殼體工藝及典型工序夾具設計【課程資料 含全套CAD圖紙】

買文檔送全套 紙，交流 14951605 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 學 課程設計論文 殼體工藝加工工藝及夾具設計設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 要 殼體零件加工工藝及鉆床夾具設計 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 買文檔送全套 紙，交流 14951605 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 目 錄 摘 要 . 錄 . 1 章 序 言 . 7 第 2 章 零件的分析 . 8 . 8 . 8 第 3 章 工藝規(guī)程設計 . 9 定毛坯的制造形式 . 9 面的選擇 . 9 定工藝路線 . 10 藝路線方案一 . 10 、 工藝路線方案二 . 10 藝方案的比較與分析 . 11 擇加工設備和工藝裝備 . 12 床選用 . 12 擇刀具 . 12 擇量具 . 12 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 12 定切削用量及基本工時 . 14 第 4 章 鉆孔夾具設計 . 23 計要求 . 23 具設計 . 23 位基準的選擇 . 23 切削力及夾緊力的計算 . 23 定位誤差的分析 . 24 具設計及操作的簡要說明 . 24 總 結 . 26 謝 . 27 參 考 文 獻 . 28 買文檔送全套 紙，交流 14951605 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 第 1 章 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。 殼體零件加工工藝及鉆床夾具設計 是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。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，保證尺寸證零件的加工質量。 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。 8 第 2 章 零件的分析 件的形狀 題目給的零件是殼體零件，主要作用是 起連接作用。 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，結構比較簡單 。 具體尺寸，公差如下圖所示 。 件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為 材料灰口鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 殼體零件主要加工表面為： 面粗糙度.2 m 。 面粗糙度.2 m 。 面粗糙度.2 m 。 表面粗糙度.2 m 。 .3 m 、 12.5 m ，法蘭面粗糙度.3 m 。 殼體 共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1) 左端的加工表面： 這一組加工表面包括： 左端面， 225外圓， 180外， 150內圓，倒角 鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有 其要求并不高，粗車后半精車就可以 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2) 這一組加工表面包括：右端面；并帶有倒角；鉆中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可 以達到精度要求。其中， 150、 130或內圓直接在上做鏜工就行了。 第 3 章 工藝規(guī)程設計 本殼體來自注塑機，假設年產量為 10萬臺，每臺車床需要該零件 1 個，備品率為19%，廢品率為 每日工作班次為 2班。 該零件材料為 慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求 Q=100000 件 /年， n=1件 /臺；結合生產實際，備品率和 廢品率分別取19%和 入公式得該工件的生產綱領 N=2+ )（ 1+ )=238595 件 /年 定毛坯的制造形式 零件材料為 件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]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，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。 面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可 以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗基準的選擇，對像殼體這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則 (即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面 10 做為粗基準 )。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準 不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 定工藝路線 制定工藝路線的出發(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。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 藝路線方案一 、 工藝路線方案二 鑄造 鑄造出毛坯 76 231 熱處理 正火 車 粗車外圓 225、 180 及端面 車 半精車外圓 180 及端面 車 車槽 4 車內孔 150、 130 車 車槽 4 162 鉆 鉆，擴 20，攻絲 2 車 去毛刺，清洗 終檢 入庫 鑄造 鑄造出毛坯 76 231 熱處理 正火 車 粗車外圓 225、 180 及端面 車 半精車外圓 180 及端面 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 車 車槽 4 鉆，擴 20，攻絲 2 車內孔 150、 130 車 車槽 4 162 車 車 去毛刺，清洗 終檢 入庫 鑄造 鑄造出毛坯 76 231 熱處理 正火 車 粗車外圓 225、 180 及端面 車 半精車外圓 180 及端面 車 車槽 4 車內孔 150、 130 車 車槽 4 162 鉆 鉆，擴 20，攻絲 2 車 去毛刺，清洗 12 擇加工設備和工藝裝備 床選用 工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產，故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，選用最常用的 式車床。參考根據(jù)機械制造設計工工藝簡明手冊表 鉆孔，選用 擇刀具 一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性 ,可選用可轉位車刀 ( 考機械加工工藝手冊（主編 孟少農），第二卷表 具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸 。