4.5-1 所示：总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们踏入社会的关键一步。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，他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 2004，8 2，赵志修 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 2002，12 4，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 2000，110，乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京： 机械工业出版社 1992，1211，李庆寿 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1983，412，陶济贤 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 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 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