限位座零件的钻Ф20H7孔夹具设计及加工工艺装备含非标6张CAD图.zip
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限位座零件工艺规程和装备设计摘要机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。本次设计的题目是限位座零件工艺规程和装备设计,一开始进行设计的时候,我翻阅了很多相关的材料,对加工工艺设计等方面的知识进行了足够的了解和掌握。本次设计的主要内容有:对零件结构的分析,确定零件的制造形式,绘制零件图和毛坯图;然后对每一个步进行计算,确定切削用量,编写加工工艺过程卡和加工工序卡。本次专用夹具为钻20H7孔而设计,设计内容有:定位方案和夹紧方案的确定,定位元件和夹紧元件的选择,夹具体的设计,等等。最后,撰写设计说明书,对本次设计进行总结。关键词:限位座、工艺规程、装备设计、钻20H7孔目 录摘要I1 绪论11.1 机加工工艺规程及机床夹具的概述11.2 机床夹具的分类21.3 机床夹具的发展方向22 零件的分析42.1 零件的作用42.2零件的分析42.2.1 零件的工艺分析42.2.2 零件结构分析42.2.3 零件的技术要求分析52.2.4 零件的组成表面52.2.5 零件的技术要求52.2.6 零件的形位公差63 零件工艺规程的设计73.1 零件生产类型的确定73.2 确定零件的材料及制造方式73.3 选择加工的定位基准83.4 加工工艺路线选择、比较与确定83.5 加工方法、加工刀具及量具的选用103.6 各工序工步加工余量的计算113.7 确定切削用量及基本工时134 专用夹具设计264.1 确定零件的定位方案264.2 确定零件的定位元件264.3 确定零件的夹紧方案264.4 确定零件的夹紧元件264.5 确定夹具体274.6 选择导向装置钻套274.7 计算钻削力284.8 计算夹紧力284.9 计算定位误差29结论30致谢31参考文献32II1 绪论1.1 机加工工艺规程及机床夹具的概述机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消耗品的产业,国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低在很大程度上取决于它所采用装备的性能和质量。所以机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。经过建国40多年的发展,机械工业已成为我国工业中产品门类比较齐全,具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来,机械工业引进了大量的国外先进技术,目前这些技术已大批量投入生产,加上国内自行研究开发的结果,使机械产品的结构正向着合理化方向发展,对市场的适应能力也明显增强。通过对引进技术的消化吸收,又计划的推进了企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著的变化,我国机械工业综合技术水平有了较大幅度的提高,一批先进的生产技术在生产中得到应用和普及,约有近10%的企业进入了高技术企业的行列,60%以上的企业建立了专门的技术开发机构,此外科技体制改革不断深化,绝大多数研究院、所已进入经济建设主战场,正发挥越来越大的作用。按照传统的专业划分,机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。很长时间以来,机械加工工艺最广泛采用的方法是切削加工和磨削加工,即按照一定的顺序,采用硬度比工件高的切削刀具实现机械加工。改革开放以来,机械工业充分利用国内外的技术资源,进行技术改造,依靠科技进步,已经取得了长足的发展。但与世界先进水平相比,我国的机械制造业的产品在功能、质量等方面还有较大的差距,产品构成落后,精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代机械制造业飞速发展的需要。因此,我国机械制造业必须不断增强技术力量,培养高水平的人才和提高现有人员的素质,学习和引进国外先进科学技术,使我国的机械制造工业早日赶上世界先进水平。机床夹具是在切削加工中,用以准确确定工件位置,并将其牢固地夹紧的工艺装备。主要作用是:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此,机床夹具在机械制造中占有重要的地位。1.2 机床夹具的分类1、专用夹具专用夹具是针对某一种工件的一定工序而专门设计的。因为不需要考虑通用性,所以夹具可以设计得结构紧凑、操作方便。还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。因此,此类夹具可以保证较高的加工精度和劳动生产率,但是,游湖这类夹具的专用性很强,并且设计和制造周期较长,制造费用也较高。当产品变更时,往往因无法再使用而报废。因此,这类夹具主要在产品固定和工艺稳定的较大批量生产中应用。这类夹具也是本课程研究的主要对象。2、可调式夹具可调式夹具的特点是:加工完一种零件后,通过调整或更换夹具中的个别元件,即可加工形状相似、尺寸和加工相近的多种零件。3、专门化拼装夹具专门化拼装夹具是针对其工件的特定工序加工要求,由实现制造好的通用性较强的标准化元件和部件拼装组成。从这个特点来看,这类夹具具有很大的通用性,但同时又是为某一种特定工序而专门拼装的夹具。因此,这类夹具又具有专门夹具的优点。1.3 机床夹具的发展方向夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。高精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。