夾錐套的加工工藝,設(shè)計(jì)鉆6-85孔的鉆床夾具

1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明說 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：制定圖5-33所示夾錐套的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆6-8.5孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級： 機(jī)電11-2 學(xué) 號(hào)： 1130320229 姓 名： 楊建強(qiáng) 指導(dǎo)教師： 張 學(xué) 偉 機(jī)械工程系 2013年 11月 22 日 目錄第一部 工藝設(shè)計(jì)說明11件圖工藝性分析11.1零件結(jié)構(gòu)功用分析11.2零件技術(shù)條件分析11.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析12毛坯件的選擇22.1毛坯類型22.2毛坯余量確定23機(jī)加工工藝路線確定23.1加工方法分析確定23.2加工順序的安排23.3定位基準(zhǔn)選擇33.4加工階段的劃分說明3（1）粗基準(zhǔn)的選擇

2、。33.5主要機(jī)加工工序過程34設(shè)備及其工藝裝備確定45切削用量及工時(shí)定額確定4第二部 夾具設(shè)計(jì)91研究原始質(zhì)料92定位基準(zhǔn)的選擇103各數(shù)值的計(jì)算103.1切削力及夾緊力的計(jì)算103.2誤差分析與計(jì)算113.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明12心得體會(huì)13參考文獻(xiàn)14第一部 工藝設(shè)計(jì)說明1件圖工藝性分析1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析夾錐套是可用于連接其他零件或可用于增加其他零件強(qiáng)度的一種零件。本夾錐套是回轉(zhuǎn)面和平面的結(jié)合，內(nèi)部由階梯孔和螺紋孔組成，其要求有較高的耐磨性，較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。1.2零件技術(shù)條件分析（1）本身精度：外圓87尺寸公差等級IT11，表面粗糙度Ra為12.5m，72尺寸公差等級I

3、T14，表面粗糙度Ra為12.5m，62尺寸公差等級IT14，表面粗糙度Ra為12.5m，內(nèi)孔50公差等級為IT7，42尺寸公差等級IT6，31表面粗糙度Ra為6.3m. （2）位置精度：右端面相對于基準(zhǔn)A的平行度要求為0.02，相對于基準(zhǔn)B的垂直度要求為0.04， 70k6的圓相對于基準(zhǔn)B的同軸度要求為0.04。（3）加工此零件時(shí)，應(yīng)盡量統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，減少裝夾次數(shù)，這樣有利于保證零件的加工精度。1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析此零件是由回轉(zhuǎn)面和平面組成，由零件圖可知，該零件結(jié)構(gòu)較為簡單，但零件精度要求高，零件選用材料HT200，該材料用于強(qiáng)度要求不高的一般鑄件，不用人工實(shí)效，有良好的減振性，鑄造性能

4、好。對夾錐套的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排零件加工過程應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的零件圖如下： 2毛坯件的選擇2.1毛坯類型1、根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，4 -11和4-9的內(nèi)孔不鑄出，均在鉆床上鉆出后加工。2. 由于本零件要求生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，毛坯鑄造方法選用金屬型鑄造（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P4表1.2-1），鑄造的毛坯尺寸公差等級為8級（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P6表1.2-5），選擇錯(cuò)型值為0.7（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P6表1.2-4）。2.2毛坯余量確定對于批量生產(chǎn)的鑄件加工余量（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P7表1.2-7），初步將本零

5、件的加工余量定為5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.8. 3機(jī)加工工藝路線確定3.1加工方法分析確定該零件中批量生產(chǎn)。由于此零件較為簡單，但精度要求較高，為保證加工精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，由于該夾錐套是由回轉(zhuǎn)面和平面組成，根據(jù)具體需要初步確定的加工方法有車、銑、磨、鏜、鉆等。3.2加工順序的安排本著先粗后精、先主后次、基準(zhǔn)先行、先面后孔的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，先以左外圓87為粗基準(zhǔn)粗車62的外圓、長度方向?yàn)?的右端面、長度方向?yàn)?的右端面和62的外圓，調(diào)頭裝夾以右87的外圓、以87外圓為基準(zhǔn)車端面，以62為基準(zhǔn)車右端面3.3定位基準(zhǔn)選擇先

