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遼寧工程技術(shù)大學 機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 題 目 調(diào) 整 板 加 工 工 藝 規(guī) 程 制 定 及 插 30H7 孔 專 用 夾 具 設(shè) 計 班 級 機械 12 6 姓 名 劉一柱 學 號 1207100612 指導教師 魏永樂 完成日期 2015 7 10 任 務(wù) 書 一 設(shè)計題目 調(diào)整板機械加工工藝規(guī)程及插 30H7孔專用夾具設(shè)計 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 編制機械加工工藝過程卡片 1 套 4 編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工序卡片 1 套 5 繪制夾具裝配圖 A0 或 A1 1 張 6 繪制夾具中 1個零件圖 A1 或 A2 裝配圖出來后 由指導教師為學生指 定需繪制的零件圖 一般為夾具體 1 張 7 課程設(shè)計說明書 包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設(shè)計全部內(nèi)容 約 5000 8000字 1 份 四 進度安排 本課程設(shè)計要求在 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 械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片 3 第 8 10 天 完成夾具總體方案設(shè)計 畫出草圖 與指導教師溝通 在其 同意的前提下 進行課程設(shè)計的下一步 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)計說明書的編寫 7 第 19天 完成圖紙和說明書的輸出打印 8 第 20 21 天 答辯 五 指導教師評語 該生設(shè)計的過程中表現(xiàn) 設(shè)計內(nèi)容反映的基本概念及計算 設(shè)計方案 圖紙表達 說明書撰寫 綜合評定成績 指導教師 日 期 摘 要 調(diào)整板加工工藝及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計 工序設(shè) 計以及專用夾具設(shè)計三部分 在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析 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 設(shè) 計出零件的工藝路線 接著對零件各個工序的工步進行尺寸計算 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 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(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 關(guān)鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 Abstract The flange parts processing technology and fixture design is the design of process design including the parts processing process design and the three part special fixture In the process of design should first of all parts to analyze understand parts of the process and then design a blank structure and choose the good parts of the machining datum designs the process routes of the parts then the parts each step process dimension calculation the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design then a special fixture fixture for the various components of a design such as the connecting part positioning device clamping element a guide element clamp and the machine tool and other components the positioning error caused calculate fixture when positioning analysis of the rationality and deficiency of fixture structure pay attention to improving and will design in Keywords process process cutting clamping positioning 目 錄 1 零件的分析 1 1 1零件的形狀分析 1 1 