齿轮座零件的工艺规程及其钻4-13孔的工装夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 3 3 4 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 6 14 三 夹具设计 29 钻夹具的设计 29 29 29 29 29 30 31 总 结 34 致 谢 35 参考文献 36 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 摘要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 摆架加工工艺规程及钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺 设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 买文档送全套 纸，交流 14951605 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 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。 锁紧套的加工工艺规程及其钻的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、机械工程材料等进行课程设计 之后的下一个教学环节。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。 一、 零件的分析 零件的作用 齿轮座的作用，待查 零件的工艺分析 齿 轮座有 3个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。 1： 各表面的加工 1： 以基准 为基准的加工面 ，这组面主要是 各个孔端面及其孔 2： 以基准 组加工面主要是各个孔。 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 轮座在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 基面的选择的选 择 （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增 加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选 取 90孔作为定位基准，。 基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （ 1）“ 基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以已经加工好的基准 精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺 方案： 方案一 工序 ：铸造 工序 ：时效处理 工序： 铣 90 端面和基准 工序： 铣 90 外圆面 工序： 铣 90 孔的上端面 工序： 铣 90 孔的外圆面（基准 C） 工序： 铣 62 孔的右侧面 工序 :车 90 内孔 工序： 车 62 孔及 22 油槽 工序 X： 钻 4锪孔 20深 12孔，并钻 10孔 。 工序 工序 2 孔 工序 钻 3螺纹底孔 攻 3工序 检，入库 方案二 工序 ：铸造 工序 ：时效处理 工序： 铣 90 孔的外圆面（基准 C） 工序： 铣 90 外圆面 工序： 铣 90 孔的上端面 工序： 铣 90 端面和基准 工序： 铣 62 孔的右侧面 工序 :车 90 内孔 工序： 车 62 孔及 22 油槽 工序 X： 钻 4锪孔 20深 12孔，并钻 10孔 。 工序 孔，攻 工序 2 孔 工序 钻 3螺纹底孔 攻 3工序 检，入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一把 铣 90 端面，基准 A 平面 放在了前面，因为 铣 90 端面，基准 精度较高，且后面的工序与此有一定的位置要求。 具体的加工路线如下 工序 ：铸造 工序 ：时效处理 工序： 铣 90 端面和基准 工 序： 铣 90 外圆面 工序： 铣 90 孔的上端面 工序： 铣 90 孔的外圆面（基准 C） 工序： 铣 62 孔的右侧面 工序 :车 90 内孔 工序： 车 62 孔及 22 油槽 工序 X： 钻 4 锪孔 20深 12孔，并钻 10孔 。 工序 工序 2 孔 工序 钻 3螺纹底孔 攻 3工序 检，入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 齿轮座零件材料为 量为 5产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、 齿轮座的底面 由于齿轮座底面要与其他接触面接触，同时又是 62 孔的中心线的基准。粗糙度 相关资料知余量留 3、齿轮座的孔 毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为 工序 ：铸造 工序 ：时效处理 工序： 铣 90 端面和基准 工序： 铣 90 外圆面 工序： 铣 90 孔的上端面 工序： 铣 90 孔的外圆面（基准 C） 工序： 铣 62 孔的右侧面 工序 :车 90 内孔 工序： 车 62 孔及 22 油槽 工序 X： 钻 4 20深 12孔，并钻 10孔 。 工序 ：铸造 工序 ：时效处理 工序： 铣 90 端面和基准 工步一：铣 90 端面 1. 选择刀具 刀具选取套式立铣刀 p ， 200 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系 统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 2510001000 rd vn s 按机床标准选取450 r m 501201000 w 当450r/ 按机床标准选取 4003） 计算工时 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m 步二：铣 基准 1. 选择刀具 刀具选取套式立铣刀 p ， 200 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因 为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 2510001000 rd vn s 按机床标准选取450 r m 501201000 w 当450r/ 按机床标准选取 4003） 计算工时 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 铣 90 外圆面 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀 2. 决定铣削用量： 因为加工余量不大，一次加工完成 p 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选 取 600切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 0 铣 90 孔的上端面 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀 p ， 500 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取350 r m 501501000 w 当350r/ 按机床标准选取 3003） 计算工时 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m 0 铣 90 孔的半圆面（基准 C） 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀 2. 决定铣削用量： 因为加工余量不大，一次加工完成 p 根据 功率为为 等系统刚度。 根 据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 600切削工时： 8 ， ， 2 ，则机动工时为 m 铣 62 孔的右侧面 1. 