方刀架零件的加工工藝設(shè)計鉆8M16底孔的鉆床夾具

1、機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：制定方刀架零件（圖5-9）的加工工藝 設(shè)計鉆8×M16底孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機電一體化技術(shù) 班 級： 11-2 學(xué) 號： 1130320209 姓 名： 甘鵬飛 指導(dǎo)教師： 張學(xué)偉 機械工程系2013年11月20日目 錄序言11 CA6140方刀架加工工藝31.1 零件的分析3零件的作用3零件的工藝分析31.2 毛坯的確定4毛坯加工方法的確定4毛坯尺寸及加工總余量的確定41.3 工藝規(guī)程設(shè)計4131 定位基準的選擇說明4132不同工藝路線的分析比較51.4選擇機床設(shè)備及工藝裝備71.5確定機械加工余量，工序尺寸及其公差81.6填寫工藝卡片和機械

2、加工工序卡片91.7確定切削用量及基本工時92 機床夾具設(shè)計2021機床夾具概念20211機床夾具概念20212工件的安裝20213機床夾具的功用21214機床夾具的組成2122夾具設(shè)計的基本要求2123夾具設(shè)計方法和步驟21231研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù)21232夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計2224夾具總圖的繪制24結(jié) 論25參考文獻26序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的、綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此,它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言,我希望能通過這次

3、課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指教。1 CA6140方刀架加工工藝1.1 零件的分析零件的作用 題目所給定的零件是車床上的方刀架，其主要作用就是通過裝在支架上的其它零件夾緊刀具，換刀時，在手柄轉(zhuǎn)動下，帶動方刀架回轉(zhuǎn)，以達到換刀的目的。零件的工藝分析方刀架以下表面為基準加工加工其周圍一系列的孔，孔之間有一定的位置要求，現(xiàn)將加工部位分述如下： 1、以下表面和中心通孔為基準的表面 這組表面先加工下表面，此表面精度要求高，其表面粗糙度要求達到0.8

4、，要求平面度0.05，相對于零件圖中A面的跳動為0.05。以此表面為基準加工48H7、48.2孔。2、工件表面的孔 鉆攻8M16孔，鉆孔16H7，鉆通孔10.2，鉆210.2×26，攻M12×20,攻M12×30，擴孔19.2，此系列孔加工時通過鉆模板來保證位置精度，其中48H7孔必須在16H7和19.2孔中心連線上。16H7孔垂直度要求相對于B面100：0.1，孔內(nèi)壁表面粗糙度要求達到1.6。1.2 毛坯的確定毛坯加工方法的確定 根據(jù)零件加工工藝性及零件尺寸精度，在選擇毛坯的加工方法時，要綜合分析零件的輪廓，尺寸精度，形狀，位置，加工表面技術(shù)要求，最終確定了采用

5、模鍛來制造毛坯，精度等級2級。毛坯尺寸及加工總余量的確定 經(jīng)查閱工藝手冊確定零件的毛坯尺寸，詳見表毛坯圖。1.3 工藝規(guī)程設(shè)計131 定位基準的選擇說明基準選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確與合理，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的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。1 、粗基準的選擇粗基準的選擇應(yīng)滿足以下的要求：保證加工其他面時有足夠的加工余量。保證精加工時定位面有一定的精度。為滿足上述要求，應(yīng)選下表面作為粗基準。2、 精基準的選擇為了保證階精度，采用底面為精基準，符合基準重合原則和基準統(tǒng)一原則。132不同工藝路線的分析比較

6、工藝方案1工序1：備料工序2：鍛造毛坯工序3：熱處理（正火）工序4：車端面 粗鏜孔至47.7 精鏜孔至48H7 精鏜孔48.2 倒角3×45°工序5：掉頭車另一端面，精鏜孔60 車倒角1.5×45°工序6：銑四側(cè)面 工序7：銑通槽 工序8：鉆通孔15，擴孔至15.85，鉸孔至16H7鉆8-14底孔，攻螺紋8-M16 鉆通孔10.2，鉆210.2×26 攻螺紋2M12×20，攻螺紋M12×30 擴底孔19.2 工序9：鉆擴槽內(nèi)斜孔至9.8，鉸斜孔至10H7工序10：銑槽R9工序11：銑槽R4工序12：銑端面四周的倒棱 工序13

