機(jī)床卡具設(shè)計(jì)說明書.

1、課程設(shè)計(jì)說明書題目“鏈輪”機(jī)械加工工藝規(guī)程及“鉆削 26x39中心孔” 夾具設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：年級專業(yè)：學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：機(jī)床卡具課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：基層教學(xué)單位:學(xué)號學(xué)生姓學(xué)土姓專業(yè)（班級）名設(shè)計(jì)題目“鏈輪”機(jī)械加工工藝規(guī)程及“鉆削0 26x39中心孔”夾 具設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù)1. 年生產(chǎn)綱領(lǐng)：批量2. 加工要求：見零件圖設(shè) 計(jì) 要 求1. 工藝規(guī)程必須保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率要求，合理可行。2. 夾具設(shè)計(jì)要保證加工精度，并定位合理、夾緊可靠、操 作簡便；盡量采用機(jī)動夾緊、多件夾緊等。3. 設(shè)計(jì)圖紙及說明書符合規(guī)范。工 作 量零件圖1張（A3/A4）毛坯圖1

2、張（A3/A4）機(jī)械加工工藝過程卡片及工序卡片1 套（2張B5）夾具結(jié)構(gòu)裝配圖（二維）1張（A1/A0）零件模型及夾具裝配模型一套（三維）1張（A1/A0）課程設(shè)計(jì)說明書1份（不少于5千字）工 作 計(jì) 劃第1周 抄畫零件圖，完成機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及毛坯 圖。第2周 進(jìn)行夾具方案設(shè)計(jì)及其相關(guān)分析計(jì)算，草圖設(shè) 計(jì)；夾具二維裝配圖設(shè)計(jì)。第3周 基于夾具二維裝配圖，繪制零件三維圖，完成該 夾具模型裝配，并實(shí)現(xiàn)裝配過程動態(tài)展示。第4周 完成夾具的虛擬裝配，撰寫課程設(shè)計(jì)說明書，制 作答辯用的ppt，答辯。參 考 資 料機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械制造工藝手冊機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊機(jī)械零件設(shè)

3、計(jì)手冊指導(dǎo)教師簽 字基層教學(xué)單位主任 簽字說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2011 年 11月 25日目錄第1章零件的分析11.1零件的功用及結(jié)構(gòu)分析11.2零件的工藝分析1第2章 鏈輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.1毛坯的選擇42.2定位基準(zhǔn)的選擇42.3工藝路線的擬定42.3.1加工方法及加工方案的確定42.3.2加工順序的確定 52.4加工余量、工序尺寸及其公差的確定72.5切削用量及工時(shí)定額的確定8第3章 鏈輪鉆削0 26x39工序夾具設(shè)計(jì)123.1任務(wù)的提出123.2定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算123.2.1定位方案的確定123.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì)

4、 123.2.3定位誤差的分析計(jì)算 123.3對刀或?qū)бㄑb置）設(shè) 133.4夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算133.4.1夾緊方案的確定133.4.2夾緊力大小的分析計(jì)算 133.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)143.5夾具操作及維護(hù)簡要說明14第4章工序鏈輪鉆削0 26x39夾具虛擬裝配154.1 Pro/E三維零件設(shè)計(jì)及虛擬裝配技術(shù)154.2夾具主要零件虛擬創(chuàng)建 154.3虛擬裝配方法、順序零件約束確定 154.4夾具組件虛擬裝配及其分解 16參考文獻(xiàn)17附錄I機(jī)械加工工藝過程卡片 17附錄U 機(jī)械加工工序卡片 19結(jié)束語21第一章零件的分析1.1零件的功用及結(jié)構(gòu)分析題目所給的零件是燕大機(jī)械廠生產(chǎn)

5、的鋼筋調(diào)直剪斷機(jī)中的鏈 輪（見附圖1），它位于調(diào)直剪斷機(jī)的傳動部位。主要作用是通過 鏈條傳遞動力。結(jié)構(gòu)分析：35的軸孔用來與軸配合，通過鍵傳遞動力。屬 于盤類零件，用于與萬向聯(lián)軸器 SWC16相配合。1.2零件的工藝分析|_1P LTlla由零件圖可得鏈輪主要加工內(nèi)外圓柱面，端面，滾切齒形, 鍵槽槽，倒齒形角。該零件與鏈條配合，中心孔與軸相接合，通過鍵傳遞動力。 為了結(jié)合平穩(wěn)，噪聲小，避免工作時(shí)的震動，有對端面及齒根面 的跳動度要求，鏈輪與軸相連的鍵槽有對稱度要求。表面粗糙度 要求不高，中心孔、齒面及鍵槽側(cè)面表面達(dá)到 Ra6.3。第二章 鏈輪39X0 26中心孔孔機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯

