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設(shè) 計 說 明 書 設(shè)計題目： 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-Ф4.5孔的夾具設(shè)計 設(shè) 計 者： 指導(dǎo)教師： 日 期 ： 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 上蓋加工工藝規(guī)程及其鉆6-Φ4.5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，設(shè)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(guān)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(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。 關(guān)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(shè)計…………………………………………………3 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………3 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 …………5 2.5確定切削用量及基本工時………………………………6 三 專用夾具設(shè)計………………………………………………12 3.1問題的提出………………………………………………12 3.2定位基準的選擇…………………………………………12 3.3定位元件的設(shè)計…………………………………………12 3.4切削力及夾緊力計算……………………………………12 3.5定位誤差分析……………………………………………13 3.6夾具設(shè)計及操作簡要說明………………………………13 總 結(jié)………………………………………………………………16 致 謝………………………………………………………………17 參考文獻 …………………………………………………………18 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。 上蓋的加工工藝規(guī)程及其鉆6-Φ4.5孔的夾具設(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 上蓋的作用待查 1.2、零件的工藝分析 上蓋的加工共有二組加工表面，它們相互之間沒有要求?，F(xiàn)分述如下： 1、以外圓面為中心的加工面，這組面包括：Φ35端面和外圓面，Φ30內(nèi)孔面及其倒角，Ф53外圓，Ф48內(nèi)孔面，Ф10圓臺及其倒角 2、以Ф35外圓為基準的加工面，這組面包括：锪平Ф10面，鉆6-Ф4.5孔，攻M5螺紋，3-Ф1.2孔 有以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。 二 、工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 、確定毛坯的的制造形式 零件材料為HT200。上蓋在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。 2.2 、基準的選擇 （1）、 粗基準的的選擇 根據(jù)粗基準的選擇原則，要亦非加工表面為粗基準，且粗基準只能使用一次，對本工件來說選擇Φ48內(nèi)孔面為粗基準是非常合理的。 （2） 、精基準的選擇 主要考慮的是基準的中和問題。當設(shè)計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。以直徑為35的外圓面作為精基準。 2.3 、制訂工藝路線 （1）、工藝路線方案一： 工序I：鑄造 工序II：時效處理 工序III：粗車Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圓，精車Φ35外圓，粗車Φ30內(nèi)孔及其倒角 工序IV：粗車，精車Φ53（-0.05～-0.1）外圓， Φ48內(nèi)孔，Φ10圓臺及圓角 工序V：锪平6-Φ10，鉆6-Φ4.5孔，鉆M5的螺紋底孔Φ4.2，攻M5的螺紋 工序VI：鉆3-Φ1.2的孔 工序VII：質(zhì)檢，入庫 （2）、工藝路線方案二： 工序I：鑄造 工序II：時效處理 工序III：粗車Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圓，精車Φ35外圓，粗車Φ30內(nèi)孔及其倒角 工序IV：锪平6-Φ10，鉆6-Φ4.5孔，鉆M5的螺紋底孔Φ4.2，攻M5的螺紋 工序V：鉆3-Φ1.2的孔 工序VI：粗車，精車Φ53（-0.05～-0.1）外圓， Φ48內(nèi)孔，Φ10圓臺及圓角 工序VII：質(zhì)檢，入庫 （3）、工藝方案的分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工所有的面，然后加工所有孔。面加工完后，為后道加工孔，提供了方便，利于后道工序的加工，方案二則是先加工Φ35端面和外圓面，Φ30內(nèi)孔及其倒角，然后再加工各圓孔，再加工Φ53外圓，Φ48內(nèi)孔，Φ10圓臺及圓角。經(jīng)比較可知，顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時也更好的保證了精度要求。 具體的工藝過程如下： 工序I：鑄造 工序II：時效處理 工序III：粗車Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圓，精車Φ35外圓，粗車Φ30內(nèi)孔及其倒角 工序IV：粗車，精車Φ53（-0.05～-0.1）外圓， Φ48內(nèi)孔，Φ10圓臺及圓角 工序V：锪平6-Φ10，鉆6-Φ4.5孔，鉆M5的螺紋底孔Φ4.2，攻M5的螺紋 工序VI：鉆3-Φ1.2的孔 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 “上蓋”零件材料為HT200，毛坯的重量約為1.2Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 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。 2、 上蓋的外圓面和內(nèi)孔 由于上蓋外圓面和內(nèi)孔要與其他接觸面接觸，粗糙度要求為3.2，查相關(guān)資料知余量留2.0比較合適。 