2零件的工藝分析 2 1 3確定生產(chǎn)類型 2 2 確定毛坯 繪制毛坯簡圖 3 2 1 確定毛坯的制造形式 3 2 2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 3 3 擬定調(diào)整板工藝路線 4 3 1定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 4 3 2 工序的集中與分散 5 3 3 工序順序的安排 5 3 4 制定工藝路線 6 3 5 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 6 4 確定切削用量及基本時間 8 4 1 工序 1切削用量的及基本時間的確定 8 5 夾具設(shè)計 9 5 1 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 9 5 2夾具設(shè)計及操作的簡要說明 10 總 結(jié) 11 參考文獻 12 1 零 件 的 分 析 1 1 零 件 的 形 狀 分 析 題目給的零件是調(diào)整板 主要作用是起連接作用 它主要用于兩零件之間的 連接 以傳遞動力和轉(zhuǎn)矩 零件的實際形狀如上圖所示 從零件圖上看 該零件是典型的零件 結(jié)構(gòu)比 較簡單 具體尺寸 公差如下圖所示 1 2 零 件 的 工 藝 分 析 由零件圖可知 其材料為 45 具有良好的綜合機械性能 適用于承受較大應(yīng) 力和要求耐磨零件 調(diào)整板的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 精度等級要求 表面粗糙度 Ra um 大端面 33 IT12 6 3 大外圓面 10 IT12 6 3 圓環(huán)面 925IT10 6 3 小外圓面 0 146IT7 3 2 小端面 9IT10 6 3 7mm 孔 7 IT12 12 5 中心孔 30 R18 IT12 6 3 1 3 確 定 生 產(chǎn) 類 型 本調(diào)整板假設(shè)年產(chǎn)量為 Q 10000 臺 年 每臺需要該零件 4 個 備品率 為 3 廢品率為 0 5 代入公式 1 1 得 N 10000 臺 年 4 件 臺 1 3 1 0 5 20703 件 年 調(diào)整板重量為 0 896kg 由表 1 3 知 調(diào)整板屬輕型零件 由表 1 4 知 調(diào)整板的 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 2 確 定 毛 坯 繪 制 毛 坯 簡 圖 2 1 確 定 毛 坯 的 制 造 形 式 零件材料為 45 考慮到零件在使用過程中起連接作用 分析其在工作過程中 所受載荷 最后選用鍛造 以便使金屬纖維盡量不被切斷 保證零件工作可靠 年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平 而且零件輪廓尺寸不大 可以采用模鍛 這從提高生 產(chǎn)效率 保證加工精度 減少生產(chǎn)成本上考慮 也是應(yīng)該的 2 2 確 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 機 械 加 工 余 量 1 公差等級 由調(diào)整板的功用和技術(shù)要求 確定該零件的公差等級為普通級 2 鍛件重量 已知機械加工后調(diào)整版的重量為 0 896kg 由此可以初步估計機械加工前 鍛件毛坯的重量為 1 2kg 3 鍛件形狀復雜系數(shù) 對調(diào)整板零件圖進行分析計算 可大致確定鍛件外廓的直徑和高度 即 d 104mm h 37mm 由公式 2 3 和 2 5 可計算出該調(diào)整板鍛件的形狀復雜系數(shù) S mt mN 1 2 d2h 4 1 2 1042 37 7 8 10 6 4 0 48 介于 0 32 和 0 63 之間 故該調(diào)整板的形狀復雜系數(shù)為 S2級 4 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該調(diào)整板材料為 45 鋼 是碳的質(zhì)量分數(shù)小魚 0 65 的碳素鋼 故鍛 件的材質(zhì)系數(shù)屬 M1級 5 鍛件分模線形狀 根據(jù)該零件的形位特點 選零件的大端面為分模面 屬平直分模面 6 零件表面粗糙度 由零件圖可知 調(diào)整板各加工表面的粗糙度 Ra 均大于 1 6 m 根據(jù)上述諸因素 可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量 如下表所 示 鍛件重量 kg 包容體 重量 kg 形狀復 雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 1 2 2 45 S2 M1 普通級 項目 mm 機械加工余量 mm 尺寸公差 mm 備注 1 5 2 0 取 2 表 2 13 直徑 100 1 4062 表 2 10 1 5 2 0 取 2 表 2 13 直徑 65 1 2068 表 2 10 1 5 2 0 取 2 表 2 13 高度 25 1 05 表 2 10 1 5 2 0 取 2 表 2 13 高度 33 1 2068 表 2 10 1 5 2 0 取 2 表 2 13 孔徑 30 1 206 表 2 10 1 5 2 0 取 2 表 2 13 孔徑 R18 1 2068 表 2 10 3 擬 定 調(diào) 整 板 工 藝 路 線 3 1 