6、以87左外圓為基準(zhǔn)加工62的右外圓、長度方向?yàn)?9的右端面和以62為精基準(zhǔn)加工6287，然后以87為基準(zhǔn)加工左端面，以62為精基準(zhǔn)加工右端面。3.4加工階段的劃分說明（1）粗基準(zhǔn)的選擇。選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個(gè)要求常常是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對本零件而言，由于每個(gè)表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)（這就是粗基準(zhǔn)選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取

7、45外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。3.5主要機(jī)加工工序過程鑄造，清理銑端面粗車外圓175， 145，100精車外圓175， 145，100粗鏜內(nèi)孔87，錐孔及175， 145，75精鏜內(nèi)孔87，錐孔及175， 145，75銑兩端面鉆6-13的孔、擴(kuò)3-8.5的孔鉆孔10去除機(jī)械加工所留下的毛刺在乳化液中清洗零件保證沒有贓物并吹凈檢驗(yàn)以上加工尺寸表面淬火精銑精鏜600.015的內(nèi)孔去除所有殘余的毛

8、刺檢驗(yàn)4設(shè)備及其工藝裝備確定所用的設(shè)備有：CA6140、立式銑床、搖臂鉆床、清洗機(jī)、檢驗(yàn)臺(tái)、外圓磨床。夾具有：三爪卡盤、虎鉗、鉆直孔專用夾具、鉆斜孔專用夾具、磨床專用夾具。刀具有：90度車刀、車用鏜刀、銑刀、11、18、鉆頭、砂輪、切斷刀。量具有：千分尺、游標(biāo)卡尺、專用卡規(guī)、專用通規(guī)、止規(guī)。5切削用量及工時(shí)定額確定（1）粗車175的外圓、長度方向?yàn)?5的右端面、長度為60的右端面。87時(shí)：（T1=T輔 T2=T機(jī) T3=T工 T4=T休）（車刀刀桿尺寸BXH取20X30）切削用量：ap=10.85 由表5.3-1得：f=0.9mm/r 由表5.3-20查得 v=46m/min 則n=318x4

9、6/57=256.63=257r/mm工時(shí)定額：由表3.3-1得：裝夾工件時(shí)間為0.08min由表3.3-2得：松開卸下工件時(shí)間為0.06min，由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：（0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min由表3.3-4得：測量工件時(shí)間為：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43minT1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時(shí)間分別為：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min則T總=T1+T2+T3+T

10、4+T基=73.84min（2）粗車145的外圓、長度方向?yàn)?5的左端面和長度方向?yàn)?0的左端面：切削用量：（車刀刀桿尺寸BXH取25X25）ap=4.6 ，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53m/min，則n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min工時(shí)定額：由表3.3-1得：裝夾工件時(shí)間為0.08min由表3.3-2得：松開卸下工件時(shí)間為0.06min，由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min由表3.3-4得：測量工件時(shí)間為：0.1+0

11、.09+0.08=0.27minT1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時(shí)間分別為：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min則T總=T1+T2+T基+T3+T4=75.94（3）半精車175的外圓和120的外圓、粗鏜30的內(nèi)孔、半精鏜30的內(nèi)孔：切削用量：（刀尖圓弧半徑取0.5）ap=3由表5.3-2得：f=0.15mm/r 由表5.3-20得：v=100m/min 則n=318v/d=318

12、x100/55=578.2=578r/min工時(shí)定額：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15minT基=135x5/578x0.15x3=2.29minT總1=T1+T2+T3+T4+T基=74.79min粗鏜30的內(nèi)孔：切削用量：ap=2.1 由表5.3-3得f=0.3mm/r由表5.3-20得v=110m/min 則n=318v/d=318x110/31=1129r/min工時(shí)定額：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7minT總2=

13、76.64min半精鏜30的內(nèi)孔：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=115m/min 則n=318v/d=318x115/33=1108r/min工時(shí)定額：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1minT總3=76.47min則T總=227.9min(4) 粗鏜87，75半精鏜87，75時(shí)：切削用量： ap=7 由表5.3-3得f=0.5mm/r 由表5.3-20得v=67m/min 則n=318v/d=318x67/57=374

