制定夾具底座零件（圖5-23）的加工工藝設計鉆4×Ф28孔的鉆床夾具

制定夾具底座零件（圖5-23）的加工工藝設計鉆4×Ф28孔的鉆床夾具,制定,制訂,夾具,底座,零件,23,加工,工藝,設計,28,鉆床 哈爾濱理工大學課程設計說明書 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定底座零件的加工工藝，設計鉆4-Φ28孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機電一體化技術 班 級： 機電11-2班 學 號： 1130320220 姓 名： 孫中利 指導教師： 張學偉 機械工程系 2013年 11 月 22日 目錄 引 言 1 第一章 零件的分析 2 第二章 工藝規(guī)程的設計 2 2.1 確定毛坯的制造形式 2 2.2 基準的選擇 3 2.3 制訂工藝路線 3 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4 2.5確定切削用量及基本工時 4 第三章 專用夾具的設計 13 3.1問題提出 14 3.2 定位原理說明 14 3.3切削力和夾緊力的計算 14 3.4夾具簡要操作說明 14 總 結 16 致 謝 17 參 考 文 獻 18 引 言 現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，企業(yè)中多品種生產的工件已占工件種類數的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有大批量生產的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期 2. 能裝夾一組相似性特征的工件 3. 適用于精密加工的高精度的機床 4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術 5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率 第一章 零件的分析 底座共有五組加工表面，現(xiàn)分述如下： 1、基準面A 2、4Φ56端面 3、4Φ28H7孔 4、18寬槽、36寬槽 5、4Φ10錐銷孔 技術要求如下： 1.4Φ28H7孔平行度公差為0.01mm。 2.4Φ28H7孔對A面的垂直度公差為0.03mm。 3.未注倒角R3～R5。 4.材料：HT150。 第二章 工藝規(guī)程的設計 2.1 、確定毛坯的制造形式 零件材料為HT150。由于零件年產量為20000件，已達到大批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產率，保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2 、基準的選擇 1、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） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 由零件圖及粗基準選擇原則得出，底座以Φ56凸臺面及工件兩側面作為定位粗基準，具體形式參考工序卡一。 （5） 精基準的選擇 主要考慮的是基準的重合問題。當設計基準與工序基準不重合時，因該進行尺寸換算，在此都不多做說明。 2.3 、制訂工藝路線 工序01：鑄造 工序02：人工時效 工序03：粗銑、半精銑、精銑基準面A 工序04：粗銑、精銑4-Φ56凸臺面 工序05：鉆4-Φ26孔；擴4-Φ26孔至4-Φ27.8；4-Φ27.8孔至4-Φ28H7；倒角C1 工序06：銑18寬槽；銑38寬槽深2 工序07：鉆4-Φ10錐銷孔（先鉆一頭，裝配時透鉸） 工序08：去毛刺 工序09：檢驗至圖紙要求并入庫 2.4 、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “底座”零件材料為HT150，生產類型為大批量生產 1、基準面A的加工余量 基準面A，精度等級IT7級，加工余量等級CT-E，查《機械設計簡明手冊》表2.3-1知，單邊加工余量Z=3.0mm，基準面A的表面粗糙度Ra1.6,查《機械設計簡明手冊》表1.4-8知，需經過三步（即粗銑、半精銑、精銑）方能滿足其精度要求。 粗銑 單邊加工余量Z=2.0mm 半精銑 單邊加工余量Z=0.8mm 精銑 單邊加工余量Z=0.2mm 2、Φ56凸臺面加工余量 Φ56凸臺面，精度等級IT7級，加工余量等級CT-E，查《機械設計簡明手冊》表2.3-1知，單邊加工余量Z=2.0mm，Φ56凸臺面的表面粗糙度Ra3.2,查《機械設計簡明手冊》表1.4-8知，需經過二步（即粗銑、精銑）方能滿足其精度要求。 粗銑 單邊加工余量Z=1.5mm 精銑 單邊加工余量Z=0.5mm 3、Φ28H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，Φ28H7孔，表面粗糙度Ra1.6，由《機械設計簡明手冊》表1.4-7和表2.2-8知，Φ28H7孔需鉆、擴、鉸三步方能滿足其精度要求。 鉆 Φ26mm 擴 擴Φ26mm至Φ27.8mm 鉸 鉸Φ27.8mm至Φ28H7mm 4、18寬槽、36寬槽的加工余量 因槽的尺寸不大，故采用實心鑄造，18寬槽、36寬槽表面粗糙度Ra12.5、Ra6.3，由《機械設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。 5、Φ10錐銷孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，Φ10錐銷孔，技術要求，先鉆一頭，裝配圖時透鉸。 6、其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 2.5、 確定切削用量及基本工時 工序01：鑄造 工序02：人工時效 工序03：粗銑、半精銑、精銑基準面A 工步一：粗銑基準面A 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=1000 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：半精銑基準面A 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=1000 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：精銑基準面A 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=1000 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序04：粗銑、精銑4-Φ56凸臺面 工步一：粗銑4-Φ56凸臺面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=800 3）計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：精銑4-Φ56凸臺面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=800 3）計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序05：鉆4-Φ26孔；擴4-Φ26孔至4-Φ27.8；4-Φ27.8孔至4-Φ28H7；倒角C1 