機(jī)械課程設(shè)計(jì)端蓋設(shè)計(jì)一個(gè)鉆8φ28孔的夾具

1、目錄概述 1機(jī)床夾具概述及其組成2. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的目的一. 零件的分析 1.1零件的作用 1.2零件的工藝分析二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯的制造形式 2.2基面的選擇 2.3制訂工藝路線 2.3.1工藝路線方案一 2.3.2工藝路線方案二 2.3.3工藝方案的分析與比較 2.4機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.5確定車削用量及基本工時(shí)三. 夾具設(shè)計(jì) 3.1問題提出 3.2夾具設(shè)計(jì) 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 3.2.2鉆套類型的選擇 3.2.3定位誤差分析 3.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明四.結(jié)論五.參考文獻(xiàn)概述1. 機(jī)床夾具概述及其組成 機(jī)床夾具是在機(jī)床上裝夾工件的一種裝置

2、， 其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具有 一個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。從廣義上說，在工藝過程中的 任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、 檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。其中機(jī)床夾具最為常見，常簡稱為夾具。 機(jī)床夾具的基本組成主要有： （1） 定位元件或裝置 用以確定工件在夾具上的位置。 （2） 刀具導(dǎo)向元件或裝置 用以引導(dǎo)刀具或調(diào)整刀具相對(duì)于夾具定位元件的 位置。 （3） 夾緊元件或裝置 用以夾緊工件。 （4） 連接元件 用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相連接。 （5） 夾具體 用以連接夾具各元件或裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過它將夾

3、具安裝在機(jī)床上。 （6） 其他元件或裝置 除上述元件或裝置外的元件或者裝置。2. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的目的 （1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí) 去分析和解決工程實(shí)際問題的能力，通過課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)方面 的理論知識(shí)。 （2）學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后的專 業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。 （3）使學(xué)生具有運(yùn)用手冊(cè)、圖冊(cè)和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。一. 零件的分析1.1 零件的作用： 1：阻止灰塵等異物侵入滾動(dòng)體的滾道；2：保證潤滑劑（潤滑脂）僅對(duì)滾動(dòng)體和滾道起作用而不溢出；3：一定程度上防止?jié)L動(dòng)體保持架等

4、易損件受外力作用而損壞。 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為45鋼，具有較好的機(jī)械性能,加工性能和熱處理性能,適合磨削，且價(jià)格比較便宜。 零件的主要技術(shù)要求分析如下：由零件圖可知，零件的內(nèi)孔、端面及 軸承座的頂面有粗糙度 要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說 其余的表面不需要加工。內(nèi)孔的精度要求為 ra6.3。端面要求 ra3.2。與軸連接的外圓要求精度較高為ra1.6。 本次課程設(shè)計(jì)是要為此圖 1 中的端蓋設(shè)計(jì)一個(gè)鉆8-28孔的夾具，最終實(shí)現(xiàn)將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適 中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、

5、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了 工件在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方 法應(yīng)如圖 1 所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加 工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面決定 了機(jī)床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案 的選擇依據(jù)六點(diǎn)定位原理和采用的機(jī)床加工方法， 定位方案不一定要定六個(gè)自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機(jī)床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu) 要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾緊機(jī) 構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。 圖1二. 工藝規(guī)程設(shè)

6、計(jì) 2.1確定毛坯的制造形式毛坯的選擇：由于毛坯的選擇要考慮零件的力學(xué)性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀和外輪廓的尺寸， 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量以及現(xiàn)場生產(chǎn)條件和發(fā)展等?？紤]該設(shè)計(jì)零件的以上因素，該毛坯的制造方法為備料后直接進(jìn)行氣割下料， 材料選擇 45鋼。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一.基面選擇得正確與合理，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(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面即右端面作為加工的粗基準(zhǔn)，用四爪卡盤裝夾，可以限定四個(gè)自由度，再用一個(gè)墊塊

7、限定軸向運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)工件的完全定位。 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，選擇150的外輪廓作為精基準(zhǔn)。 2.3制訂工藝路線 2.3.1工藝路線方案一 工序1、備料 工序2、氣割下料 工序3、正火 工序4、虎鉗六次裝夾，銑周邊及厚度兩平面 工序5、劃十字中心線 工序6、四爪卡盤裝夾右端，按平面校正0.05mm，按線或者四角找正中心，粗精車一端面、孔、止口、環(huán)形槽、倒角 工序7、翻個(gè)等高點(diǎn)上活，0.02塞尺不入，按已車孔校正0.02mm，粗精車臺(tái)階面、外圓、密封圈、止口、端面、倒角 工序8、劃2npt3/8螺孔 工序9、在右端面鉆828孔 工序10、鉆攻2npt3/8 工序11、

