16013螺母座加工工藝及車φ63H7孔及端面夾具設(shè)計

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1、 學(xué) 號 課 程 設(shè) 計 題 目 16013螺母座加工工藝及車φ63H7孔及端面夾具設(shè)計 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 指導(dǎo)教師 年 月 日 目 錄 1課程設(shè)計的任務(wù) 1 2分析螺母座的零件圖 2 2.1螺母座工藝性的分析 2 2.1.1螺母座結(jié)構(gòu)功用分析 2 2.1.2研究螺母座零件的圖紙 3 2.1.3主要技術(shù)的條件 3 2.2 確定毛坯的結(jié)構(gòu)

2、3 3螺母座的加工工藝設(shè)計 5 3.1 選取加工基面 5 3.2工藝過程當(dāng)中應(yīng)該研究的主要的問題 5 3.3 制定工藝路線 5 3.4設(shè)備及其工藝裝備確定 6 3.5確定切削用量及基本工時 6 4夾具設(shè)計 11 4.1 問題的提出 11 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 11 4.3 切削力及夾緊力的計算 11 4.4誤差分析與計算 12 4.5設(shè)計夾具以及簡要說明 13 ４.6小結(jié) 14 5總結(jié) 15 參考書籍 16 致 謝 16 1課程設(shè)計的任務(wù) 生產(chǎn)上面使用的夾具也是放在各種機(jī)器上面把零件重力夾緊、精準(zhǔn)定位，把切削刀具固定引導(dǎo)方向的一種設(shè)備，它的最主要

3、的一個功能是將零件對應(yīng)與生產(chǎn)設(shè)備和加工刀具的一個合理的方位，并在生產(chǎn)折工程中維持一個不改變的位置，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的一個非常明顯的特色：現(xiàn)代零件發(fā)展得比較快，對品質(zhì)的要求比較高，種類上面的不一樣的規(guī)格也不少，產(chǎn)品跟新?lián)Q代的時間也較快。體現(xiàn)了在機(jī)械制造業(yè)上面，多個種類、批量不大生產(chǎn)的類型比例當(dāng)中，是占了一個非常大的比例。這是為了順應(yīng)了這一系列要求，一定要做好這種生產(chǎn)技術(shù)上面的前序工作，從而機(jī)床使用的裝夾工具是加工中非常重要的一部分。 這次設(shè)計設(shè)計任務(wù)：使用CAD設(shè)計螺母座的專用夾具，以及機(jī)械加工工藝設(shè)計，對專用的機(jī)床的夾具設(shè)計。來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析以及精度的分析；經(jīng)過本設(shè)計使自己具有一定的設(shè)計專

4、用夾具的能力以及分析生產(chǎn)當(dāng)中和與夾具有關(guān)的技術(shù)的問題的能力。 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 2分析螺母座的零件圖 2.1螺母座工藝性的分析 2.1.1螺母座結(jié)構(gòu)功用分析 這次設(shè)計我分到的設(shè)計的題目，是最普通的螺母座的工件，螺母座零件是起支撐的作用的構(gòu)架，而且承受非常大的力,也有著定位的作用,使各個零件之間能夠持有合理的位置。所以，螺母座零件的加工的質(zhì)量，直接就影響到機(jī)器的精度以及壽命。 2.1.2研究螺母座零件的圖紙 重要的面加工： 1）加工螺母座銑Ａ面達(dá)圖，保證18mm尺寸 2）

5、加工車φ63H7孔端面，保證50mm的工序加工尺寸。 3）鉆攻4－Ｍ8孔, 定位的基準(zhǔn)為φ63H7孔與端面，保證30mm與115mm工序的尺寸，光潔度為3.2 4）鉆攻8－Ｍ8孔， 定位的基準(zhǔn)為φ63H7孔與端面。保證78mm的尺寸，光潔度為3.2 2.1.3主要技術(shù)的條件 ①φ63孔的精度：φ63孔的尺寸與形狀的誤差，能夠影響到螺母座工作的狀態(tài)，因此對φ63孔的要求高，φ63孔的尺寸公差為 ②18mm平面的精度：因為18mm的平面對螺母座聯(lián)接時的密封性能有影響，而且作為定位的加工基面，要不就可能對孔的加工的精度，具有非常大的影響，所以就要規(guī)定它加工的要求。 2.2 確定毛坯的結(jié)構(gòu)

