機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計-平帶輪加工工藝及鉆6-Φ28孔夾具設(shè)計

設(shè)計說明書題目：平帶輪的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計摘要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。平帶輪加工工藝規(guī)程及鉆孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。全套圖紙加V信153893706或扣3346389411ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror目錄ABSTRCT 3序言 1一零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的工藝分析 21.3確定零件的生產(chǎn)類型 3二.工藝規(guī)程設(shè)計 42.1選擇毛坯 42.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 42.3繪制平帶輪鑄造毛坯簡圖 5三工藝規(guī)程設(shè)計 63.1定位基準(zhǔn)的選擇 63.2擬定工藝路線 73.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用 93.4加工余量，工序尺寸和公差的確定 103.5確定切削用量及基本工時 10四夾具設(shè)計 154.1問題的提出 154.2定位基準(zhǔn)的選擇 154.3切削力和夾緊力的計算 164.4定位誤差分析 174.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 18總結(jié) 19致謝 21參考文獻(xiàn) 22序言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。平帶輪的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等進(jìn)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(qiáng)、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。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。一零件的分析1.1零件的作用平帶輪的作用：用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進(jìn)行零件的整列等。1.2零件的工藝分析平帶輪有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以右端面和外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是左端面，中心孔Φ40孔。2：以中心孔Φ40孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是其他面和孔的加工。1.3確定零件的生產(chǎn)類型由設(shè)計要求得知：Q=2000件/年，m=1件/輛；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%代入公式（2-1）式中N—零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛/年）；m—每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛）；a%—備品率，一般取2%～4%；b%—廢品率，一般取0.3%～0.7%。得：N=2000件/年×(1+3%)(1+0.5%)=2070.3件/年塔輪屬中型零件；且生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。二.工藝規(guī)程設(shè)計2.1選擇毛坯HT200的可鑄性好，因此可用鑄造的方法因為是成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造的方法生產(chǎn)鑄件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量序號被加工表面及孔機(jī)械加工余量零件尺寸毛坯的尺寸1左端面3mm86912右端面3mm86913鉆孔Φ406mmΦ40Φ1284圓形槽實心47實心5Φ28的孔實心Φ28實心6外圓實心Φ180Φ1907Φ8的孔實心Φ8實心8M6實心M6實心2.3繪制平帶輪鑄造毛坯簡圖三工藝規(guī)程設(shè)計3.1定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(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。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，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(jī)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、面積足夠大的表面作為粗基準(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）粗基準(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。基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取右端面和外圓作為定位基準(zhǔn)，。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)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，避免因基準(zhǔn)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)選擇該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。以已經(jīng)加工好的中心孔Φ40孔和一端面為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計算，在此不再重復(fù)。3.2擬定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(jī)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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。制定以下兩種工藝方案：方案一1鑄造鑄造2處理時效處理3車車右端面4車車左端面5鉆鉆Φ40的孔6銑銑圓形槽7鉆鉆6-Φ28的孔8車粗精車外圓9鉆鉆Φ8的孔10鉆鉆鉸M6的螺紋孔，攻絲11檢驗檢驗12入庫入庫方案二1鑄造鑄造2處理時效處理3車車右端面4車車左端面5鉆鉆Φ40的孔6銑銑圓形槽7鉆鉆6-Φ28的孔8車車外圓9鉆鉆Φ8的孔10鉆鉆M6的螺紋孔，攻絲11檢驗檢驗12入庫入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一對外圓和M6進(jìn)行粗精車和鉆鉸，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求。綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1鑄造鑄造2處理時效處理3車車右端面4車車左端面5鉆鉆Φ40的孔6銑銑圓形槽7鉆鉆6-Φ28的孔8車粗精車外圓9鉆鉆Φ8的孔10鉆鉆鉸M6的螺紋孔，攻絲11檢驗檢驗12入庫入庫3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用序號工序機(jī)床夾具刀具量具1左端面車床通用夾具車刀游標(biāo)卡尺2右端面車床通用夾具車刀游標(biāo)卡尺3鉆孔Φ40鉆床專用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺4圓形槽銑床專用夾具銑刀游標(biāo)卡尺5Φ28的孔鉆床專用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺6外圓車床專用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺7Φ8的孔鉆床專用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺8M6鉆床專用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺3.4加工余量，工序尺寸和公差的確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。