6、的選擇零件的材料是45鋼，鏈輪用于傳遞動力且有臺階應(yīng)考慮使 用鍛造，屬于中批生產(chǎn)，選擇自由鍛毛坯。2.2定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇得正確與 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 工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生 產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1）車削加工：粗車左側(cè)外圓、端面時(shí)，以右側(cè)100的外圓表面為定位基準(zhǔn)；車右側(cè)外圓、端面時(shí)，以左側(cè)的 53外圓表面為 定位基準(zhǔn)。精車外圓、端面時(shí)，以 35內(nèi)孔表面為定位基準(zhǔn)。2）鉆孔加工：以 53外圓及端面為定位基準(zhǔn)。3）齒形加工：以 35內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。4）鍵槽加工：以 50外圓為定位基準(zhǔn)。

7、2.3工藝路線的擬定2.3.1加工方法及加工方案的確定制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度 及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證。1.加工工藝路線方案在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下， 中批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)也 要考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，查機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊， 可以確定加工方案，見下表:位置尺寸表面粗 糙度加工方案外圓 98Ra12.5粗車 53Ra12.5粗車 50Ra12.5粗車內(nèi)孔 35Ra6.3鉆-擴(kuò)端面 50左側(cè)Ra12.5粗車 53右側(cè)Ra12.5粗車 98左側(cè)Ra12.5粗車 98右側(cè)Ra12.5粗車鍵槽1

8、0Ra6.3插鍵槽齒形Ra6.3滾齒232加工順序的確定根據(jù)加工基準(zhǔn)的選定，加工順序的“先安排粗加工工序，后安排 精加工工序”的安排原則，而且零件的精度要求較高故而把粗精 加工分開。如下所示：工序號工序名 稱工序內(nèi)容設(shè)備1粗車粗車 55端面及外圓柱面，110側(cè)面及外圓柱面， 53端面車床2熱處理調(diào)質(zhì)處理HB220-2503鉆孔鉆 26孔 擴(kuò)孔至 35立鉆4半精車半精車左側(cè) 100端面， 86外圓柱面半精車 160兩側(cè)面 半精車左側(cè) 100外圓柱面車床5滾齒心軸定位滾切齒形6倒棱角齒棱角倒鈍倒角機(jī)7插鍵槽插中心孔鍵槽插床8熱處理齒部高頻淬火HRC40-509終檢按零件圖樣要求全面檢查2.4加工余

9、量、工序尺寸及其公差的確定采用加工方法一般所能達(dá)到的公差等級和表面粗糙度以及需留的加工余量如下表所示:加加工方表面表面公差等級公差加工余量說工 表 面法粗糙 度Ra光潔度等級明粗車12.513IT12IT11111015指尺外半精車6.345IT10IT91080.501.6寸在精車1.667IT8IT7870直徑細(xì)車0.878IT6IT5760.20.5180圓粗磨1.067IT8IT770.10.25以下，精磨0.489IT6IT560.250.8長度研磨0.11014IT6IT54550.060.100.03在500 以下， 鍛件 的直 徑余 量內(nèi)鉆孑L2513IT13IT11100.3

10、0.5指孑L擴(kuò)孑L6.345IT10IT981.8徑在粗鏜6.324IT10IT9981.01.8180半精鏜1.656IT9IT880.50.8以下，精鏜0.867IT8IT770.10.3鍛件細(xì)鏜0.2910IT7IT660.10.55直徑孔粗鉸3.256IT8870.40.2的余精鉸1.667IT7760.20.3量丄/粗磨1.667IT870.20.5d2精磨0.2910IT7IT660.10.2L/d=2研磨0.1101IT7IT6540.010.01042時(shí)，加 工誤差增加1.22倍平粗刨，12.513IT14IT111190.92.3指平粗銑6.346IT101090.20.3面

