轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝及鉆φ52孔端4-Ｍ8孔夾具設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝及鉆52孔端48孔夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 年級專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2017年06月.摘要能通過運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過程中的定位.夾緊以及工藝路線安排以及工藝尺寸的確定等問題，確保證零件的加工的質(zhì)量學(xué)會(huì)使用圖表資料以及手冊，掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱及出處，能夠做到熟練的使用。所以，它在我們的大學(xué)的生活當(dāng)中占有比較重要的地位。就我自己個(gè)人來說，我希望能夠經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)對自己未來從事的工作，進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己考慮問題以及解決問題的能力，為自己今后的工作打下一個(gè)比較良好的基礎(chǔ)。因?yàn)槟芰τ兴拗疲O(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)有不足的地方，懇請各位老師給予批評與指正。全套圖紙加扣3012250582AbstractCan through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.目 錄1 轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)11.1 零件的分析11.1.1零件的作用11.1.2零件的工藝分析21.2孔和平面的加工順序21.3轉(zhuǎn)向器殼體加工定位基準(zhǔn)的選擇31.4轉(zhuǎn)向器殼體加工主要工序安排32 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定53確定切削用量及基本工時(shí)55 專用夾具設(shè)計(jì)135.1鉆52孔端4-M8夾具設(shè)計(jì)5.1.1定位基準(zhǔn)的選擇135.1.2切削力及夾緊力計(jì)算135.1.3定位誤差分析135.1.4夾具設(shè)計(jì)及操作說明14結(jié)論19參考文獻(xiàn)20致 謝211 轉(zhuǎn)向器殼體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1 零件的分析1.1.1零件的作用本課題老師所指定的是轉(zhuǎn)換器殼體零件的工藝和夾具的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換器殼體的主要的作用，對里面零部件所起到容納以及支撐的作用，使它們滿足規(guī)定的相對的位置，能夠起到正常需要的作用以及足夠的精度，并且它還具有安全保護(hù)與密封及防塵和隔震的作用，還有起到了保護(hù)內(nèi)部的零件能夠不受到外部不好環(huán)境因數(shù)侵害的作用。因此在平常的生活工作當(dāng)中使用得比較廣泛，也因此起到啦比較重要的作用。1.1.2零件的工藝分析工件的材料是RUT340，生產(chǎn)工藝不復(fù)雜，鑄造的性能不錯(cuò)，減震性能也較好。殼體零件所需要加工的表面和加工面的位置的要求。分析如下幾點(diǎn)：（1）主要的加工表面：1）粗精銑52孔端平面要保證尺寸到174mm平行度的誤差到0.032）粗精銑銑106左面，106mm厚度至平面平行度誤差是0.023）粗精銑臺(tái)階孔右側(cè)面平面等尺寸要求，并要保證各位誤差的要求4）鉆52孔端4-M8孔5）鉆2-M14孔6）鏜35孔7）鉆攻8-M8孔7）鏜35孔（2）主要的基準(zhǔn)表面：1）以鏜35孔及平面當(dāng)作基準(zhǔn)的加工的表面此組加工的表面所包括：零件的左側(cè)表面各個(gè)孔與端表面2）以側(cè)面當(dāng)作基準(zhǔn)加工的表面這組所要加工的表面所包括：主要要加工的是35孔及平面。1.2孔和平面的加工順序轉(zhuǎn)向器殼體零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工轉(zhuǎn)向器殼體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。轉(zhuǎn)向器殼體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。轉(zhuǎn)向器殼體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗先加工基準(zhǔn)面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個(gè)好處就是在粗加工以后零件表面有應(yīng)力集中的現(xiàn)象，粗精分開可以在粗加工以后進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力。