前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設計
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設計說明書
題目：前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設計
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摘 要
本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
前蓋板零件的加工工藝規(guī)程及其鉆8-M16深29孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機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)構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole 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
目 錄
序言…………………………………………………………………1
一. 零件分析 ……………………………………………………2
1.1 零件作用 ………………………………………………2
1.2零件的工藝分析 …………………………………………2
二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………2
2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………2
2.2基面的選擇傳 ……………………………………………3
2.3制定工藝路線 ……………………………………………3
2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………3
2.5確定切削用量及基本工時………………………………4
三 夾具設計……………………………………………………10
3.1問題的提出………………………………………………10
3.2夾具設計…………………………………………………10
3.3切削力及夾緊力計算……………………………………10
3.4定位誤差分析……………………………………………11
3.5夾緊誤差…………………………………………………11
3.6夾具設計及操作簡要說明………………………………12
總 結(jié)………………………………………………………………14
致 謝………………………………………………………………15
參考文獻 …………………………………………………………16
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)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。
前蓋板的加工工藝規(guī)程及其鉆8-M16深29孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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計。
本次設計水平有限，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
前蓋板的作用，待查
1.2 零件的工藝分析
前蓋板有2組加工面他們有位置度要求。
這2組加工面的分別為
1，以外圓為基準的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，和內(nèi)圓，
2：一個事以內(nèi)圓為基準的加工面，這個主要是各個孔的鉆削。
二. 工藝規(guī)程設計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT250，根據(jù)生產(chǎn)綱領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 基面的選擇的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，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。
粗基準的選擇：對前蓋板這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說，選擇好粗基準是至關重要。對回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外圓作為粗基準。
精基準的選擇：精基準 的選擇要考慮基準重合的原則，設計基準要和工藝基準重合。因此我們采用孔做為精基準
2.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下一種工藝方案：
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：時效處理
工序Ⅲ：車Φ200階梯面、外圓及錐面、內(nèi)孔
工序Ⅳ：車另一端階梯面、外圓及內(nèi)孔
工序Ⅴ：鉆8-M16深29孔深32均布，8-Φ12.5均布
工序Ⅵ：去毛刺
工序Ⅶ：質(zhì)檢，入庫
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
前蓋板零件材料為HT250，
生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。
1、 前蓋板的外圓和端面
因前蓋板的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。
3、前蓋板的孔
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，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5
表面粗糙度均為3.2
1、 孔端面
采用1次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.2，根據(jù)參考文獻，其余量為Z=2.5mm
2.5 確定切削用量及基本工時
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：時效處理
工序Ⅲ：車Φ200階梯面、，外圓、錐面及內(nèi)孔
工步一：車Φ200階梯面
選端面車刀
1） 車削深度，選擇ap=2.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(35+42+33)/475X0.14=1.654min。
工步二：車外圓、錐面
選擇外圓車刀
1） 車削深度，選擇ap=2.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(25.3+5)/475X0.14=0.456min。
工步三：車內(nèi)孔
選擇內(nèi)孔車刀
1） 車削深度，選擇ap=2.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(5+2)/475X0.14=0.105min。
工序Ⅳ：車另一端階梯面、外圓及內(nèi)孔與上工序類似在此不再說明
工序Ⅴ：鉆8-M16深29孔深32均布，8-Φ12.5均布
工步一：鉆8-M16深29孔深32均布
鉆底孔，攻螺紋M16mm。
工步一：⑴鉆底孔：
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：
總工時：T=8t=0.80min
⑵攻螺紋M10mm：
選擇M8mm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：
總工時：T=8t=0.40min
工步二：8-Φ12.5均布
1、加工條件
加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=12.5mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機床：選用Z525鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=12.5mm
鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。
3．選擇切削用量
（1）選擇進給量
按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故
=
=477.7r/mm
根據(jù)Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=500r/mm， 。
4．計算基本工時
根據(jù)公式
式中，，l=20mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得，
L=（15+6.25）mm=21.25mm
故有： t==0.13min
總的時間：T=8t=1.04min
工序Ⅵ：去毛刺
工序Ⅶ：質(zhì)檢、入庫
三、 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由指導老師的分配第V道工序的鉆8-M16孔的鉆床夾具。
3.1問題的提出
本夾具主要用于鉆8-M16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
本道工序加工M16孔，精度不高，因此我們采用已加工 好的Φ180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，螺母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定位，即心軸定位，即滿足要求，因為圓周均布，所以誤差可以不考慮。
3.5鉆套設計
M16的加工需鉆，然后攻絲，因為鉆后還要攻絲，為了我們鉆后能及時的的攻絲，我們切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：。即先用Φ13.6的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為Φ13.6。再用標準M16絲錐攻絲，
圖 5.3 快換鉆套圖
擴工藝孔鉆套結(jié)構參數(shù)如下表：
表 5.1 擴工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表
d
H
D
公稱尺寸
允差
13.6
20
22
-0.006
-0.018
34
30
12
5.5
12
12
3.6夾具設計及操作的簡要說明
使用心軸定位，采用開口壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，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)
裝配圖附圖如下：
夾具體附圖如下
總 結(jié)
設計即將結(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計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。
設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。
致 謝
這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。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)設計。
這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，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和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導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.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年
4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術出版社出版，1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月
6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年
第 16 頁 共 16頁
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