孔加工夾具設(shè)計說明書、工藝卡、工序卡

1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1零件的工藝分析通過對該零件圖的重新繪制，可以肯定原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。各加工表面的加工精度和表面粗糙度均不難獲得。該設(shè)計涉及到零件表面和孔的加工，現(xiàn)將該帶輪的全部技術(shù)要求列于表1-1中。表1-1帶輪零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差（啞）公差等級粗糙度形位公差/mm中36的孔036IT71.6030的孔030IT70180的圓柱表面0180IT133.2鍵槽內(nèi)側(cè)面10IT93.2鍵槽底面39.3IT126.308的孔08IT125.0帶輪端面60IT126.3M6的螺紋孔M6IT63.2側(cè)面80IT13側(cè)面8IT131.2零件的生產(chǎn)類型零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)50000件，屬于大批量生產(chǎn)。2確定毛坯，繪制毛坯簡圖2.1毛坯的制造形式零件材料為HT150,考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本，保證零件工作的可靠，采用鑄造。由于年產(chǎn)量為50000件，屬于大批量生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。2.2確定毛坯的尺寸公差和加工余量，見表2-1表2-1（單位：mm）鑄造類型（砂型）基本尺寸鑄件公差等級尺寸公差加工余量等級加工余量側(cè)面80CT92.2MA-G1.4端面60CT92MA-G0.7側(cè)面10CT91.5MA-G0.5圓柱表面(p180CT92.8MA-G2.8鑄造倒角為R4毛坯圖見附錄3擬定工藝路線3.1定位基準的選擇定位基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要的設(shè)計之一，基準的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批量的報廢，使生產(chǎn)無法進行。3.1.1粗基準的選擇作為粗基準的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工件選擇中180圓面和左端面作為粗基準。采用中180圓面定位加工中心孔可保證的壁厚均勻；采用左端面作粗基準加工右端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。3.1.2精基準的選擇根據(jù)帶論零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇帶論左端面和中間孔中36mm作為精基準，零件上很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則，中心孔中36的軸線是設(shè)計基準，選用其作為精基準加工通孔中30，中8和螺紋孔M6,實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，保證的加工表面的垂直度要求。選用帶輪左端面作為精基準，同樣遵循了“基準重合“的原則，因為該帶輪在軸向方向上尺寸多以該端面做設(shè)計基準；為了避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，選用帶輪左端面做精基準，夾緊可作用在帶輪的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。3.2制訂機械加工工藝路線3.2.1表面加工方法的確定根絕帶輪零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工表面的加工方法，如表3-1所小。表3-1帶輪零件各表面加工方案加工項目尺寸公差等級粗糙度加工方案備注中36的孔IT71.6鉆-擴-粗鉸-精鉸表1-8030的孔3.2鉆表1-80180的圓柱表面IT113.2鍵槽內(nèi)側(cè)面IT93.2粗銑-精銑-磨削表1-8鍵槽底面6.3粗銑表1-708的孔5.0鉆表1-7帶輪端面6.3粗銑表1-7M6的螺紋孔IT63.2攻螺紋表1-103.2.2加工階段的劃分在粗加工階段：首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；首先070的右端面作為粗基準粗銑左端面，采用070圓面定位加工內(nèi)孔036可保證的壁厚均勻；半精加工階段：以孔036為精基準加工030，以070的左端面為精基準加工其他面和孔。在精加工階段，進行鍵槽內(nèi)側(cè)面的磨削加工。3.2.3工序的集中與分散選用工序集中原則安排帶輪的加工工序。該帶輪的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.2.4工序順序的安排機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——孔中36和中70的左端面

遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。遵循“先主后次”原則，先加工中36內(nèi)側(cè)表面，在加工外側(cè)表面。遵循“先面后孔”原則，先加工各個表面，再加工各個通孔.3.2.5確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了曲柄的工藝路線。工序號工序名稱機床裝備刀具量具1粗銑帶輪兩端面銑床銑刀游標卡尺2鉆，擴，粗鉸，精鉸036孔四面組合鉆床鉆頭復(fù)合鉸刀塞規(guī)，卡尺3粗車0180圓柱表面車床車刀游標卡尺4粗銑鍵槽底面銑床銑刀卡尺5粗銑，半精銑，精銑鍵槽側(cè)面銑床銑刀塞規(guī).卡尺6鉆鉸08孔鉆床鉆刀，鉸刀塞規(guī).卡尺7攻螺紋M6鉆床絲錐塞規(guī).卡尺8鉆，擴，粗鉸，精鉸030孔四面組合鉆床鉆頭復(fù)合鉸刀塞規(guī).卡尺9去毛刺鉗工臺平銼10中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等11熱處理淬火機等12清洗清洗機13去毛刺鉗工臺平銼14終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等3.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備3.3.1機床的選擇：采用X6140臥式銑床、鉆床。3.3.2選擇夾具：該的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3.3.3選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金鉆刀即可保證加工質(zhì)量。