參考簡明機械加工工藝手冊（主編 徐圣群） 表 12擇雙斜邊二號砂輪。 擇量具 本零件屬于成批量生產，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。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “殼體” 零件材料為 機械加工工藝手冊（以后簡稱工藝手冊），表 種鑄鐵的性能比較，球墨鑄鐵的硬度 43 269，表 墨鑄鐵的物理性能， =3，計算零件毛坯的重量約為 2 表 3械加工車間的生產性質 終檢 入庫 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 生產類別 同類零件的年產量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 輕型 （零件重 120250 、側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切 削用量簡明手冊（第三版，艾興、肖詩綱編， 1993 年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以 *號，與機械制造設計工工藝簡明手冊的表區(qū)別。 序 粗車外圓 225、 180 及端面 端面的切削用量 所選刀具為 據(jù)切削用量簡明手冊表 于 00表 故選刀桿尺寸 = 516 ，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃傾角 s = 0 ，刀尖圓弧半徑 可在一次走刀內完成，故 = （ 3 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 桿尺寸為 ，pa 工件直徑 10 400之間時， 進給量 f =1.0 按 9）在機械制造工藝設計手冊可知： f =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1 30，530N 。 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 根據(jù)表 強度在 174 207，pa f 045 時，徑向進給力： 950N 。 切削時.0，1.0， 2），故實際進給力為： 50 = （ 3 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 f = 用。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 刀后刀面最大磨損量取為 車刀壽命 T = 可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 6質合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系數(shù)為.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根據(jù) 0n=125 這時實際切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 160 245 ，pa f 切削速度 時， 切削功率的修正系數(shù)實際切削時間的功率為： = （ 3 根據(jù)表 n = r 時，機床主軸允許功率為 所 16 選切削用量可在 床上進行，最后決定的切削用量為： f = n = r = V = m 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 . 計算基本工時 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量簡明使用手冊表 削時的入切量及超切量 y + = 則L =127 +1 = （ 3 定粗鏜的切削用量及基本工時 5= f 根據(jù)切削用量簡明使用手冊 表 知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑 pa 鏜刀伸出長度為 ： f =按 9），選擇， f = V =（ 3 式中 m =0.2，T = x =V（ 3 =37 000=71000 = （ 3 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 按 擇 n =160 2.6 選鏜刀的主偏角 045 ，則 1L = 9 ， 2 ， 03 L， ， 1i ，則： =117s 序 半精車外圓 180 及端面 車端面及倒角，可采用工序相同的可轉位車刀。 采用工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： f= n=3.8 v=50.4 56s 序 半精車右端面，半精車外圓 100，半精車外圓 85，半精車外圓 58，半精車各外圓臺階及圓弧圓角 所選刀具為 據(jù)切削用量簡明手冊表 于 1機床的中心高為 200表 故選刀桿尺寸 = 516 ，刀片厚度為 選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃傾角 s = 0 ，刀尖圓弧半徑 可在一次走刀內完成，故 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 桿尺寸為 ，pa 工件直徑 10 400之間時， 進給量 f =1.0 按 9）在機械制造工藝設計手冊可知： f =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1 30，進給力530N 。 根據(jù)表 強度在 174 207，pa f 045 時， 18 徑向進給力： 950N 。 切削時.0，1.0， 2），故實際進給力為： 50 = 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 f = 用。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 刀后刀面最大磨損量取為 車刀壽命 T = 可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 15質合金刀加工硬度 200 219pa f ， 切削速度 V = 切削速度的修正系數(shù)為.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根據(jù) 0n=125 這時實際切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 160 245 ，pa f 切削速度 時， 切削功率的修正系數(shù)實際切削時間的功率為： = 根據(jù)表 n = r 時，機床主軸允許功率為 所選切削用量可在 床上進行，最后決定的切削用量為： 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 f = n = r = V = m 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量簡明使用手冊表 削時的入切量 及超切量 y + = 則L =126+1 = = 所選用的刀具為 質合金 圓形鏜刀，主偏角為 1500 ，直徑為 16耐用度為 60T ap ，當半精鏜鑄料，鏜刀直徑為 鏜刀伸出長度 給量為： 。 