1.3轉(zhuǎn)向器殼體加工定位基準(zhǔn)的選擇（1）選取粗加工基準(zhǔn) 相對本殼體工件來講，根據(jù)互為的加工基準(zhǔn)的選取的原則，選取本殼體的左平面來當(dāng)作要加工的粗加工的基準(zhǔn)，利用左面定位塊支承和端面來作為主要的定位的基準(zhǔn)，來控制z，z，y，y，五個(gè)的自由度。然后以一面來定位消除x，向的自由度，以滿足定位的目的。（2）選取精加工基準(zhǔn)，主要就要分析到加工基準(zhǔn)重合的問題，與方便裝夾的方案，選擇已經(jīng)加工完成的35孔來當(dāng)作零件精加工的基準(zhǔn)。1.4轉(zhuǎn)向器殼體加工主要工序安排對于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。轉(zhuǎn)向器殼體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，確定工藝路線：方案11工 序 號(hào) 工 名 序 稱工序內(nèi) 容1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效3鏜鏜35孔4鏜鏜52孔5鉆鉆52孔端4-M8孔6鉆鉆左端平面4-M8孔7鉆鉆2-M14孔8銑粗,精52左端平面9銑粗,精銑52右平面10銑粗精銑左側(cè)面11銑粗精銑臺(tái)階孔右側(cè)面12鉗工去毛剌13檢終檢方案2工 序 號(hào) 工 名 序 稱工序內(nèi) 容1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效3銑粗,精52左端平面4銑粗,精銑52右平面5銑粗精銑左側(cè)面6銑粗精銑臺(tái)階孔右側(cè)面7鏜鏜35孔8鏜鏜52孔9鉆鉆52孔端4-M8孔10鉆鉆左端平面4-M8孔11鉆鉆2-M14孔12鉗工去毛剌13檢終檢上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二采用的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，減少了加工誤差，從而能更好的保證加工精度，同時(shí)生產(chǎn)之間可以相通，粗精加工分開，對提高產(chǎn)品質(zhì)量有好處，對生產(chǎn)效率提高有效果。方案一不符合先面后孔的原則，對產(chǎn)品質(zhì)量沒有好處，因此選用第二個(gè)方案很有好處。 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝卡片。2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定轉(zhuǎn)向器殼體零件材料為RUT340，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。生產(chǎn)的類型是中批量的生產(chǎn)的方式。因?yàn)榱慵鬟x擇金屬模的鑄造成型,零件的毛坯的尺寸最終確定如下圖：3確定切削用量及基本工時(shí)工序 粗精銑左側(cè)面粗銑左側(cè)面26所給定的條件：零件的材質(zhì)選擇RUT340，鑄造成型。機(jī)床選擇X52K式銑床。根據(jù)參考書7的表3135刀具選擇銑刀，材質(zhì)為硬質(zhì)合金三面刃的圓盤（面銑刀）， ，齒數(shù)選擇，選粗齒型的銑刀。因?yàn)榇藛芜叺挠嗔渴?mm因此銑削加工的深度是：進(jìn)給量各個(gè)齒是：按照參考書3的表2.2-77，選擇銑加工的速度是：根據(jù)參考書7附表3237，選擇。銑床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度： 式（2.1）公式當(dāng)中 V銑削加工的速度； d銑刀的直徑。根據(jù)公式2.3銑床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度：根據(jù)參考書3附表3.2-76 實(shí)際銑削加工的速度：進(jìn)給量： 機(jī)床工作臺(tái)每分鐘的進(jìn)給量： ：按照參考書7附表2.6-87,精銑左側(cè)面已知條件：箱體體的材質(zhì)選擇RUT340，鑄造成型。銑床選擇X52K式銑床。文獻(xiàn)資料7附表3538銑刀選用材質(zhì)銑刀或者面銑刀：， ，齒數(shù)選擇12，此銑刀為細(xì)齒。精加工此平面的單邊的余量： mm銑加工的深度：每一個(gè)齒的進(jìn)給量：按照參考書7附表3136，選擇銑加工的速度：根據(jù)參考資料7附表3236，選擇銑床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，根據(jù)公式（2.4）得：根據(jù)參考資料7附表3.2-38 實(shí)際的銑削加工的速度：由進(jìn)給量，根據(jù)公式（1.3）有：工作臺(tái)每分鐘的進(jìn)給量： 粗銑加工的切削工時(shí)被切削層的長度：根據(jù)殼體體毛坯的尺寸， 加工銑刀切入時(shí)的長度： 銑刀切出時(shí)的長度事：可得走刀的次數(shù)是1機(jī)動(dòng)的時(shí)間的公式是：由參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間得精銑的切削工時(shí)被切削層長度的：根據(jù)毛坯尺寸可知道 