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，由鑄造可直接獲得。平帶輪的端面由于平帶輪端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。3、平帶輪的孔毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm3.5確定切削用量及基本工時工序：車右端面1)切削深度單邊余量為Z=2mm2)進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r3)計算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==753r/min與753r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。所以實際切削速度==5)切削工時，t=i;其中l(wèi)=25mm;=4mm;=0mm;t=i=x2=0.966(min)工序：車左端面1)切削深度單邊余量為Z=0.5mm2)進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r3)計算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=92m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==545r/min與545r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為575r/min。現(xiàn)選取=600r/min。所以實際切削速度==5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i;其中l(wèi)=25mm;=4mm;=0mm;t=i==0.4833(min)工序：銑圓形槽1.選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51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，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50當(dāng)＝750r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取計算工時切削工時：，，，則機(jī)動工時為工序：鉆6-Φ28孔機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ281)進(jìn)給量取f=0.13mm/r2)切削速度V=24~34m/min.取V=25m/min3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==284r/min與284r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為300r/min?，F(xiàn)選取=300r/min。所以實際切削速度==5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i;其中l(wèi)=60mm;=4mm;=3mm;t===1.71min四夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配工序的鉆6-Φ28孔的鉆床夾具。4.1問題的提出本夾具主要用于鉆6-Φ28孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。4.2定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1.設(shè)計基準(zhǔn)在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。2.工藝基準(zhǔn)零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。（1）裝配基準(zhǔn)裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測量基準(zhǔn)測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。（3）工序基準(zhǔn)在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。（4）定位基準(zhǔn)工件定位時所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。本道工序加工6-Φ28孔，精度不高，因此我們采用已加工好的中心Φ40孔定位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，開口墊圈的壓緊力即可以滿足要求。4.3切削力和夾緊力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：鉆削力式（5-2）鉆削力矩式（5-3）式中：代入公式（5-2）和（5-3）得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(jìn)行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。4.4定位誤差分析用調(diào)整法加工一批工件時，工件在定位過程中，由于工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，以及工件的定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件的定位表面存在制造誤差，都會引起工件的工序基準(zhǔn)偏離理想位置，而使工序尺寸產(chǎn)生加工誤差，稱為定位誤差，常用表示。其數(shù)值大小為工件的工序基準(zhǔn)沿工序尺寸方向上發(fā)生的最大偏移量。它由定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確引起工序基準(zhǔn)的位移誤差兩部分組成，其大小是兩項誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)之和，即當(dāng)工序基準(zhǔn)位置與多個定位基準(zhǔn)有關(guān)時，以上兩個誤差方向和工序尺寸方向便可能不一致，定位誤差的計算則比較復(fù)雜，需要具體情況具體分析。一般按最不利的情況找出定位時一批工件中工序基準(zhǔn)的兩個極端位置，然后把工序基準(zhǔn)的最大變動量折算到工序尺寸方向上，即可得到定位誤差。使用夾具安裝工件時，應(yīng)盡量減少定位誤差，在保證該工序加工要求的前提下，留給其他工藝系統(tǒng)誤差的比例大一些，以便能較好地控制加工誤差。根據(jù)加工誤差計算不等式，定位誤差應(yīng)不超過零件公差的1/5-1/3。定位心軸垂直放置：=0.019+0.007+0.002=0.028式中——定位副間的最小配合間隙（mm）；——工件圓孔直徑公差（mm）；——心軸外圓直徑公差（mm）。4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明使用心軸定位，開口墊圈的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。總結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鑄煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等；也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計與工藝等方面的知識；以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鑄煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合