8、修棱倒角 工序12、逐工序檢驗(yàn) 工序13、裝配 2.3.2工藝路線方案二 工序1、備料 工序2、氣割下料 工序3、正火 工序4、虎鉗六次裝夾，銑周邊及厚度兩平面 工序5、劃十字中心線 工序6、四爪卡盤裝夾右端，按平面校正0.05mm，按線或者四角找正中心，粗精車一端面、孔、止口、環(huán)形槽、倒角 工序7、翻個(gè)等高點(diǎn)上活，0.02塞尺不入，按已車孔校正0.02mm，粗精車臺(tái)階面、外圓、密封圈、止口、端面、倒角 工序8、劃2npt3/8螺孔 工序9、按孔校正中心，在右端面鉆828窩孔深15mm 工序10、鉆攻2npt3/8，鉆828孔 工序11、修棱倒角 工序12、逐工序檢驗(yàn) 工序13、裝配 2.3.

9、3工藝方案的分析與比較 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是將深75mm的孔打出；而方案二則是先按孔校正中心，在右端面打出15mm的窩孔，然后再鉆孔。兩相比較可以看出，一次將孔鉆出，位置精度較易保證，并且定位及操作都比較方便。方案二需要兩次鉆出28孔，操作較繁瑣。由于28孔內(nèi)圓粗糙度ra為12.5，且精度要求較低，所以由鉆頭一次將孔鉆出是可以滿足要求的。因此方案一更為合理。 2.4機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 由于孔的公差未給出，內(nèi)孔粗糙度ra為12.5，可以采用麻花鉆一次成型。使用z3025搖臂鉆床，鉆頭選擇莫氏錐柄麻花鉆。 毛坯工藝要求：1、厚度尺寸留余量0.60.8mm，兩端面

10、余量均分。 2、周邊按圖紙尺寸干好。 2.5確定車削用量及基本工時(shí)1. 鉆兩個(gè)d=14的孔確定進(jìn)給量根據(jù)切削手冊(cè)表2.7，當(dāng)鋼的800mpa，=14mm時(shí)，=0.310.37（mm/r）。由于本零件在加工28mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則=（0.310.37）x0.75=0.230.28（ mm/r）根據(jù)z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.25 mm/r。 切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13及表2.14，查得切削速度v=17m/min。所以ns=1000v/dw=1000*17/3.14*14=387（r/min）根據(jù)機(jī)床說明書，取nw=400（r/min）故實(shí)際切削速度為v

11、=nwdw /1000=3.14*400*14/1000=17.6（m/min）切削工時(shí) l=66 l1=7 l2=2 tm1=(l+l1+l2)/nwf =(66+7+2)/400*0.25=0.75（min）以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間。故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=tm1*2=1.5（min）2. 攻兩個(gè)npt3/8錐螺紋因?yàn)閮慑F螺紋尺寸與鉆14孔差距不大，可選=0.25 mm/r。切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)，查得切削速度v=4m/min。所以ns=1000v/dw=1000*4/3.14*17=74.9（r/min）根據(jù)機(jī)床說明書，取nw=80（r/min）故實(shí)際切削速度為v=nwdw /10

12、00=3.14*80*17/1000=4.3（m/min）切削工時(shí) l=15 l1=4 l2=0 tm1=(l+l1+l2)/nwf =(15+4+0)/80*0.25=0.95（min）以上為攻一個(gè)錐螺紋時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間。故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=tm1*2=1.9（min）三. 夾具設(shè)計(jì) 3.1問題提出 本夾具主要用來鉆14孔，但這個(gè)孔的技術(shù)要求不高。因此在設(shè)計(jì)該夾具時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度則不是主要問題。為此，首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不是手動(dòng)夾緊，因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。 3.2夾具設(shè)計(jì) 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，14孔設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為整個(gè)零件兩平面的

13、中心線。為了減小定位誤差，以已車削好的圓柱面的端面為定位面，用心軸限制四個(gè)自由度，在圓柱面外端加一個(gè)圓柱銷限制一個(gè)自由度，方形端面用緊釘螺母和木板壓。3.2.2 切削力、夾緊力、扭矩的計(jì)算1、鉆14孔刀具：高速鋼莫氏錐柄麻花鉆，14切削力的計(jì)算 :由表2.32查得 cf=600, xf=0.3, yf=0.7, kmf=kmm=1.0, kxf=1.33, kxm=1.0, khf=0.9, khm=0.87kvf=kmf*kxf*khf=1.0*1.33*0.9=1.197kvm=kmm*kxm*khm=1.0*1.0*0.87=0.87f1=cf*d0*xf*f*yf*kvf=600*14