11、最精刨，0.878IT9IT6860.16大尺精銑1.667IT9860.05面細(xì)刨，0.879IT7IT6750.03500細(xì)銑0.879IT7IT6750.03以下粗磨0.1101IT5520.010.0的鍛半精磨43件的精磨平面研磨余量工序尺寸及公差等級：車外圓柱面 105mm粗車 加工余量5mm工序尺寸100 mm公差等級IT121155 mm粗車 加工余量3mm工序尺寸 53 mm公差等級IT121155 mm半精車 加工余量3 mm 工序尺寸 50 mm公差等級IT109105mm半精車 加工余量 2 mm 工序尺寸98 mm 公差等級IT109車端面 粗車 加工余量2.75 mm

12、公差等級IT1211鉆孔42 X26 mm擴(kuò)加工余量2mm工序尺寸35 mm插鍵槽 加工余量0.16mm 工序尺寸10 mm2.5切削用量及工時(shí)定額的確定根據(jù)有關(guān)資料，利用鉆頭進(jìn)行鉆削，選用高速鋼鉆頭鉆材料為45的工件上的直徑為26mm的孔，用直徑為25mm的鉆頭，則查切 削手冊，f鉆=0.310.37mm/r（切削手冊表27 ）f = 15m / min（切削手冊表2 13 ）需要加工孔的直徑d二26 mm，長度I二42mm，則有I / d = 4 2 / 2 1.，6且鉆孔后需要擴(kuò)孔則，修正系數(shù) 心=0.5，f鉆=（0.310.37） 0.5mm/r = 0.155 0.185mm/r，

13、貝U 有取f鉆=0.m1 m6 r根據(jù)表28，當(dāng)=640MPa，d0 =15mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量二 0.75mm/ r按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2 9，當(dāng)r 640MPa，d。20.5mm時(shí)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為 8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N,見表2 35）時(shí)，進(jìn)給量為 0.20mm/r.從以上三個進(jìn)給量比較而已看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f鉆=0.310.37mm/r，根據(jù)鉆床說明書，選擇f鉆=0.16mm/ r。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可以根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力 再進(jìn)行比較來校驗(yàn)。由表2 19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng) f鉆=0.16mm

14、/r， do 21mm時(shí)，軸向力Ff =6090N，軸向修正系數(shù)均為 1.0，故 Ff 二 6090N。根據(jù)Z525鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力Fmax =8830N，由于 Ff Fmax，故可用 f鉆=0.16mm/r。由表213，當(dāng)加工性為第5類，f鉆=0.16mm/r，雙核刃磨 的鉆頭，d。=15mm時(shí)，V = 26m/min，切削速度的修正系數(shù)為 kg -1.0， kcv -1.0， klv - 0.85，-1.0，v =Vtkv 二Vtknkcvkivktv = 26 1.0 1.0 1.0 0.85 = 22.1m/min 1000v100022.1口斗nr /min

15、= 469r / min 時(shí), : d0: 15根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮nc=500r/min根據(jù)表 220。當(dāng)當(dāng) d0 16mm， f 0.17mm/ r，Mt =22N *m， 扭矩的修正系數(shù)為1.0，故Mt =22N m。根據(jù)Z525鉆床說明書， 當(dāng) nc =500r/min ， Mm = 289N *m，根據(jù)表 2 23，當(dāng) b =5 7 0 6M8F0a d0 =15mm， f 蘭 0.17mm/ r，v = 22.1m/ min 時(shí) R =0.65KW。根據(jù) Z525 鉆床說明書，PE -1.8 9=16.2KW。由于Mc Mm, PC Pe，故選擇的切削用量可用，即f =

16、0.16mm/ r，計(jì)算工時(shí)：n = nc =500r / min， v= 22.1m/min 。tm= Lf式中，L =l y .: , l =42mm，入切削量及超切量由表 229 查出 y ： =10mm擠42+10故 tm0.65min。500 漢 0.16第3章 鏈輪鉆及粗?jǐn)U42X0 26工序夾具設(shè)計(jì)3.1任務(wù)的提出由于鏈輪要與軸連接，故選擇在50圓柱部分鉆削加工42 X26的通孔。3.2定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1定位方案的確定因?yàn)殒溳喴c軸連接，保證傳動平穩(wěn)，減小震動，端面有跳動 限制，因此以外圓為基準(zhǔn)，限制 2個自由度，鉆削中心孔，再以 中心孔為基準(zhǔn)車削外圓及端面，設(shè)