定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 1 精基準的選擇 待加工的零件是盤狀零件 孔是設(shè)計基準 也是裝配基準和測量基準 為 避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差 應(yīng)選孔為定位基準 即遵循 基準重合 的 原則 零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工 即遵循了 基準統(tǒng)一 原則 具體而言 即選 100mm 的外圓面和大端面作為精基準 2 粗基準的選擇 作為粗基準的表面應(yīng)平整 沒有飛邊 毛刺或其他表面缺陷 由于待加工的 零件全部表面都需加工 而 100mm 外圓面和大端面作為精基準應(yīng)先進行加工 應(yīng)選面積較大的 65 外圓面及其端面為粗基準 采用 65 外圓面定位加工 可 保證孔的壁厚均勻 3 表面加工方法的確定 以公差等級和表面粗糙度要求 參考相關(guān)資料 其加工方法選擇如下 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra um 加工方法 備注 大端面 IT12 6 3 粗車 表 1 8 大外圓面 IT12 6 3 粗車 半精車 表 1 6 圓環(huán)面 IT10 6 3 粗車 表 1 8 小外圓面 IT7 3 2 粗車 半精車 精車 表 1 6 小端面 IT10 6 3 粗車 表 1 8 7mm 孔 IT12 12 5 鉆 表 1 7 中心孔 IT12 6 3 插 表 1 8 3 2 工 序 的 集 中 與 分 散 選用工序集中原則 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 可以采用萬能型機床配以專用 工 夾具 以提高生產(chǎn)率 而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少 不但可 以縮短輔助時間 而且由于與一次裝夾中加工了許多表面 有利于保證各種加工 表面之間的相對位置精度要求 3 3 工 序 順 序 的 安 排 遵循 先基準后其他 原則 先加工精基準 遵循 先粗后精 原則 先粗加工 再精加工 遵循 先主后次 原則 先加工主要表面 后加工次要表面 遵循 先面后孔 原則 先加工外圓面 端面 再鉆孔 插孔 3 4 制 定 工 藝 路 線 制定工藝路線的出發(fā)點 應(yīng)當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 除此以外 還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果 以便使生產(chǎn)成本 盡量下降 方案 1 粗車大端面 2 粗車 半精車 100mm 外圓面 3 粗車圓環(huán)面 4 粗車 半精車 精車 65mm 外圓面 5 粗車小端面 6 鉆 9 7 孔 C1 均布 7 插中心孔 8 去毛刺 9 檢驗入庫 3 5 選 擇 加 工 設(shè) 備 和 工 藝 裝 備 1 機床選用 查表 4 1 根據(jù)機床的選用原則 對于車削工序 大批量生產(chǎn) 選用臥式車床 就能滿足要求 本零件外輪廓尺寸不大 精度要求屬于中等要求 故選用最常用 的 CA6140 臥式車床 查表 4 8 對于鉆削工序 選用 Z525 立式鉆床即可滿足要求 2 選擇刀具 在車床上加工的工序 一般選用硬質(zhì)合金車刀 加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì) 合金車刀 它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵 冷硬鑄鐵 高溫合金的精加工和半精 加工 為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性 可選用可轉(zhuǎn)位車刀 GB5343 1 134 GB5343 2 134 鉆孔時選用高速鋼麻花鉆 參考 機械加工工藝手冊 主編 孟少農(nóng) 第二卷表 10 21 47 及表 10 2 53 可得到所有參數(shù) 3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn) 一般均采用通常量具 選擇量具的方法有兩種 一 是按計量器具的不確定度選擇 二是按計量器的測量方法極限誤差選擇 采用其 中的一種方法即可 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇匯總?cè)缦卤?工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 1 粗車大端面 車床 CA6140 偏頭車刀 游標卡尺 2 粗車 半精車 100mm 外圓面 車床 CA6140 外圓車刀 游標卡尺 3 粗車圓環(huán)面 車床 CA6140 偏頭車刀 游標卡尺 4 粗車 半精車 精車 65mm 外圓面 車床 CA6140 外圓車刀 游標卡尺 千 分尺 5 粗車小端面 車床 CA6140 外圓車刀 游標卡尺 6 鉆 9 7 孔 C1 均布 鉆床 Z525 麻花鉆 卡尺 塞規(guī) 7 插中心孔 插床 插刀 卡尺 塞規(guī) 8 去毛刺 鉗工臺 平銼 9 檢驗入庫 塞規(guī) 卡尺等 4 確 定 切 削 用 量 及 基 本 時 間 切削用量包括背吃刀量 a 進給量 f 和切削速度 v 確定順序是先確定p a f 再確定 v p 4 1 工 序 1 切 削 用 量 的 及 基 