3、 上蓋的孔 因孔直徑最大才為10mm,所以鑄造成實心 毛坯為實心。孔的精度要求介于IT9—IT11之間。 2.5、 確定切削用量及基本工時 工序一：鑄造 工序二：時效處理 工序三：粗車Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圓，精車Φ35外圓，粗車，精車Φ30內(nèi)孔及其倒角 工步一：粗車Φ35（-0.025～-0.087）端面 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，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=(9+39)/475=0.052min。 工步二：粗車 Φ35外圓 選擇硬質(zhì)合金外圓車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，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=(10+2)/475=0.050min。 工步三：精車Φ35外圓與工步一相似在此就不多做說明。 工步四：粗車Φ30內(nèi)孔及其倒角 單邊余量Z=1.0mm，=1mm,一次加工 確定進給量 查表3-13，P93《機械制造工藝設(shè)計手冊》，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù)CA6140車床主軸進給量。取f=0.15mm/r 根據(jù)有關(guān)手冊，取V=100m/min則 查表4-7-1，P213《機械制造工藝手冊》。CA6140車床主軸轉(zhuǎn)速取=612r/min 車削工時：查P299表7-1《機械制造工藝手冊》。 1，3， 4， 工步五：精車Φ30內(nèi)孔與工步四相似在此就不多做說明 工序IV：粗車，精車Φ53（-0.05～-0.1）外圓， Φ48內(nèi)孔，Φ10圓臺及圓角與工序III相似，在此就不多說明 工序V：锪平6-Φ10，鉆6-Φ4.5孔，鉆M5的螺紋底孔Φ4.2，攻M5的螺紋 工步一：锪平6-Φ10 1.選擇刀具 刀具選取锪刀 ， 2. 決定锪削用量 1） 決定锪削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀完成，則 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)Z3040型搖臂鉆床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝375 當＝375r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 總的工時：T=6t=0.306min 工步二：鉆6-Φ4.5孔 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ4.5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)Z3040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 總的工時：T=6t=0.654min 工步三：鉆M5的螺紋底孔Φ4.2 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ8.5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)Z3040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 工步四：攻M5螺紋 選擇M5mm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： 工序VI：鉆3-Φ1.2的孔與工序V相似，在此就不多做說明工序VII：質(zhì)檢，入 三 、 專用夾具的設(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。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計鉆鉆6-Φ4.5孔，選用機床：Z3040搖臂鉆床 3.1、問題提出 本夾具主要用來鉆6-Φ4.5孔，因為鉆6-Φ4.5孔本身沒有什么精度要求，因此以提高生產(chǎn)效率為主。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、。 3.2 定位基準的選擇 以Ф35（-0.025～-0.087）的外圓為定位基準。 3.3定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為一平面一外圓面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面一孔。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對一面一孔的套筒進行設(shè)計。 根據(jù)加工要求和基準重合原則，則以Ф35（-0.025～-0.087）的外圓定位，定位元件采用套筒。 3.4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。 3.5:定位誤差分析 一面一心軸定位誤差 移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 套筒孔的最大偏差 ———— 套筒孔的最小偏差 ————套筒定位孔與外圓面最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = 3.6夾具設(shè)計及簡要操作說明 本工件采用套筒定位，通過套筒和工件的過盈配合來固定工件，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合大批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求 裝配圖附圖如下： 夾具體附圖如下 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)。 課程設(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，上海科學(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?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上海科學(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)出版社出版，1997年 19