結(jié)合子的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑槽的夾具設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)說明書題目：結(jié)合子的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑槽的夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師：摘 要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。全套圖紙，加結(jié)合子的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑槽的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具

2、體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。目 錄序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工藝分析 2二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)22.1確定毛坯的制造形式 32.2毛坯的設(shè)計(jì)32.3基面的選擇傳 52.4制定工藝路線 52.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 72.5確定切削用量及基本工時(shí)8三 夾具設(shè)計(jì)93.1問題的提出93.2定位基準(zhǔn)的選擇193.3定位元件的設(shè)計(jì)93.4定位誤差分析103.5切削力及夾緊力計(jì)算103.6定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)133.7夾具設(shè)

3、計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明17總 結(jié)19致 謝20參考文獻(xiàn) 21序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。結(jié)合子的加工工藝規(guī)程及銑槽的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在

4、加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。一 零件的分析1.1零件的作用結(jié)合子也就是離合器，汽車離合器的作用是保證汽車平穩(wěn)起步 實(shí)現(xiàn)平順的換檔和防止傳動(dòng)系過載。 1.2 零件的工藝分析 由于工件內(nèi)表面和內(nèi)外表面的同周度要求較高，所以應(yīng)采取互為基準(zhǔn)的原則。在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面與端面。

5、這種工藝方案由于消除了安裝誤差對(duì)加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零件內(nèi)外圓表面間的同軸度和孔軸線與端面的垂直度的主要因素是機(jī)床精度。但是此零件初主要工作表面外其余表面的加工精度要求都比較低不需要高精度機(jī)床加工，而主要表面的加工精度相對(duì)要求較高但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較低的經(jīng)濟(jì)方法保質(zhì)保量的生產(chǎn)出來。因此該零件的工藝性較好。二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式結(jié)合子的材料45鋼，以離心鑄造法在鋼內(nèi)壁上澆注巴氏合金軸承合金材料，既可節(jié)省有色金屬，又能提高軸承的壽命。45鋼的可鍛性好，因此可用鍛造的方法因?yàn)槭浅膳a(chǎn)，采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以

6、提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點(diǎn)。2.2：毛坯的設(shè)計(jì)1、公差等級(jí)有結(jié)合子的公用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。2、鍛件質(zhì)量已知機(jī)械加工后套筒的重量為8.0千克，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為11千克。3、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對(duì)結(jié)合子零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外輪廓包容體的直徑和高度，即d=47 mm,h=119mm,由公式2-3和2-5可計(jì)算出該套筒鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S=mt/mN =11/(xdxdxhx/4)=11/(3.14x47x47x119x7.8/4)=0.177由于t/d0.2 所以形狀復(fù)雜系數(shù)屬于S4級(jí)4、鍛件的材質(zhì)系數(shù)由于該結(jié)合子材料為

7、45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于M1級(jí)5、鍛件分模線形狀根據(jù)該結(jié)合子的形位特點(diǎn)，選寬度方向的對(duì)稱面為分模面，屬于平直分模線。6、零件的表面粗糙度加工表面的粗糙度均大于等于1.6um.根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于下表中鍛件質(zhì)量/kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級(jí)11.034.1S4M1普通級(jí)項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注長(zhǎng)2945.0+3.3 -1.7表2-102.33.0兩端面都取2.5表2-13長(zhǎng)203.2+2.1 -1.1表2-102.33.0兩端面都取2.5表2-13內(nèi)孔徑603.

