端蓋的鉆4Xφ9孔專用夾具設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程裝備制定含4張CAD圖.zip,專用,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,規(guī)程,裝備,制定,CAD 任 務(wù) 書 一、設(shè)計(jì)題目:端蓋加工工藝規(guī)程制定及鉆φ9孔專用夾具設(shè)計(jì) 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．所加工的零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機(jī)械加工工藝過程卡片 1套 4．編制所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工序卡片 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個(gè)零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．課程設(shè)計(jì)說明書，包括機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份 四、進(jìn)度安排 本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，繪制零件圖。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機(jī)械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設(shè)計(jì)說明書的編寫。 7．第19天～21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯 五、指導(dǎo)教師評語 該生設(shè)計(jì)的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計(jì)內(nèi)容反映的基本概念及計(jì)算 ，設(shè)計(jì)方案 ，圖紙表達(dá) ，說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。 綜合評定成績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘要 本次設(shè)計(jì)的題目是端蓋加工工藝規(guī)程制定及鉆4-φ9孔專用夾具設(shè)計(jì)，在掌握零件作用的基礎(chǔ)上，對零件的工藝進(jìn)行分析。針對設(shè)計(jì)給定的題目，設(shè)計(jì)中主要對機(jī)床夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。本夾具體是以保證加工精度，生產(chǎn)效率和便于工人操作為宗旨展開的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)之初我查閱相關(guān)數(shù)據(jù)及國內(nèi)外關(guān)于機(jī)床夾具的文獻(xiàn)，在看懂零件圖的同時(shí)對零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析，明確粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸、從而確定零件的加工工藝過程、計(jì)算各工序的切削用量及工時(shí)。最終完成了本次設(shè)計(jì)所需的夾具。 關(guān)鍵詞：端蓋；加工工藝；鉆4-φ9孔；專用夾具； 夾具設(shè)計(jì);切削用量 Abstract The title of this design is the formulation of end cover processing process and the design of special fixture for drilling 4-φ 9 holes. On the basis of mastering the function of the parts, the process of the parts is analyzed. Aiming at the given problems of the design, the fixture of the machine tool is mainly designed in the design. This clip is designed to ensure machining accuracy, production efficiency and easy operation for workers. At the beginning of the design, I consulted the relevant data and the literature on machine tool fixtures at home and abroad, analyzed the structure and process of the parts while reading the drawing of the parts, made clear the selection of the rough reference and the precision reference, determined the machining allowance and the size of the blank, so as to determine the machining process of the parts and calculate the cutting parameters and working hours of each process. Finally, the fixture needed for this design is completed. Key words: end cover; processing technology; drill 4-φ 9 hole;special fixture; fixture design; cutting parameter 目 錄 摘要 II Abstract III 第1部分 零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分析 1 1.3 確定端蓋的生產(chǎn)類型........................................1 1.4 端蓋的技術(shù)要求................................................2 第2部分 確定毛坯 3 2.1選擇毛坯 3 2.2確定鍛造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4 2.2.1確定鑄件公差等級 4 2.2.2鑄件尺寸公差及加工余量 4 2.2.3繪制端蓋毛坯簡圖.....................................4 第3部分 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 5 3.1.1精基準(zhǔn)的選擇............................................5 3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 5 3.2 表面加工方法的確定 5 3.3 加工階段的劃分 6 3.4工序順序的安排 6 3.4.1機(jī)械加工工序............................................6 3.4.2 熱處理工序..............................................6 3.4.3 輔助工序...................................................6 3.5工藝過程設(shè)計(jì)........................................................7 3.5.1設(shè)計(jì)工藝過程及選擇工藝設(shè)備........................7 3.5.2確定工序尺寸.................................................7 3.6切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算...................................8 3.6.1切削用量的計(jì)算..............................................8 3.6.2時(shí)間定額的計(jì)算..............................................8 第4部分 夾具設(shè)計(jì).........................................................8 