6、 分析螺母座工件時作用，材質(zhì)的強(qiáng)度就要求非常的高，而且螺母座的結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜，所以選用材質(zhì)為ＨＴ150鑄造的零件毛坯。 根據(jù)參考書籍的表1.3-17，可得螺母座毛坯的端面的余量為，平面的余量為，螺母座毛坯的尺寸的偏差根據(jù)附表1.4-6可得到 3螺母座的加工工藝設(shè)計 3.1 選取加工基面 ①選擇粗加工基準(zhǔn) 因為螺母座工件為閥座類的工件，通常以平面來作為粗加工的基準(zhǔn)。通常以不加工的表面來作為粗加工的基準(zhǔn)，但螺母座各個面都需要加工，就應(yīng)該以加工的余量比最小的面，來作為粗加工的基準(zhǔn)，因此對螺母座零件，先以螺母座的端面及右端面來作為粗加工

7、的基準(zhǔn)，使用夾具來夾緊可以同時去掉幾個自由度，然后在以端面來定位可以去掉自由度。 以螺母座的平面作為主要的定位的粗加工基準(zhǔn)，以側(cè)面為輔助的粗加工的基準(zhǔn)。 ②選擇精加工基準(zhǔn) 因為考慮到螺母座的加工精度，以及裝夾的準(zhǔn)確與方便，按照基準(zhǔn)相重合的原則，以及基準(zhǔn)統(tǒng)一的加工的原則，定位精基準(zhǔn)選擇加工后的平面． 3.2工藝過程當(dāng)中應(yīng)該研究的主要的問題 ① 所取加工的方法，應(yīng)該符合每一種加工方法的經(jīng)濟(jì)和精度的要求。 ② 所取的加工方法，能夠滿足加工面的幾何形狀的精度，表面位置度的精度的要求。 ③ 所取的加工的方法要與零件材料的可加工性相。 ④ 加工的方法要適應(yīng)螺母座生產(chǎn)的類型。 ⑤ 所取加工

8、的方法，要滿足企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備和工人技術(shù)的水平 3.3 制定工藝路線 工序號 工序名稱 工步內(nèi)容 10 鑄 鑄造 20 時效 熱處理 30 銑 銑A面 40 車 車通孔 50 鉆 鉆攻4－Ｍ8孔 60 鉆 鉆攻8－Ｍ8孔 70 鉗工 去除銳邊毛刺 80 檢 檢驗 思路方案的選取 在零件工藝路線的擬定中，根據(jù)機(jī)械加工的考慮的原理： 1 先基準(zhǔn)后其它的原理 2 先粗后精加工的原理 3 先面后孔的原理 4 先主要后次要的原理 3.4設(shè)備及其工藝裝備確定 所選用的機(jī)床有：X61銑床、Z525鉆床，車

9、床CA6140，檢驗臺、鉗工臺。 專用夾具設(shè)計鉆孔專用夾具設(shè)計. 刀具選用銑刀、車刀，鏜刀，各級鉆頭、絲攻、圓銼刀 量具選用游標(biāo)卡尺、專用塞規(guī)、專用量具 3.5確定切削用量及基本工時 工序：銑A面 保證尺寸18，保證工序尺寸及粗糙度6.3要求 粗銑Ａ端面同時應(yīng)該校驗加工機(jī)床的功率以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度 切削加工的深度：單邊的余量，進(jìn)行2次走刀對零件進(jìn)行加工； 進(jìn)給量：根據(jù)參考資料《機(jī)械加工工藝手冊》16-18可以得到：選?。? 切削加工速度的計算： 主軸轉(zhuǎn)動的速度的確定： 根據(jù)機(jī)床來選擇，故實(shí)際切

