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設(shè)計(jì)說明書
題目：支座工藝規(guī)程及鉆、攻M6-7H螺紋的夾具設(shè)計(jì)
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
指導(dǎo)老師：
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
支座加工工藝規(guī)程及其鉆、攻M6螺紋的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.
Support order processing and drilling, tapping thread of M6 fixture design including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide all processes equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, the guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error of fixture structure, rationality and deficiency, and later in the design of improved.
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
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………4
2.5確定切削用量及基本工時(shí) ………………………………4
三 夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………14
3.1問題的提出………………………………………………14
3.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………14
3.3切削力及夾緊力計(jì)算……………………………………14
3.4定位誤差分析……………………………………………15
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明………………………………16
總 結(jié)………………………………………………………………18
致 謝………………………………………………………………19
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………20
序 言
機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)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)程及其鉆、攻M6螺紋的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)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(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
一、 零件的分析
支座有六組加工面，現(xiàn)分述如下：
1：基準(zhǔn)面D
2：4-Φ12孔、4-Φ7孔
3; Φ42兩端面
4：Φ12凸臺(tái)面
5：Φ30H8孔
6：M6-7H
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
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(jī)鑄造。
2.2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(huì)問題百出。
粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)支架這樣的零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要。以零件的上端的不加工平面作為粗基準(zhǔn)。支座Φ30H8孔的鑄造底孔及其端面作為定位粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選取基準(zhǔn)面D及兩個(gè)Φ7孔作為定位精基準(zhǔn)。
2.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(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。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：
方案：
工序01：鑄造
工序02：時(shí)效處理
工序03：銑基準(zhǔn)面D
工序04：锪平4-Φ12孔、鉆4-Φ7孔
工序05：銑Φ42兩端面
工序06：銑Φ12凸臺(tái)面
工序07：粗鏜、精鏜Φ30H8孔
工序08：鉆、攻M6-7H
工序09：去毛刺
工序10：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序11：入庫(kù)
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
支座材料為HT200，重量為3.074Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)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、 基準(zhǔn)面D
基準(zhǔn)面D，表面粗糙度Ra6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-5得，Z=2.0mm。
3、Φ12孔及Φ7孔
因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造。
4、Φ42兩端面
Φ42兩端面，表面粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-5得，Z=2.0mm。
5、Φ12凸臺(tái)面
Φ12凸臺(tái)面，表面粗糙度Ra6.3, 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-5得，Z=2.0mm。
6、Φ30H8孔
Φ30H8孔，表面粗糙度Ra3.2，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-8得，Z=2.0mm。即鑄造底孔為Φ26.
7、M6-7H
M6-7H，因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造。
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
工序01：鑄造
工序02：時(shí)效處理
工序03：銑基準(zhǔn)面D
1. 選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
2） 決定每次進(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序04：锪平4-Φ12孔、鉆4-Φ7孔
工步一：锪平4-Φ12孔
1、加工條件
加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=12mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=12mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計(jì)算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時(shí)， , 時(shí)，。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故
=
=358.3r/mm
根據(jù)3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-12）可選擇n=375r/mm， 。
4．計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式
式中，，l=2mm，入切量及超切量由《切削用量手冊(cè)》表2.29查出，計(jì)算得，
L=（2+6）mm=8mm
故有： t==0.213min
工步二：鉆4-Φ7孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，d=Φ7時(shí)，。由于本零件在加工Φ7孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序05：銑Φ42兩端面
1.臥式銑床X62
選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?450
當(dāng)＝1450r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序06：銑Φ12凸臺(tái)面
1. 選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
2） 決定每次進(jìn)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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：l=12 ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序07：粗鏜、精鏜Φ30H8孔
工步一：粗鏜Φ30H8孔
1．加工條件
加工要求：粗鏜Φ30H8孔，單側(cè)加工余量Z=1.5mm。
機(jī)床：選用T616金剛鏜床和專用夾具。
刀具：硬質(zhì)合金單刃鏜刀。
2、選擇切削用量
（1）選擇切削深度
由于單側(cè)加工余量Z=1.5mm，故可在一次鏜去全部余量，則=1.5mm
(2)選擇進(jìn)給量
根據(jù)【6】《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表11-313，查得粗鏜時(shí)，硬質(zhì)合金刀頭，加工材料鑄鐵：
=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r
選擇
則
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-20～4.2-61，選擇，。
（3）計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式，式中，當(dāng)加工一個(gè)孔時(shí)l=20，，
L=（20+1.5+3）mm
=24.5mm
故有=min=0.331min
工步二：精鏜Φ30H8孔
1．加工條件
加工要求：精鏜Φ30H8孔
單側(cè)加工余量Z=0.7mm。
機(jī)床：選用T616金剛鏜床和專用夾具。
刀具：硬質(zhì)合金單刃鏜刀。
2、選擇切削用量
（1）選擇切削深度
由于單側(cè)加工余量Z=0.5mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.5mm
（2）選擇進(jìn)給量
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表11-313，查得：精鏜時(shí)，硬質(zhì)合金刀頭，加工材料為鑄鐵：
選擇
則
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-20，選擇 。
（3）計(jì)算基本工時(shí)
根據(jù)公式，式中，當(dāng)加工一個(gè)孔時(shí)l=20，，
L=（20+1.5+0.5）mm
=22mm
故有 ==0.926min
工序08：鉆、攻M6-7H
工步一：鉆M6-7H螺紋底孔Φ5.1
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=5.1mm，后角αo＝16°，二重刃長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
３.計(jì)算工時(shí)
工步二：攻絲M6-7H
攻螺紋M6mm 。
按機(jī)床選取，則
機(jī)動(dòng)時(shí) ，，
攻M6孔
工序09：去毛刺
工序10：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序11：入庫(kù)
三、 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)08道工序：鉆、攻M6-7H螺紋的鉆床夾具。
3.1：?jiǎn)栴}的提出
本夾具主要用于鉆、攻M6-7H螺紋，因?yàn)镸6-7H螺紋與其它面沒有任何位置度要求，所以在加工時(shí)只考慮生產(chǎn)效率，精度則不予考慮。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)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(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。我們采用基準(zhǔn)面D及兩個(gè)Φ7孔作為定位基準(zhǔn)，也即是經(jīng)典的“一面兩銷”。
3.3切削力及夾緊力計(jì)算
1． 切削力和夾緊力計(jì)算
(1)刀具： 麻花鉆
機(jī)床： Z525立式鉆床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
3.4：定位誤差分析
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
3.5：夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在夾緊方案上我們螺旋夾緊，為了定位準(zhǔn)確，我們采用一面兩銷定位，鉸鏈壓板夾緊工件。
裝配圖附圖如下
夾具體附圖如下
總 結(jié)
設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益匪淺的，通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)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(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)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(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)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(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)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(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?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(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)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(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)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(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，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(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)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(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
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