4.1問題的提出............................................................9 4.2夾具設(shè)計(jì)................................................................9 4.2.1定位分析.........................................................9 4.2.2切削力及預(yù)緊力的計(jì)算...................................10 4.2.3夾具操作說明..................................................10 4.2.4確定導(dǎo)向裝置.................................................11 4.2.5鉆床夾具的裝配圖..........................................11 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................................12 第1部分 零件的分析 1.1 零件的作用 端蓋主要用于零件的外部，起密封，阻擋灰塵的作用。故其在機(jī)器中只是起輔助作用，對機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行影響不是很大，其在具體加工的時(shí)候，精度要求也不是很高，加工起來也十分容易。 1.2 零件的工藝分析 該端蓋結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，要求其端面跳動(dòng)度相對中心軸線滿足0.03mm，其次就是φ25孔及φ10孔，φ25孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外φ10孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 1.3 確定端蓋的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得： N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 端蓋重量為0.5kg，由表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 1.4端蓋的技術(shù)要求： 該端蓋的各項(xiàng)技術(shù)要求如下表所示： 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 端蓋左端面 58 IT13 12.5 0.03 B 端蓋右端面 58 IT13 3.2 0.03 B 方形端面 115X115 IT13 12.5 0.03 B 端蓋中心孔 φ250+0.03 IT8 3.2 φ14孔 φ14 IT10 12.5 φ10孔 φ100+0.03 IT9 6.3 φ9孔 φ9 IT13 12.5 φ4孔 φ4 IT13 12.5 φ75外表面 φ75-0.04+0.O1 IT9 3.2 R33弧 R33 IT13 12.5 第2部分 確定毛坯 2.1選擇毛胚 按照第五章第一節(jié)《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》（摘自GB/T6414-1999）確定，步驟如下。 求最大輪廓尺寸。根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長115，寬115，高58，故最大輪廓尺寸為115mm。 選取公差等級CT。 由表5-1，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級范圍8~12級，取為9級。 求鑄件尺寸公差。根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件的公差等級CT，由表5-3查得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。 求機(jī)械加工余量等級。由表5-5，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級范圍E~G級，取為F級。 求RMA（要求的機(jī)械加工余量）。對所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為115mm、機(jī)械加工余量等級為F級，得數(shù)值為1.5mm。 求毛坯基本尺寸。φ14孔與Φ10孔，φ9孔、Φ4孔以及R33的圓弧尺寸較小，鑄成實(shí)心； 端蓋左右端面為雙側(cè)面加工，應(yīng)由以下公式求： R=F+2RMA+CT/2=58+2X1.5+2/2=62 端蓋中心孔Φ25 0+0.03 屬于內(nèi)腔加工，應(yīng)由如下公式計(jì)算 R=F-2RMA -CT/2=25-2X1.5-1.7/2=21.15 端蓋φ75外表面 為雙側(cè)加工，應(yīng)由以下公式計(jì)算： R=F+2RMA+CT/2=75+2X1.5+2.2/2= 79.1 2.2確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2.2.1確定鑄件公差等級 鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級范圍8~12級，取為9級。 2.2.2鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 項(xiàng)目 機(jī)械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 方形端面115*115 1.5*2=3 2.5 115 厚度58 0.5*2=1 2 60-11 方形斷面厚度15 0.5 1.6 16.3-0.80.8 φ75外圓面 1*2=2 2.2 78.1-1.11.1 φ75外圓長度7 0.5 1.6 8.3-0.80.8 φ25孔 0.5*2=1 1.7 23.15-0.850.85 2.2.3繪制端蓋毛坯簡圖 第3部分 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 3.1.1．精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋右端面和φ25孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。φ25孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作竟基準(zhǔn)定位端蓋兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的端面跳動(dòng)度要求。選用端蓋右端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵摱松w在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 3.1.2．粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋左端面和φ60外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用φ60外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 3.2.表面加工方法的確定 根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 φ75端面 IT11 12.5 粗銑-精銑 115x115端面 IT11 3.2 粗銑-精銑 φ60端面 IT11 3.2 粗銑-精銑 φ25孔 IT8 3.2 鉆-擴(kuò)-鉸 φ10孔 IT9 6.3 鉆-鉸-精鉸 4xφ9孔 IT13 12.5 鉆 φ4孔 IT13 12.5 鉆 4xφ14孔 IT13 12.5 鉆-擴(kuò) φ75外圓面 IT9 3.2 粗車-半精車 3.3.加工階段的劃分 該端蓋加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（端蓋右端面和φ25孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑端蓋左端面、方形端面、車φ75外圓、3X.0.5倒角。在半精加工階段，完成端蓋左端面的精銑加工和φ10孔的鉆-鉸-精鉸加工及φ14孔等其他孔的加工。 3.4.工序順序的安排 3.4.1機(jī)械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——端蓋右端面和φ25.0+0.03mm孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋右端面，再加工φ25孔。 