機械制造技術課程設計-座體零件加工工藝及鏜φ80孔夾具設計

PAGEI說明書全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

摘要零件的成形過程非常復雜，包括零件的毛坯生成、各加工表面的加工過程、零件的尺寸效應以及零件的棱角磨削。在這些環(huán)節(jié)中，機床加工是最重要的工作。分析零件的形狀和尺寸，設計合理的加工工藝，選擇合適的加工機床，然后根據(jù)加工工藝和實際生產(chǎn)模式的要求計算切削參數(shù)和加工時間。在加工過程中，還采用專用夾具來保證零件的加工位置，提高生產(chǎn)效率。本設計課題要求在分析零件加工工藝的基礎上，在一定的工藝過程中設計專用夾具，包括定位裝置設計、夾緊裝置設計、切削力與夾緊力分析、夾具本體與主要零件。設計等內(nèi)容是對機械加工全過程的深刻理解和理解。通過這個設計，我們不僅可以提高我們對知識的掌握程度，還可以給我們很多實際的操作和生產(chǎn)經(jīng)驗，從而為未來的畢業(yè)生走向社會打下堅實的基礎。關鍵詞：毛坯；加工工藝；夾具；定位；夾緊；AbstractTheformingprocessofthepartsisverycomplicated,includingtheblankgenerationoftheparts,themachiningprocessofeachmachiningsurface,thedimensioneffectofthepartsandtheangulargrindingoftheparts.Intheselinks,machinetoolprocessingisthemostimportantwork.Analyzetheshapeandsizeoftheparts,designreasonableprocessingtechnology,selecttheappropriatemachinetool,andthencalculatethecuttingparametersandprocessingtimeaccordingtotherequirementsoftheprocessingtechnologyandtheactualproductionmode.Intheprocessofprocessing,specialfixtureisalsousedtoensurethemachininglocationofparts,improveproductionefficiency.Thisdesigntopicrequestsonthebasisoftheanalysisofthepartsprocessingtechnology,inacertainprocessdesignspecialfixture,includingpositioningdevicedesign,clampingdevicedesign,cuttingforceandclampingforceanalysis,fixturebodyandthemainparts.Designandothercontentisadeepunderstandingofthewholeprocessofmechanicalprocessingandunderstanding.Throughthisdesign,wecannotonlyimproveourmasteryofknowledge,butalsogiveusalotofpracticaloperationandproductionexperience,soastolayasolidfoundationforfuturegraduatestoenterthesociety.Keywords:Blank;Processingtechnology;Fixture;Positioning;Clamp;