322 零件的分析2.1 零件的作用本次设计的零件是限位座。限位座是机器或者机构上重要的零件之一。为其工作和正常运转提供强有力的保证。具体结构详见下图2.1所示:图2.1 限位座零件图2.2 零件的分析2.2.1 零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时,首先要对照产品装配图分析零件图,熟悉该产品的用途、性能及工作条件,明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系;了解并研究各项技术条件制定的依据,找出其主要技术要求和技术关键,以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2 零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面:1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样,但从形体上加以分析,都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时,根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点,就可选择与其相适应的加工方法和加工路线,例如外圆表面通常由车削或磨削加工;内孔表面则通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同,可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面;这样,就能在工艺路线拟定时,做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下,制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件,其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好,是指在现有工艺条件下,既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3 零件的技术要求分析零件图样上的技术要求,既要满足设计要求,又要便于加工,而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面:1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量;2、各加工表面之间的相互位置精度;3、工件的热处理和其它要求,如动平衡、镀铬处理、去磁等。2.2.4 零件的组成表面1、49、R29、R35圆弧所在的表面及端面;2、M12螺纹孔所在的表面及端面;3、主视图尺寸43上端面,尺寸104所在上下两端面;4、主视图尺寸73所在左右两端面;5、俯视图20H7孔所在的表面及端面;尺寸29.5、10及12所在前后端面;3X60倒角6、A-A剖视图尺寸12所在前后端面;7、左视图R6,4XR0.2,R300.1圆弧所在表面及端面;8、左视图2处45斜面所在的表面及端面;尺寸58所在前后端面;9、R43和R60圆弧所在表面及端面。2.2.5 零件的技术要求1、主视图尺寸104所在上端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;2、主视图49圆弧,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;3、主视图R35圆弧,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;4、主视图尺寸73右端面,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;5、主视图M12螺纹孔所在表面,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;6、左视图R2、4XR0.2、R300.1深6.5mm圆弧端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;7、俯视图20H7内孔所在表面,其表面粗糙度公差为Ra1.6um;8、俯视图20H7孔所在的表面,其表面粗糙度公差为Ra1.6um;9、俯视图尺寸10后端面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;10、A-A剖视图12前后端面,其表面粗糙度公差为Ra1.6um;11、左视图R2、4XR0.2、R300.1深6.5mm圆弧及宽12H8槽,其表面粗糙度公差为Ra1.6um;12、R43和R60圆弧,其表面粗糙度公差为Ra12.5um;13、其余未注表面粗糙度公差的表面,均采用不去除材料的方法获得。2.2.6 零件的形位公差1、主视图尺寸73所在左端面相对于“左视图尺寸58所在后端面”的垂直度公差为0.1;2、俯视图20H7孔所在轴线相对于“左视图尺寸58所在后端面”的垂直度公差为0.08;3、A-A剖视图尺寸12所在前后端面相对于“俯视图20H7孔所在轴线”的垂直度公差为0.08。3 零件工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算:结合任务书、确定零件限位座的生产类型是中批量生产(年生产量为2000件)。3.2 确定零件的材料及制造方式由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能,并且价格低廉,生产设备简单,所以在机械零件材料中占有很大的比重,广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。