本 時 間 的 確 定 粗車大端面 1 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 2mm 可在一次走刀內(nèi)完成 查表取 2mm pa 2 確定進給量 f 根據(jù) 切削加工簡明實用手冊 可知 表 1 4 進給量 0 5 1 0frm 按 CA6140 機床進給量 表 4 2 11 在 機械制造工藝設(shè)計手冊 可知 0 7f 3 確定切削速度 0V 根據(jù) 切削用量簡明使用手冊 表 1 11 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 112 0 8 1 0 1 0 見表 1 40 故 tvKmvsvKTvKv tV 63 0 0 184 920 1 min48 120 nDc 17ir 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 1250ir 這時實際切削速度 為 cV 1cn 01257 min 4 計算基本工時 1 46minltf 5 夾 具 設(shè) 計 5 1 確 定 夾 具 的 結(jié) 構(gòu) 方 案 1 確定定位元件及夾緊方案 在加工過程中 根據(jù)零件的形狀和需要加工的表面 我們可以選擇一面兩銷 定位方式 一個工藝孔用短圓柱銷 一個用棱形銷定位 夾緊方式用操作簡單 通用性較強的移動壓板來夾緊 在設(shè)計過程中設(shè)計定位板一塊來限制零件的自由 度 定位板限制了零件在 Z方向上的移動和 X Y 方向的旋轉(zhuǎn) 短圓柱銷限制 零件 X Y 方向上的移動 菱形銷限制零件 Z方向的旋轉(zhuǎn) 2 定位誤差的分析 兩定位銷的定位誤差 0B 111minYDd 222i1122inminarct YdDdL 其中 10 52Dm 20D d 3dm 1in 2in4 且 L 84mm 得 10 63Y 257m Y 誤差總和 10 63 1BYm 2 57BY 從以上的分析可見 所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求 3 切削力及夾緊力的計算 參考文獻 實際所需夾緊力 F夾與切削力 之間的關(guān)系 F夾 KF 軸向力 F 夾 KF N 扭距 Nm93 103 24 05 14 310 8 90 MYFXKfdC 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) 2K 由資料 機床夾具設(shè)計手冊 查表 可得 7 切削力公式 PffDF 75 02 14 rm 3 查表 得 821 0 6 9 pKHB 即 69 0Nf 實際所需夾緊力 由參考文獻 16 機床夾具設(shè)計手冊 表 得 12 FWfK 安全系數(shù) K可按下式計算 由式 2 5 有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 見參考文獻 16 機床夾具設(shè)計手6 冊 表 可得 25 01 32 10 21 K 所以 465698NFWf 5 2 夾 具 設(shè) 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 本夾具用于在插床上加工孔 工件以底平面 一面二銷為定位基準 實現(xiàn)完 全定位 采用螺旋夾緊壓板機構(gòu)夾緊工件 該夾緊機構(gòu)操作簡單 夾緊可靠 總 結(jié) 課程設(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 和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(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 CAXA PROE 等制圖軟件 為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ) 課程設(shè)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(yīng)該更好 的做到理論和實踐的結(jié)合 因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導 使我們學 到了很多 也非常珍惜這次課程設(shè)計的機會 它使我的能力得到進一步的提升 參 考 文 獻 1 張進生 機械制造工藝與夾具設(shè)計指導 機械工業(yè)出版社 111115 2 李慶壽 機床夾具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 111111 3 李洪 機械加工工藝手冊 北京出版社 111134 4 黃如林 劉新佳 汪群 切削加工簡明實用手冊 化學工業(yè)出版社 2544 5 余光國 馬俊 張興發(fā) 機床夾具設(shè)計 M 重慶 重慶大學出版社 111115 6 王光斗 王春福 機床夾具設(shè)計手冊 上?？茖W技術(shù)出版社 2540 7 李慶壽 機械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊 M 銀州 寧夏人民出版社 111111 8 廖念釗 莫雨松 李碩根 互換性與技術(shù)測量 M 中國計量出版社 2540 11 111 9 王光斗 王春福 機床夾具設(shè)計手冊 M 上?？茖W技術(shù)出版社 2540 10 樂兌謙 金屬切削刀具 機械工業(yè)出版社 2545 4 17