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IIAbstract III第1章前言 1第2章零件的分析 22.1零件的作用 22.2零件的工藝分析 22.3毛坯制造形式及結構的確定 3第3章工藝規(guī)程設計 53.1基準的選擇 53.2加工工藝路線的確定 53.3切削用量及切削時間的確定 6第4章夾具設計 94.1設計類型及機床選擇 94.2定位方案的確定 94.3夾緊方案的確定 104.4定位誤差分析 104.5切削力和夾緊力的計算 114.6夾具設計簡要操作說明 13結論 14致謝 15參考文獻 16PAGE4第1章前言通常我們所說的機械加工的意思，就是按照字面所說，使用傳統(tǒng)流傳的加工方法，結合零件給出的圖紙和技術要求等，最終加工出零件符合圖紙要求的外形和尺寸，以及符合技術要求合格的零件。需要用到的技術加工就是在實現(xiàn)上面所說的內(nèi)容時，采用并利用了一系列的加工方式，最后要求就是按照這種方式能夠加工出來我們需要的合格的零件。機械加工的整個過程就是零件成型的過程和主要步驟，利用機械加工流程，可以將零件的毛坯形狀變成外形和尺寸符合零件技術要求的過程。完成一個零件的加工就是把零件從毛坯狀態(tài)加工到圖紙要求。比方說一般經(jīng)常說的粗加工——精加工——檢驗裝配的環(huán)節(jié)就是說的一個零件的正常加工過程。毛坯的加工過程可以分為毛坯的制造過程和加工過程，使用的設備有很多種，根據(jù)不同的加工工藝選用不同的加工設備，計算不同的時間實際參數(shù)和加工工時。然后要將這些內(nèi)容都寫到技術文件里面，這項工作由技術人員完成。每一個企業(yè)之間的要求不一樣，實際的生產(chǎn)也不一樣，一般都是按公司的需求來制定工藝流程文件的編制。對零件進行工藝設計，必須要研究零件的圖像及結構，分析及設計零件的加工過程，根據(jù)尺寸確定零件的加工余量、毛坯形式等等，通過零件各加工表面的分析，確定零件的最終加工方案，反推零件的整條加工路線，最終制動零件的工藝加工過程，并且填寫和編制工序卡。對生產(chǎn)中的每個工步的切削參數(shù)進行詳細的計算，確定加工工藝參數(shù)，最終確定零件的的加工工時。設備及夾具的選擇是加工工藝設計的重要部分，設備的選擇直接關系到能否加工出達到圖紙精度的零件，加工設備對精度要求很重要，夾具將零件固定住，然后再固定到機床，使零件與機床保持一個不變的相互關系，夾具的選擇也顯得至關重要。此次設計的零件為典型的零件，在此次設計過程中要了解清楚零件的加工一般選擇的加工裝夾方法，最終要為零件選擇設計一種夾具的夾緊方式。第2章零件的分析2.1零件的作用

座體是銑床加工的重要組成元件之一，它的制造工藝對銑削加工的尺寸精度有顯著的影響。其結構圖如下圖所示：圖2.1零件圖2.2零件的工藝分析對零件進行分析，分析知道零件有一些地方需要進行加工：零件的端面；零件的孔系；加工時按國標公差和粗糙度值進行加工，最終實現(xiàn)零件圖的技術要求為目的。現(xiàn)在我們對零件進行分析，零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削。（1）零件底端端面的加工，具有較高的精度要求，是加工的關鍵表面。（2）φ115的端面要求精度相對較低，Ra值6.3。（3）零件φ80內(nèi)孔的表面粗糙度Ra的值為1.6，精度要求高，是加工的重要表面。（4）M6螺紋孔及φ11的孔直接加工。（5）其余表面要求不高，不用加工，通過鑄造就可以達到加工要求。2.3毛坯制造形式及結構的確定考慮和設計毛坯成型方式，必須要考慮零件材料的適應性。要根據(jù)零件應用的環(huán)境和調(diào)節(jié)，然后再進行材料分析。為了把設計好的產(chǎn)品變成實物，首先要把原材料制成類似零件形狀的坯料。根據(jù)機械零件不同尺寸、形狀和材料的特點，毛坯的生產(chǎn)方式有很多種：包括鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金、注塑等方法。（1）零件的特性可以對零件材料的選擇產(chǎn)生影響的，材料需滿足結構需求。毛坯的類型在很大程度上取決于設計圖中指定零件的材料。例如，鑄鐵零件必須鑄造才能產(chǎn)生毛坯。如果是鋼制零件，那就要考慮一下相關材料的力學性能。例如，應該盡可能選擇鍛件或焊接件，以確保制造高壓閥門的材料具有良好的機械性能。（2）決定毛坯形式的主要因素就是零件的形狀。零件的外形和尺寸會是毛坯成型的一種主要的要素。舉個例子，有些很復雜的零件最好是鑄造成型。