底座加工工藝及其夾具設(shè)計【精選文檔】

1、底座加工工藝及其夾具設(shè)計【精選文檔】目 錄目 錄1第1章 引言2第2章 零件分析32。1 零件的作用32。2 零件的工藝分析3第3章 工藝規(guī)程設(shè)計43.1 確定毛坯的制造形式43.2 毛坯的設(shè)計43.3 選擇定位基準(zhǔn)53。3.1 精基準(zhǔn)的選擇53.3。2 粗基準(zhǔn)的選擇63.4 制定工藝路線73.4。1 工藝路線7第4章 確定切削用量及基本工時9第5章 夾具設(shè)計175.1 設(shè)計夾具的目的175。2 本課題夾具設(shè)計175。3 問題的提出175.4 定位基準(zhǔn)的選擇175。5 切削力及夾緊力計算185.6 定位誤差分析195.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明19設(shè)計小結(jié)20參考文獻21第1章 引言隨著科學(xué)技

2、術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn),機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇,可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件.數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段?！肮び破涫拢叵壤淦?。"工具是人類文明進步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來,現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中

3、,其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,夾具都是重要的工藝裝備。底座的加工工藝規(guī)程及其銑側(cè)面的夾具設(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，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。第2

4、章 零件分析2.1 零件的作用圖2.1 零件圖底座是一種基礎(chǔ)零件，是整個機械裝置的主體，起密封、定位的作用，因此,對于關(guān)鍵聯(lián)接部位要求加工精度比較高。2.2 零件的工藝分析底座零件的材料為HT150，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。零件有2組加工面他們有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：（1) 一組是以底面為基準(zhǔn)的加工面，這組面主要是下底面，U形槽及其凸臺，尺寸90所對應(yīng)的兩側(cè)面，尺寸50所對應(yīng)的兩側(cè)面。（2） 以13孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是弧形槽,R2槽。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式零件材

5、料為HT150，由于零件為10000件/年,屬于中批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大,選用砂型鑄造,采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。3.2 毛坯的設(shè)計底座零件材料為 HT150，毛坯重約5Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型,2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計如下： 1。 底座的下端面該底座的下端面粗糙度都是6。3,只要進行銑加工就能滿足光潔度要求.根據(jù)資料可知,選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級.所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知,底座的下端面的單邊余量為2m

6、m，符合要求。2. U形槽及其凸臺U形槽凸臺表面粗糙度為12.5，只要粗銑即可滿足要求，其加工余量為2mm,U形槽表面粗糙度為12。5，只要粗銑即可滿足要求,其加工余量為2mm,3。 尺寸90所對應(yīng)的兩側(cè)面，尺寸50所對應(yīng)的兩側(cè)面尺寸90所對應(yīng)的兩側(cè)面表面粗糙度為6.3，經(jīng)過粗銑加工即可以,選用單邊余量為2mm。尺寸50所對應(yīng)的兩側(cè)面表面粗糙度為1。6，需經(jīng)過精加工，選用單邊余量為2mm。根據(jù)上述原始資料及加工工藝,確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖3。1“底座"零件毛坯簡圖。圖3。1“底座"零件毛坯圖3.3 選擇定

7、位基準(zhǔn)正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵.定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)（精基準(zhǔn))。 在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn),用以定位。應(yīng)從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā),在分析零件的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。3.3

8、.1 精基準(zhǔn)的選擇“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合"的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一"原則應(yīng)選擇多個表面加工時都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設(shè)計制造工作?！盎榛鶞?zhǔn)"原則 當(dāng)兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準(zhǔn),反復(fù)多次進行精加工.“自為基準(zhǔn)”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。此外，精基準(zhǔn)的選擇還應(yīng)便于

9、工件的裝夾與加工,減少工件變形及簡化夾具結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述四條選擇精基準(zhǔn)的原則,有時是相互矛盾的。例如，保證了基準(zhǔn)統(tǒng)一就不一定符合基準(zhǔn)重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術(shù)要求為出發(fā)點，合理選用這些原則。對于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn).在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，

10、造成加工后仍留有部分毛面,致使工件報廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn).若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度,則仍按本原則處理.選作粗基準(zhǔn)的表面,應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷,以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次,否則定位誤差太大.但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件,毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖

11、上可以看出,底座零件還算比較規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)容易選擇。為了保證底面及其它加工表面的位置精度的要求，選擇底座底面作為粗基準(zhǔn)，加工出U形槽凸臺面，再以U形槽凸臺面精加工出底面，然后以此為精基準(zhǔn)，加工其它表面。 3.4 制定工藝路線3.4.1 工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具,并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。方案一工序：鑄造工序：時效處理工序：以底面為粗基準(zhǔn)，銑U形槽凸臺面。工序：銑底面工序:銑U形槽工序：銑尺

12、寸90兩端面工序：粗銑尺寸50兩端面，精銑尺寸50兩端面工序：鉆孔13工序：銑弧形槽工序X：銑R2槽工序XI：檢驗方案二工序：鑄造工序：時效處理工序：粗銑底面工序：銑U形槽凸臺面工序：精銑底面工序：銑U形槽，工序：銑尺寸90兩端面，工序：鉆孔13工序：粗銑尺寸50兩端面，精銑尺寸50兩端面工序X：銑弧形槽工序XI:銑R2槽工序XII:檢驗工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一工序比較集中，方案二工序比較分散，工序集中比較利于中小批量生產(chǎn)，工序分散適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)，在本設(shè)計中,選用工序集中，并配以較多的專用夾具，比較合適，因此，本工藝設(shè)計選用方案一.第4章 確定切削用量及基本工時工序：以底面為粗