又由于球墨铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和切削加工性,所以选择灰铸铁作为铸造的材料。零件材料为HT200,选择砂型铸件。具体的毛坯图详见下图3.1:图3.1 限位座毛坯图3.3 选择加工的定位基准定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目,各表面加工顺序,夹具结构及零件的精度。定位基准分为粗基准和精基准,用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准,使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时,先进行精基准的选择,保证各加工表面按图纸加工出来,再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。1、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面的余量均匀,应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整,无飞边,浇口,冒口或其他缺陷的表面为粗基准,以便定位准确,夹紧可靠。2、精基准的选择原则“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的定位误差。“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。“自为基准“原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准“原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。根据上述定位基准的选择原则,分析本零件,根据零件图,本零件是一个形状不复杂的零件。粗基准的选择:本零件将选择零件73左端面作为粗基准;精基准的选择:本零件将选择零件的29.5后端面作为精基准。3.4 加工工艺路线选择、比较与确定制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。经过相应的分析,选择零件的工艺路线方案如下:方案1:工序1:铸造;工序2:热处理;工序3:铣主视图73左端面;工序4:铣左视图58后端面及3X60倒角;工序5:铣主视图104上端面;工序6:铣主视图73右端面;工序7:铣主视图R35圆弧;工序8:铣R43及R60圆弧;工序9:铣俯视图10后端面;工序10:铣A-A剖视图12前后端面;工序11:热处理,12两端面G50,深1.5-2.5;工序12:铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;工序13:镗49圆弧;工序14:钻20H7孔;工序15:钻M12螺纹孔;工序16:清洗;工序17:终检;工序18:入库。方案2:工序1:铸造;工序2:热处理;工序3:镗49圆弧;工序4:钻20H7孔;工序5:铣主视图73左端面;工序6:铣左视图58后端面及3X60倒角;工序7:铣主视图104上端面;工序8:铣主视图73右端面;工序9:铣主视图R35圆弧;工序10:铣R43及R60圆弧;工序11:铣俯视图10后端面;工序12:铣A-A剖视图12前后端面;工序13:热处理,12两端面G50,深1.5-2.5;工序14:铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;工序15:钻M12螺纹孔;工序16:清洗;工序17:终检;工序18:入库。方案一先加工端面,而后将其作为下面工序定位和加工的基准,生产出来的产品尺寸要求以及形位公差能够得到很好的保证。方案二先对零件的内孔进行加工,而后将孔作为零件外圆和端面加工的基准。看似定位较好,但毛坯的外圆及端面采用的是铸造,外圆和端面尺寸公差、平面度和垂直度都不能得到保证。经过对2种加工方案的选择和分析,最终确定方案1作为本次零件加工方案。3.5 加工方法、加工刀具及量具的选用本次工艺设计的零件是限位座,它的零件的材料是HT200。根据资料和加工工艺,现确定加工方法、加工刀具及量具:1、铣削加工(1)设备:XK5040A数控铣床;(2)夹具:专用夹具;(2)刀具:三面刃铣刀;(3)量具:游标卡尺。2、钻削加工(1)设备:Z3040摇臂钻床;(2)夹具:专用夹具;(2)刀具:麻花钻、扩孔钻、铰孔钻;(3)量具:游标卡尺。3、镗削加工(1)设备:T618卧式镗床;(2)夹具:专用夹具;(2)刀具:内孔镗刀;(3)量具:游标卡尺。3.6 各工序工步加工余量的计算工序1:铸造;工序2:热处理;工序3:铣主视图73左端面及3X60倒角;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序4:铣左视图58后端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序5:铣主视图104上端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序6:铣主视图73右端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序7:铣主视图R35圆弧;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序8:铣R43及R60圆弧;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