圆盘的工艺及钻φ6和φ10孔夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 学 毕业 设计论文 圆盘 的工艺及夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本文介绍了零件的加工过程中定位、装夹、加紧、钻模以及加工方面、夹具设计上的相关知识。综述了国内外目前 圆盘零件 的制造技术及发展趋势。通过对 圆盘零件 的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，对 圆盘零件 的加工工艺规程进行研究改进 ,提出了在加工过程中常出现的问题及改进的办法，使 圆盘零件 的精度和表面质量得到 很大提高，降低了废品率，提高了劳动生产率。并绘制夹具的二维 在对国内外夹具的设计现状进行分析的基础上，针对中小企业广泛使用夹具常出现的情况，我们有必要对夹具进行设计，具有现代机床夹具设计的相关知识，这样可有效地提高夹具设计的速度和质量，从而提高企业效益。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of at of of of in of of AD on of of of in of of it is us to of of so as to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . . 录 . 1 章 序 言 . 1 第 2 章 零件的分析 . 2 件的形状 . 2 件的工艺分析 . 2 第 3 章 整个工艺流程论述 . 4 定毛坯的制造形式 . 4 面的选择 . 4 定工艺路线 . 4 艺路线方案一 . 5 艺路线方案二 . 5 艺方案的比较与分析 . 6 择加工设备和工艺装备 . 6 床选用 . 6 择刀具 . 6 择量具 . 7 员选择 . 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 7 定切削用量及基本工时 . 9 第 4 章 钻孔夹具设计 . 18 究原始质料 . 18 位基准的选择 . 18 削力及夹紧力的计算 . 18 差分析与计算 . 19 套、衬套、钻模板设计与选用 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 具设计及操作的简要说明 . 21 总 结 . 22 致 谢 . 23 参 考 文 献 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零 件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 圆盘 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等 的基础下，进行的一个全面的考核 。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以 及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具， 保证尺寸 证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是 圆盘 零件 ，主要作用是 起连接作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构 比较简单 。 具体尺寸，公差如下图所示 。 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 材料为 灰口铸铁 ，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 圆盘 零件主要加工表面为： 1. 铣削底面 ，表面粗糙度2.5 m 。 2. 铣削左端面 ，表面粗糙度2.5 m 。 3. 铣削右端面 ，表面粗糙度2.5 m 。 圆盘 共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1) 底面 、 左端面端面 的加工表面： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 这一组加工表面包括： 端面 ，内孔 ，倒角 钻孔并攻丝。这一部份只有端面有 其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。 (2). 右端面 的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面钻中心孔。其要求也不 高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中， 30的孔或内圆直接在上做镗工就行了。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 3 章 整个工艺流程论述 本 圆盘 假设 年产量为 10 万台，每台车床需要该零件 1 个，备品率为 19%，废品率为 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求 Q=100000 件 /年， n=1件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595件 /年 定 毛坯 的制造形式 零件材料为 件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型 铸造 ，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程 设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像 圆盘 这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言，主 要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 艺路线方案一 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 人工时效 30 喷漆 喷漆处理 40 铣削 铣 大端 面 50 铣削 铣 右 侧端面， 保证总长 60 车内孔 车 30 孔 及台阶孔 70 钻铰孔 380 钻 6 孔 钻 侧面 6 孔 90 钻 10 孔 钻 侧面 10 孔 100 去毛刺 钳工去毛刺 110 终检 按图样要求检验 120 入库 入库 艺路线方案二 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 人工时效 30 喷漆 喷漆处理 40 铣削 铣 大端 面 50 铣削 铣 右 侧端面， 保证总长 60 钻铰孔 370 钻 6 孔 钻 侧面 6 孔 80 钻 10 孔 钻 侧面 10 孔 90 车内孔 车 30 孔 及台阶孔 100 去毛刺 钳工去毛刺 110 终检 按图样要求检验 120 入库 入库 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度，要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 人工时效 30 喷漆 喷漆处 理 40 铣削 铣 大端 面 50 铣削 铣 右 侧端面， 保证总长 60 车内孔 车 30 孔 及台阶孔 70 钻铰孔 380 钻 6 孔 钻 侧面 6 孔 90 钻 10 孔 钻 侧面 10 孔 100 去毛刺 钳工去毛刺 110 终检 按图样要求检验 120 入库 入库 择加工设备和工艺装备 床选用 . 工序 60 用 6140 车床加工 ， 各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 考根据机械制 造设计工工艺简明手册表 0、 80、 90是钻孔，选用 0、 50 是 铣削 加工 ,这两个面的要求精度 不 高 ,从经济角度看 ,采用 床 。 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少 农），第二卷表 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 员选择 人员选择 需要机械加工制造机床操作的专业人才，需要懂得车床，铣床，钻床加工的操作，以及检验方法。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 圆盘 ” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁 的性能比较， 灰口铸铁 的硬度 43 269，表 口铸铁的物理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编， 1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以 *号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。 工序 10：无切削加工，无需计算 工序 20：无切削加工，无需计算 工序 30：无切削加工，无需计算 工序 40： 铣 大端 面 机床： 立式铣床 知工件材料为 择高速钢圆柱铣刀直径 d=60数 z=10。根据资料选择铣刀的基本形状 ,0， 2， =45 根据资料所知， 式卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 d=60用度 T=180 根据资料所知，依据铣刀直径 d=60齿数 z=10，铣削宽度 削深度 50用度 T=180查取 98mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 式 铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0300475=z 根据 资料所知 ，铣削时的功率（单位 :当 z, 5090mm/削功率的修正系数 ，则 .8 根据 立式铣床 说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 此机床功率能满足要求。 基本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 6050(2 =序 50、 铣 右 侧端面， 保证总长 本工序为 铣 右 侧端面， 保证总长 。