按表 的計算公式確定 V = （ 3 式中 m = V=124.6 選擇 n= n =1200 20 實際切削速度為： v = 確定半精鏜孔的基本時間 50s 序 車內孔 150、 130 本工序仍半精車。已知條件與工序相同，車端面，可采用工序相同的可轉位車刀。 序 鉆中心孔通孔，先鉆底孔 20 10 00 r 20 定鉆孔 20 的切削用量 鉆孔 20，本工序采用計算法。 表 3速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（ 用途 柄麻花鉆 各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 柄長麻花鉆 各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 柄麻花鉆 各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 柄長麻花鉆 各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用 25 搖臂鉆床，查機械加工 工藝手冊 孟少農 主編，查機頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為 15000，表 準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆 25 ，則螺旋角 =300 ，鋒交 2 =1180 ，后角 00 ,橫刃斜角 =500 ， L=197mm,116 表 3準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 徑范圍 直柄麻花鉆 l 51 101 表 3用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) （ ） d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （ 1）后刀面最大磨損限度 具材料 加工材料 鉆頭 直徑 20 高速鋼 鑄鐵 2）單刃加工刀具耐用度 T 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑 11 20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 = 60 查機械加工工藝手冊 孟少農 主編 ，第二卷表 速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=根據(jù)表 中可知，進給量取 f= 查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，表 190鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得， V=12 參考機械加工工藝手冊 孟少農 主編，表 V=12 = （ 3 則 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = =11.8 查機械加工 工藝手冊 孟少農 主編，表 孔時加工機動時間計算公式： （ 3 其中 2 5 2 3則： t= =定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為 臂機床，刀具選用 柄短麻花鉆，機械加工工藝手冊第 2卷。 根據(jù) 機械加工工藝手冊第 2卷表 得鉆頭直徑小于 10鉆孔進給量為 則取 確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第 2卷表 削速度計算公式為 m 3 查得參數(shù)為 , 具耐用度 T=3525 1000 1000 22 則 v = =1.6 所以 n =72 選取 所以 實際切削速度為 1000 v =確定切削時間（一個孔） t = 28 螺紋底孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （ 所以 （ r ） 按機床選取r （ 所以實際切削速度 （ m ） 切 削工時（一個孔）： 212 攻螺紋 54 M 根據(jù)表 4 所以 （ 293 按機床選取 )2 7 2 所以實際切削速度 所以切削時間（一個孔）： 12 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 第 4 章 鉆孔夾具設計 為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為鉆 60、 2夾具將用于 計要求 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，面精度不是主要考慮的問題。 具設計 位基準的選擇 由零件圖可知，分布尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一 ，只能以 130內孔面作為定位基準。 為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對孔進行加工，準備采用手動夾緊。 切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為 20。 則軸向力：見工藝師手冊表 =CF 中： 420， f=( 90200()190 20 )(2 1 2 N 轉矩 T=CT 式中 : =( 功率 7 2 在計算切削力時 ,必須考慮安全系數(shù) ,安全系數(shù) K=2 式中 基本安全系數(shù)， 加工性質系數(shù)， 24 刀具鈍化系數(shù) , 斷續(xù)切削系數(shù) , F/ =( 鉆削時 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 416 )( 所以 ,鉆削時工件不會轉動 ,故本夾具可安全工作。 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為孔銷配合，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 定位誤差分析 130H9/ 根據(jù)配合公差 130以上可知 1 2析定位誤差： 基準不重合誤差： 因鉆孔時，定位基準為心軸的中心線，工序基準也為心軸的中心線。 故： 具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊軸的大平面定位三個自由度，短心軸定位 兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位，但側面是經精銑的面，過定位是允許的。 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 26 總 結 課程設 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 我們踏入社會打下了好的基礎。 課程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，也非常珍惜大學給我們的這 次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 致 謝 這次課程設計使我收益不小，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(shù)據(jù)