序9:铣俯视图10后端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2mm;工序10:铣A-A剖视图12前后端面;工步1:粗铣A-A剖视图12前后端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为1mm;工步2:半精铣A-A剖视图12前后端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.75mm;工步3:精铣A-A剖视图12前后端面;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.25mm;工序11:热处理,12两端面G50,深1.5-2.5;工序12:铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;工步1:粗铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为1mm;工步2:半精铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.75mm;工步3:精铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.25mm;工序13:镗49圆弧;工步1:粗镗49圆弧;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为1.5mm(单边);工步2:半精镗49圆弧;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.5mm(单边);工序14:钻20H7孔;工步1:钻20H7孔的底孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2.5mm(单边);工步2:扩20H7孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为7.4mm(单边);工步3:铰20H7孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为0.1mm(单边);工序15:钻M12螺纹孔;工步1:钻M12螺纹孔的底孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为2.5mm(单边);工步2:钻M12螺纹孔;查阅切削加工手册,取本工步加工余量为3.5mm(单边);工序16:清洗;工序17:终检;工序18:入库。3.7 确定切削用量及基本工时工序1:铸造;工序2:热处理;工序3:铣主视图73左端面及3X60倒角;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=87,则9、辅助时间 式中:,则工序4:铣左视图58后端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=87,则9、辅助时间 式中:,则工序5:铣主视图104上端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=58,则9、辅助时间 式中:,则工序6:铣主视图73右端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=22,则9、辅助时间 式中:,则工序7:铣主视图R35圆弧;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:圆弧量规;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=50,则9、辅助时间 式中:,则工序8:铣R43及R60圆弧;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:圆弧量规;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=92,则9、辅助时间 式中:,则工序9:铣俯视图10后端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=52,则9、辅助时间 式中:,则工序10:铣A-A剖视图12前后端面;工步1:粗铣A-A剖视图12前后端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量1mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=52,则9、辅助时间 式中:,则工步2:半精铣A-A剖视图12前后端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.75mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=52,则9、辅助时间 式中:,则工步3:精铣A-A剖视图12前后端面;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.25mm;5、进给量。