主軸尾堵機械加工工藝規(guī)程及鉆Φ14.5深38孔,攻螺紋M16x1.5深16夾具設計

1、課 程 設 計 說 明 書題目： 主軸尾堵機械加工工藝規(guī)程及鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16夾具設計學院（系）：機械工程系 年級專業(yè)： 09級機制一班 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：學院 基層教學單位：機械系 學 號學生姓名專業(yè)（班級）09機制設計題目 主軸尾堵機械加工工藝規(guī)程及鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16夾具設計設計技術參數(shù)1.年生產(chǎn)綱領： 件 2.加工要求：見零件圖設計要求 1.工藝規(guī)程必須保證加工質量和生產(chǎn)率要求，合理可行。2.夾具設計要保證加工精度，并定位合理、夾緊可靠、操作簡便；盡量采用機動夾

2、緊、多件夾緊等。3.設計圖紙及說明書符合規(guī)范。工作量零件圖 1張（A3/A4）毛坯圖 1張（A3/A4）夾具結構裝配圖 1張（A1/A0）機械加工工藝過程卡片及工序卡片 1套課程設計說明書 1份（不少于5千字）工作計劃第1周 抄畫零件圖，完成機械加工工藝規(guī)程設計及毛坯圖。第2周 進行夾具設計及計算，完成結構草圖。第3周 完成夾具裝配圖，編寫課程設計說明書，答辯。參考資料機械制造工藝學課程設計指導書機械制造工藝手冊機床夾具設計圖冊機床夾具設計手冊機械零件設計手冊指導教師簽字基層教學單位主任簽字說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。 2012年 07月 26 日 目 錄第1

3、章 零件的分析 11.1 零件的功用及結構分析.11.2 零件的工藝分析.1第2章 主軸尾堵零件機械加工工藝規(guī)程設計 22.1 毛坯的選擇.22.2 基準的選擇 22.3 工藝路線的擬定 2 2.3.1表面加工方法及加工方案的確定 2.3.2加工順序的確定 2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定 32.5 切削用量及工時定額的確定 4第3章 鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16 x1.5深16的工序夾具設計 73.1 任務的提出 73.2 定位方案及定位裝置的設計計算 7 3.2.1定位方案的確定 3.2.2定位元件及裝置設計 3.2.3定位誤差的分析計算3.3 對刀或導引元件（裝置）設計 8

4、3.4 夾緊方案及裝置的設計計算 8 3.4.1夾緊方案的確定 3.4.2夾緊力大小的分析計算 3.4.3夾緊機構及裝置設計3.5 連接元件及夾具體設計. 83.6 夾具操作及維護簡要說明. 8參考文獻 9附錄 機械加工工藝過程卡片.10附錄 機械加工工序卡片.12第1章 零件的分析1.1 零件的功用及結構分析 主軸尾堵，位于主軸的端部，通液壓油，連接油管和其它件?？子糜谕ㄓ?，外圓表面用于和其它表面配合。1.2 零件的工藝分析零件的視圖正確、完整，尺寸、公差和位置要求齊全。但孔12有點偏深，深80。該零件屬回轉體零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。應該說，這

5、個零件的工藝性較好。- 1 -第2章 主軸尾堵零件機械加工工藝規(guī)程設計2.1 毛坯的選擇該零件的材料為Q235。由于含碳適中綜合性能較好，強度、塑性有較好的配合。由于零件為中批生產(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成型。中批生產(chǎn)考慮到經(jīng)濟問題，模具不宜太復雜，毛皮選用只有一個臺階面的形式。2.2 基準的選擇1、粗基準的選擇 考慮到粗基準便于工件裝夾的原則，優(yōu)先選用70的外圓中心軸線為粗基準，用三爪卡盤自動定心即可達到要求。2、精基準的選擇 零件的設計基準為60的外圓軸線，零件圖中70的外圓的同軸度要求是以60的外圓軸線為基準，同時120的外圓的右端面的垂直度要求也以60的外圓軸線為基準，考慮到