7、：精銑通槽基面工序14：磨下表面工序15：磨四周面工序16：終檢：上表面的跳動允差0.05 槽的基面平面度允差0.1 底面的平面度允差0.05 跳動允差0.05工序17：倒銳角去毛刺工序18：清洗工序19：發(fā)蘭工藝方案2工序1：備料工序2：鍛造毛坯工序3：粗銑底面工序4：精銑上面（從底面為基準壓緊）工序5：粗銑四側(cè)面工序6：銑通槽工序7：半精磨上面（留量）工序8：半精磨另五面工序9：鏜孔擴孔48H7 鏜孔48.2 倒角3*45°工序10：擴孔60 倒角1.5×45°工序11：銑槽R9工序12：銑油溝R4工序13：鉆攻2M12×20 M12×30

8、 鉆攻8M16工序14：鉆鉸10斜孔工序15：鉆通孔15，擴孔至15.85，鉸孔至16H7 擴孔19.2工序16：去毛刺工序17：磨六面工序18：清洗工序19：檢驗工序20：發(fā)蘭 方案一基準易于選擇，加工性比較好。綜合對可得，工藝一優(yōu)于工藝二。最終選擇工藝路線一為本次設(shè)計的加工工序。1.4選擇機床設(shè)備及工藝裝備為了適應(yīng)成批量生產(chǎn)的要求，通常選擇以通用機床為主，輔以少量專用機床的流水線，刀具量具圍繞相關(guān)機床而具體定奪。詳見工藝卡片。（1）車端面及鏜內(nèi)孔時，考慮到生產(chǎn)效率及裝夾方便，采用CA6140機床。車端面時，刀具采用YT15的端面車刀，刀桿尺寸16*25mm2,Kr=90°,r0=

9、15°,a0=12°,re=0.05mm。鏜孔時采用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀。倒角要求3*45°，采用成形車刀。夾具采用四爪夾盤和量具采用賽規(guī)及游標卡尺。（2）銑工件四側(cè)面，采用X62W臥式銑床，刀具采用錐柄立銑刀，夾具采用專用夾具，量具采用游標卡尺.（3）鉆孔及攻螺紋（工序簡圖8），考慮到生產(chǎn)效率及裝夾方便采用設(shè)備為組合鉆床，進行多工位加工，夾具采用專用夾具，量具采用游標卡尺。（4）磨工件下表面合磨四周面時的工序，選用加工設(shè)備為臥軸矩臺平面磨床，磨削刀具選用砂輪，夾具采用電磁夾緊，量具為游標卡尺。（5）銑槽R9、銑油溝R4、銑端面四周的倒棱、銑通槽基面

10、等工序時采用X52K立式銑床。夾具為專用夾具。銑槽R9時采用18的圓柱銑刀，銑油溝R4時采用8直柄立銑刀，倒棱時采用4端面銑刀，銑通槽時采用周面圓柱銑刀。量具采用游標卡尺和樣板。（6）鉆鉸槽內(nèi)斜孔10，機床采用型號為Z35的搖臂鉆床，夾具采用專用夾具，刀具為9.8的直柄麻花鉆和10的錐柄機用鉸刀，量具采用10的塞規(guī)。1.5確定機械加工余量，工序尺寸及其公差 根據(jù)機械制造工藝手冊， 分別確定機械加工余量，以及尺寸及其公差，如加工工序圖表所示：結(jié)合毛坯圖和零件圖可知各軸徑的總余量分布如下 1.孔48H7 此孔精度IT6, =1.6，參照手冊確定工序尺寸及余量為：粗鏜：47.7mm精鏜： 2Z0.3

