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設(shè)計說明書 題目：軸座零件的工藝規(guī)程及銑端面夾具設(shè)計 學(xué) 生：李揚(yáng) 學(xué) 號：0930120117 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計與制造 班 級： 09-1 指導(dǎo)老師：陶福春 日期：2011年11月28日至2011年12月16日 目 錄 摘 要…………………………………………………………………1 序 言…………………………………………………………………3 一. 零件分析 ……………………………………………………4 1.1 零件作用 ………………………………………………4 1.2零件的工藝分析 …………………………………………4 二. 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………4 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇……………………………………………… 4 2.3制定工藝路線 ……………………………………………5 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………6 2.5 確立切削用量及基本工時………………………………7 三 夾具設(shè)計………………………………………………………15 3.1問題的提出………………………………………………15 3.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………15 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………17 3.4定位誤差分析……………………………………………19 3.5夾具設(shè)計簡要操作說明…………………………………20 總 結(jié)………………………………………………………………21 致 謝………………………………………………………………22 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………23 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。 軸座零件的工藝規(guī)程及銑端面夾具設(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(jìn)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(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 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)是國民經(jīng)濟(jì)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 軸座零件的工藝規(guī)程及銑端面夾具設(shè)計是在學(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、機(jī)械工程材料等進(jìn)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(shí)踐性強(qiáng)、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(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。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯誤，敬請老師們批評指正。 一 零件的分析 1.1 零件的作用 軸座的作用是裝軸，保證軸的旋轉(zhuǎn)精度。 1.2 零件的工藝分析 軸座有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 軸承座有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 1，以底面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括銑2-Φ6的上端面和鉆2-Φ6孔 2，以2-Φ6孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面，主要是Φ30孔端面和Φ30孔。 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HT150，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(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)。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(zhǔn)。例如：機(jī)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(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)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(xì)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(zhǔn)。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(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表 面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)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(zhǔn)的選擇：軸承座這樣的零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要。我們選擇不加工的底面為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 （2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準(zhǔn)”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(zhǔn)，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(zhǔn)”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(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn) 的選擇要考慮基準(zhǔn)重合的原則，設(shè)計基準(zhǔn)要和工藝基準(zhǔn)重合。 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 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺階面 5 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 6 銑 銑Φ30孔兩端面 7 車 車Φ30孔 8 銑 銑下端寬35槽 9 鉆 銑頂面 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 11 檢驗 檢驗 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺階面 5 銑Φ30孔兩端面 6 銑 車Φ30孔 7 車 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 8 銑 銑下端寬35槽 9 鉆 銑頂面 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 11 檢驗 檢驗 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一是鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔加工完后，車Φ30孔，保證了加工精度，而方案二是直接車孔，精度難易保證，證了工件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 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺階面 5 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 6 銑 銑Φ30孔兩端面 7 車 車Φ30孔 8 銑 銑下端寬35槽 9 鉆 銑頂面 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 11 檢驗 檢驗 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 軸座零件材料為HT150， 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 1、 軸座的端面 因為軸座的上下和中心孔端面沒有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量為2.5mm。 2、軸座的孔 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(xiàn)，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5 2.5 確立切削用量及基本工時 工序3：銑下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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，一次加工完成 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?。?80 當(dāng)＝480r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序4：銑高12mm臺階面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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，一次加工完成 5） 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)選取＝750 當(dāng)＝750r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序6：銑Φ30孔兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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(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?。?450 當(dāng)＝1450r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 9） 計算工時 切削工時：l=75 ，，則機(jī)動工時為 工序VI：鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 工步一：鉆2-Φ6孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1592r/min 與1592r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1600r/min?，F(xiàn)選取=1600r/min。 所以實(shí)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)=60mm; =4mm; =3mm; t t= ==0.355min) 工步二：锪2-Φ13孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 　　　 式中的、——加工實(shí)心孔進(jìn)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(jī)床選取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 271.8r/min 與271.8r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為275r/min?，F(xiàn)選取=275r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=4mm; =6mm; =0mm; t= ==0.072(min) 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(qiáng)度，計專用的夾具。 有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計銑Ф30孔兩端面，本夾具將用于X51立式銑床上加工。 3.1問題提出 本夾具主要用來銑Ф30孔兩端面，因為銑Ф30孔兩端面和軸座下端面有垂直度的位置關(guān)系，其他沒有位置度要求。我們采用下端面和2-Ф6孔定位。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 我們采用已經(jīng)加工好的2-Ф6孔作為定位基準(zhǔn)，采用移動壓板壓緊，2-Ф6孔孔處，我們分別用采用心軸和削邊軸定位，再加上下端面，即我們采用經(jīng)典的一面2銷定位，采用移動壓板壓緊。 3.3切削力和夾緊力的計算 （1）刀具： 采用高速鋼端銑刀, 機(jī)床： x51立式銑床 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 因在計算切削力時，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 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.4.定位誤差分析 一面兩銷定位誤差 (1)移動時基準(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)計簡要操作說明 本夾具采用一面2銷定位，移動壓板壓緊，，我們順著心軸和削邊軸裝上工件后，插入移動壓板，然后旋緊螺母夾緊工件，即可開始加工工件，加工完畢后，我們松動螺母，移動壓板，因此我們在不用卸下螺母的情況下，可以順著心軸把工件取出。從而順利完成工件的裝卸，此夾具設(shè)計在滿足要求的情況下相對比較簡單，適合于批量生產(chǎn)，我對此夾具的設(shè)計感覺還是很滿意的。 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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)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(rèn)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(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)計的機(jī)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(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(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)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，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(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)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，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，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(jī)床夾具設(shè)計手冊，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?？茖W(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，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)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，19 第 0 頁 共 25 頁 機(jī)械加工工序卡片 工件名稱 工序號 6 零件名稱 零件號 零件重量 同時加工件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進(jìn)給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑Φ30孔兩端面 端銑刀 游標(biāo)卡尺 12 1 設(shè)計者 李揚(yáng) 指導(dǎo)老師 陶福春 共 1 頁 第 1 頁 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面 X51 專用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 4 銑 銑高12mm臺階面 X51 專用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 5 鉆 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 6 銑 銑Φ30孔兩端面 X51 專用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 7 車 車Φ30孔 CA6140 專用夾具，內(nèi)圓車刀，游標(biāo)卡尺 8 銑 銑下端寬35槽 X51 專用夾具，三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺 9 鉆 銑頂面 X51 專用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，絲錐，游標(biāo)卡尺 11 檢驗 檢驗 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期