6、切削速度=100m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=52,则9、辅助时间 式中:,则工序11:热处理,12两端面G50,深1.5-2.5;工序12:铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;工步1:粗铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:圆弧量规;4、背吃刀量2mm;5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=300r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=176,则9、辅助时间 式中:,则工步2:半精铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.75mm;5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=176,则9、辅助时间 式中:,则工步3:精铣左视图12H8及R30圆弧曲线槽;1、设备:XK5040A数控铣床。2、刀具:三面刃铣刀;3、量具:游标卡尺;4、背吃刀量0.25mm;5、进给量。6、切削速度=100m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=375r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=176,则9、辅助时间 式中:,则工序13:镗49圆弧;工步1:粗镗49圆弧;1、设备:T618卧式镗床。2、刀具:内孔镗刀;3、量具:圆弧量规;4、背吃刀量1.5mm;5、进给量。6、切削速度=50m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=318r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=12,则9、辅助时间 式中:,则工步2:半精镗49圆弧;1、设备:T618卧式镗床。2、刀具:内孔镗刀;3、量具:圆弧量规;4、背吃刀量0.5mm;5、进给量。6、切削速度=60m/min。7、实际转速、切削速度,其主轴转速为n=400r/min;实际切削速度8、基本时间 式中:l=12,则9、辅助时间 式中:,则工序14:钻20H7孔;工步1:钻20H7孔的底孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;这样一个摇臂钻床能够对不同零件完成内孔、螺纹孔、平头孔等等多种工序的加工。虽然钻床的型号有Z3080、Z3050、Z525等等,但该钻床依然是性价比比较好的。在对机械制造机械这本书的查看,确定在进行第一次初加工其精度要求在Ra80-10um;在进行第二次半精加工其精度要求在Ra10-2.5um;在进行第三次精加工其精度要求在Ra5-1.25um。显然加工精度要求能够满足本工步。2、加工刀具:麻花钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量2.5mm;5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=58,则9、辅助时间 式中:,则工步2:扩20H7孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:扩孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量7.4mm;5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=267r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=58,则9、辅助时间 式中:,则工步3:铰20H7孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:铰孔钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量0.1mm;5、进给量。6、切削速度=20m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=331r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=58,则9、辅助时间 式中:,则工序15:钻M12螺纹孔;工步1:钻M12螺纹孔的底孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:麻花钻;3、测量工具:游标卡尺;4、背吃刀量2.5mm;5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=525r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=34.5,则9、辅助时间 式中:,则工步2:钻M12螺纹孔;1、加工设备:摇臂钻床,型号Z3040;2、加工刀具:丝锥钻;3、测量工具:螺纹量规;4、背吃刀量3.5mm;5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度,查Z3040摇臂钻床转速图,取n=423r/min;取实际切削速度8、基本时间 式中:l=18,则9、辅助时间 式中:,则工序16:清洗;工序17:终检;工序18:入库。4 专用夹具设计4.1 确定零件的定位方案1、尺寸58后端面与安装在夹具体上3个支承钉上端面定位,限制3个自由度。2、尺寸73左端面与安装在钻模座上2个支承钉上端面定位,限制2个自由度。3、49圆弧和工件插销定位,限件1个自由度。完成完全定位。4.2 确定零件的定位元件限位座的定位元件:夹具体、支承钉、工件插销。钻模座的定位元件:圆柱销和菱形销。