刀具切入長度的：精銑時(shí)為刀具切出長度的：取得走刀的次數(shù)為1所需機(jī)動(dòng)的時(shí)間：差參考資料5附表2.6-49可以得到銑削加工的輔助的時(shí)間鉆左端平面4-M8孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：麻花鉆切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊1表2.4-39，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊1表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度： （式3.5）式中： 鉆孔的孔徑 鉆頭的主偏角由實(shí)際鉆孔知道，取16mm,所以代入（式3.5）得： 刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：攻絲M8切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊1表2.4-58，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊1表2.4-60，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度： （式3.6）式中： 鉆孔的孔徑 絲攻的主偏角 經(jīng)查手冊得：=17.85mm，則代入（式3.6）得： 刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間：本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間。工序：粗,精銑52左平面粗銑機(jī)床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)的合金端面銑刀 機(jī)床齒數(shù)10（1）粗銑銑削深度：每齒的進(jìn)給量：據(jù)相關(guān)的機(jī)械加工工藝手冊中的表2.3.73，取銑削速度：據(jù)相關(guān)的機(jī)械加工工藝手冊中的表2.3.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：參照書籍機(jī)械加工工藝手冊中的表2.3.81,機(jī)床刀具切入長度：機(jī)床刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：精銑銑削深度：精銑每齒的進(jìn)給量：參照書籍機(jī)械加工工藝手冊表2.3.73，取精銑銑削的速度：參照書籍機(jī)械加工工藝手冊表2.3.81，取機(jī)床傳動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)速：，取精銑實(shí)際銑削速度：精銑進(jìn)給量：精銑機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 精銑刀具切入長度：精銑時(shí)精銑刀具切出長度：取精銑走刀次數(shù)為1精銑機(jī)床機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以本工序機(jī)床機(jī)動(dòng)時(shí)間工序 鏜孔52機(jī)床：車床C516-A刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序：鏜35的孔機(jī)床：C516-A車床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=6.0mm。因此確定進(jìn)給量。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-41取實(shí)際切削速度：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)3，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min工序：鉆2-M14孔孔的直徑式14mm。加工的機(jī)床選擇Z535的鉆床，加工的工序選用麻花鉆頭為12。進(jìn)給的量：按照參考資料5附表2.5-39，選擇切削加工的速度：根據(jù)參考書5附表2.4-46，選擇根據(jù)公式（2.6）鉆床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度：，選擇實(shí)際切削加工的速度：被切削加工層的長度：鉆頭切入的長度：鉆頭切出的長度：走刀的次數(shù)是1按照參考書5附表2.3-46可以知道加工的輔助的時(shí)間攻螺紋M14mm： 選取M14mm高速鋼機(jī)用的絲錐 f等于工件螺紋的螺距p，得 按鉆床選得 基本的加工工時(shí)：工序 去毛刺，檢驗(yàn)5 專用夾具設(shè)計(jì)5.1鉆52孔端4-M8夾具設(shè)計(jì)為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過分析，決定設(shè)計(jì)工序鉆52孔端4-M8夾具設(shè)計(jì)，本夾具將用在鉆床上。利用本夾具主要用來加工4-M8的螺紋孔，由于還要攻螺紋，所以這個(gè)孔沒有表面粗糙度要求。因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時(shí)間提高生產(chǎn)率。5.1.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖知，加工4-M8的螺紋底孔最合適的方法是以52mm孔的內(nèi)表面以定位銷定位。定位銷的工作表面一般按h7、g6或f7制造，裝卸工件方便、但定心精度不高。為了減小因配合間隙而造成的工件傾斜，工件常以孔和端面聯(lián)合定位。因而要求工件定位孔與定位端而之間、定位銷的圓柱工作表而與端而之間有較高的垂直度最好能在一次裝夾中加工出來。