《制定撥桿零件的加工工藝設計鉆Φ12的鉆床夾具設計（全套圖紙）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《制定撥桿零件的加工工藝設計鉆Φ12的鉆床夾具設計（全套圖紙）（24頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、哈爾濱理工大學課程設計說明書 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定撥桿零件的加工工藝， 設計鉆Φ12的鉆床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 機械工程系 2015年11月20日 目錄 序言 1 第1章 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 第2章 工藝方案的分析及確定 4 2.1 確定毛坯

2、的制造形式 4 2.2 基面的選擇的選擇 4 2.3 制定工藝路線 5 2.4 機械加工余量的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時 7 第3章 夾具設計 13 3.1 夾具的概述及專用夾具的設計 13 3.2 確定夾具的方案 14 3.3 工件的夾緊 16 3.4 夾緊力三要素的確定 16 3.5 夾緊裝置 17 3.6 導向裝置的確定 18 3.7 定位誤差的分析 18 3.8 確定鉆套的尺寸與公差帶 19 3.9 內六角螺釘?shù)目估瓘姸刃：?20 3.10 夾具操作的簡要說明 21 總結 22 致謝 23 參考文獻 24 全套圖紙，加153

3、893706 II 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品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(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濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 撥桿的加工工藝規(guī)程及其銑尺寸14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，

4、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，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，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。 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 我所選的題目是CA6140型車床上的撥桿零件。它位于車床上的變速機構中。主要用來換擋，使主軸的回轉運動按照工作者的要求工作，從而獲得所需要的速度和扭矩的作用。零件上的φ12孔與操作機構相連

5、接，通過φ22孔則是用于所控制齒輪所在的軸配合。通過φ12孔所受的力撥動φ22孔這端的齒輪變速。達到所需的作用。 1.2 零件的工藝分析 （1）零件圖完全表達清楚了此零件的結構特點。圖上尺寸和技術要求都標注齊全、明確、幾何元素之間的關系也完全的明確都符合國家標準。 （2）零件技術要求分析 主要是對尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度、及熱處理的要求分析。這些要求都影響零件的質量和使用性能。這在保證前面的條件的前提下，應滿足經濟合理性。此零件的技術要求有φ22孔與φ40的外圓的低端面垂直，φ12孔與φ40外圓的軸線平行，M8×1.5螺紋孔的軸線與φ40外圓的軸線垂直，φ22孔和φ1

6、2孔的表面粗糙度分別達到Ra1.6和Ra3.2, φ12孔的端面的表面粗糙度達到Ra6.3。其他表面無需加工。從上面來分析出，φ22H8、φ12H7孔和兩端面采用通用夾具均可加工。M8×1.5采用設計的專用夾具進行加工。 第2章 工藝方案的分析及確定 2.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的確定包括確定毛坯的種類和制造方法兩個方面。毛坯的種類選擇鑄件?？紤]到零件在機床運行過程中所受的沖擊不大，零件的材料選擇HT200。鑄件選擇砂型鑄造毛坯。 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?；孢x擇的合理，合理?？梢员ＷC加工質量。否則就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會

7、造成零件大批報廢，使生產無法進行。 1、粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。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。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準

8、。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(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。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取Φ22孔及其端面作為定位基準。 2、 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序

9、中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，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”原則 當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”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以基準面A及另外兩側面作為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，

10、在此不再重復。 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。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 工序01：鑄造 工序02：時效處理 工序03：檢驗零件是否符合加工余量要余 工序04：粗銑φ40的兩端面，余量為2mm 工序05：精銑φ40孔上下端面，表面粗糙度為3.2 工序06：粗銑φ20的兩端面，余量為2mm 工序07：精銑φ20孔上下端面 工序08：鉆φ20的孔 工序09：鉆φ1

11、2的孔 工序10：鉆φ8的孔，留余量0.5mm 工序11：檢驗至圖紙要求 工序12：入庫 2.4 機械加工余量的確定 加工余量 是指加工過程中所切去的金屬層厚度。 平面的加工余量確定： 加工面 基本尺寸 粗加工余量 精加工余量 說明 φ40的兩端面 45 3.9 0.2 雙面加工 Φ20孔的兩端面 14 1.8 0.11 雙面加工 孔的加工余量確定 加工孔 基本尺寸 鉆孔加工余量 擴孔加工余量 φ22 φ 22 20 2 φ12 φ12 10 2 M8 M8