8、6+2.4 -1.2表2-103.0表2-14外表面954.0+2.7 -1.3表2-102.33.0取3.0表2-13外表面1324.5+3.0 -1.5表2-102.33.0取3.0表2-132.3：基面的選擇的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出。1.粗基準(zhǔn)的選擇為保證孔的加工精度保證各表面有足夠的加工余量，先選擇外表面作為粗基準(zhǔn)。來加工內(nèi)孔等，為后面的工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.精基準(zhǔn)的選擇套筒的內(nèi)空和外圓表面要求較高的位置要求，因此應(yīng)該用互為基準(zhǔn)的原則，先以孔為基準(zhǔn)加工外表面，在以外表面加工

9、孔。為了提高套筒的精度，利用基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，即利用孔和外表面一次定位，盡量加工較多的表面。2.4： 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(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)要求能得到合理的保證。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：方案一：工序1：鍛造工序2：退火處理工序3：銑右端面工序4：粗車47孔工序5：車70和110外圓工序6:精車47孔，55孔工序7：鉆47外圓上的3-5孔工序8：銑4-21mm槽工序9：銑47外圓上鍵槽工序10：插內(nèi)孔鍵槽工序11：檢驗(yàn)工序12：入庫(kù)方案二：工序1：鍛造工序2：退火處理工序3：銑右端面工序4：車47孔和55孔工序5：車70和110外

10、圓工序6: 鉆47外圓上的3-5孔工序7：銑4-21mm槽工序8：銑47外圓上鍵槽工序9：插內(nèi)孔鍵槽工序10：檢驗(yàn)工序11：入庫(kù)方案一和方案二的區(qū)別是方案一把車中心孔分為粗車和精車，這樣可以更好的達(dá)到精度要求，而方案二直接車孔，沒有這樣的效果，因此我們選擇方案一。工藝方案：工序1：鍛造工序2：退火處理工序3：銑右端面工序4：粗車47孔工序5：車70和110外圓工序6:精車47孔，55孔工序7：鉆47外圓上的3-5孔工序8：銑4-21mm槽工序9：銑47外圓上鍵槽工序10：插內(nèi)孔鍵槽工序11：檢驗(yàn)工序12：入庫(kù)2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定結(jié)合子件材料為45鋼生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)

11、，采用鍛造毛坯。1、 結(jié)合子的端面和外圓因結(jié)合子的端面和外圓的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。2、結(jié)合子的47孔的精度要求介于IT7IT8之間，16的粗糙度要求為1.6，需要鉆，擴(kuò)，絞3次加工，參照參數(shù)文獻(xiàn)。2.6：確定切削用量及基本工時(shí)工序8：銑4-21mm槽 由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，1) 選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=242) 選擇銑削用量由于槽的寬度為21mm, 故二次走完，ae=23mm ap

12、=10mm由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsv

13、xKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/minn=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min實(shí)際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z5）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(67+20)X2/150=1.16（

14、min） L1+=20mm i=2(走三、 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第8道工序銑4-21mm槽的夾具設(shè)計(jì)3.1：?jiǎn)栴}的提出 本夾具主要用于加工銑4-21mm槽，因?yàn)殂?-21mm槽有位置精度要求，定位要較不高，因此我們?cè)诒ＷC加工精度的同時(shí)在考慮提高生產(chǎn)效率的，加工銑4-21mm槽時(shí)我們采用內(nèi)孔定位。3.2：定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零

15、件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。此為第8道工序，我們選擇已加工的內(nèi)孔定位，鉸鏈壓板夾緊。3.3：定位元件的設(shè)計(jì)本工序選用的定位基準(zhǔn)為內(nèi)孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是定位套，圓柱銷。3.4定位誤差分析一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)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，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與

16、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。3.5切削力的計(jì)算與夾緊力分析（1）刀具： 采用鋸片銑刀 80mm z=12,三面刃銑刀機(jī)床： x62臥式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上

17、的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.6定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)

18、T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用方形對(duì)刀塊。方形對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：圖 3.4 對(duì)刀塊圖對(duì)刀塊尺寸如下塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC3-0.0060.253.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明使用圓柱銷，定位套定位，采用鉸鏈壓板快速夾緊，即

19、可指定可靠的卡緊力。夾具裝配圖如下：夾具體附圖如下：總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們

20、畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻(xiàn)1. 崇凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，20