3.3.4選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標卡尺。4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定（工序8）:由表可查得，鉆孔加工余量為28mm，擴孔加工余量為1.8mm，粗鉸加工余量為0.13mm，精鉸加工余量為0.07mm，查表可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT7，粗鉸：IT10，擴：IT11，鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各公布的公差值分別為，精鉸：0.035mm；粗鉸：0.1mm；擴：0.16mm；鉆：0.25mm。綜上所述，該工序的各工步的工序尺寸及公差分別為鉆孔28+母mm，擴孔：0+0.16 ‘I,、 「…、 +0.03529.8mm粗鉸：29.93+0.1mm,精鉸：30mm，5確定切削用量及基本時間（工序8）5.1鉆孔工步5.1.1背吃刀量的確定取a=10mm,a=10mm,a=8mm5.1.2進給量的確定由指導(dǎo)書表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r.5.1.3切削速度的計算由表5-22按該工序材料為HT150的條件選取，切削素的v取20m/min，由公式n=1000v/兀d求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=212.2r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195r/min.再將此轉(zhuǎn)速帶入公式n=1000v/兀d，可求出該工序的實際鉆削轉(zhuǎn)速v=n兀d/1000=195r/min*兀*30mm/1000=18.4m/min.5.2擴孔工步5.2.1背吃刀量的確定取a=1.8mm。5.2.2進給量的確定表5-23選取該工步每轉(zhuǎn)進給量為f=0.8mm/r.5.2.3切削速度的計算由表5-24查得按該工序材料為HT150的條件選取，切削素的v取87.5m/min,由公式n=1000v/兀d求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=212.2r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195r/min.再將此轉(zhuǎn)速帶入公式n=1000v/兀d，可求出該工序的實際鉆削轉(zhuǎn)速v=n兀d/1000=195r/min*兀*30mm/1000=18.4m/min.5.3粗鉸工步5.3.1背吃刀量的確定取a=0.13mm。5.3.2進給量的確定由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r.5.3.3切削速度的計算由表5-31，切削速度v可取為8m/min.由公式n=1000v/兀d可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=84r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式n=1000v/兀d，可求出該工序的實際鉆削速度v=n兀d/1000=97r/min*兀*30mm/1000=9.1m/min.5.4精鉸工步5.4.1背吃刀量的確定取a=0.07mm。5.4.2進給量的確定由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r.5.4.3切削速度的計算由表5-31，切削速度v可取為10m/min.由公式n=1000v/兀d可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=106r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式n=1000v/兀d，可求出該工序的實際鉆削速度v=n兀d/1000=97r/min*兀*30mm/1000=9.1m/min.5.5時間定額的計算5.5.1鉆孔工步根據(jù)表5-41鉆孔的基本時間可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。使中l(wèi)=10mm，l=2mm,l=DXcotk/2+(1~2)=28mmXcot45°/2+1mmQ15mm;f=0.3mm/r;n=195r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間t=./■(10mm+15mm+2mm)/(0.3mm/rX195r/min)=0.46min=27.7s.5.5.2擴孔工步根據(jù)表5-41擴孔的基本時間可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。l=10mm，l=2mm,l=(D-d)Xcotk/2+(1~2)=(29.8mm-28mm)Xcot45°2 1 1 r/2+1mmQ1.9mm,f=0.8mm/r,n=195r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間t=(10mm+1.9mm+2mm)/(0.8mm/rX195r/min)=0.09min=5.4s.5.5.3粗鉸工步根據(jù)表5-41鉸圓柱孔的基本時間可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。l=10mm，l，l由表5-42按k二15°，a=(D-d)/2=(29.93-29.8)/2=0.065的條件查得,l=0.19mm,l=13mm,而f=0.4mm/r,n=97r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間t=(10mm+0.19mm+13mm)/(0.4mm/rXj97r/min)=0.60min=36s.5.5.4精鉸工步同上，根據(jù)表5-41可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。