所以在設(shè)計(jì)夾具時(shí)可以考慮把以把定位銷設(shè)計(jì)成帶臺(tái)階面的,采用定位銷同時(shí)對端面與中孔定位。夾緊則用一塊開口壓板和螺母就可以了。x,y方向的移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)自由度由心軸限制，Z向移動(dòng)則由定位銷臺(tái)階面的上表面限制。轉(zhuǎn)動(dòng)自由度則另一個(gè)螺釘控制。因此工件的定位為完全定位，所以這一定位方案可行。5.1.2切削力及夾緊力計(jì)算鉆孔刀具為高速鋼麻花鉆6.7mm鉆孔時(shí)的軸向力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 則 由于工件所受加緊力與切削力方向相互平行且豎直向下，故z方向夾緊即可，不需太大的加緊力，固定即可。由于鉆削的時(shí)候在x,y方向的水平的分力很小，定位銷完全可以承受，故這里不再計(jì)算水平方向的分力。5.1.3定位誤差分析 這里心軸是最主要的定位，所以我們這里就只分析心軸的定位的誤差。 定位銷的工作表面一般按h7、g6或f7制造，在前述中是以52mm孔的內(nèi)表面以圓柱定位銷定位的，所以根據(jù)設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)這里確定定位銷和孔的配合尺寸為 。由零件圖查手冊可知52H7的公差數(shù)值為，和52K6的公差數(shù)值為，兩配合處產(chǎn)生的最大側(cè)向間隙為由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角a為則即最大側(cè)隙能夠滿足零件的精度要求。5.1.4夾具設(shè)計(jì)及操作說明工件在夾具中裝夾包括定位相夾緊兩個(gè)過程。工件的定位是指在夾具中，工件的定位基準(zhǔn)與定位元件相接觸或配合，從而使同一批工件在夾具中都能獲得正確的位置這就是工件在夾具中定位的實(shí)質(zhì)。工件的正確定位將保證加工精度的穩(wěn)定性工件的定位是夾具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。前面已經(jīng)確定定位銷完全能夠承受水平方向的切削力，所以心軸的尺寸可以按照被加工零件的尺寸確定，固定定位銷的夾具體的尺寸也可按照經(jīng)驗(yàn)得到?？紤]到鉆4個(gè)孔需要分度，這里設(shè)計(jì)了鉆模板，同時(shí)加工完4個(gè)零件后才可以取下鉆模板,這樣保證了各個(gè)孔的位置精度。同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)底座零件便于夾具與工件聯(lián)結(jié).為了提高加工效率，可設(shè)計(jì)4個(gè)鉆套。因?yàn)槭倾@同一尺寸的孔，故可設(shè)計(jì)一固定鉆套。其尺寸根據(jù)所鉆孔的直徑，可查設(shè)計(jì)手冊得到。鉆床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見圖紙。5 結(jié)論轉(zhuǎn)向器殼體零件，鉆床夾具的設(shè)計(jì)具有很多相似性。通過對轉(zhuǎn)向器殼體零件加工工藝的制訂和夾具的設(shè)計(jì)，使我自己在大學(xué)對機(jī)械加工的知識(shí)有了更全面的掌握。轉(zhuǎn)向器殼體零件工藝規(guī)程制訂過程中，所需內(nèi)容包括零件工藝分析、加工路線的確定、切削用量的確定、工時(shí)定額的計(jì)算、加工余量的確定、定位誤差的分析，夾具設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。這是我學(xué)習(xí)過的知識(shí)的一次大綜合的運(yùn)用。通過對鉆床夾具的設(shè)計(jì)，讓我鞏固了工件在夾具中的定位、夾緊以及夾具精度的計(jì)算等知識(shí)，雖然在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，遇到了不少的困難，但通過分析，解決了這些問題，讓我學(xué)習(xí)到了不少的東西。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容都用電子文檔形式，增加了我的編輯電子文檔的操作熟練度，同時(shí)也提高了CAD操作熟練度，通過這次設(shè)計(jì)，自己也收集了很多關(guān)于機(jī)械方面的電子書籍。 通過這次設(shè)計(jì)，我不僅學(xué)習(xí)到了許多新知識(shí)，而且很好的將以前學(xué)過的知識(shí)的復(fù)習(xí)和總結(jié)。同時(shí)也存在一些問題需要解決，但是最重要的是培養(yǎng)了我分析問題，解決問題的能力，有利于以后實(shí)際工作的需要。參 考 文 獻(xiàn)1 李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊M.北京：北京出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.2 孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊（第1卷）：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.4 廖念釗、古瑩奄、莫雨松、李碩根、楊興駿編.互換性與技術(shù)測量（第四版）J.北京：中國測量出版社，