6、精基準重合的原則，故以60的外圓軸線為精基準。2.3 工藝路線的擬定2.3.1表面加工方法及加工方案的確定本零件的加工面有外圓，內孔，槽及螺紋等，材料為Q235，以公差等級和表面粗糙度要求，查閱工藝手冊中零件表面加工方法、加工經(jīng)濟精度與表面粗糙度相關內容，其加工方法選擇如下。（1）70的外圓面。保證其圓度誤差在0.025之內，圓度誤差在0.08之內，需要精加工。即粗車半精車精車。（2）120的外圓面及左端面。未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra12.5，不需精加工。即粗車。（3）120圓柱的右端面。保證其與圓柱中心軸線的垂直度誤差在0.05之內，表面粗

7、糙度為Ra3.2需要精加工。即粗車半精車精車。（4）60h7的外圓面。保證圓柱度誤差為在0.08之內，公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra3.2，需要精加工。即粗車半精車精車。（5）54.5 ，寬為4.8 的槽。有圓角要求且側面及外圓面的粗糙度為Ra1.6，精度要求較高，需精加工。另外溝槽用普通車刀不易進行加工，所以選用高速鋼成型車刀（W18Cr4V）進行精車加工。即（6）70外圓上的平面。未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra12.5，只需粗加工即可。即粗銑。（7）4x30 的倒角。表面粗糙度要求為Ra3.2，需精加工。- 2 -（8）1x45 的倒角及2x45 的倒角。表面粗糙度

8、要求為Ra12.5，粗加工即可。即粗車。（9）孔的加工。零件中的孔均無公差要求，粗糙度要求為Ra12.5，只需鉆孔，不需擴孔和鉸孔的精加工。其中15深10的沉孔，不易加工，可采用反向锪鉆的方法進行加工；M16x1.5深16的螺紋可用攻螺紋的方法進行加工。2.3.2加工順序的確定按照先加工基準面，再加工其他表面的原則，應先加工60的外圓表面。再有先安排粗加工工序，后安排精加工工序的原則和先加工平面后加工孔的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行加工。工序1：以70的外圓及端面為粗基準定位，粗車60的端面，外圓及120的外圓及右肩面。工序2：以60的外圓及其肩面為精基準定位，粗車70的端面，外圓及其

9、肩面。工序3：半精車70的外圓。工序4：以70的外圓及端面定位，半精車60的外圓及120的外圓右肩面。工序5：精車60的外圓及120的外圓右肩面，車 445倒角。工序6：用高速鋼成型車刀車溝槽，倒圓角。工序7：鉆49通孔，反向锪鉆15深10的孔。工序8：鉆12深孔80。工序9：粗銑70外圓上的平面。工序:10：鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16。工序11：鉗工去毛刺。工序12：終檢。2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定1.粗車工序：60的外圓及120的右端面，70的端面及外圓及120的外圓左端面。加工余量為外圓雙邊余量2.3mm，端面單邊余量2.3mm。2.半精車工序：70的

10、外圓，60的外圓及120的外圓右端面。加工余量為外圓雙邊余量：1.5mm。端面單邊余量1.5mm3.精車工序：60的外圓，70 外圓及120的外圓右端面，車 445，倒角145倒角。精車余量為外圓雙邊余量0.3mm。端面單邊余量0.3mm4.粗銑工序：70外圓上平面。加工余量：2.5mm5.鉆孔工序：鉆9通孔，鉆12深孔80，反向锪鉆15深10的孔，鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16。6.其他耗時：終檢，換刀，裝夾等。- 3 -2.5 切削用量及工時定額的確定工序七：鉆49通孔，反向锪鉆15深10的孔自由度限制分析：9的孔在平面上有位置要求，需限制X、Y方向上的移動且需限制X、Y

