托架工藝和鉆φ11孔、鉸φ11孔夾具設(shè)計(jì),托架,工藝,以及,11,十一,夾具,設(shè)計(jì) 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文） 遼寧工業(yè)大學(xué) 齒條機(jī)械工藝規(guī)程 設(shè)計(jì)說明書 題目：托架工藝和夾具設(shè)計(jì) 院 (系)：機(jī)械工程與自動化學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 起止時(shí)間： 2014.12.08-2015.1.1 III 托架工藝和夾具設(shè)計(jì) 摘要： 托架零件加工工藝及鉆床夾具設(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)。 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目 錄 第一章 零件的分析 4 一．零件的作用 4 二.制定工藝路線 4 第二章 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 11 一.設(shè)計(jì)要求 11 二.夾具設(shè)計(jì) 11 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 11 2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 12 三.定位誤差的分析 13 四 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 13 五.夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 15 總 結(jié) 16 參 考 文 獻(xiàn) 17 致 謝 18 第一章 零件的分析 一．零件的作用 托架主要用來夾持機(jī)構(gòu)加緊和固定物體，對物體進(jìn)行支撐作用的。 托架零件屬于支架 類零件，結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度剛度和韌度好，各加工表面精度和表面粗糙度都不難獲得。零件組成面：端面、內(nèi)孔加工。 二.制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序10：粗銑、精銑上端面 工序20：粗銑、精銑下端面 工序30：鉆φ11孔、鉸φ11孔 工序40：鉆φ9孔 工序50：鉆2-φ15孔 工序60：鉆φ22孔 4.1.確定切削用量及基本工時(shí) 工序10：粗銑、精銑上端面 （1）銑上端面 已知銑削深度，，故 查（1）表3-1得 由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削2mm，第二次銑削0.97mm。 粗銑時(shí) 查（1）表3-3得 查（1）表3-9得z=6， 查X52K臥式銑床使用說明書，取 故實(shí)際 切削速度 查X52K銑床使用說明書，取 機(jī)動工時(shí) 半精銑時(shí) 查（1）表3-3得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 查（1）表3-9得 查X52K銑床使用說明書，取，故實(shí)際切削速度 當(dāng)時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床使用說明書取 機(jī)動工時(shí) 故 工序20：粗銑、精銑下端面 已知銑削深度，，故 查（1）表3-1得 由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削1.5mm，第二次銑削0.5mm。 粗銑時(shí) 查（1）表3-3得 查（1）表3-9得z=6， 查X52K臥式銑床使用說明書，取 故實(shí)際切削速度 查X52K銑床使用說明書，取 機(jī)動工時(shí) 半精銑時(shí) 查（1）表3-3得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 查（1）表3-9得 查X52K銑床使用說明書，取，故實(shí)際切削速度 當(dāng)時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床使用說明書取 機(jī)動工時(shí) 故 4工序30：鉆φ11孔、鉸φ11孔 選用機(jī)床：立式鉆床 Z525 ⑴鉆孔11mm f=0.2mm/r （見《切削手冊》表2.7） v=12m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） =r/min=294r/min 按機(jī)床選取 n=272r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 所以實(shí)際切削速v==m /min=11.1m/min 切削工時(shí)t===0.66min 式中，切入l=6mm 切出l=5mm l=25mm ⑵鉆孔11mm f=0.2mm/r （見《切削手冊》表2.7） v=12m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） =r/min=382r/min 按機(jī)床選取n=392r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 所以實(shí)際切削速度 v==m /min=12.3m/min 切削工時(shí)t===0.66min 式中，切入l=5mm 切出l=4mm l=25mm （1） 鉆孔 8mm f=0.15m/min（見《切削手冊》表2.7） v=12m/min（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） =r/min=478r/min 按機(jī)床選取n=545r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 所以實(shí)際切削速度v==m /min=13.69m/mi 切削工時(shí) t===0.27min 式中切入l=4 切出l=3mm l=15mm 工序40：鉆φ9孔，根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得孔鉆9孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī) 選 f=0.55mm/r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為v=0.4v式中，v為用鉆頭 同樣尺寸實(shí)心孔的切削速度，故 V=0.4 v=0.4*12m/min=4.8m/min =r/min=170r/min 按機(jī)床選取 n=195r/min 切削工時(shí)： 切入時(shí)l=2mm 切出時(shí)l=0.7則 t==min=0.17min 工序50：鉆2-φ15孔 f=0.12m/min（見《切削手冊》表2.7） v=12m/min（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） =r/min=637r/min 按機(jī)床選取n=680r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 所以實(shí)際切削速度v==m /min=12.81m/mi 切削工時(shí)t===0.27min 式中切入l=4 切出l=3mm l=15mm 工序60：鉆φ22孔，根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆φ22孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī) 選 f=0.55mm/r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)空時(shí)的切削速度根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為v=0.4v式中，v為用鉆頭 同樣尺寸實(shí)心孔的切削速度，故 V=0.4 v=0.4*12m/min=4.8m/min =r/min=228r/min 按機(jī)床選取 n=195r/min 切削工時(shí)： 切入時(shí)l=2mm 切出時(shí)l=1.5則 t==min=0.15min 15 第二章 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 一.設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。上面即為鉆φ11孔、鉸φ11孔的專用夾具，本夾具將用于Z525鉆床。 在對工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。 機(jī)床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。 4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。 5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。 6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 二.夾具設(shè)計(jì) 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。 2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具： 鉆頭 D=11。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時(shí) T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時(shí)工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 三.定位誤差的分析 該夾具以一底面一側(cè)面，兩支撐釘和一個(gè)調(diào)節(jié)螺絲定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴支撐釘?shù)亩ㄎ徽`差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 四 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 圖3.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.4： 表3.4 鉆套 d H D 公稱尺寸 允差 6.8 16 11 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖3.2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.5： 表3.5 固定襯套 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 6.8 +0.034 +0.016 12 10 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆模板選用固定式鉆模板，用4個(gè)沉頭螺釘和2個(gè)錐銷定位于夾具體上。 五.夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。此時(shí)雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 總 結(jié) 在設(shè)計(jì)過程中，我們讀到一些技術(shù)資料和設(shè)計(jì)手冊，在機(jī)械領(lǐng)域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設(shè)計(jì)不僅要加強(qiáng)自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設(shè)計(jì)，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時(shí)間，手繪，所有這些因素都使我們學(xué)到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。 本課題是托架的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是確定的工藝設(shè)計(jì)的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時(shí)，本設(shè)計(jì)的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設(shè)計(jì)過程中，假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計(jì)中，由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機(jī)構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達(dá)到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個(gè)月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計(jì)知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過努力，這些問題都一一解決方案。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8． 致 謝 本課題是在XX老師指導(dǎo)下完成，非常感謝XX老師的耐心指導(dǎo)幫助。課程設(shè)計(jì)是大學(xué)知識，相關(guān)的專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，是知識在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過本次課程設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎(chǔ)上，就離不開老師和同學(xué)的幫助。設(shè)計(jì)的分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)和分析使我覺得更多的設(shè)計(jì)思路，提高的學(xué)習(xí)能力，和討論的問題的分析，有一個(gè)更清楚的了解，使我受益不淺。 說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而，明確其自身的設(shè)計(jì)結(jié)果，課程設(shè)計(jì)仔細(xì)回味的旅程，一個(gè)罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細(xì)心。有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時(shí)多，病人，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個(gè)高度負(fù)責(zé)的好習(xí)慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學(xué)到的知識是不夠的，幾年來學(xué)習(xí)很多畢業(yè)，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點(diǎn)不耐煩。