大尺寸閥體可在砂模中澆注，小尺寸閥體可在投資模中澆注。（3）選擇毛坯要考慮企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模。根據(jù)零件的生產(chǎn)計劃不同，使用高效高產(chǎn)能的方案將會是最好的方式，經(jīng)濟性良好。（4）加工生產(chǎn)毛坯的方式。要根據(jù)實際的生產(chǎn)情況進行分析，依據(jù)現(xiàn)有的工藝和設備，結合后進行最優(yōu)化的生產(chǎn)方式，最先進的制造形式。設計和分析零件加工余量，就是要考慮零件加工面的毛坯余量，分析零件的外形再增加加工量，便于加工。將發(fā)現(xiàn)的毛坯總余量與零件分析得到的毛坯總加工余量進行比較，如果毛坯總余量小于毛坯總加工余量，則需要調(diào)整毛坯總余量，以保證有足夠的加工余量;如果毛坯總余量大于加工總余量，如何考慮增加刀具數(shù)量或減少毛坯總余量?繪制毛坯圖:毛坯的外形輪廓使用粗實線繪制，零件實體采用雙點線繪制。這個比例盡可能是1:1。銑刀頭座體零件的材料為鑄鐵，硬度為200HBS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。端面加工比較平整，預留加工余量2.5mm即可；φ80的孔孔徑比較大，需要用鑄造毛坯然后再加工，預留加工余量4mm；其余孔和螺紋孔孔徑小于30mm，直接實心鑄造。圖2.2毛坯圖PAGE16第3章工藝規(guī)程設計3.1基準的選擇選擇定位的基準，必須要以減少加工的誤差為前提，確保零件最終能加工到技術要求，這個時候要求選擇的基準與設計和工藝設計基準是重合的最好，如果實在不行，不能重合的話，那就要把零件尺寸在設計基準上進行標注，或按形狀分析方法標注。當部件比較復雜時，通常僅在一個方向上選擇一個基準是不夠的，還需要添加一些基準。主基準稱為主基準，輔助基準稱為輔助基準。主引用和輔助引用之間應該有一個連接大小。1.選擇的粗基準就是還沒有加工的那個面，面是個粗糙表面，但是一般只能用一次最好，使用這個面進行加工以后，后面就不要再用這個面了。2.將加工后的表面作為基準是一種精確的基準。3.精確基準的選擇遵循兩個原則。3.1在相同基準下，加工基準與設計裝配基準一致。3.2使用一個基準，就是把基準統(tǒng)一一下。如帶兩個銷的殼體的一側、軸的中心孔、齒輪箱的同軸基準、齒條的加工底部等。分析和考慮以上的選擇原則，對本次設計的零件加工進行定位基準的選擇：（1）粗基準的選擇：選擇零件φ80的毛坯孔φ72及φ115的外圓作為粗基準進行其余表面的加工。（2）精基準的選擇：零件加工好的底端端面作為精基準進行零件內(nèi)孔及其他位置表面的加工。3.2加工工藝路線的確定（1）加工工藝布置原則:1.首先對基準面進行加工，然后用基準面對其他曲面進行定位，以保證加工質(zhì)量。2.先粗后精:即先粗后精，后粗后分。3.表面上進行第二次加工，要是表面是裝配用的面，那第二次加工的面就是鎖孔、連接光孔等。4.先面后孔，加工孔之前要先把面加工好，面平穩(wěn)容易固定，也方便加工，然后用這個面作為基準進行鉆孔加工。（2）編制零件機械加工工藝規(guī)程的步驟:1.閱讀圖紙，明確零件的技術要求和功能。2.制定技術路線。3.編制好了工藝流程和加工路線，決定了加工的步驟，也就可以確定機床選型、量具的選擇、加工基準選擇以及測量基準選擇了。4.選擇加工設備和工藝設備。5.計算工時和物料。6.審批程序。本次設計研究零件的加工工藝路線如下表：表3.1工序號工名序稱工序內(nèi)容5銑粗銑底端面10銑粗銑?115的兩端面15銑半精銑底端面20銑精銑底端面25銑半精銑、精銑?115的兩端面30鉆鉆4-?11孔，锪孔?2235鏜粗鏜?80的孔40鏜精鏜?80的孔45鉆鉆左端6xM6螺紋孔50鉆鉆右端6xM6螺紋孔55檢驗60入庫3.3切削用量及切削時間的確定工序：粗鏜?80的孔進給量：刀桿伸出取。因此確定進給量。