14、*0.3*0.25*0.7*1.197=527.9 n在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)k=k1*k2*k3*k4其中：k1為基本安全系數(shù)1.5 k2 為加工性質(zhì)系數(shù)1.3 k3 為刀具鈍化系數(shù)1.1 k4 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1f=k*f1=1.5*1.3*1.1*1.1*527.9=1245.6 n查切削手冊(cè)z3025機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力為7848 n,滿足條件。夾緊力計(jì)算：徑向力：fr=0.3f=0.3*1245.6=373.68 n切向力: fv=0.7f=0.7*1245.6=871.92n則右端木板提供的壓緊力應(yīng)大于373.68 n，由兩個(gè)緊訂螺母提供，力為186.84

15、 n,查切削手冊(cè)，的兩個(gè)緊訂螺母能提供的最大壓緊力為650 n,滿足要求。夾緊力由兩緊訂螺母提供，大于200 n扭矩計(jì)算：查切削手冊(cè)表2.20，扭矩mc=22.07（n/m）,加工條件改變時(shí)扭矩的修正系數(shù)kmm=1.0, kwm=0.87則實(shí)際扭矩為 mc=19.2（n/m）2、攻兩個(gè)npt3/8錐螺紋刀具：為錐柄莫氏2圓錐和公制4圓錐鉸刀。 切削力：基本與鉆14孔一致，為f=1250 n。夾緊力：比與鉆14孔稍大一點(diǎn)，f=250 n,選取與鉆14孔一致的緊訂螺母。3.2.3鉆套類型的選擇 鉆套類型的選擇 鉆套有固定鉆套 （gb226280） 可換鉆套 、 （gb226480） 快換鉆套 、

16、（gb2265-80） 、 特殊鉆套四種。查標(biāo)準(zhǔn)可知， 固定鉆套（gb226280） ： a、材料：d26mm 20 按 gb699-65優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件 。 b、熱處理：t10ahrc5864: 20 滲碳深度 0.81.2mmhrc5864。 c、其他技術(shù)條件按 gb2259-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 。 可換鉆套（gb226480）a、材料：d=26mmt10a 按 gb1298-77碳素工具鋼技術(shù)條件 ； d26mm 20 按 gb699-65優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件 。 b、熱處理：t10ahrc5864; 20 滲碳深度為 0.81.2mmhrc586

17、4。 c、其他技術(shù)條件按 gb2259-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 。 快換鉆套（gb2265-80） a、材料：d=26mmt10a 按 gb1298-77碳素工具鋼技術(shù)條件 ； d26mm 20 按 gb699-65優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件 。b、熱處理：t10ahrc5864; 20 滲碳深度為 0.81.2mmhrc5864。 c、其他技術(shù)條件按 gb2259-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 。 特殊鉆套經(jīng)過以上分析，應(yīng)選擇可換鉆套（gb226280） 。由于鉆孔直徑為：d=26mm 按 gb1298-77碳素工具鋼技術(shù)條件 , 材料：t10a， 其他技術(shù)條件按 gb225

18、9-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 。 4.1.2 鉆套基本尺寸的確定 在本設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，鉆套選用可換鉆套（gb226480） ，因此鉆套的基本尺寸可通過標(biāo)準(zhǔn)查取。 3.2.4定位誤差分析 工件定位誤差 1)基準(zhǔn)不符:=定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的尺寸公差， 2）基準(zhǔn)位移:一般由夾具與工件配合間隙產(chǎn)生的。 3）=+此公式為向量和。 加工過程誤差：由于磨損，熱變形，加工過程的振動(dòng)等可能引起誤差。 判斷依據(jù)：若以上各項(xiàng)誤差之和小于等于工件上相應(yīng)公差，則該夾具合格。一般取工件上的加工過程誤差為工件上相應(yīng)誤差的三分之一，即只有其余幾項(xiàng)的公差之和小于等于工件上相應(yīng)公差的三分之二，夾具合格。 3.2.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明在夾具中設(shè)定分度盤，每轉(zhuǎn)動(dòng)90度就有分度盤上一圓孔和突臺(tái)上一小圓拄嚙合卡住。在鉆兩孔時(shí)，一個(gè)一個(gè)分別鉆，因?yàn)閮煽紫嗖罱嵌日脼?0度，鉆完一孔，旋轉(zhuǎn)分度盤扳手90度，再鉆另一孔。在鉆14兩孔時(shí)，用一與之相配鉆套定位。設(shè)計(jì)鉆套為可換鉆套，用螺釘緊固。在板上打一較大孔，鉆14孔時(shí)鉆套壁設(shè)計(jì)時(shí)加厚一點(diǎn)，使內(nèi)孔與14鉆刀相配，鉆18孔時(shí)，鉆套壁設(shè)計(jì)時(shí)減薄一點(diǎn)，使之與18鉆刀