12、 6 8.44 2.5 確定切削用量及基本工時 1、粗銑φ40、φ22孔的下端面，以φ40上端面為基準 加工條件：工件材料：HT200 б0=170—240MPa 加工要求：粗銑φ40、φ22孔的下端面。加工余量1.8mm、3.9mm 機床：X51立式銑床 刀具：YG6硬質合金端面銑刀 銑削寬度ae≤50 深度ap＜4 Z=6 刀具直徑d0=80mm 選擇刀具前角γ0=0° 后角α0=8° 副后角α0′=10° 刃傾角λs=-10° 主偏角Kr=60° 副偏角Kr′=5° 切削用量 確定切削用量ap 因為余量較小，故選用ap=3.9 一次走刀可以完

13、成 確定每齒進給量fz 本工序為粗加工尺寸精度和表面粗糙度可以不考慮。使用YG6硬質合金端面銑刀加工，機床功率4.5KW。 查表得：fz =0.09—0.18 故選擇fz =0.18mm/z 確定刀具的磨鈍標準 查表得：銑刀刀齒后刀面最大磨損量1.5mm銑刀直徑d0=80mm 故選用刀具使用壽命T=120min 計算切削速度Vc Vf 當 d0=80mm Z=12 ap≤7.5 fz≤0.18mm/z 通過查表得：vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min 各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8

14、則切削速度的計算公式 其中ae=40 ap=3.9 Cv=245 qv=0.2 Xv=0.15 yv=0.35 ur=0.2 Pv=1 m=0.32 T=120 fz=0.18 Z=12 = =191m/min 確定機床轉速 ns= 計算工時 tm=L/Vc=40/191=0.2min 2、 精加工此工序、粗精加工另一面的切削用量相同。 3、鉆 擴φ22孔 根據(jù)查表，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°

15、 按加工要求確定進給量：查表得：，，由表2.7,系數(shù)為0.5,則： 按鉆頭強度選擇:查表鉆頭允許進給量為：； 按機床進給機構強度選擇：查表機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為。 以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)查表得：最終選擇進給量。 由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。 根據(jù)表查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。

16、 確定鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查表得）為0.6mm，壽命 切削速度 查表切削速度計算公式為： （m/min） 其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實際的切削速度： 查機床說明切削用量選擇為： ，， 計算工時 擴孔至φ22 查表擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。 根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機床使用說明書選?。?。 基本工時： 4、鉆、擴φ12孔 先鉆φ8大的底孔 確定進給量：根據(jù)查表得，，查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。查表，，計算機床主軸轉速： 按機床

17、選取，所以實際切削速度為： 計算切削基本工時： 擴孔至φ10 確定擴孔進給量：根據(jù)查表得，，查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。 根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機床使用說明書選?。?。 計算工時： 5、鉆 擴M12×1.5螺紋底孔 機床：Z525 立式鉆床 底孔已經確定為φ8.44 鉆孔直徑為φ8 ，再擴孔至φ8.44 鉆φ8的孔 確定進給量：根據(jù)查表得，，查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。查表，，計算機床主軸轉速： 按機床選取，所以實際切削速度為： 計算切削基本工時： 擴孔φ8.44 確定擴孔

18、進給量：根據(jù)查表得，，查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。 根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機床使用說明書選?。?。 計算工時： 5、攻螺紋M12 機床：Z525立式鉆床 刀具：絲錐M12，P=1.5mm 切削用量選為：，機床主軸轉速為：，，計算切削基本工時： 第3章 夾具設計 3.1 夾具的概述及專用夾具的設計 一、機床夾具是在機床上加工時用來裝夾工件的工藝設備。其作用是使工件相對機床和刀具有一個正確的位置,并在加工中保持這個位置不變。 1、機床夾具的用途 2、保證被加工表面的位置精度。由于使用夾具解禁工件可以準確的確定工件