11、mm2.孔16H7 =1.6 鉆孔：15mm 擴孔：15.85mm 2Z=0.15mm 鉸孔：16H7 2Z=0.15mm3.孔19.2 =3.2 鉆孔：10.2mm 擴孔：19.2mm 2Z=9mm4.銑通槽 =3.2 粗銑通槽 2Z3mm 精銑通槽 2Z=2mm5.磨表面 =0.8 2Z1mm1.6填寫工藝卡片和機械加工工序卡片1.7確定切削用量及基本工時 車端面 粗鏜孔至47.7 精鏜孔至48H7 精鏜孔48.2 倒角3*45°本工序采用計算法1. 加工條件工件材料:45鋼正火,b=0.35Gpa,模鍛加工要求:車方刀架底面,粗鏜48H7孔至47.7,精鏜孔至48H7, Ra1

12、.6,精鏜孔48.2,倒角3X45機床CA6140車床刀具:端面車刀:刀片材料YT15,刀桿尺寸16X25mm2, Kr=90°,r0=15°,a0=12°,re=0.05mm 硬質(zhì)合金浮動鏜刀2. 計算切削用量1). 車端面吃刀深度ap=5mm走刀量f=0.6mm/r (表3-13)計算切削速度(表3-18),耐用度t=45min （1.1）=168m/min (2.8m/s)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 （1.2）= =5r/s (300r/min)按機床選取nw=5.3r/s (320r/min) (表4-3)所以實際切削速度v=5.3*3.14*186/1000=3.

13、1m/s (186m/min)切削工時L=186/2 =30s (0.5min)2). 粗鏜孔至47.7取刀桿直徑D=25mm,刀桿伸出量125mm加工余量z=(47.7-38.8)/2=4.85選90°硬質(zhì)合金YT15鏜刀F=0.21mm/r (表3-15)V= （1.3）1.28m/s (表319及手冊第102頁“鏜孔切削用量”) ）=/8.55r/s (513r/min)按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)所以實際切削速度V=*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)切削工時：（表71）L=35 （1.4）=21.2s (0.35min)精鏜

14、孔至48H7選用同一刀桿，f=0.2mm/r (表315)V=1.28m/s =8.49r/s (510r/min)按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)所以實際切削速度V=*48*8.3/1000=1.25m/s (75m/min)切削工時：（表71）L=35 =22.2s (0.37min)精鏜孔至48.2f=0.2mm/r (表3-15)V=1.28m/s =8.45r/s (507r/min)按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)所以實際切削速度V=*48.2*8.3/1000=1.26m/s (75m/min)切削工時：（表71）L=8 =2mm= =6.02

15、s (0.1min) 倒角3*45°f=0.08mm/r (參照表3-17)V=0.41m/s (參照表321)=2.7r/s (162r/min)按機床選取nw=2.66r/s (160r/min) （表43）切削工時：（表71）L=3mm =2mm=23.5s (0.39min)掉頭車另一端面，精鏜孔60，車倒角1.5*45°此端面與上一工序底面相同，即f=0.6mm/rnw=320r/mintm=30s (0.5min) 精鏜孔60取刀桿直徑D=25mm,刀桿伸出量125mm加工余量z=(47.7-38.8)/2=4.85選90°硬質(zhì)合金YT15鏜刀F=0.

16、21mm/r (表3-15)V=1.28m/s (表319及手冊第102頁“鏜孔切削用量”)=8.55r/s (513r/min)按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)所以實際切削速度V=*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)切削工時：（表71）L=35 =2mm=21.2s (0.35min)倒角1.5*45°f=0.08mm/r (參照表3-17)V=0.41m/s (參照表321)=2.17r/s (130r/min)按機床選取nw=2.08r/s (125r/min) （表43）切削工時：（表71）L=1.5mm =2mm =21s (0

17、.35min)銑四側(cè)面 af=0.1mm/z (表328)V=0.38m/s (22.8m/min)(表330)采用高速鋼錐柄立銑刀，dw=50mm,齒數(shù)z=82.42r/s (145r/min)按機床選取nw=2.5r/s (150r/min) (表417)所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*50*2.5/1000=0.39m/s 切削工時：L=133mm m =76.5s (1.28min)銑通槽af=0.2mm/z (表328)V=0.5m/s (30m/min) (表330)采用高速鋼鏟齒錐柄立銑刀，dw=32mm,齒數(shù)z=5ns=1000V/（*dw）=1000*0