3.4.2．熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進(jìn)行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。 3.4.3．輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該端蓋工序的安排順序?yàn)椋簾崽幚怼鶞?zhǔn)加工——粗加工——精加工。 3.5 確定工藝路線 3.5.1確定工藝路線及選擇工藝設(shè)備 工序號 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 熱處理——退火 2 粗銑端蓋左右端面、方形端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 3 精銑端蓋左右端面、方形端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 4 粗車、半精車φ75外圓 CA6140 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 5 車3X0.5倒角 CA6140 端面車刀 卡尺、塞規(guī) 6 鉆-擴(kuò)-鉸φ25孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 7 鉆φ9孔 四面組合鉆床 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 8 鉆φ14孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸 卡尺、塞規(guī) 9 鉆φ4孔 四面組合鉆床 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 10 鉆-鉸-精鉸φ10孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 11 銑R33圓弧 數(shù)控銑床 立銑刀 游標(biāo)卡尺 12 去毛刺 鉗工臺 平銼 13 清洗 清洗機(jī) 14 終檢 塞規(guī)、卡尺、百分表等 3.5.2 確定工序尺寸 毛坯為實(shí)心件，不預(yù)沖出孔，φ9mm孔精度為IT12，查表可得，鉆孔余量Z鉆=8.8mm。 由機(jī)械加工余量可知該工步公稱尺寸。鉆：8.8mm。 該工步尺寸的公差按經(jīng)濟(jì)精度確定，查表可得鉆為IT12~IT13,取IT12，公差值為0.15mm。 3.6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 3.6.1切削用量的計(jì)算 鉆孔工步。鉆孔直徑為8.8mm，則背吃刀量ap=d/2=4.4mm 查表可得進(jìn)給量f為0.10-0.20mm/r，取f=0.15mm/r。 查表可得切削速度v為18-25m/min,取v=20m/min。 由公式n=可求得n=723.8r/min，取n=960r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入轉(zhuǎn)速公式可求得該工序的實(shí)際速度v=26.5m/min 3.6.2時(shí)間定額的計(jì)算 1） 基本時(shí)間tm。鉆孔的基本時(shí)間tm=，式中L=15mm，L1=cotkr+（1-2）mm=4.2mm，L2=1mm，f=0.15mm/r，n=960r/min，求得鉆孔工步的基本時(shí)間tm=0.165min=9.9s。 2）輔助時(shí)間ta。輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間的關(guān)系為ta=（15％-20％）tm，工步的輔助時(shí)間取ta=20％tm，則鉆孔工步的輔助時(shí)間ta=0.2X9.9=1.98s。基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和稱為作業(yè)時(shí)間。 3）布置工作地時(shí)間ts。一般按作業(yè)時(shí)間的2％-7％估算，取4％，則: 鉆孔工步ts=0.04X（9.9+1.98）s=0.48s。 4）休息和生理需要時(shí)間tr。一般按作業(yè)的2％-4％估算，取3％，則： 鉆孔工步tr=0.03X（9.9+1.98）=0.356s。 5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。工人為生產(chǎn)一批工件進(jìn)行準(zhǔn)備與結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。一般在單件生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)的情況下都不考慮這項(xiàng)時(shí)間，只有在中小批量生產(chǎn)時(shí)才考慮。 6）單件時(shí)間tp。單件時(shí)間tp為以上各項(xiàng)時(shí)間之和的4倍，則： 鉆孔工步tp=4*（9.9+1.98+0.48+0.356）s=50.8s 則鉆孔單件時(shí)間為50.8s。 第4部分 夾具設(shè)計(jì) 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 4.1問題的提出 本夾具用來鉆φ9mm孔，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)該考慮： （1） 怎樣限制零件的自由度：一個(gè)面限制3個(gè)自由度，短圓柱銷限制2個(gè)自由度，削邊銷限制1個(gè)自由度。 （2）怎樣夾緊：設(shè)計(jì)夾具由螺旋夾緊夾緊工件。 （3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削：此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 4.2夾具設(shè)計(jì) 4.2.1定位分析 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工φ9孔時(shí)，采用φ25孔的軸線為定位基準(zhǔn)。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。因?yàn)樵摱ㄎ辉墓ば蚧鶞?zhǔn)為φ25孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。 △=（△D+△d+△min）/2 △D =0.018mm △d =0.011mm △min=0.010mm △=0.0195mm 4.2.2切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：Φ9的麻花鉆，鉆頭材料為高速工具鋼，d=φ8.8mm。 鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》P70表3-6，查得工件以一個(gè)面和兩個(gè)孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式： 式中 φ───螺紋摩擦角 ───平頭螺桿端的直徑 ───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16 ───螺桿直徑 ───螺紋升角 Q ───手柄作用力 L ───手柄長度 則所需夾緊力 =600N 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 4.2.3夾具操作說明 此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過φ25孔和底面為定位基準(zhǔn)，定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實(shí)現(xiàn)工件定位。該設(shè)計(jì)用可換定位銷圓柱銷實(shí)現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。 4.2.4確定導(dǎo)向裝置 本工序要求對被加工的孔進(jìn)行鉆加工，最終達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用可換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。 4.2.5鉆床夾具的裝配圖 參考文獻(xiàn) [1]孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實(shí)用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. 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