17、計(jì)基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，保證 加工精度。以下端面為基準(zhǔn)，限制 3個自由度，從而實(shí)現(xiàn)5自由 度限制，完成鉆孔加工。3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析可以選用兩個V形塊和平面三點(diǎn)來定位。3.2.3定位誤差的分析計(jì)算因是兩V行塊一平面定位,且是固定邊接觸,故定位誤差計(jì)算式為dw其中60的孔與軸的配合是基軸制，公差等級為8級，故有0.46mm，查手冊定位元件的相關(guān)尺寸及相互位置的公差般取工件上相應(yīng)公差的1丄，最常用的是丄丄，及取5232、d = 0. 2 mmD W0.46 0.202二 0.33mm3.3對刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計(jì)選用鉆模板，中心孔由于加工要求需要先鉆再粗?jǐn)U，故而引導(dǎo) 元件使用快

18、換鉆套。3.4夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算341夾緊方案的確定考慮到效率及加工工時(shí)問題，將工件安裝在上，并用雙頭螺柱與 長心軸上的螺紋孔配合，將鉆模板壓在工件上，并用開口墊圈壓 緊，在螺柱的另外一頭上配合螺母。通過螺母的擰緊和放松來安 裝工件。342夾緊力大小的分析計(jì)算根據(jù)選用的開口墊圈配合螺母夾緊鉆模板，所以計(jì)算螺母的許 用夾緊力及加緊扭矩是否能提供鉆削力和鉆削扭矩，計(jì)算如下：查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊鉆削切削力切削扭矩計(jì)算公式為：M =0.34D2s.8KpM-鉆削扭矩（N?mn鉆頭直徑（mmS每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mmKp 一修正系數(shù)Kp =0.75b 736MPa切削力計(jì)算公式為：PX =667Ds07Kp

19、736 J根據(jù)鉆頭直徑尺寸及材料查手冊有D = 26mm， s=(0.01 0.02)d =(0.01 0.02) 26 =0.26 0.52 取 s =0.50,取Kp =1,所以鉆削扭矩2 0 8毎 y520 8 736 775M =0.34D2s .二=0.344%0.5 =37.96Nm1736 丿(736 丿鉆削力 PX =667Ds0.7Kp =667 14 0.2507 1 =6014.6N查手冊表螺母許用夾緊力及加緊扭矩得M20螺母的許用加緊力為15696N，螺母軸線到孔加工位置的軸線距離為68.5mm，可以計(jì)算出螺母提供的扭矩 M =15696 68.5 =1075176N=

20、1075.176 N，有M M，則得到螺母能克服鉆削力及鉆削扭矩。可知采用此種加緊方式可行。343夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)通過上述的計(jì)算檢驗(yàn)可以采用上述裝置，即：開口墊圈配合使 用螺母壓緊鉆模板來加緊工件。3.5夾具操作及維護(hù)簡要說明裝夾部分：將工件通過心軸小端面安在底座上，將鉆模板同 樣穿過長心軸，并用其上的“小手”限制轉(zhuǎn)動安在工件的大頭端 面，在心軸的螺紋孔配合一雙頭螺柱。然后在鉆模板的上端安放 一個通過雙頭螺柱的開口墊圈，再在雙頭螺柱的上端部分?jǐn)Q緊螺 母。即可達(dá)到裝夾并加緊要求。卸工件部分：擰松螺母，將開口墊圈拿去，由于鉆模板和工 件內(nèi)孔直徑都比螺母外徑尺寸答，故而可以直接將鉆模板和工件 從底

21、座上拆卸下來。維護(hù)：要及時(shí)檢查螺柱與底座的螺紋孔的配合，和螺柱與螺 母螺紋的磨損情況。第4章工序夾具虛擬裝配4.1 Pro/E三維零件設(shè)計(jì)及虛擬裝配技術(shù)使用Pro/E畫三維圖的零件圖時(shí)，設(shè)計(jì)首先畫工件，接著 畫底座和上面的長心軸，鉆模板，鉆套，襯套，開口墊圈， 緊固螺母，雙頭螺柱。然后根據(jù)零件的加工順序，使用裝配 功能，將這些零件裝配到一起。4.2夾具主要零件虛擬創(chuàng)建本次設(shè)計(jì)的夾具的主要零件有鉆模板，快換鉆套和支柱及夾 具體4.3虛擬裝配方法、順序及零件約束確定根據(jù)零件的加工和裝配順序可以在虛擬裝配時(shí)確定這些零件 的裝配順序。即先在底座上安裝上零件，由心軸確定其位置, 再在零件上加上鉆模板，由鉆模板上的“小手”定位鉆模板 在零件上的位置。接著用開口墊圈和螺