下图4.1是夹具装配图:图4.1 夹具装配图4.3 确定零件的夹紧方案1、限位座:利用六角螺母、双头螺栓、垫圈、连接螺栓、移动压板、弹簧对工件进行夹紧。2、钻模座:采用对角线方向夹紧。4.4 确定零件的夹紧元件1、限位座夹紧元件:六角螺母、双头螺栓、垫圈、连接螺栓、移动压板、弹簧。2、钻模座夹紧元件:2个内六角螺栓。4.5 确定夹具体夹具体:夹具进行定位、引导、夹紧装置这些都安装在夹具体上边,这就是一个整体,还能很好的在机床上安装起来。把夹具上面的这些零部件和元件都连接成一个整体,这就是夹具体。它的大小,外形都跟这些零部件的设置有关,还跟夹具体跟机床的连接有关系,并且在对产品进行生产的时候,会有夹紧力,切削力作用在夹具上,并且会有冲击力和振动产生,所以夹具体的强度,还有刚度一定要足够的大。进行切削的时候,在夹具体上面还会有些切屑,这些切屑越来越多,那么对产品的定位和夹紧都会有不好的影响,所以在对夹具体进行设计的时候,要对它的构造进行设计,要方便切屑排出去。还有,在对夹具体进行设计的时候,还要考虑它的工艺,经济,还有使用时候的便利性。本次设计的夹具,其外形结构见下图4.2夹具体零件图,夹具体的材料确定为灰铸铁HT200。图4.2 夹具体零件图4.6 选择导向装置钻套本次钻床专用夹具设计,需完成20H7孔的钻削加工。通过对4种钻套的选择、比较,最终决定采用快换钻套。快换钻套的特点如下:一般的在对零件上孔进行加工的时候,需要完成钻底孔、扩孔加工、铰孔加工以及丝锥钻加工螺纹孔等等,那就需要直径不一样大小的钻套来对钻头进行引导。在这样的情况下,可以采用快换钻套。在对其进行更换时,只需要松开螺钉,就能够快速取出钻套。4.7 计算钻削力钻削力计算公式:P钻削力;D钻头直径,12m;S进给量,0.1mm;HB布氏硬度,HT200,取200HBS。4.8 计算夹紧力夹紧力计算公式。基本安全系数,取1.5;加工性质系数,取1.1;刀具钝化系数,取1.1;继续切削系数,取1.1;夹紧力稳定系数,取1.3;手动夹紧位置系数,取1.0。所以=2.6实际夹紧力:。夹具定位面摩擦系数,;夹紧面摩擦系数,。所以取螺栓预紧力,选45#钢M10双头螺栓。则,小于45#许用拉应力。故45#钢M10双头螺栓合适。4.9 计算定位误差零件的主要定位元件为支承钉、工件插销1、支承钉的尺寸与公差通过对机床夹具设计手册的查阅,能够确定支承钉的尺寸要求及形位公差要求,支承钉能够保证零件的径向误差。2、工件插销的尺寸与公差通过对机床夹具设计手册的查阅,能够确定工件插销的尺寸要求及形位公差要求,工件插销能够保证零件的轴线误差。通过对限位座零件图的分析,以及确定20H7内孔其加工精度不高,因此上述定位误差在范围内。结论说明书写到这里,发现自己不管是理论上,还是实践上,我都有很多不足的地方,所以自身的能力还需要不断的提高。现在我明白了做事一定要认真,要仔细。夹具设计是对我大学所学知识的一次检验,也是一次总复习,将薄弱知识点通过这次机会又复习了一次。通过本次设计,对夹具的设计流程有了大致的了解,零部件的作用,使用的材质,还有技术要求等等;将零件图纸画出来,毛坯图纸画出来;确定加工工艺路线,确定工艺路线;计算切削用量,计算加工工时;确定专用夹具的定位方案,夹紧方案,夹具体,确定切削力、夹紧力等。我自身的水平有限,设计肯定还有不足的地方,希望老师们能够帮我指正。致谢在这次设计即将完成的时候,我清晰的看到了自己身上对很多老师在课堂上讲述知识的缺乏,使得自己做起来很费力,现在回想起来,由于时间的淡化,原来学过的知识都已经淡忘了,没有温故而知新,很是懊恼。在这里我很敬佩我的指导老师,她平时的工作还是很繁忙的,但是每次她都能够对我的设计进行详尽的指导和帮助。在此,我要表示由衷的谢意。当然,也要感谢本组同学给予的帮助,谢谢各位。可以这样将没有你们的帮助和支持我们的设计不可能在这么短的时间里面完成,也不能完成的这样的圆满,再次谢谢你们!参考文献1 哈尔滨工业大学,上海工业大学.机械制造工艺学(第3分册)M,上海:上海科学技术出版社,2008.6,(39-55)2 姜振雄.钢铁热处理M,北京:机械工业出版社,19973 刘英.机械制造技术基础M,北京:机械工业出版社,2008.94 戴枝荣.工程材料及机械制造基础M,北京:高等教育出版社,2003.5(171-178)5 王凡.实用机械制造工艺设计手册M,北京:机械工业出版社,2008.56 上海市金属切削技术协会.金属切削手册M,上海:上海科学技术出版社,20027 周昌治.机械制造工艺学M,重庆:重庆大学出版社,2004.10,(180-183)8 柯建宏.机械制造技术基础课程设计M,武汉:华中科技大学出版社,2008.19 陈宏钧等编.典型零件机械加工生产实例M,北京:机械工业出版社,2004.810 黄如林.切削加工简明实用手册M,北京:化学工业出版社,2004.411 梁柄文.机械加工工艺与窍门M,北京:机械工业出版社,2003.1012 王启义.机械制造装备设计M,北京:冶金工业出版社,2002.4,(160-202)13 金属机械加工工艺人员手册.修订组编.金属机械加工工艺人员手册M,上海:上海科学技术出版社,2001.1014 龚定安等编.机床夹具设计M,西安:西安交通大学出版社,1992.315 东北重型机械学院等编.机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1980.116 张耀震.机械加工工艺设计实用手册M.第一版,北京:航天工业出版社,1993.17 艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册M.第一版,北京:北京出版社,1993.18 杨叔子.机械加工工艺师手册S.北京:机械工业出版社,2001.
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