機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計-角板機(jī)械加工工藝及鏜φ40孔夾具設(shè)計

目錄TOC\o"1-3"\h\u27259第1章緒論 緒論全套圖紙加V信153893706或扣3346389411課題背景制定工件的加工工藝，設(shè)計角板的專用夾具，運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，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，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。目的課程設(shè)計是我們對所學(xué)課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計之后，我得到一次綜合性訓(xùn)練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設(shè)打一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！夾具設(shè)計中的特點(diǎn)1.夾具的設(shè)計周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算。2.專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。夾具設(shè)計需保證的條件1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。夾具的發(fā)展趨勢1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.發(fā)展調(diào)整式夾具。3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機(jī)械化及自動化夾具。6.采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。年生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）Q——機(jī)器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）a——備品百分率——廢品百分率根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型：1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點(diǎn)，具體情況見表2-1。表2-1：生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系生產(chǎn)類型重型（零件質(zhì)量大于2000kg）中型（零件質(zhì)量為100-2000kg）輕型（零件質(zhì)量小于100kg）單件生產(chǎn)小于等于5小于等于20小于等于100小批生產(chǎn)5-10020-200100-500中批生產(chǎn)100-300200-500500-5000大批生產(chǎn)300-1000500-50005000-50000大量生產(chǎn)大于1000大于5000大于50000零件是輕型零件，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。零件的分析零件的分析題目所給的零件是角板，角板形狀如下圖所示：圖2-1角板零件圖零件的加工表面角板的所有加工表面現(xiàn)分述如下：1.角板前端面，粗糙度Ra12.5

2.角板后端面，粗糙度Ra12.53.角板Ф40孔，粗糙度Ra1.64.角板兩個7415端面，粗糙度Ra6.35.角板Φ16端面，粗糙度Ra12.56.角板7460端面，粗糙度Ra6.37.角板頂面寬8槽，粗糙度Ra6.38.角板右端寬8槽，粗糙度Ra6.39.角板M8螺紋，粗糙度Ra12.5毛坯的制造方法確定毛坯的制造形式角板零件材料為HT250，依據(jù)參考文獻(xiàn)8，表1.3-1，P8知，采用鑄造毛坯，精度等級CT7~9，加工余量等級MA-F。定位基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇原則1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5.粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。由以上及零件知，選用角板后端面和Ф40毛坯圖孔作為定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)選擇的原則1.用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。2.當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。3.當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4.為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。5.有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。確定各工序的加工余量1.角板前端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。2.角板后端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。3.角板兩個7415端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。4.角板Φ16端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。5.角板7460端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。6.角板頂面寬8槽的加工余量因槽的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。7.角板右端寬8槽的加工余量因槽的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。8.角板Φ40孔的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-8，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。粗鏜單邊余量Z=1.0mm半精鏜單邊余量Z=0.4精鏜單邊余量Z=0.1mm9.角板M8螺紋的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，根據(jù)表2.3-8得，先鉆孔至Φ6.8，再攻絲M8。10.其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工序01：鑄造工序02：時效處理工序03：銑前端面工序04：銑后端面工序05：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ40孔工序06：銑兩個7415端面；銑Φ16端面工序07：銑7460端面工序08：銑頂面寬8槽工序09：銑右端寬8槽工序10：鉆攻M8螺紋工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求工序13：涂防銹漆工序14：包裝、入庫選擇切削用量、確定時間定額工序03：銑前端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra12.5，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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)選取＝600當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工序04：銑后端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra12.5，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工序05：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ40孔工步一：粗鏜Φ37孔至Φ39所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀1.確定切削深度2.確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，=0.02～0.18mm/r按T4240機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.18mm/r3.確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=250，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則≈60m/min≈490r/min按T4240機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇4、基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=1.0mm，=60mm，=2mm，=0，=0.18mm/r,，走刀次數(shù)工步二：半精鏜Φ39孔至Φ39.8所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀1.確定切削深度2.確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，=0.02～0.18mm/r按T4240機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.12mm/r3.確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=400，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則≈97m/min≈776r/min按T4240機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇4、基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=0.4mm，=60mm，=2mm，=0，=0.12mm/r,，走刀次數(shù)工步三：精鏜Φ39.8孔至Φ40所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀1.確定切削深度2.確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，=0.02～0.18mm/r按T4240機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.09mm/r3.確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則≈121m/min≈963r/min按T4240機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇4、基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=0.1mm，=60mm，=2mm，=0，=0.09mm/r,，走刀次數(shù)工序06：銑兩個7415端面；銑Φ16端面工步一：銑兩個7415端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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)選取＝600當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工步二：銑Φ16端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra12.5，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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)選取＝600當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工序07：銑7460端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工序08：銑頂面寬8槽1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工序09：銑右端寬8槽1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工序10：鉆攻M8螺紋工步一：鉆M8螺紋底孔Ф6.8選用Ф6.8高速鋼錐柄麻花鉆由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.7和《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-16查得（機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.15）562r/min按機(jī)床選取n=545r/min切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為工步二：攻M8螺紋選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r597r/min按機(jī)床選取n=545r/min切削工時：，，，走刀次數(shù)則機(jī)動工時為鏜床夾具設(shè)計由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序05：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ40孔的鏜床夾具。專用夾具的提出本夾具主要用于粗鏜、半精鏜、精鏜Φ40孔，粗糙度為Ra1.6，精度要求較高，故設(shè)計夾具時既要考慮如何提高生產(chǎn)效率，也要考慮Φ40孔的精度要求。定位分析選用角板后端面、頂面和7460端面定位，定位分析如下：1.角板后端面作為第一定位基準(zhǔn)，與支承板、襯套相配合限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。2.角板頂面作為第二定位基準(zhǔn)，與支承板相配合限制兩個自由度，即Y軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。3.角板7460端面作為第三定位基準(zhǔn)，與定位銷相配合限制一個自由度，即X軸移動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。分析計算定位誤差一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.18mm，Td=0.25mm，已知孔的形狀公差為0.046，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。夾具的夾緊方案選擇夾緊方案在設(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。本道工序為鏜床夾具選擇由螺母、圓墊圈、螺柱、鉸鏈壓板、活動螺栓、支腳和六角法蘭面螺母等組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序為鏜削余量小，鏜削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。切削力和夾緊力的計算1切屑力計算查表1-2-3圓周力：徑向力：軸向力：其中：查《機(jī)床夾具手冊》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N2夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機(jī)由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=10mm，材料45鋼性能級數(shù)為6.8級螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5～4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠鏜導(dǎo)設(shè)計粗鏜、半精鏜、精鏜Φ40孔，因是大批量生產(chǎn)，為了克服鏜套磨損后無法更換的缺點(diǎn)，故鏜套結(jié)構(gòu)如5-1所示。圖5-1鏜套總結(jié)本次設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運(yùn)用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進(jìn)一步加深了對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。首先，我要感謝老師對設(shè)計的指導(dǎo)