19、與機床、刀具間的相對位置，因而能穩(wěn)定地獲得較高的位置精度 3、減少輔助時間，提高勞動生產率。 二、機床夾具的組成 1、定位元件 它與工件的定位基準相接觸是確定工件在夾具中正確位置的一類主要元件。 2、夾緊裝置 它的作用是將定位后的工件壓緊夾牢保證工件已確定的位置在受到切削力、慣性力等作用時不產生位移和變形。 3、夾具體 它是將定位元件、夾緊裝置等聯(lián)接成一體的夾具主體。 三、確定夾具與刀具之間相對位置的元件，用于確定刀具位置并引導刀具的加工的元件。 1、確定夾具與機床之間的相對位置的元件 以上的組成部分不是都必須具備的，但是定位元件、夾緊裝置、和夾具體則是夾具最基本的組

20、成部分 四、專用夾具的設計 為了提高勞動生產率、保證加工質量、降低勞動強度需要設計專用夾具。設計的工序是加工M8×1.5螺紋孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。 3.2 確定夾具的方案 設計夾具時必須根據(jù)工件的加工要求和確定的定位基準來選擇方法。設計定位元件并分析定位精度。 一、定位分析及選擇 定位主要根據(jù)工件在加工時所需要限制工件在空間直角坐標系中的各個自由度來選擇定位方法。 根據(jù)該零件加工的工序和基準來分析，采用一面兩孔來定位。 二、定位元件的選擇 1、上面分析出定位方法，采取一面兩孔定位來選取元件。 （1）平面定位 選擇φ40的下端面定位。同時采取φ10H7孔

21、的下端面輔助支撐。 （2）孔定位 φ22H8孔選取圓柱銷進行定位，φ12H7孔選取20菱形銷定位。 孔1=φ12H7=φ12 孔2=φ22H8=φ22 孔的中心距=75 則夾具的兩定位銷的中心距尺寸=75。 2、確定圓柱定位銷的尺寸和偏差 圓柱銷的長度確定為20mm。為了減小工件移動時基準位移誤差（Δj，y）并考慮到定位銷制造時可能達到的經濟精度，取配合為f7。查公差表得：φ20f7=φ20 1、確定菱形銷的尺寸和偏差 菱形銷的長度確定為15mm。查表選擇菱形銷的寬度 b1=4mm B=d-2=10-2=8mm 由X1min===0.024mm 所以菱形

22、銷的最大直徑 d=D1-X1min=10-0.024=9.976mm 按定位銷一般制造經濟精度，取直徑公差帶為h6，則菱形銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為： d=9.976h6=φ10mm 2、計算定位誤差 移動時基準位移誤差 Δj，y =Δd2+ΔD2+ X1min = 0.013+0.033+0.02 =0.066mm tan θ= = =0.00076 Δθ=0.043 3.3 工件的夾緊 為了保證工件在夾具中定位后不會因為在加工中的切削力、慣性力及離心力等作用下而發(fā)生變動，必須采用夾緊裝置將其夾緊。 1、設計夾緊裝置時應滿足以下就基本要

23、求 （1）保證加工精度，不破壞工件的定位或產生不允許的變形 （2）保證生產率，力求夾緊迅速 （3）結構簡單、緊湊、制造維修方便，盡量使用標準件。 （4）操作方便、省力、安全。 2、計算切削力 刀具:高速鋼麻花鉆 d0=8 其中：，，，，， =()=()=1.03 F==1190N 3.4 夾緊力三要素的確定 1、夾緊力的方向應不破壞工件定位的準確性和穩(wěn)定性，即夾緊力應朝主要定位基準，把工件壓向定位元件的定位面上。 此零件的切削力的方向如圖4所示： 2、夾緊力的作用點 （1）夾緊點應正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內。 （2）夾緊點應位于工件

24、剛性較好的部位并有一定的作用面積。 （3）夾緊點應盡量靠近加工表面，以減少切削力對夾緊點的力矩防止工件的轉動和振動。 此零件的夾緊點的作用圖如圖3所示。 3、夾緊力的大小 在用計算法求夾緊力時，通常將夾具和工件看作為剛體系統(tǒng)，并視工件在切削力、夾緊力、重力和慣性力作用下，處于靜力平衡，然后列平衡方程式求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K，作為實際夾緊力。 3.5 夾緊裝置 此零件采取螺旋夾緊裝置夾緊工件 螺旋夾緊裝置 應用最為廣泛，它的優(yōu)點是結構簡單、制造方便、夾緊力大、自鎖性好、工作可靠而且行程不受限制，缺點是夾緊動作緩慢。 1、夾緊力的計算 此零件在加工時，采用定