l=10mm,l,j i2 il由表5-42按k=15°,a=(D-d)/2=(30-29.93)/2=0.035的條件查2 r P得，l=0.19mm,l=13mm,而f=0.3mm/r,n=97r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間t=(10mm+0.19mm+13mm)/(0.3mm/rX97r/min)=0.80min=48s.5.6輔助時間七的計算輔助時間t與基本時間t之間的關(guān)系為t=(0.15~0.2)t，此處取t=0.151，則該工序的輔助時間分別為：f j鉆孔工步的輔助時間：t=0.15X27.7s=4.16s擴孔工步的輔助時間：t=O.15X5.4=0.81s粗鉸工步的輔助時間：t=0.15X36=5.4s精鉸工步的輔助時間：t=0.15X18=2.7s5.7其他時間的計算除了作業(yè)時間(基本時間與輔助時間之和)以外，每到工序的單件時間還包括布置工作的時間，休息與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于該帶輪零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間t是作業(yè)時間得2%~7%,休息與生理需要時間t是作業(yè)時間得2%~4%，在此均取為3%，則各工序得其他時間(t+t)可按關(guān)系式(3%+3%)X(t+1)計算，它們分別為：鉆孔工步的其他時間：6%X(27.7s+4.16s)=1.91s擴孔工步的其他時間：6%X(5.4s+0.81s)=0.37s粗鉸工步的其他時間：6%X(36s+5.4s)=2.48s精鉸工步的其他時間：6%X(18s+2.7s)=1.24s5.8單件時間七的計算鉆孔工步t=27.7s+4.16s+1.91s=33.77sdj鉆擴孔工步t=5.4s+0.81s+0.37s=6.58sdj擴粗鉸工步t =36s+5.4s+2.48s=43.88sdj粗鉸精鉸工步t =18s+2.7s+1.24s=21.94sdj精鉸該工序的單件時間t=t+1+1 +1 =33.77s+6.58s+43.88s+21.94s=106.17sdjdj鉆dj擴 dj粗鉸 dj精鉸6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。設(shè)計加工4X?30孔加工的夾具。本夾具將用于組合機床，，先對工件進行轉(zhuǎn)削加工，然后利用鉸刀進行粗鉸和精鉸。6.1問題的提出本夾具主要用來鉆＜p30mm的孔，該孔為通孔。，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度6.2卡具設(shè)計6.2.1定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，工件以?36孔為定位基準，通過一個定位銷限制了工件的兩個轉(zhuǎn)動和兩個移動，再通過一個定位鍵限制了它的另一個轉(zhuǎn)動，由于是通孔，軸向移動不用限制。采用手動偏心壓板夾緊機構(gòu)夾緊工件。6.2.2切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力扭矩由于扭矩很小，計算時可忽略。卡緊力為取系數(shù)S1=1.5S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為F’二S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用偏心夾緊機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。6.2.3定位誤差分析本工序采用一定位銷，一定位鍵定位，定位銷只限制工件沿X、Y軸的移動，和繞X軸和Y軸的轉(zhuǎn)動，定位鍵限制繞Z州的轉(zhuǎn)動，工件自重帶來一定的垂直卡具凸臺的垂直力，因此，應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。6.2.4卡具設(shè)計及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用偏心壓板夾緊機構(gòu)。由于螺紋孔均布為四個，用組合機床同時加工。組合機床床夾具的裝配圖（見附圖）7設(shè)計感想通過這次機械設(shè)計課程設(shè)計，我對所學(xué)的機械這一專業(yè)有了更加深入的了解。在機械加工中，有的對精度的要求不是很嚴格，而有的則要求十分的精確，對于一個貌似很簡單的孔，從鑄造，鉆孔，到擴孔，鉸孔，每一步都有各自的精度要求，而我們所要做的，就是對這其中的每一步，根據(jù)手冊等輔助工具，作出相應(yīng)的計算，然后做合適的設(shè)計，選擇設(shè)計合適的加工機床，刀具及夾具等等。我所設(shè)計的是一個帶輪的四個孔的夾具，并不算難，我意識到，課本上的知識固然主要，但更重要的是將課本上所學(xué)的應(yīng)用到實際的設(shè)計中去，這樣才叫學(xué)以致用。很多的東西，是自己在做實際設(shè)計的過程中學(xué)到的，這些東西往往比課堂上所學(xué)的東西要多得多，珍貴的多。一個小小的零件的一個部分就需要很多工序，一個零件就要復(fù)雜些，而一整臺機械，投入的就需要更多的人力很精力了，這就需要一個團隊去共同完成一項任務(wù)，而從這次設(shè)計的過程中，我也更深的體會到了團隊力量的強大，大家一起研究一起設(shè)計，任務(wù)完成的效率高，而且錯誤少。參考文獻趙家奇.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書一2版.北京:機械工業(yè)出版社,2000.10李云.機械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1997.8孟少農(nóng).機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1991.9徐圣群.簡明加工工藝手冊.上海:科學(xué)技術(shù)出版社，1991.2李慶壽.機床夾具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1984薛源順.機床卡具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2000蔡春源.新編機械設(shè)計手冊.沈陽：遼寧科技出版社，1996于駿一.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社，2000陶崇德.葛鴻翰.機床夾具設(shè)計.第二版.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社，1989李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1993零件圖號零件名稱了—孔4山車間工序號8毛坯外形尺寸毛坯種類鑄造設(shè)備名稱I 設(shè)備型號臺式鉆床| Z515夾具編號工位器具編號工序內(nèi)容工藝裝備王軸轉(zhuǎn)速/r?s-i切削速度/m?min-i進給f/(mm/zz描圖鉆孔至中28-28.25mm;Ra28mm莫氏錐柄麻花鉆，游標卡尺19518.40.3描校擴孔至中29.8-29.96mm,Ra1.8mm錐柄擴孔鉆，內(nèi)徑千分尺19518.40.8底圖

號裝訂

號粗鉸至中零件圖號零件名稱了—孔4山車間工序號8毛坯外形尺寸毛坯種類鑄造設(shè)備名稱I 設(shè)備型號臺式鉆床| Z515夾具編號工位器具編號工序內(nèi)容工藝裝備王軸轉(zhuǎn)速/r?s-i切削速度/m