工步一：鉆4-Φ26孔 機床：Z3025搖臂鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ26 1) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=50m/min. 3) 定機床主軸轉速　　 ns== 612r/min ,與612r/min相近的機床轉速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =13mm; =3mm; t= ==2.103(min) 工步二：擴4-Φ26孔至4-Φ27.8 機床：Z3025搖臂鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼擴孔鉆 1) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=50m/min. 3) 定機床主軸轉速　　 ns== 573r/min ,與573r/min相近的機床轉速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =0.9mm; =3mm; t= ==1.482(min) 工步三：鉸4-Φ27.8孔至4-Φ28H7 機床：Z3025搖臂鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼鉸刀 1) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=50m/min. 3) 定機床主軸轉速　　 ns== 569r/min ,與569r/min相近的機床轉速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =0.1mm; =3mm; t= ==1.441(min) 工步四：倒角C1 工序06：銑18寬槽；銑38寬槽深2 工步一：銑18寬槽 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 3.決定銑削深度 4.決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=500 5.計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：銑38寬槽深2 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 3.決定銑削深度 4.決定每次進給量及切削速度 根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取=500 5.計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序07：鉆4-Φ10錐銷孔（先鉆一頭，裝配時透鉸） 機床：Z3025搖臂鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10 1) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=20m/min. 3) 定機床主軸轉速　　 ns== 636r/min ,與636r/min相近的機床轉速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=14mm; =5mm; =3mm; t= ==1.128(min) 工序08：去毛刺 工序09：檢驗至圖紙要求并入庫 第三章 專用夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。有老師分配的任務，我被要求設計工序5：鉆、擴、鉸4-Φ28H7孔的鉆床夾具，機床選用：Z3025搖臂鉆床。 3.1問題提出 本夾具主要用來：鉆、擴、鉸4-Φ28H7孔，4-Φ28H7孔平行度公差0.01mm，4-Φ28H7孔對A面的垂直度公差0.03mm,這些要求，在設計夾具時要考慮在內。 3.2 定位原理說明 基準面A作為第一定位基準，與支承板相配合限制三個自由度，工件后端面作為第二定位基準，與兩個定位銷相配合限制兩個自由度，工件左端面作為第三定位基準，與定位塊相配合限制一個自由度，工件六個自由度被完全控制，屬于完全定位。 3.3切削力和夾緊力的計算 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》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中：D=28mm 代入公式（5-2）和（5-3）得 F=26280.2174=1942N T=10180.2174=47268m.N 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 3.4夾具簡要操作說明 本工件采用基準面A、后端面及左端面定位，對應的定位元件為：支承板、兩定位銷和定位塊，夾緊則是由移動壓板、螺母、螺桿等組成的夾緊機構來完成，本套夾具結構緊湊，操作方便，夾具如下圖所示： 總 結 本設計中是對底座零件加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決。而且它們都有一個共同的特點，都采用了一面兩銷定位，夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此手動夾緊滿足夾緊要求。 通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。 致 謝 本次課程設計受到了院系各級領導的高度重視，得到了全校教師的大力支持與幫助。在此，我衷心的向你們道一聲：你們辛苦了。 通過課程設計，是對我們三年來所學知識的綜合的檢測，更是一個對所學知識的回顧及綜合復習的過程；對機械繪圖、工程材料、機械設計、夾具設計等過程等都有了更進一步的認識。 感謝院系領導給了我足夠時間來完成整套夾具設計，在設計過程中，得到了老師和同學的幫助與指導，在此表示感謝；也對做相關題目的同學的資助表示感謝，感謝他們在模具設計過程中對我的幫助和指導，尤其對擔任本次設計的指導趙金濤老師表示深深敬意，在設計過程中遇到一些困難，在趙金濤老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設計，他對我設計過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議，使我的設計的夾具最終更加的完善。 這次設計我深知有很多不足，在此懇請大家給予指導。 參 考 文 獻 1. 艾興、肖詩綱主編,切削用量簡明手冊,機械工業(yè)出版社，1994年 2.李益民主編，機械制造工藝設計簡明手冊，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，機床夾具設計，上?？茖W技術出版社出版，1983年 4.東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，機床夾具設計手冊，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.上?？茖W技術出版社，金屬機械加工工藝人員手冊，1981年10月 6.郭宗連、秦寶榮主編，機械制造工藝學，，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 18