25、位銷定位，承受了很大的切削力。所以工件不需要很大的夾緊力，只需要將工件夾緊即可。所以不需要計算夾緊力。 2、螺旋夾緊機構 為了提高生產效率，在選取墊圈時選用開孔墊圈。只要松開夾緊螺母，即可實現(xiàn)工件的快換。 3.6 導向裝置的確定 導向裝置主要是在加工孔時借助于鉆套確定刀具位置和引導刀具進給方向。被加工孔的尺寸精度主要由刀具的本身精度來保證。孔的坐標位置精度，則由鉆套在夾具上的位置精度來確定。并能防止刀具在切入后引偏。這就是導向裝置的作用。 此零件的導向裝置是可換鉆模和快換鉆套。 可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在鉆模板中，可換鉆套由螺釘固定住，防止轉動?？蓳Q鉆套與襯套采用配合，襯

26、套與模板采用配合。增加襯套的目的是避免模板的磨損克服固定鉆模后不易更換的缺點。 確定鉆模板孔、襯套外徑、鉆套的尺寸。 根據(jù)所鉆的孔徑來分析，確定以上三個尺寸及公。鉆套外徑φ15n6=φ15，襯套外徑φ22n6=φ22,鉆模孔φ22H7=φ22。 3.7 定位誤差的分析 一、計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差 鉆套外徑φ15n6=φ15與襯套內經φ22n6=φ22的最大間隙為。 Δ1max=ES-ei 查公差表得：EI=16 IT=18 則ES=EI+IT=16+18=34=0.034mm ei=12=0.012mm Δ

27、1max =ES-ei=0.034-0.012=0.022mm 襯套外徑22n6與鉆模板孔中φ22H7的最大間隙為。 Δ2max=ES-ei 查公差表得：EI=0 IT=21則ES=EI+IT=0+21=21=0.021mm ei=15=0.015mm Δ2max=ES-ei=0.021-0.015=0.006mm 則鉆套的中心 工作臺平面的垂直度誤差為。 Δ1max+Δ2max=0.022+0.006=0.028 二、計算定位銷軸與工作臺平行度誤差 圓柱銷軸與夾具體孔的最大間隙 定位銷尺寸φ16 夾具體孔

28、尺寸φ16 Δmax=ES-ei=0.033-（-0.033）=0.066 夾具體孔的長度為18mm，則圓柱定位銷軸與工作臺的最大平行度誤差為 0.066/18 即0.0036 3.8 確定鉆套的尺寸與公差帶 加工螺紋孔M10×1.5要分為幾步進行加工。分為鉆孔、擴孔、螺紋加工。所以一下確定各個加工孔所用的鉆套的尺寸與公差帶。 螺紋底孔的確定： d0=d-(1.04—1.06)P =10-（1.04—1.06）×1.5 =8．44 螺紋底孔直徑為8.44，所以先用φ8的麻花鉆鉆孔，再選用φ8.44的擴孔鉆擴孔，再用M12的絲錐攻螺

29、紋。所以一下確定各個加工孔所用的鉆套的尺寸與公差帶。 一、鉆孔鉆套的尺寸與公差帶的確定 φ8的鉆頭上偏差為0，故選用鉆套孔徑為φ8F7 即φ8 二、擴孔鉆套的尺寸與公差帶的確定 φ8.44的擴孔鉆的上偏差為0，故選用鉆套孔徑為φ8.44F7 即φ8.44 三、絲錐的鉆套的尺寸與公差帶的確定 φ12的絲錐的上偏差為0，故選用絲錐鉆套的孔徑為φ12G7 即φ12 3.9 內六角螺釘?shù)目估瓘姸刃：? 在鉆孔時，定模板受力不大。所以螺釘只受到模板的重力。其他可以忽略不計。 抗拉強度的計算： бmax==[б] F=G G=mg 已知：m=6.48kg [б]=598MPa G=mg=6.48×9.8=63.5 KN 則F=G=63.5 KN бmax=≤[б] ==505.5MPa≤[б] 21