14、r/min工時(shí)定額：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55minT總1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min 半精鏜60、4x62時(shí)：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 則n=318v/d=318x115/62=590r/min工時(shí)定額：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=100x5/590x0.15x1.5=3.77minT總2=80.27min(5) 鉆6-

15、13,擴(kuò)6-8.5的孔：切削用量：ap=15 由表7.3-1得f=0.6mm/r 由表7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min工時(shí)定額：T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35)T基=15X11/347X0.6X15=0.05 min由表3.3-9得裝夾工件的時(shí)間為0.17 min由表3.3-10得松卸工件的時(shí)間為0.15 min由表3.3-11得操作時(shí)間為0.4 min由表3.3-12得測量工件的時(shí)間為0.04min則T1=0.76 min T

16、3=47 min T4=15 min T總1=62.81min 擴(kuò)3-18的孔： 切削用量：ap=10 由表7.3-2得f=0.6mm/r 由表7.3-12得v=25.1m/min則n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min工時(shí)定額：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】由表3.3-9得裝夾工件時(shí)間為0.17min 由表3.3-10的松卸工件時(shí)間為0.15min由表3.3-11得操作機(jī)床時(shí)間為0.42 min 由表3.3-12得

17、測量工件時(shí)間為0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06minT總2=62.89 min T總=125.7 min（6）磨70的左外圓和長度為45和20的左端面：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min則n =318v/d=318X22/80=88r/min工時(shí)定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時(shí)間為0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作時(shí)間為0.35min 由表3.3-16得測量工件時(shí)間為0.08minT1=0.51min T3=60min T4=15m

18、in T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09minT總1=78.6min磨70的右外圓、長度方向?yàn)?0的右端面并切出2X0.5的槽然后倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min則n =318v/d=318X22/52=135r/min工時(shí)定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時(shí)間為0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作時(shí)間為0.35min 由表3.3-16得測量工件時(shí)間為0.21minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91minT總2=77.55min

19、 T總=156.15min(7) 精鏜87的孔：切削用量：ap=0.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 則n=318v/d=318x115/62=590r/min工時(shí)定額：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=70x5/590x0.15x0.5=7.9minT總=84.4min(8) 精鏜75的內(nèi)孔：切削用量：ap=1由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=123m/min 則n=318v/d=318x123/36=1087r/min工時(shí)定額：（同上）T1=0.4 min T2

20、=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53minT總=77min（9）銑兩端面，保證與軸線垂直度0.1（10）調(diào)整車床角度粗鏜，保證加工要求。第二部 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，需設(shè)計(jì)專用夾具。1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆、鉸加工頂面的四孔，其中包括鉆頂面四孔（其中包括鉆孔和擴(kuò)孔，鉸孔，以及锪孔，）。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知

21、：頂面四孔的軸線與左側(cè)面和后側(cè)面的尺寸要求要求，在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了銑加工，后側(cè)面也是一直都不加工的側(cè)面，因此，選后側(cè)面和做側(cè)面面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）來滿足CA6140機(jī)床后托架頂面四孔加工的尺寸要求。由零件圖可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇左側(cè)面和后側(cè)面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔軸線和兩個(gè)側(cè)面的尺寸要求。工件定位用底面和兩個(gè)側(cè)面來限制5個(gè)自由度。3各數(shù)值的計(jì)算3.1切削力及夾緊力的計(jì)算由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊可得：切削力公式： 式中 查得： 即：實(shí)際所需夾緊力：由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見機(jī)床夾具設(shè)

22、計(jì)手冊可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力有：該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下：由表得：原動(dòng)力計(jì)算由式 即： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。3.2誤差分析與計(jì)算該夾具以底面、兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由互換性與技術(shù)測量可知：?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為、由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊可得：、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 、磨損造成的加工誤差：通常不超過、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工后托架的底孔、錐孔。工件以底平面、兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在支承釘和支承板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。心得體會(huì)為期兩周