18、.38/(*50)4.97r/s (298r/min)按機床選取nw=5r/s (300r/min) (表417)所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*32*5/1000=0.5m/s 切削工時：L=132mm =29.9s (0.5min)攻螺紋8M16 鉆通孔10.2 擴底孔19.2 鉆孔15擴孔15.85鉸孔16H7此工序采用組合鉆床，所以取其一計算鉆15孔f=0.28mm/r*0.28*0.90.25mm/r (表3-15)V=0.25m/s =5.3r/s (318r/min)所以實際切削速度V=*15*5.3/1000=0.24m/s切削工時：（表71）切入 =10

19、mm=2mm l=85mm=66s (1.09min) 鉆擴槽內(nèi)斜孔16H7鉆9.8孔f=0.21mm/r*0.21*0.50.105mm/r (表3-15)V=0.25m/s =8.1r/s (487r/min)按機床選取nw=8.8r/s (530r/min) (表417)所以實際切削速度V=*9.8*8.8/1000=0.27m/s切削工時：（表71）切入 =5mm=2mm l=25mm=34.6s (0.57min) 鉸孔10H7孔f=0.5 (表3-46)V=0.238m/s (表3-49)7.57r/s (454r/min)按機床選取nw=7r/s (420r/min) 所以實際切

20、削速度V=*10*7/1000=0.21m/s切削工時：切入 =5mm=2mm l=25mm=9s (0.15min) 銑槽R9 af=0.15mm/z (表328)V=0.45m/s (27m/min) (表330)采用高速鋼圓柱銑刀，dw=18mm,齒數(shù)z=6=7.9r/s (477r/min)按機床選取nw=7.9r/s (457r/min) (表417)所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*18*6/1000=0.44m/s 切削工時：L=45mm l1=18mm l2=5mm=9.5s (0.16min)銑油溝R4af=0.12mm/z (表328)V=0.35m/s

21、 (21m/min) (表330)采用工具鋼立銑刀，dw=8mm,齒數(shù)z=3=13.9r/s (835r/min)按機床選取nw=15r/s (900r/min) 所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*8*15/1000=0.38m/s 切削工時：L=85mm 20mm =5mm=20.3s (0.34min)銑端面四周的倒棱af=0.12mm/z (表328)V=0.30m/s (18m/min) (表330)采用高速鋼端面銑刀，dw=4mm=23r/s (1433r/min)按機床選取nw=26.6r/s (1600r/min) 所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=

22、3.14*4*26.6/1000=0.33m/s 切削工時：L=4*132528mm 3mm =0mm)=55.5s (0.92min)精銑通槽基面af=0.1mm/z (表328)V=0.3m/s (21m/min) (表330)采用圓柱立銑刀2.98r/s (179r/min)按機床選取nw=3.16r/s (190r/min) 所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*32*3.16/1000=0.31m/s 切削工時：L=132mm 13.6mm =4mm =95s (1.5min)2 機床夾具設(shè)計21機床夾具概念211機床夾具概念在機床制造廠的生產(chǎn)過程中用來安裝工件使之固

23、定在正確位置上,完成切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備稱為夾具。212工件的安裝在機床上加工工件時,為了保證工件被加工表面的尺寸,幾何形狀及相互位置精度方面的要求,事先必須將工件正確地安裝到機床加工位置上去工件的安裝一般包括定位和夾緊兩個過程：即首先應(yīng)使工件相對于機床及刀具占有一個正確的位置，這就是工件的定位，然后將工件緊固在這一既定位置上，使之不因受切削力、重力、離心力和慣性力作用發(fā)生位置改變，這就是工件的夾緊。工件的安裝一般有兩種方式：直接在機床工作臺或通用夾具上安裝；采用專用夾具安裝。本次安裝為第二種。213機床夾具的功用（1）保證產(chǎn)品加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；（2）提高生

