小軸支座加工工藝及鉆4-M4螺紋孔鉆孔夾具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

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The reduction gear box body components technological process and its the jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error  序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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械或機械制造業(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，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 支座的加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(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、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 支座的作用，裝軸承，保證軸承的旋轉(zhuǎn)精度。 1.2 零件的工藝分析 支座有2組加工面他們沒有有位置度要求。 這2組加工面的分別為 1，以下端面為基準的加工面，這組加工面包括鉆4-Φ6孔锪孔Φ12。 2：以2-Φ6孔和底面為基準的加工面，這組加工面主要是其他端面及孔的加工。  二. 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。 2.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，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。 （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。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。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。例如：機床床身導(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，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(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。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，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(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。 粗基準的選擇：支座這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關(guān)重要。我們選擇不加工的底面為粗基準。 精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準”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，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”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”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準 應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以2-φ6孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復(fù)。 2.3制定工藝路線 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。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 粗精銑72×52的底端面 4 鉆 鉆4-Φ6的孔，锪孔Φ12 5 銑 粗精銑Φ34的兩端面 6 車 粗精車Φ18的內(nèi)孔 7 銑 銑Φ12的頂端面 8 鉆 鉆4-M4的螺紋孔，攻絲（一端） 9 鉆 鉆4-M4的螺紋孔，攻絲（另一端） 10 鉆 鉆M8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 時效處理 時效處理 3 鉆 鉆4-Φ6的孔，锪孔Φ12 4 銑 粗精銑72×52的底端面 5 銑 粗精銑Φ34的兩端面 6 車 粗精車Φ18的內(nèi)孔 7 銑 銑Φ12的頂端面 8 鉆 鉆4-M4的螺紋孔，攻絲（一端） 9 鉆 鉆4-M4的螺紋孔，攻絲（另一端） 10 鉆 鉆M8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)別在于方案一先加工底面，然后以加工好的底面定位，加工2-Φ6孔，這樣后續(xù)的工序，我們可以用已經(jīng)加工好的其中的2-Φ6孔作為定位基準加工后面的工序，這樣能很好的保證加工質(zhì)量，提高加工效率，綜合考慮我們選擇方案一 具體的工藝路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 粗精銑72×52的底端面 4 鉆 鉆4-Φ6的孔，锪孔Φ12 5 銑 粗精銑Φ34的兩端面 6 車 粗精車Φ18的內(nèi)孔 7 銑 銑Φ12的頂端面 8 鉆 鉆4-M4的螺紋孔，攻絲（一端） 9 鉆 鉆4-M4的螺紋孔，攻絲（另一端） 10 鉆 鉆M8的螺紋孔，攻絲 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 支座零件材料為ZL201 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 支座的上端面 因為支座的上下和左右端面沒有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量為3mm。 2、支座的孔 毛坯為空心，鑄造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為單邊余量為3 2.5確立切削用量及基本工時 工序 一：銑底端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 2） 決定每次進給量及切削速度 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 按機床標(biāo)準選?。?450 當(dāng)＝1450r/min時 按機床標(biāo)準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序二：鉆4-Φ6孔锪孔Φ12 (1)鉆Φ6mm孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1194r/min 與1194r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(xiàn)選取=1450r/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)=13mm; =4mm; =3mm; t= ==0.1601min) 工步二：锪孔 Φ12mm孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為 　　　 式中的、——加工實心孔進的切削用量. 現(xiàn)已知 =0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊》)表2.13 　　　　　　　　 1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 271.8r/min 與271.8r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為275r/min。現(xiàn)選取=275r/min。 所以實際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=2mm; =6mm; =0mm; t= ==0.058(min) 工序：銑Φ36孔2端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 5） 決定每次進給量及切削速度 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 按機床標(biāo)準選?。?75 當(dāng)＝52r/min時 按機床標(biāo)準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序：鉆2端8-M4螺紋孔 鉆M4紋底孔Φ3 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當(dāng) 鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：攻絲M4 攻螺紋M4　。 　　　　　　　 　　　　　　　　　 按機床選取，則 機動時　　　，， 　　　攻M4　　 工序：銑Φ12孔端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 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 按機床標(biāo)準選?。?450 當(dāng)＝1450r/min時 按機床標(biāo)準選取 9） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序：鉆M6螺紋孔 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當(dāng) 鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 攻絲M8 攻螺紋M8mm　。 　　　　　　　 　　　　　　　　　 按機床選取，則 　　　　　機動時　　　，， 　　　工時計算　　 三 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。 由指導(dǎo)老師的分配的任務(wù)我們設(shè)計鉆4-M4螺紋孔的鉆床夾具。 3.1問題的提出 在機械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。 本夾具主要用于鉆4-M4螺紋孔，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。 3.2定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。 本道工序加工鉆4-M4螺紋孔，精度不高，因此我們采用已加工好的Φ18孔和Φ8孔及端面定位，采用心軸和定位擋銷定位，下端面限制3個自由度，心軸限制2個自由度，定位擋銷限制1個自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，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。 3.3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。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 3.4定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。 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）。 3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 使用心軸和定位銷定位，采用手柄快速夾緊，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換下鉆套。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) 設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。 設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。  致 謝 這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。 這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版