三頭鉆底座加工工藝,設(shè)計(jì)鉆鉸Ф8H7孔鉆床夾具

機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：制定三頭鉆底座（圖5-29）的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆鉸①8H7孔的鉆床夾具專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)械09-3學(xué)號(hào)：0930060323姓名：施虎18/23目錄序言…………………2一.零件分析……………………3零件作用………………3零件的工藝分析…………2二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………4確定毛坯的制造形式……4基面的選擇………………4制定工藝路線……………5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………8確定切削用量及基本工時(shí)………………8三夾具設(shè)計(jì)……………………14問題的提出………………14定位基準(zhǔn)的選擇…………14切削力及夾緊力計(jì)算……15定位誤差分析……………16夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說明………………16總結(jié)………………19致謝………………21參考文獻(xiàn)…………22序言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。三頭鉆底座的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)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(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。一、零件的分析零件的作用三頭鉆底座的作用，待查零件的工藝分析三頭鉆底座有2個(gè)加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1:以①105外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是車①105端面和左端面，車①50凹槽，車①20g5外圓，車M12螺紋，車退刀槽，銃斜面，保證與水平方向45°，車2x1退刀槽和①20H7孔。2：以①20孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是鉆①8H7孑L，鉆①6H7孔。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)確定毛坯的制造形式零件材料為HT200,考慮到拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,選用砂型鑄造,采用機(jī)械翻砂造型,鑄造精度為2級(jí),能保證鑄件的尺寸要求,這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。基面的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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(gè)不需加工的表面,則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)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(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織,以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn),必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)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?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取外圓作為定位基準(zhǔn)，。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”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(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，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(zhǔn)”原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。以已經(jīng)加工好的①20孔和一端面為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。制定工藝路線制訂工藝路線的出發(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)已確定

為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。制定以下兩種工藝方案：1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效處理3車車①105端面和左端面，車①50凹槽，車①20g5外圓，車M12螺紋，車退刀槽4銑銃斜面，保證與水平方向45°5車車2x1退刀槽和①20H7孔6車精車①105端面和①20g5外圓7車精車①20H7孔8鉆鉆①8H7孔9鉆鉆①6H7孔10磨磨①105端面和①20g5外圓11磨磨①20H7孔12檢驗(yàn)檢驗(yàn)1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效處理3車車①105端面和左端面，車①50凹槽，車①20g5外

圓，車M12螺紋，車退刀槽4銑銃斜面，保證與水平方向45°5車車2x1退刀槽和①20H7孔6鉆鉆①8H7孔7鉆鉆①6H7孔8檢驗(yàn)檢驗(yàn)工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二沒有精車①105端面和①20g5外圓，精車①20H7孑L,磨①105端面和①20g5外圓和磨①20H7孔，因?yàn)檫@些粗糙度0.8,精度要求比較高，只有一步粗車很難達(dá)到精度要求，而方案二對(duì)于這幾個(gè)工序采用粗車，精車，磨加工才能達(dá)到精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效處理3車車①105端面和左端面，車①50凹槽，車①20g5外圓，車M12螺紋，車退刀槽4銑銃斜面，保證與水平方向45°5車車2x1退刀槽和①20H7孔6車精車①105端面和①20g5外圓7車精車①20H7孔8鉆鉆①8H7孔9鉆鉆①6H7孔10磨磨①105端面和①20g5外圓11磨磨①20H7孔12檢驗(yàn)檢驗(yàn)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定三頭鉆底座零件材料為HT200生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。2、①105端面由于殼體底面要與其他接觸面接觸，粗糙度要求為0.8，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。3、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(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm確定切削用量及基本工時(shí)工序：車①105端面和左端面，車①50凹槽，車①20g5外圓，車M12螺紋，車退刀槽切削深度單邊余量為Z=2mm進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.8mm/r計(jì)算切削速度CkvvkcTmaxvfyvvp