11、的轉動；，。說明：使用平面+V型塊定位，使用圖示夾緊機構夾緊。限制自由度：平面：Z移動，X轉動，Y轉動V型塊：X移動，Y移動工序7 ：鉆49通孔反向锪鉆15深10的孔 選用機床：KZ2-B18組合鉆床1. 鉆49mm通孔 d=9 f=0.220.28/r (見切削手冊表2.7) 選修正系數(shù)k=1 f=（0.220.28）1=0.22-0.28（mm/r） 取f=0.28mm/r v=10.51110.85=8.9 (見切削手冊表2.13及表2.14，按第七類加工性考慮) Ns=1000vD=315.8r/min 選用較大N=351r/min(按工藝手冊表4.2-2) 所以實際切削速度V=DN1

12、000=9.92（m/min） 所以取較小f=0.19 切削工時：L=16mm L1+L2=10mm Tm=0.39(min)2. 反向锪鉆15深10的孔 根據(jù)有關資料介紹，锪沉頭孔時切削速度和進給量約為鉆孔時1/2-1/3 故： f=1/3f鉆=（0.31-0.37）1/3=0.12（mm/r） v=1/3v鉆=6（m/min） Ns=1000vD=127(r/min) 按機床選取N=125（r/min） 所以實際切削速度 v=DN1000=5.89（m/min） 切削工時 L=10 L1+L2=8 T=（L+L1+L2）nf=1.2 min工序八：鉆12mm，深80mm孔1)加工材料為Q2

13、35，b=300MPa2)選擇鉆頭：根據(jù)加工要求選取硬質合金麻花鉆d=12mm3)確定進給量f:根據(jù)切削手冊表2.7，當鋼的b800MPa,d=12時，f=0.250.31mm/r.由于本零件在加工12孔時屬于低剛度零件，故進給量應- 4 -乘系數(shù)0.75，則： F=(0.250.31) 0.75=0.190.23(mm/r)根據(jù)Z550機床說明書，現(xiàn)取f=0.19mm/r4)切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=10.2Ns=1000V/dw=100010.2/12270.7r/min根據(jù)機床說明書，取Nw=250r/min,故實際切削速度為： V=dNw/1000=

14、12250/1000=9.42m/min5)切削工時：L=80,L1+L2=10mm Tm=(80+10)/(2500.19)=1.89min 工序九：銑70外圓上平面。1、加工條件 工件材料：Q235，b=300Mpa、模鍛。 加工要求：標準硬質合金端銑刀粗銑，加工余量h=21mm用乳化液冷卻。 機床：立式銑床XA5032。2、選擇刀具 1）YT15硬質合金刀片 銑削深度4mm時，端銑刀直徑為80mm，為60mm。但已知銑削深度為32.08mm。齒數(shù)Z=4。 2）銑刀幾何形狀：由于b800Mpa，故選擇=60 ，=30 ，=5 ，=8 ，=10 ，s=-15 ，=-5 。3、 選擇切削用量1

15、） 決定銑削深度 由于加工余量較大，故選擇六次走刀切削寬度=3.5mm。2） 決定每齒進給量 當實用YT13，銑床功率7.5KW =0.090.18mmz。所以=0.18mmz。3） 最大磨損量0.8mm，刀具壽命T=180min。4） 當=80mm，z=4，4mm，=0.18mmz時，=123mmin，=313rmin，=263mmmin。- 5 -根據(jù)機床說明書可知：=300rmin，=235mmmin，因此實際切削速度和每齒進給量為 5） 檢驗機床功率 近似為。故。，1） 6) 計算基本工時 L=l+y+ l=72mm y+=25mm 所以工序十：鉆14.5孔1.進給量f：根據(jù)切削手冊表

16、2.7，d0=14.5mm，f=0.31-0.37mm，修正系數(shù)為1.0。取f=0.28mm。2.切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13和2.14，查的切削速度v=11.5mm/min，乘以修正系數(shù)0.85，v=11.50.85=9.8mm/min，ns=1000vdw=100011.53.1414.5=215.2r/mm。根據(jù)選定機床的說明書，取nw=250r/mm，所以實際切削速度為v=dwnw1000=3.1414.52501000=11.38mm/min。3.切削工時：l=38，l1+l2=8，tm=（l+ l1+l2）fnw=（38+8）0.28250=0.66min.攻螺紋m16:1.進

