銑床夾具畢業(yè)論文

1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 接頭加工工藝規(guī)程及其鉆8孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足

2、之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。ABSTRCTThis design content has involved the manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool,the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological

3、process and its the processing ¢ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the componen

4、ts the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedu

5、re the craft equipment and the cutting sepcfications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clmps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which

6、 calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The carft, the working procedure, the cutting sepcifications, clamp, the localization, the error目錄摘 要1序 言41、零件的分析51.1.零件的作用51

7、.2零件的工藝分析52、工藝規(guī)程的設(shè)計52.1確定毛坯的制造形式52.2基準(zhǔn)的選擇62.2.1粗基準(zhǔn)選擇62.2.2精基準(zhǔn)的選擇62.3制定工藝路線72.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定82.5、確定切削用量及基本工時83、專用夾具的設(shè)計113.1問題提出113.2、定位基準(zhǔn)的選擇113.3定位元件的設(shè)計123.4切削力和夾緊的計算123.5定位誤差分析123.6夾具設(shè)計及簡要操作說明13總結(jié)16致謝17參考文獻18序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種

8、各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展說我重要行業(yè)，是一個國家地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某種意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家 經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 接頭的加工工藝與工裝設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要

9、，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能 很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。1、零件的分析 圖（1）1.1.零件的作用1.2零件的工藝分析接頭的加工共有二組加工表面，它們相互之間沒有要求?，F(xiàn)分述如下：1、以60×50面為中心的加工面，這組面包括：60×50面，4-5.5孔。2、以兩個5.5為基準(zhǔn)加工寬12的兩端面，鉆8孔有以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。2、工藝規(guī)程的設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為ZG25，接頭在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用

10、這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鍛造，鍛造精度為2級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。2.2基準(zhǔn)的選擇2.2.1粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面有好幾個不需要加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底

11、面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面做為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗精準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，它對零件的生產(chǎn)是非常重要的。選擇22外圓面為粗基準(zhǔn)是非常合理的。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)

12、盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基因變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以直徑為5.5的兩個孔作為精基準(zhǔn)，以60×50面作為輔助基準(zhǔn)。2.3

13、制定工藝路線（1）工藝路線方案一：工序一：鑄造工序二：時效處理工序三：粗銑，精銑50×60表面，粗糙度為3.2工序四：鉆4-5.5孔工序五：粗銑，精銑寬12的兩平面，粗糙度為3.2工序六：鉆8孔工序七：發(fā)藍(lán)處理工序八：檢驗，入庫（2）、工藝路線方案二:工序一：鑄造工序二：時效處理工序三：粗銑，精銑50×60表面，粗糙度為3.2工序四：粗銑，精銑寬12的兩平面，粗糙度為3.2孔工序五：鉆4-5.5工序六：鉆8孔工序七：發(fā)藍(lán)處理工序八：檢驗，入庫（3）、工藝方案的分析：上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是先加工所有的面，然后加工所有的孔。方案一則是先加工60×20面，

14、然后再加工這個面上的圓孔，這樣用這個面上加工的孔定位。加工其它的面和孔，很好的保證了精度，經(jīng)比較可知，顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時也更好的保證了精度要求。具體的工藝過程如下：工序一：鑄造工序二：時效處理工序三：粗銑，精銑50×60表面，粗糙度為3.2工序四：鉆4-5.5孔工序五：粗銑，精銑寬12的兩平面，粗糙度為3.2工序六：鉆8孔工序七：發(fā)藍(lán)處理工序八：檢驗，入庫2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“接頭”零件材料為ZG25，毛坯的重量約為1.2kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機的鑄造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，

15、由鑄造可知接獲得。2、接頭的60×50面由于接頭60×50面要與其它接觸面接觸，粗糙度要求為3.2，查相關(guān)資料知余量留2.0比較合適。3、接頭的孔毛坯為實心?？椎木纫蠼橛贗T9-IT11之間。2.5、確定切削用量及基本工時工序一：鑄造工序二：時效處理工序三：粗銑，精銑50×60表面，粗糙度為3.2工步一：粗銑50×60表面1.選擇刀具刀具選取面銑刀，刀片采用YG8，ap=1.5mm，d0=50mm，v=125m/min，z=42.決定切削用量(1)決定切削深度因為加工余量不大，一次加工完成ap=1.5mm(2)決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型銑床

16、說明書，其功率為7.5km，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz=0.2mm/齒，則nx=1000vd=1000×125×50=663.48r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取nw=750r/minv=dnw1000=×50×7501000=141.3m/min當(dāng)nw=750r/min時fm=fzznw=0.2×4×750=600mm/r按機床標(biāo)準(zhǔn)選取fm=600mm/r(3)計算工時切削工時：l=60mm，l1=1.5mm，l2=3mm，則機動工時為tm=l+l1+l2nwf=60+1.5+3/750×0.2=0.43min工步二：精銑50

17、×60表面1.選擇刀具刀具選取面銑刀，刀片采用YG8，ap=0.5mm，d0=50mm，v=125m/min，z=42.決定洗削用量(1)決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成ap=0.5mm(2)決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為7.5km，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz=0.2mm/齒，則nx=1000vd=1000×125×50=663.48r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取nw=750r/minv=dnw1000=×50×7501000=141.3m/min當(dāng)nw=750r/min時fm=fzznw=0.2×4

18、×750=600mm/r按機床標(biāo)準(zhǔn)選取fm=600mm/r(3)計算工時切削工時：l=60mm，l1=0.5mm，l2=3mm，則機動工時為tm=l+l1+l2nwf=60+0.5+3/750×0.2=0.423min工序四：鉆4-5.5孔確定進給量f：根據(jù)參考文獻IV表2-7,當(dāng)鋼的b<800MPa，d0=5.5mm時，f=0.390.47m/r。由于本零件再加工5.5孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則f=(0.390.47)×0.75=0.290.35mm/r根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13