10、削加工的速度： 切削加工的工時: 當(dāng)中 所以 工序：銑135的兩個端面 采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀， 因為表面粗糙度要求不高，故直接一次走刀成型 1）銑削深度及寬度 2）每齒進(jìn)給量 （參考《切削手冊》表3-5） 3）切削速度和每分鐘進(jìn)給量 切削速度：參考《機(jī)械手冊》表3-30 確定 則 現(xiàn)采用X62W臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-38），取 ，故實(shí)際切削速度為 當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床說明書，取 4）切削工時： 式中，（《切削手

11、冊》表3.26，對稱安裝銑刀）則 工序：車通孔 保證工序尺寸及粗糙度1.6要求，采用CA6140車床 鏜φ63孔采用YG6硬質(zhì)合金鏜刀， 1）車削深度及寬度 由于寬度較大，分兩次切削 2）每齒進(jìn)給量 （參考《切削手冊》表3.7） 3）切削速度和每分鐘進(jìn)給量 切削速度：參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》（以下簡稱《機(jī)械手冊》）表3-30，確定 即 則 現(xiàn)采用CA6140車床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》

12、表4.2-39），取 ，故實(shí)際切削速度為 當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床說明書，取 4）切削工時： 式中，（《切削手冊》表3.26，）則 （《切削手冊》表3.26，） 則 工序 銑標(biāo)識垂直度的上下平面 1）銑削深度及寬度 2）每齒進(jìn)給量 3）切削速度和每分鐘進(jìn)給量 切削速度：參考《機(jī)械手冊》表3-30，v取1.5m/s即v=90m/min 則 現(xiàn)采用CA6140車床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2

13、-38），取 ，故實(shí)際切削速度為 當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床說明書，取 4）切削工時： 式中，（《切削手冊》表3.26，與車刀直徑相等）則 則 工序：鉆8-M8底孔，以φ63孔端面為基準(zhǔn)，保證工序尺寸及粗糙度3.2要求 鉆孔至φ6.7機(jī)床的選擇：選用鉆床Z525鉆床及專用夾具 刀具選擇：鉆頭，直徑，幾何的形狀是《切削用量簡明手冊》附表2.2-表2.5，選取雙錐修磨橫刃， 計算切削加工用量 （1）進(jìn)給量的確定 按照加工要求決定進(jìn)給量：按照參考資料《

14、切削用量簡明手冊》附表2.5，鑄鐵乘以孔深修正的系數(shù)，所以 根據(jù)鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表2.9，當(dāng)，時， 根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度確定的進(jìn)給量：按照參考資料《切削用量簡明手冊》附表3.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所容許的軸向力是，（Z525鉆床所容許的軸向力是，根據(jù)《切削用量簡明手冊》附表2-36.）時，進(jìn)給量是 工序 鉆攻4－Ｍ8孔與鉆攻8－Ｍ8孔計算相同，略去 攻8-M8孔，以φ63孔端面為基準(zhǔn)，達(dá)到工序尺寸與粗糙度的要求 選擇M8絲攻來對M8孔攻絲 1）鉆床進(jìn)給量的確定 由參考書籍《機(jī)械手冊》的表2-58知道：

15、 根據(jù)鉆床的使用的說明書，知道 2）鉆削的速度 由參考書籍《機(jī)械手冊》的表4-55，得 選取 因此 結(jié)合鉆床的使用的說明書，取 3）鉆削加工的工時： 工序 鉗工，檢驗 4夾具設(shè)計 4.1 問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量

16、，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計工藝：車φ63H7孔及端面車床專用夾具 本夾具用在車床上車φ63孔及端面。工件緊靠定位板表面 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 此次設(shè)計的車孔及端面夾具的總體方案是使用定位板及限位釘來限制零件的自由度，在壓緊的時候通過使用螺栓，移動壓板對零件進(jìn)行裝夾，在考慮零件的加工拆卸的時候使用移動壓板大大提高零件的裝卸速度，零件的加工要求是對零件的各個加工尺寸進(jìn)行加工并且保證加工尺寸，此次夾具設(shè)計的總體的裝夾方案是，使用零件的底平面定位，限制工件的五個自由度，在零件的端面使用一個支撐面限制零件的1個自由度。 4.3 切削力及夾緊力的計算 夾緊力