17、給量f：根據(jù)切削手冊表2.7，d0=16mm，f=0.31-0.37mm，修正系數(shù)為1.0。取f=0.37mm。2.切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13和2.14，查的切削速度v=10mm/min，ns=1000vdw=1000103.1416=199r/mm。根據(jù)選定機床的說明書，取nw=185r/mm，所以實際切削速度為v=dwnw- 6 -1000=39.3mm/min。3.切削工時：l=16，l1+l2=8，tm=（l+ l1+l2）fnw=（16+8）0.37185=0.35min。第三章 鉆14.5深38的孔，攻螺紋M16x1.5深16工序夾具設計3.1任務的

18、提出為了在考慮零件的技術要求的前提下降低勞動強度提高勞動生產(chǎn)率。根據(jù)任務要求中的設計內容，需要設計專用夾具來來鉆14.5孔和攻螺紋M16x1.5，該孔相對于平面有一定的技術要求。加工底槽的夾具將用于Z550鉆床，刀具采用14.5麻花鉆和m16絲錐。3.2 定位方案及定位裝置的設計計算3.2.1 定位方案的確定 由零件圖可知：加工的孔位于70的粗銑平面上，采用v型塊定位下圓面，上面采用壓板定位，一共限制了6個自由度。3.2.2 定位元件及裝置設計定位元件有v型塊和上壓板。3.2.3定位誤差的分析計算1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為v型塊,在加工時要保證夾具定位塊的位置要求.2）

19、計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為： 0.031mm。- 7 -3.3 對刀或導引元件（裝置）設計要求結構簡單且保證精度應用固定鉆模板作為刀具的導向元件。該夾具放在機床工作臺上，鉆對準鉆套，并用壓板將夾具固定在鉆床工作臺上，以確定夾具在機床上相對于刀具的正確位置。這樣加工時只需將工件裝夾到夾具上，就可方便的鉆孔，以保證工序尺寸及位置公差要求。在壓板上設置一個鉆套，因為鉆完孔要攻螺紋，故采用快換鉆套。3.4 夾緊方案及裝置的設計計算3.4.1夾緊方案的確定V型塊和壓板一起夾緊。3.4.2夾緊力大小

20、的分析計算刀具：硬質合金麻花鉆，d=14.5mm 由實際加工的經(jīng)驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查切削手冊表2.3，切削力計算公式為： 其中：，d0=14.5mm，f=0.28mm/r ，與加工材料有關,取0.94；與刀具刃磨形狀有關,取1.33；與刀具磨鈍標準有關,取1.0，則： F=41014.51.20.280.751.0=3906N3.4.3夾緊機構及裝置設計 夾緊機構為v型塊和上壓板，鉆套安裝在壓板上，既壓緊工件，又方便刀具導引。3.5 連接元件及夾具體設計采用滑柱式鉆模，在底座上固定一個v型塊，鉆模板上固定鉆套，把襯套加長用來定位壓緊工件平面。- 8 -

21、3.6 夾具操作及維護簡要說明轉動手臂，將滑柱式鉆模板升起來，將工件70外圓面放在v型塊上，120端面挨緊v型塊，轉動手臂，將鉆模板降下來，使襯套底面壓緊70平面，然后14.5麻花鉆直接鉆下來即可，鉆完14.5后，將快換鉆套換為內徑為16的，在進行攻螺紋。夾具的維護與滑柱式鉆模的維護類似。參考文獻1 趙家齊機械制造工藝學課程設計指導書（第2版）機械工業(yè)出版社，2000年10月：141。2 王先逵機械制造工藝學（第2版）機械工業(yè)出版社，2007年8月：13183。- 9 -燕山大學機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱共 頁 第 頁材料牌號Q235毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)每臺件數(shù)備注序號工序名稱工序內容車間工段設備工藝裝備工時夾具刀具量具準終單件1車粗車60的端面，外圓及120的外圓及右肩面車床CA6140 2車粗車70的端面，外圓及其肩面車床CA61403車半精車70的外圓車床CA61404車半精車60的外圓及120的外圓右肩面車床CA61405車精車60的外圓及120