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設計說明書 題目：氣缸套法蘭耳零件的工藝規(guī)程及鉆4-Ф12孔的工裝夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 氣缸套法蘭耳零件的加工工藝規(guī)程及其鉆4-Φ12孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設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計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：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 …………………………………………3 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………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 …………4 2.5確定切削用量及基本工時………………………………5 三 夾具設計……………………………………………………17 3.1問題的提出………………………………………………17 3.2夾具設計…………………………………………………17 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………17 3.4定位誤差分析……………………………………………18 3.5夾緊誤差…………………………………………………18 3.6夾具設計及操作簡要說明………………………………18 總 結………………………………………………………………21 致 謝………………………………………………………………22 參考文獻 …………………………………………………………23 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。 氣缸套法蘭耳零件的加工工藝規(guī)程及其鉆4—Ф12孔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，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。 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 氣缸套法蘭耳的作用，待查 1.2 零件的工藝分析 氣缸套法蘭耳有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 1，以外圓為基準的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，和內圓， 2：一個是以內圓為基準的加工面，這個主要是外圓的加工和各個孔的鉆削。 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為45，根據生產綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用鍛造。 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擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對法蘭這樣的回轉體零件來說，選擇好粗基準是至關重要。對回轉體零件我們通常以外圓作為粗基準。 精基準的選擇：精基準 的選擇要考慮基準重合的原則，設計基準要和工藝基準重合。因此我們采用孔做為精基準 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。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：鍛造 工序Ⅱ：退火 工序Ⅲ：粗車，半精車，精車內孔 工序Ⅳ：Φ210外圓及其端面，車退刀槽R5 工序Ⅴ：Φ220外圓及其端面，車退刀槽R5 工序Ⅵ：銑臺階面 工序Ⅶ：銑平臺面 工序Ⅷ：銑平臺面周邊 工序Ⅸ：鉆4-Ф12孔 工序X：質檢、入庫 方案二 工序Ⅰ：鍛造 工序Ⅱ：退火 工序Ⅲ：Φ210外圓及其端面，車退刀槽R5 工序Ⅳ：Φ220外圓及其端面，車退刀槽R5 工序Ⅴ：粗車，半精車，精車內孔 工序Ⅵ：銑臺階面 工序Ⅶ：銑平臺面 工序Ⅷ：銑平臺面周邊 工序Ⅸ：鉆4-Ф12孔 工序X：質檢、入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一把內孔加工放到了前面，根據粗基準選擇原則，我們知道方案一相對合理。 具體的工藝路線如下 工序Ⅰ：鍛造 工序Ⅱ：退火 工序Ⅲ：粗車，半精車，精車內孔 工序Ⅳ：Φ210外圓及其端面，車退刀槽R5 工序Ⅴ：Φ220外圓及其端面，車退刀槽R5 工序Ⅵ：銑臺階面 工序Ⅶ：銑平臺面 工序Ⅷ：銑平臺面周邊 工序Ⅸ：鉆4-Ф12孔 工序X：質檢、入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 法蘭零件材料為45， 生產類型為大批量生產，采用鍛造。 1、 法蘭的外圓和端面 因軸套的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。 3、法蘭的內孔 毛坯為空心，鍛造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數文獻，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5 表面粗糙度均1.6 1、 孔4-Φ12端面 采用2次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.2，根據參考文獻，其余量為Z=2.5mm 2.5確定切削用量及基本工時 工序I：鍛造 工序II：退火 工序III：粗車，半精車，精車內孔 工步一：粗車Φ198的內圓 粗車Φ198內圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為Z=1.5mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 753r/min 與753r/min相近的機床轉速為750r/min?，F選取=750r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=140mm; =1.5mm; =2mm; t=i==0.239(min) 工步二：半精車Φ199.4內圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 585r/min 與585r/min相近的機床轉速為600r/min?，F選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=140mm; =0.7mm; =2mm; t=i==2.378(min) 工步三：精車Φ200內圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 585r/min 與585r/min相近的機床轉速為600r/min。現選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=140mm; =0.3mm; =2mm; t=i==2.372(min) 工序Ⅳ：車Φ210外圓及其端面，車退刀槽R5 工步一：車Φ210端面 1） 車削深度，選擇ap=2.5mm 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CA6140臥式車床 車床參數，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=(5+2.5)/475=0.016min。 工步二：車Φ210外圓 選擇硬質合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=2.5mm，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CA6140臥式車床 車床參數，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=(70+2.5)/475=0.153min。 工步三：車退刀槽R5 工序Ⅴ：車Φ220外圓及其端面，車退刀槽R5 工步一：車Φ220端面 1） 車削深度，選擇ap=2.5mm 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CA6140臥式車床 車床參數，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+2.5)/475=0.026min。 工步二：車Φ220外圓 選擇硬質合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=2.5mm，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CA6140臥式車床 車床參數，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=(40+2.5)/475=0.089min。 工步三：車退刀槽R5 工序Ⅵ：銑臺階面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀，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） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/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=2=1.006min 工序Ⅶ：銑平臺面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，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） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 總的工時T=2=0.606min 工序Ⅷ：銑平臺面周邊 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝1450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時：l=70mm ，，則機動工時為 總的工時T=2=0.780min 工序Ⅸ：鉆4-Ф12孔 1、鉆頭選擇： 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨具刃，刀具材料YG8,鉆頭參數： ｄ＝Ф12ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。 根據《機械加工工藝師手冊》表28—1確定f=0.4—0.8mm 2、按機床進給強度決定進給量： ,當σb＝210MPa ｄ0＝12mm 可確定f=0.75。 按C3163-1　車床說明書　　　取 f=0.62mm/n. 3、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命，當do=12mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min. 4、切削速度　 根據《機械加工工藝師手冊》表28—2切削速度公式V=(CVd0zv/Tmapxvfyv)kv CV=22.2 Zv=0.45 Xv=0 yv=0.3 m=0.2 確定修正系數：KTV=1.0 KMV=1.0 KWV=0.8 Ktv=1.0 kov=1.2 klv=1.0 kapv=1.0 Ｖ=21m/min n=1000V/D=334.4n/min 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/min和400n/min 取280n/min 取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min 5、 基本工時： 入切量及超切量查出Ψ+△=6mm Tm=L/nf=(20+6)/280x0.62=0.150(min) 總的工時T=4=0.600min 工序X：質檢、入庫 三、 夾具設計 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。 由指導老師的分配第IX道工序的鉆4-Ф12孔的鉆床夾具。 3.1問題的提出 本夾具主要用于鉆4-Ф12孔，粗糙度為3.2，保證尺寸70，270 3.2定位基準的選擇 本道工序加工4-Ф12孔，精度不高，因此我們采用已加工 好的Φ200孔定位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求 3.3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。 3.4定位誤差分析 本工序選用的工件以心軸定位，工序基準和設計基準重合。 3.5鉆套設計 Φ12的加工需鉆，當鉆套磨損后，為了方便更換，選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖 5.3 快換鉆套圖 快鉆套結構參數如下表： 表 5.1 擴工藝孔鉆套數據表 d H D 公稱尺寸 允差 12 16 18 -0.006 -0.018 30 26 10 4 11 11 3.6夾具設計及操作的簡要說明 使用心軸定位，采用鉸鏈壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產效率，適合于大批量生產 裝配圖附圖： 夾具體附圖如下 總 結 設計即將結束了，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合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導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)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，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和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導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.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 24 頁 共23 頁