选择刀具 刀具选取套式立铣刀 p ， 200 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 2510001000 rd vn s 按机床标准选取450 r m 501201000 w 当450r/ 按机床标准选取 4003） 计算工时 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m :车 90 内孔 1) 切削深度 单 边余量为 Z= 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m=正系数削手册表 所以 60 3 42 9m/) 确定机床主轴转速 x 753r/ 753r/50r/选取50r/ 所以实际切削速度000 m 41000 75050 5) 切削工时， tm=;其中 l=701l = 2l =2tm= =工序： 车 62 孔及 22 油槽 工步一： 车 62 孔 1) 切削深度 单边余量为 Z= 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m=正系数削手册表 所以 60 3 42 9m/) 确定机床主轴转速 x 753r/ 753r/50r/选取50r/ 所以实际切削速度000 m 41000 75050 5) 切削工时， tm=;其中 l=681l = 2l =2tm= =工步二：车 22 油槽 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m=正系数削手册表 所以 60 3 42 9m/) 确定机床主轴转速 x 753r/与 753r/50r/选取50r/ 所以实际切削速度000 m 41000 75050 5) 切削工时， tm=;其中 l=21l =2 2l =0tm=22 =工序 X： 钻 4 20深 12孔，并钻 10孔 工步一：钻 41、加工条 件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=13孔，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13钻头几何形状为（根据切削用量手册表 表 标准钻头， 25，2 120 ,，后角 0 11 ， 50，横刃长度 ，弧面长度 5l 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220， 0 /f m m r , 0 20d 时， 1 8 / m m m 。 切削速度的修正 系数为： ， ， 0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= m 据 钻床技术资料（见简明手册表 选择 4 0 0 / m ， 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=25切量及超切量由切削用量手册表 出6y ，计算得， L=（ 25+6） 1 故有： m 1t m=的工时 T=4步二：锪孔 200孔 根据有关资料介绍，利用锪孔刀进行锪孔时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 钻钻3121(式中的钻f、钻v 加工实心孔进的切削用量 . 现已知 钻f=r (切削手册 )表 钻v= (切削手册 )表 、给量 取 f=r 按机床选取 r 2、 削速度 v= 3、 定机床主轴转速 20 75r/选取75r/ 所以实际切削速度 000 m 0 27 520 m5、切削工时，按工艺手册表 tm=;其中 l=101l = 2l =0tm=总的工时： T=4步三：钻 10 孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=10孔，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13钻头几何形状为（根据切削用量手册表 表 标准钻头， 25，2 120 ,，后角 0 11 ， 50，横刃长度 ，弧面长度 5l 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册 表 铸铁硬度 b =200 220， 0 /f m m r , 0 20d 时， 1 8 / m m m 。 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= m 据 钻床技术资料（见简明手册表 选择 75r/ 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=25切量及超切量由切削用量手册表 出6y ，计算得， L=（ 25+6） 1 故有： m 1t m=序 钻 底孔，攻螺纹 工步一：钻 底孔 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 艺表 16查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 0 01 0 0 0 c 钻钻=999（ r/ 按机床选取 100 钻1 0 0 0 1 1 0 0 0n 钻m/ 基本工时： m 1 525 =步二：攻螺纹 择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=r 7 m i 6 0 01 0 0 0 c 丝丝=398（ r/ 按机床选取 50 丝6 m i 基本工时： m 1 13 0225 序 2孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=6孔，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13钻头几何形状为（根据切削用量手册表 表 标准钻头， 25，2 120 ,，后角 0 11 ， 50，横刃长度 ，弧面长度 5l 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220， 0 /f m m r , 0 20d 时， 1 8 / m m m 。 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= m 据 钻床技术资料（见简明手册表 选择 75r/ 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=20切量及超切量由切削用量手册表 出6y ，计算得， L=（ 20+6） 6 故有： m 6t m=的工时： T=2序 钻 3攻 3工步一：钻 底孔 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 艺表 16查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 0 01 0 0 0 c 钻钻=1499（ r/ 按机床选取 750 钻1 0 0 0 1 7 5 0 0n 钻m/ 基本工时： m 1 =的工时： T=3步二：攻螺纹 择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=r 7 m i 4 0 01 0 0 0 c 丝丝=r/ 按机床选取 50 丝6 m i 基本工时： m 1 11 0220 的工时： T=3序 检，入库 三、 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配第 3孔的钻床夹具。 本夹具主要用于钻 43孔，和基准 A，基准 都有一定的要求。 本道工序加工 钻 43 孔 ，因此我们采用已加工 好的 基准 A，基准 B 及基准 C 定位，因为孔径自身较小，切削力较小 ，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 本工序选用的工件以外圆面定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径 向基准位移误差仅存在 向下，见下图。 0 . 0 1 2 0 . 0 2 3 0 . 0 3 2 0 . 0 6 72 T d 式中 定位副间的最小配合间隙（ 工件圆孔直径公差（ 定位销外圆直径公差（ 。图 定位销水平放置时定位分析图 钻 43 孔 的加工需钻，然后锪孔，因为钻后还要锪孔，为 了我们钻后能及时的的锪孔，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用 13的麻花钻钻孔，根据 84的规定钻头 上偏差为零，故钻套孔径为 13。再用锪孔刀锪孔。 图 快换钻套图 钻套结构参数如下表： 表 钻套数据表 d H D 1D 2D h 1h m 1m 公称尺寸 允差 13 16 18 0 26 10 4 11 11 55 使用外圆定位，采用开口压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。 同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适 合于大批量生产 装配图附图如下 钻夹具体如下 总 结 课程设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实 践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。 这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以 及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与