19、及表2-14，查得切削速度v=18m/min 所以nx=1000vdw=1000×18×5.5=301.7r/min根據(jù)機床說明書，取nw=375r/min，故實際切削速度為v=dnw1000=×5.5×3751000=22.37m/min切削工時：l=5mm，l1=2.25mm，l2=3mm，則機動工時為tm=l+l1+l2nwf=5+2.25+3/375×0.25=0.109min總的工時：T=4t=0.436min工序五：粗銑，精銑寬12的兩平面，粗糙度為3.2工步一：粗銑寬12的兩平面1.選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，兩把三面刃銑刀

20、通過塞尺固定，保證兩者之間的距離為12mm，刀片采用YG8，ap=0.5mm，d0=50mm，v=125m/min，z=42.決定洗削用量(1)決定銑削深度因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則ap=3.5mm(2)決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為7.5km，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz=0.2mm/齒，則nx=1000vd=1000×75×80=298.5r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取nw=375r/minv=dnw1000=×80×3751000=94.2m/min當(dāng)nw=375r/min時fm=fzznw=0.2×

21、4×375=300mm/r按機床標(biāo)準(zhǔn)選取fm=300mm/r(3)計算工時切削工時：l1=25mm，l2=6mm，則機動工時為tm=l1+l2nwf=25+6/475=0.511min工步二：精銑寬12的兩平面1.選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，兩把三面刃銑刀通過塞尺固定，保證兩者之間的距離為12mm，刀片采用YG8，ap=1.5mm， v=75m/min，z=4。2.決定洗削用量(4)決定銑削深度因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則ap=1.5mm(5)決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為7.5km，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz=0.2mm/齒，則nx

22、=1000vd=1000×75×80=298.5r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取nw=375r/minv=dnw1000=×80×3751000=94.2m/min當(dāng)nw=375r/min時fm=fzznw=0.2×4×375=300mm/r按機床標(biāo)準(zhǔn)選取fm=300mm/r(6)計算工時切削工時：l1=25mm，l2=3mm，則機動工時為tm=l1+l2nwf=25+3/475=0.505min工序六：鉆8孔確定進給量f：根據(jù)參考文獻IV表2-7,當(dāng)鋼的b<800MPa，d0=8mm時，f=0.390.47m/r。由于本零件再加工8孔

23、時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則f=(0.390.47)×0.75=0.290.35mm/r根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度v=18m/min 所以nx=1000vdw=1000×18×8=301.7r/min根據(jù)機床說明書，取nw=375r/min，故實際切削速度為v=dwnw1000=×8×3751000=22.37m/min切削工時：l=12mm，l1=4mm，l2=3mm，則機動工時為tm=l+l1+l2nwf=12+4+3/375×0.

24、25=0.448min工序七：發(fā)藍(lán)處理工序八：檢驗，入庫3、專用夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計鉆8孔，選用機床：X525立式鉆床3.1問題提出本夾具主要用來鉆8孔，因為鉆8孔本身沒有什么精度要求，因此以提高生產(chǎn)效率為主。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度。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。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是

25、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)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用以兩個5.5孔為定位基準(zhǔn)。以60×50面為輔助基準(zhǔn)。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為加緊機構(gòu)。3.3定位元件的設(shè)計本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊削的進行設(shè)計。根據(jù)加工要求和基準(zhǔn)重合原則，則以底面和2個5.5孔定位，定位元件采用

26、1面2銷，定位孔和定位銷的主要尺寸如圖2定位孔中心距L及2定位銷中心距1L=1572+172=158mm Lmax=157.052+17.052=158.943.43mmLmin=87.052+48.052=158.43mm所以L=158.36mm±0.07mm取L0=158.36mm±0.02mm取圓柱銷直徑5.5f7菱形銷的直徑公差取IT7為0.09mm，得菱形銷的直徑為5.5-0.079-0.07mm3.4切削力和夾緊的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 F=26Df0.8HB0.6 式（5-2）鉆削力矩 T=10D1.9f0.8H

27、B0.6 式（5-3）式 中： D=10.5mmHB=HBmax-13(HBmax-HBmin)=187-13(187-149)=174F=0.20mm·r-1代入公式（5-2）和（5-3）得F=26×10.5×0.200.8×1740.6=1664NT=10×10.51.9×0.200.8×1740.6=46379N·mm本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。3.5定位誤差分析一面兩銷定位誤差(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差j

28、·yj·y=d1+D1+X1min(式5-5)式中：d1-圓柱銷孔的最大偏差 D1- -圓柱銷孔的最小偏差 1min-圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入(式5-5)得：j·y=d1+D1+X1min=0.009+0+0.016=0.025mm(2)轉(zhuǎn)角誤差tg=d1+D1+X1min+d2+D2+X2min2L(式5-6)式中：d1-圓柱銷孔的最大偏差 D1-圓柱銷孔的最小偏差 1min-圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 d2-削邊銷孔的最大偏差 D2-削邊銷孔的最小偏差 X2min-削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中：X2min=2(Lx+Lg-X1min2

29、)則代入(式5-6)得：tg=0.009+0+0.016+0.009+0+0.0042×305.29=0.0000622則：=0.00006219°3.6夾具設(shè)計及簡要操作說明本工件采用定位銷和菱形銷定位，用鉸鏈壓板壓緊，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合大批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求。配圖附圖如下：主視圖：右視圖：俯視圖：夾具體附圖如下總結(jié)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益匪淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好地利用圖書館的資料，更好的熟練的