选择高速钢圆柱铣刀直径 d=50数 z=8。 根据资料所知，查得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用度 T=180 给量 据上述参数，查取 73mm/s， n=350r/f=390mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/50mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0150350=z 依据上道工序校验的方法，根据 资料所知 ， 切削功率的修正系数 ，则.8 床功率能够满足要求。 基本时间 根据 资料所 知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 203015(2 =4.3 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 工序 60、 车 30 孔 及台阶孔 6140 车床加工 刀具：硬质合金金刚镗镗刀。 确定背吃刀量 )(边余量 确定进给量 f： 根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 查得 f=r。 按进给量，选择 f=r。 确定切削速度 v： 根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 查得080m/择5 。 m i n/000 按转速，选择 00 ，所以实际切削速度 v： m i n/001151000 工额定时的计算 m i 式中： 0 ， 1l =32l =5 f =r， 00 ， i =1。 刀具：硬质合金金刚镗镗刀。 1、确定背吃刀量 p 2、确定进给量 f： 根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 查得 f=r。 按进给量，选择 f=r。 3、确定切削速度 v： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 查得 60100m/择85m/ m i n/ 按 床的转速，选择 250r/以实际切削速度 v： m i n/501181000 4、工额定时的计算 m i 式中： l =501l =32l =5 f =r， n =250r/i =1。 工序 70钻铰孔 3 切削用量 1. 确定进给量 f 根据参考文献三表 f 表 = 床说明书，取 f= 2. 确定切削速度 n 根据表 V 表 =削速度的修正系数可按表 出，。 1 5 . 8 1 1 5 3 . 8 92 0 0 . 1 0 4 故 =1= =01 0 0 0 1 0 0 0 1 2 . 3 5 2 4 8 . 6 / m i . 8 1v 表 根据机床说明书选择 n=275r/为： V= 0 1 5 . 8 1 2 7 5 1 3 . 6 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 工序 80、 确定 钻孔 6 切削用量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 本工序采用计算法。 表 3速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（ 用途 柄麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄长麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄长麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用 机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表 用度为 4500，表 准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，则螺旋角 =30 0 ，锋交 2 =118 0 ，后角 0 0 ,横刃斜角 =50 0 ，L=197mm,116 表 3准高速钢麻花 钻的全长和沟槽长度（摘自 径范围 直柄麻花钻 l 51 101 表 3用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 （ ） d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （ 1）后刀面最大磨损限度 具材料 加工材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2）单刃加 工刀具耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 11 20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为 = 60 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 速钢钻头钻孔的进给量为 f=根据表 中可知，进给量取 f= 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 口铸铁 （ 190钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = =11.8 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 孔时加工机动时间计算公式： （ 3 其中 2 5 2 3则： t= =确定钻孔的切削用量 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 25 1000 1000 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 工序 100： 钻 10 孔 。 机床： 立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9选 高速钢 锥柄麻花钻头。 钻孔 10先采取的是钻 ，再 铰孔 到 10，所以 = 切削深度给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 9 . 8 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 9 . 8 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 (2) 铰孔 10 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度且 10D 。 进给量 f ：根据参考文献 3表 58， 取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 60，取 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 按照参考文献 3表 31取 315 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i 1 5 该工序的加工机动时间的总和是0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 第 4 章 钻孔夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来钻 6 10、 孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同 时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 位基准的选择 由零件图可知：在对 孔 进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔 3- 进行了钻、扩、铰加工 ， 30 进行了粗、精加工。 因此 ，定位、夹紧方案有： 方案 ：选底平面、 3- 工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。 方案 ：选一面两销定位方式， 3- 工艺孔用短圆柱销， 30 用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择 底平面和两孔 为定位基准来设计钻模，从而满足孔 的加工要求。工件定位用底面和两孔定位 限制 5个自由度。 削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：台式钻床 具用高速钢刀具。 由参考文献 5查表 721 可得： 切削力公式： 1 f K式中 6 10D 或 0 /f m m r 查表 821 得： 0 ()736其中： 即： 9 5 5 ( )际所需夹紧力： 由 参考文献 5表 1 2 12 得： 12 有：120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 ： 6543210 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 式中：60 全系数，见 参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 9 5 5 . 0 8 1 . 5 6 1 4 8 9 . 9 2 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 取 ，1 ，2 查参考文献 51 2 26 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 )上述计算易得： 0 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 差分析与计算 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 孔次性加工即可满足要求。 由 参考文献 5可得： 两定位销 的定位误差 ：11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 1，2 m i n 0 4 ，得 0 3DW 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 4013398