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設計說明書 題目：軸座零件的工藝規(guī)程及銑端面夾具設計 學 生：李揚 學 號：0930120117 專 業(yè)：機械設計與制造 班 級： 09-1 指導老師：陶福春 日期：2011年11月28日至2011年12月16日 目 錄 摘 要…………………………………………………………………1 序 言…………………………………………………………………3 一. 零件分析 ……………………………………………………4 1.1 零件作用 ………………………………………………4 1.2零件的工藝分析 …………………………………………4 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………4 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇……………………………………………… 4 2.3制定工藝路線 ……………………………………………5 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………6 2.5 確立切削用量及基本工時………………………………7 三 夾具設計………………………………………………………15 3.1問題的提出………………………………………………15 3.2定位基準的選擇…………………………………………15 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………17 3.4定位誤差分析……………………………………………19 3.5夾具設計簡要操作說明…………………………………20 總 結(jié)………………………………………………………………21 致 謝………………………………………………………………22 參考文獻 …………………………………………………………23 摘 要 本次設計內(nèi)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。 軸座零件的工藝規(guī)程及銑端面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(jié)構(gòu)，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(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(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 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(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 軸座零件的工藝規(guī)程及銑端面夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、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(zhì)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(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)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 軸座的作用是裝軸，保證軸的旋轉(zhuǎn)精度。 1.2 零件的工藝分析 軸座有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 軸承座有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 1，以底面為基準的加工面，這組加工面包括銑2-Φ6的上端面和鉆2-Φ6孔 2，以2-Φ6孔為基準的加工面，這組加工面，主要是Φ30孔端面和Φ30孔。 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HT150，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。 2.2 基面的選擇 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(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 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(guān)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。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(jīng)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。 粗基準的選擇：軸承座這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關(guān)重要。我們選擇不加工的底面為粗基準。 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(chǎn)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。 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。 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(shù)要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺階面 5 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 6 銑 銑Φ30孔兩端面 7 車 車Φ30孔 8 銑 銑下端寬35槽 9 鉆 銑頂面 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 11 檢驗 檢驗 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺階面 5 銑Φ30孔兩端面 6 銑 車Φ30孔 7 車 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 8 銑 銑下端寬35槽 9 鉆 銑頂面 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 11 檢驗 檢驗 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一是鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔加工完后，車Φ30孔，保證了加工精度，而方案二是直接車孔，精度難易保證，證了工件綜合考慮我們選擇方案一 具體的工藝路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺階面 5 鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 6 銑 銑Φ30孔兩端面 7 車 車Φ30孔 8 銑 銑下端寬35槽 9 鉆 銑頂面 10 鏜 鉆M8x0.75螺紋孔 11 檢驗 檢驗 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 軸座零件材料為HT150， 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 軸座的端面 因為軸座的上下和中心孔端面沒有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量為2.5mm。 2、軸座的孔 毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5 2.5 確立切削用量及基本工時 工序3：銑下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?80 當＝480r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序4：銑高12mm臺階面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)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(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)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 工序6：銑Φ30孔兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 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(nèi)銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時：l=75 ，，則機動工時為 工序VI：鉆2-Φ6孔，锪2-Φ13孔 工步一：鉆2-Φ6孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1592r/min 與1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1600r/min。現(xiàn)選取=1600r/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)=60mm; =4mm; =3mm; t t= ==0.355min) 工步二：锪2-Φ13孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為 　　　 式中的、——加工實心孔進的切削用量. 現(xiàn)已知 =0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊》)表2.13 　　　　　　　　 1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 271.8r/min 與271.8r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為275r/min?，F(xiàn)選取=275r/min。 所以實際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=4mm; =6mm; =0mm; t= ==0.072(min) 三、 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，計專用的夾具。 有老師分配的任務，我被要求設計銑Ф30孔兩端面，本夾具將用于X51立式銑床上加工。 3.1問題提出 本夾具主要用來銑Ф30孔兩端面，因為銑Ф30孔兩端面和軸座下端面有垂直度的位置關(guān)系，其他沒有位置度要求。我們采用下端面和2-Ф6孔定位。 3.2定位基準的選擇 我們采用已經(jīng)加工好的2-Ф6孔作為定位基準，采用移動壓板壓緊，2-Ф6孔孔處，我們分別用采用心軸和削邊軸定位，再加上下端面，即我們采用經(jīng)典的一面2銷定位，采用移動壓板壓緊。 3.3切削力和夾緊力的計算 （1）刀具： 采用高速鋼端銑刀, 機床： x51立式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.4.定位誤差分析 一面兩銷定位誤差 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 3.5夾具設計簡要操作說明 本夾具采用一面2銷定位，移動壓板壓緊，，我們順著心軸和削邊軸裝上工件后，插入移動壓板，然后旋緊螺母夾緊工件，即可開始加工工件，加工完畢后，我們松動螺母，移動壓板，因此我們在不用卸下螺母的情況下，可以順著心軸把工件取出。從而順利完成工件的裝卸，此夾具設計在滿足要求的情況下相對比較簡單，適合于批量生產(chǎn)，我對此夾具的設計感覺還是很滿意的。 裝配圖附圖如下 夾具體附圖如下 總 結(jié) 設計即將結(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(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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎(chǔ)。 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(jié)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(guān)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(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)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(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W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(guān)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(shù)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(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上海科學技術(shù)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，19 第 0 頁 共 25 頁