切削速度，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照T616鏜床主軸轉(zhuǎn)速，取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：被切削層：刀具切入：刀具切出：取行程次數(shù)：機動時間：工序：鉆左端6xM6螺紋孔工步一：選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）按機床選取基本工時：min工步二：攻螺紋M6mm：選擇M6mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即按機床選取基本工時：第4章夾具設計4.1設計類型及機床選擇在生產(chǎn)過程中，為了提高生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量，需要設計一種專門用在加工上的專用夾具，本次設計要求設計鏜φ80孔的專用鏜床夾具。設計加工孔的夾具，根據(jù)加工工藝路線及加工精度的要求，選用臥式鏜床進行加工。鏜床的應用范圍很廣泛，可以進行多方面的加工，比如鉆孔、鏜孔等，還可以進行平面加工，當然了，如果安裝一些配件，那還可以當做車床使用，或者是用銑床使用。圖4.1臥式鏜床4.2定位方案的確定4.2.1限制自由度分析一個零件在空間上最多只有六個自由度零件的自由度，所以這個時候零件定位就必須要限制自由度。然后零件在這個方向上的運動停止，確定在那個方向上的位置。前面已經(jīng)說過了用零件的內(nèi)孔和端面定位，零件的定位原理就是一面兩孔的形式，端面進行定位限制三個自由度了，用支承板進行定位，限制了三個自由度。用零件的一個孔進行定位，定位銷做定位元件，限制兩個自由度。還有一個孔做定位，用菱形銷做定位元件限制一個自由度，零件限制了六個方向自由度，也就是零件可以定位完成。4.2.2定位元件選擇本次設計選擇定位元件為：定位銷、支承板、菱形銷。4.3夾緊方案的確定對夾緊裝置的基本要求：1、夾緊力的大小要合適，加工時的夾緊力要不變，要保證加工時零件一直處于不變的位置，不能振動不用產(chǎn)生形變，夾緊力穩(wěn)定的情況下所產(chǎn)生的誤差就會變小和降低。2、夾緊機構不能太復雜或者太簡單，要與零件的生產(chǎn)綱領需求相符合。考慮到本次設計的夾具其零件并不是十分的復雜，并且為本夾具是進行鉆孔加工，工件在垂直方向有移動趨勢，采用的是用壓塊對垂直方向進行夾緊。圖4.2夾緊機構4.4定位誤差分析定位誤差是否合格是因為零件在夾具上的位置不準確而引起產(chǎn)生的加工誤差，它由基準不重合誤差組成。夾具使用用的定位方式為一面兩銷定位。圖4.3定位簡圖由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距L由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差未標注，取0.3mm。兩工藝孔尺寸為Φ11，取偏差為（0.1,0）兩定位銷偏差對圓柱銷查參考文獻表8-7，極限偏差取r6即圓柱銷尺寸為。對削邊銷查參考文獻表8-7，。削邊銷與基準孔的最小配合間隙4.5切削力和夾緊力的計算4.5.1切削力的計算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)：由參考文獻查表可得：圓周切削分力公式：式中查表得：查[5]表取由表可得參數(shù)：即：同理：徑向切削分力公式：式中參數(shù)：即：軸向切削分力公式：式中參數(shù)：即：4.5.2切削力的計算由公式μ1--工件與夾具間摩擦因素μ2-工件與定位間摩擦因素有：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：因素安全系數(shù)F取軸向最大力為2982N所以根據(jù)切削力，夾緊力的等的因素影響，改夾緊力符合要求。4.6夾具設計簡要操作說明夾具設計和總體規(guī)劃應適應生產(chǎn)。在大批量生產(chǎn)中，應盡量使用各種快捷，縮短具有時效性的和先進的控制方法，并在生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效率，，必須滿足照明功能的前提下，使用結構簡單，固定裝置易于制造，降低了制造成本保持架。一個結構良好的過程，以方便生產(chǎn)和加工，裝配，檢查和維護設備，以滿足這些需求。圖4.3裝配圖

結論大