17、大小的確定原則：夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當(dāng)。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù)K。 式中W`——計算出的理論夾緊力； W——實(shí)際夾緊力； K——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當(dāng)用于粗加工時，k=2.5~3,用于精加工時k=1

18、.5~2. （二）在分析受力時，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個方程，然后求出所需的夾緊力。垂直方向平衡式為 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對o點(diǎn)取矩可得下式 選最大值，既W=10KN。 上述僅是粗略計算的應(yīng)用注意點(diǎn)，可作大致參考。由于實(shí)際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實(shí)際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾

19、具，則往往還需要通過實(shí)驗的方法來確定所需夾緊力。 4.4誤差分析與計算 計算定位誤差：由于孔定位有旋轉(zhuǎn)角度誤差a,使加工尺寸產(chǎn)生定位誤差和，應(yīng)考慮較大值對加工尺寸的影響。兩個方向上的偏轉(zhuǎn)其值相同。因此，只對一個方向偏轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行計算。 由于轉(zhuǎn)角誤差很小，不計工件左右端面的旋轉(zhuǎn)對定位誤差的影響， 故 較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一； 此方案可取。 4.5設(shè)計夾具以及簡要說明 該夾具主要用來鏜孔及車端面的加工處理，通過下螺母座的底平面以及側(cè)面來進(jìn)行定位，使用活動的螺栓進(jìn)行夾緊，能夠簡便從夾緊裝置中取出制件的實(shí)際操作。在完成制件的加工之后，移動螺母，使其向后

20、退一些距離，這樣就能很容易地取出制件了。在制件的裝夾過程中，首先將制件安置到定位板上，然后移動壓板來壓緊該制件，再擰緊螺栓之后就可以進(jìn)行加工了，在完成制件的加工處理之后，移動壓板從而空出一些距離，之后就可以直接取出該制件了。夾具的裝配圖如下： ４.6小結(jié) 對與設(shè)計專用的工裝夾具，能夠了解到機(jī)床專用夾具，在切削的加工當(dāng)中所起到的作用：確保加工零件要加工的精度，增高零件加工的效率，降低勞動的強(qiáng)度，充分的發(fā)揮以及增大機(jī)床的給以的性能。本次設(shè)計的專用夾具能夠反應(yīng)夾具設(shè)計的時后應(yīng)該注意的問題，比如定位的精度以及夾緊的方式。與夾具的結(jié)構(gòu)的剛度以及強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的工藝性等等問題。

21、 14 5總結(jié) 本次的設(shè)計研究的過程當(dāng)中依然存在很多不合理的地方，比如： （1）缺少實(shí)際工廠加工的經(jīng)驗，對于一些參數(shù)以及元件的選取大概不是比較的合理，具有浪費(fèi)可能。 （2）和專用夾具有關(guān)的刀具以及量具的分析還不師太明確。 （3）系統(tǒng)化的設(shè)計還不是比較的完善，在和計算機(jī)的配合，所進(jìn)行的比較精確的數(shù)據(jù)的選取，以及控制上面還有不足之處。 （4）有的地方不能使用：人工的操作比較多，零部件的磨損度在實(shí)際當(dāng)中還不是太明確。 參考書籍 [1]黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005 [2

22、]陳宏鈞.實(shí)用金屬切削手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005 [3]李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,12 [4]鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京: 高等教育出版社 2000 [5]黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶: 重慶大學(xué)出版社 2002,7 [6]丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計 北京: 高等教育出版社 1997 [7]儲凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶: 重慶大學(xué)出版社 1997,12 [8]廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京: 中國計量出版社 2000,1 [9]樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1992,12 [10]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)[M].冶金工業(yè)出版社,2002 致 謝 本次的螺母座零件的設(shè)計是在XXX老師的指導(dǎo)下才能夠完成的。在整個零件的設(shè)計當(dāng)中，XX老師在方方面面都給了我比較大的幫助。我真心感謝老師在我設(shè)計的過程當(dāng)中，給我的幫助和非常耐心的分析與講解。 同時也感謝我的同學(xué)以及室友給我設(shè)計的幫助，以及生活上的照顧，真心的謝謝所有老師和同學(xué)們。 17