24、產(chǎn)率，降低加工成本；（3）改善工人勞動條件；（4）擴大機床的工藝范圍。214機床夾具的組成機床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機床種類的不同而有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但就機床夾具具體結(jié)構(gòu)而言，大致可分為以下幾個部分：定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)向?qū)Φ对?、連接元件、其它裝置和元件、夾具體。22夾具設(shè)計的基本要求（1）穩(wěn)定地保證工件的加工技術(shù)要求；（2）提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件的成本；（3）結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維修；（4）操作安全、方便。23夾具設(shè)計方法和步驟231研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù) 本次是對CA6140機床的方刀架進行加工，根據(jù)任務(wù)說明書，采用組合鉆床加工，夾具是安裝在回轉(zhuǎn)工作臺

25、上的。232夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計機床夾具的確定是一次十分重要的設(shè)計程序，方案的設(shè)計優(yōu)劣往往直接決定夾具設(shè)計的可行性。所以，方案的確定需經(jīng)充分的研究和討論來確定最佳方案。 定位方式主要由面接觸來完成，由長銷小平面加一定位板進行定位，由液壓系統(tǒng)進行壓緊，以保證工件的加工精度。1. 加工精度的分析2. 使用夾具夾工件進行機械加工時，在工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，一般分為兩類：一類是夾具有關(guān)的影響因素即定位誤差，對刀誤差。夾具在機床上的裝配誤差和夾具的制造誤差。另一類還有工藝系統(tǒng)中其他影響加工精度的因素，稱為加工方法誤差。（1） 定位誤差由于一批工件逐個在夾具體上定位時，各個工件所占的位置不完

26、全一致，形成誤差，這稱為定位誤差。由于加工中基準重合，而基準不重合誤差不重要，重要在圓跳動0.015mm，則定位誤差為0.015mm。（2） 對刀誤差采用鉆模進行鉆孔加工時，由于鉆套內(nèi)孔徑誤差，使刀具軸線偏離規(guī)定的位置，其對加工尺寸影響為X3= （2-1）X3刀具在鉆套中傾斜引起的軸線偏移量X2鉆套的最大配合間隙H鉆套的中高度S排屑的空間B被加工的孔深度由公式(2-1)得X3=0.02 mm（3） 加工方法的誤差由于機床精度，刀具的精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統(tǒng)的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差統(tǒng)稱為加工方法誤差，取 G=0.009=0.026<0.027故該夾具加工方法可取。

27、2.確定定位方案，設(shè)計定位元件方刀架中心孔48mm孔是通孔，定位時可利用此孔，加上底面，在工件側(cè)面配以定位板即可達刀對工件的完全定位。即可保證工件不能旋轉(zhuǎn)，不會上下竄動。3.確定設(shè)計導(dǎo)向元件為了迅速準確地確定刀具與夾具的相互位置，適應(yīng)成批生產(chǎn)采用組合鉆床，設(shè)計專用的鉆模板。當?shù)毒哌M給時由鉆模板來找正位置。4 .確定夾緊方式和設(shè)計夾緊機構(gòu)因為工件屬于大批量生產(chǎn)，宜采用專用夾緊裝置，通過穿過零件中心的拉桿，由卡環(huán)卡住工件，采用液壓傳動，拉緊工件。5 .確定夾具體將定位、導(dǎo)向、夾緊機構(gòu)連接在一體，并能正確的安裝在機床上。由于液壓缸中活塞桿為動力件，考慮刀工件的加工方向，將其置于夾具體下方，夾具體外圍由肋板支起，中心為空。24夾具總圖的繪制（1）夾具總圖應(yīng)遵循機械制圖國家標準繪制，圖形大小的比例盡量去1：1，為求使繪制的夾具總圖具有良好的直觀性，如工件過大時選用1：2等縮小比例，過小時取2：1的比例。（2）在總圖中應(yīng)以最少數(shù)量視圖清楚地表示出夾具的工作原理和結(jié)構(gòu)，表示各種元件或裝置之間的位置關(guān)系等。（3）繪制總圖的順序：先用點劃線繪出工件的輪廓外形及定位基準，并用網(wǎng)狀線顯示出