其中：C=342,x=0.15,y=0.35,m=0.2。修正系數(shù)k見vvvv切削手冊(cè)》表1.28,即k=1.44,k=0.8,k=1.04,k=0.81,k=0.97。MvsvkvkrvBv所以342v=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=89m/c600.2x2.20-15x0.80-35vmin確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速1000v1000x89ns=c=q292r/minndnx105W與292r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為300r/min。現(xiàn)選取n=300r/min。w兀dnnx105x300所以實(shí)際切削速度v=s=-=91.37m/minc10001000l+/l+/+/t=12mnfwi；其中l(wèi)=8mm;l=4mm;l=0mm;12t二=8=0.05(min)mnf200x0.8w工序：銑斜面，保證與水平方向45°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,a=1.5mm,d=35mm,v=150m/min,z二4。p02.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則a=1mmp2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型銃床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出f=0.2mm/齒，則z1000v1000X150/?n===1364r/minsnd兀x35按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取n=1450r/minwndnnX35X1450v=w==159.3m/min10001000當(dāng)n=1450r/min時(shí)wf=fzn=0.2X4X1450=1160mm/rmzw按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取f=1200mm/rm3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：l=751=9mm,l=3mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為121+1+19+75+3.t=12==0.3mmmnf1450x0.2w工序：車2x1退刀槽和①20H7孔

切削深度單邊余量為Z=2mm進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.8mm/r計(jì)算切削速度Ckv=vkcTmaxvfyvvp其中：C=104,x=0.15,y=0.35,m=0.2。修正系數(shù)k見vvvv切削手冊(cè)》表1.28,即k=1.44,k=0.8,k=1.04,k=0.81,k=0.97。MvsvkvkrvBv所以104v=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=30m/c600.2x2.20.15x0.80.35vmin確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速1000v1000x30ns=■=q382r/minndnx20W與382r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min?，F(xiàn)選取n=400r/min。wndnnx20x400.所以實(shí)際切削速度v二s==17.58m/min所以實(shí)際切削速度vc10001000l+/+/.t=12il+/+/.t=12imnf

w12i=19=0.059(min)nf400x0.8w

工序：鉆①8H7孔機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆①81）進(jìn)給量取f=0.13mm/r2）切削速度V=24~34m/min.取V=30m/min3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速lOOOv1000x30ns=c=沁1194r/minndnx8W與1194r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1200r/min?，F(xiàn)選取n=1200r/min。w兀dnnx8x1200所以實(shí)際切削速度v=s==30.14m/mmc100010005）切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。t=12i；其中l(wèi)=60mm;l=4mm;l=3mm;mnf1260+4+31450x0.13=0.355minl+60+4+31450x0.13=0.355mint二12

mnfw工序：磨①105端面和①20g5外圓機(jī)床萬能磨床1）選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料

A46KV6P350X40X127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350X40X1272)切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有工件速度縱向進(jìn)給量切削深度v=18m/minwf=0.5B=20mm（雙行程）af=0.0157mm/str3)切削工時(shí)式中2nDbZk

t=3)切削工時(shí)式中1000vffarD被加工直徑b加工寬度Z--單邊加工余量bK系數(shù)V工作臺(tái)移動(dòng)速度f--工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量af--工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量a2兀x45x91x0.15x1.1__...t==2.5(mm)1000x18x20x2x0.0157三、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)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。由指導(dǎo)老師的分配第8道工序的鉆①8H7孔的鉆床夾具。問題的提出本夾具主要用于鉆①8H7孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.工藝基準(zhǔn)零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。（1）裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。（3）工序基準(zhǔn)在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。（4）定位基準(zhǔn)工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。本道工序加工①8H7孔，精度不高，因此我們采用已加工好的①20孔定位，采用圓柱銷和擋銷定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位即可以滿足要求。切削力和夾緊力的計(jì)算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得：鉆削力F二26Df0.8HB0.6式（5-2）鉆削力矩T二10Di.9f0.8HB式（5-3）0.6式中：D=8mmHB=HB--（HB-HB）=187--（187-149）=174max3maxmin3f=0.20mm-r-1代入公式（5-2）和（5-3）得F=26x8x0.200.8x1740.6=1874NT=10x819x0.200.8x1740.6=14785N.m本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。

定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在圓柱銷上定位，圓柱銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。.rrtJA=―D=0.012+0.023+0.032=0.067Yz2式中e定位副間的最小配合間隙（mm）；Td——工件圓孔直徑公差（mm）；Td——定位銷外圓直徑公差（mm）。3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明采用圓柱銷和擋銷定位即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地

換下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率適合于批量生產(chǎn)裝配圖附圖如下■TfllO.UR.K.■曲轉(zhuǎn)hMMHAF?Z-11119/2319/23總結(jié)這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次