13、基準(zhǔn)，銑U形槽凸臺面1。選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀,刀片采用YG8，機床采用X5028立式銑床=2mm,=30mm,=42。5m/min，=3。2. 決定銑削用量。1)決定銑削深度 因為加工余量不大,一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書，其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取475r/minm/min當(dāng)475r/min時= =0。2×3×475=285mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為。兩個凸臺，工序:銑底面1.選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金

14、端銑刀，刀片采用YG8，機床采用X5028立式銑床=2mm，=130mm，=42。5m/min,=8。2。 決定銑削用量。1)決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度.根據(jù)表查出 =0。2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取118r/minm/min當(dāng)104r/min時= =0。2×8×104=166mm/min3）計算工時切削工時：,，則機動工時為.工序：銑U形槽1。選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀,刀片采用YG8，機床采用X61W萬能銑床=1mm，=12

15、0mm，=42。5m/min，=20.2。 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=1mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書，其功率為為7。5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.1mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取125r/minm/min當(dāng)125r/min時= =0。1×20×125=250mm/min3)計算工時切削工時：，則機動工時為.兩個U形槽,工序：銑尺寸90兩端面1.選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機床采用X5028立式銑床=2mm，=60mm，=42。5m/min，=6。2。 決定

16、銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0。2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取235r/minm/min當(dāng)235r/min時= =0。2×6×235=282mm/min3）計算工時切削工時:，,則機動工時為。銑兩個面,。工序：粗銑尺寸50兩端面,精銑尺寸50兩端面粗銑尺寸50兩端面1。選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8,機床采用X5028立式銑床=1。5mm，=49mm，=42。5m/min，=6.2. 決定銑

17、削用量。1)決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=1。5mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度.根據(jù)表查出 =0。2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取300r/minm/min當(dāng)300r/min時= =0。2×6×300=360mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.精銑尺寸50兩端面1。選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8,機床采用X5028立式銑床=0.5mm,=50mm，=42.5m/min，=6.2. 決定銑削用量.1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成

18、=0.5mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書,其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度.根據(jù)表查出 =0.2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取300r/minm/min當(dāng)300r/min時= =0。2×6×300=360mm/min3）計算工時切削工時:，,，則機動工時為。工序：鉆孔13機床：Z550立式鉆床 刀具:根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆131)進給量 取=0。13mm/r2）切削速度V=2434m/min。 取V=30m/min3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速=735r/min與735r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為735r/min?，F(xiàn)選取=7

19、35r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時,按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =4mm; =3mm;=2×（） =2×(）=0.282(min）工序：銑弧形槽1。選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀,刀片采用YG8，機床采用X5028立式銑床=2mm，=13mm，=42.5m/min，=2。2。 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，10次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0。2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取950r/minm/min當(dāng)95

20、0r/min時= =0.2×2×950=380mm/min3）計算工時切削工時:則機動工時為，十次走刀。加工兩個工序X：銑R2槽1.選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，機床采用X5028立式銑床=2mm，=4mm,=42.5m/min,=2。2。 決定銑削用量.1)決定銑削深度 因為加工余量不大，2次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X5028型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0。2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1180r/minm/min當(dāng)1180r/min時= =0。2×2×

21、;1180=472mm/min3）計算工時切削工時:則機動工時為，2次走刀.第5章 夾具設(shè)計5.1 設(shè)計夾具的目的在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對象，使之占有正確位置,接受施工或者檢測的裝置。在機械制造中采用大量的夾具，機床夾具就是夾具中的一種.它裝在機床上，使工件相對刀具與機床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用.機床夾具的作用主要有以下幾個方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度,因為用夾具裝夾工件時，工件相對機床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；

22、提高勞動生產(chǎn)率，因為采用夾具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率；擴大機床的使用范圍，因為使用專用夾具可以改變機床的用途、擴大機床的使用范圍,例如,在在車床或搖臂轉(zhuǎn)床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工；改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全，因為使用專用機床夾具可以減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，降低對工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。5.2 本課題夾具設(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。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計第工序：銑尺寸90兩端面。5.3 問題的提出 本夾具主要用于銑尺寸90兩端面,銑面之前，底面與U形槽已加

23、工出來，本道工序加工精度要求不是很高,為此，本夾具主要考慮如何提高生產(chǎn)效率。5.4 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)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(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。我們采用已加工的底面、和U形槽為定位基準(zhǔn),用底面、定位銷和一定

24、位擋銷限制工件六個自由度，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母壓板作為夾緊機構(gòu).5.5 切削力及夾緊力計算 刀具： 高速鋼端銑刀 60mm z=6機床： x5028型立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=6 代入上式，可得 F=1889.4N 因在計算切削力時,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）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 由于7544N不是很大，經(jīng)校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠，5.6 定位誤差分析本工序?qū)γ婕庸ぞ纫蟛桓?采用本夾具能滿足加工要求。5.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓板夾緊方式。本工序為切削力較大，手動夾緊就能達到本工序的要求，但是要注意擰到位.本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