制定图5-33所示飞锤支架零件的加工____工艺_设计钻2-φ6.5孔的钻床夹具.doc

机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定图5-33所示飞锤支架零件的加工 工艺，设计钻2-6.5孔的钻床夹具 专 业： 机械设计与制造 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系2013年12月24日不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要I第1章 绪论11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基面的选择22.3 精基准的选择22.4 制定工艺路线32.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.6 确定切削用量及基本工时4第3章 夹具设计113.1 问题的提出113.2 定位基准的选择113.3 切削力和夹紧力的计算113.4 定位误差分析113.5 钻套设计123.6 夹具设计及操作的简要说明13结论14参考文献15千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- I -第1章 绪论1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用如图1-1 零件图起支撑作用。由于该工件工作时要承受一定的力，因此要求有一定的强度、刚度和韧性。1.1.2 零件的工艺分析1. 孔径为7的孔，其形位公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra1.6m，孔的端面与宽18的槽相通，孔口倒角145。2. 飞锤支架11的回转面，表面粗糙度为Ra6.3m。3. 飞锤支架15的回转面，表面粗糙度为Ra12.5m。4. 19的回转面和右端面，表面粗糙度为Ra1.6m，并倒角。5. 飞锤支架表面26.5锪平12的沉孔，铣上表面及其轮廓，表面粗糙度不作要求。6. 46的孔，表面粗糙度为Ra6.3m，倒角145。7. 宽18的槽，表面粗糙度为Ra6.3m。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到飞锤支架运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件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。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（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。先选取不加工的外圆面作为定位基准。2.3 精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6.5孔和一端面为定位精基准，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。2.4 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。 因为钻孔的精度较高，且绞孔孔的孔的 尺寸要求较为严格，这样我们做钻孔的时间就可以利用铰好的孔做为定位基准，这样能能更好地保证工件钻孔时的位置度要求具体的加工路线如下工序05：热处理工10：粗铣30, 45平面工序15：粗车19, 15, 11回转面及其端面工序20：半精车19外圆及其端面工序25:精车19外圆及其端面工序30：钻扩铰7的孔工序35：钻2-6的孔工序40：锪平2-12的沉孔工序45：钻4-6.5的孔至6.3。工序50：铰4-6.5的孔工序55:铣宽18mm的槽工序60:去毛刺工序65:质检工序70:入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定壳体零件材料为HT200 重量为1生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。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。飞锤支架的端面面由于壳体底面要与其他接触面接触，同时又是7孔的中心线的基准。粗糙度要求为6.3，查相关资料知余量留2.5比较合适。3、飞锤支架的孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献。2.6 确定切削用量及基本工时工序II：车19，15，11回转面及其端面1.加工条件工件材料：HT15-33 b=220MPa 模铸加工要求：车削100mm端面及外圆柱面，粗车B面机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2计算切削用量(1) 粗车19mm端面面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm35mm,以及工件直径为100时，f =0.71.0mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度，按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=19mm , =2mm, =0, tm=0.0486(min)其余的车端面和车外圆的切削用量及基本工时的计算与上相似，在此不再累述，工序III：钻，扩，铰7的孔钻孔6mm： 选择6mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.16） （切削表2.7和工艺表4.216） （切削表2.15）硬度200217 按机床选取（工艺表4.25） 实际切削速度： 基本工时：（工艺表6.25）扩孔mm： （工艺表3.18）由切削表2.10得扩孔钻扩6.8mm孔时的进给量，并由工艺表4.216取扩孔钻扩孔时的切削速度由切削表2.15得，故：按机床选取基本工时： 铰7H7孔： 选择7mm高速钢锥柄机用铰刀（工艺表3.117） 由切削表2.24得， 由工艺表4.216得 按机床选取 基本工时： 工序IV：半精车19外圆及其端面半精车19mm外圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速 ns= 1609r/min与1609r/min相近的机床转速为1750r/min。现选取=1750r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=19mm; =4mm; =0mm; t=i=0.19167(min)工序V：钻4-6.5的孔，锪孔12钻6.5孔，扩12孔(1)钻6.5mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻4.1)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1469r/min与1469r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=2012r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=5mm; =4mm; =3mm; t= =0.0477(min)(2) 扩12mm孔 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻6.1) 进给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 786r/min与796r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1 t=i ;其中l=2mm; =4mm; =0mm; t= =0.0615(min)工序VI：钻4-6.5的孔(1) 4-6.5mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻6.51) 进给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=30m/min.3) 定机床主轴转速ns= 1061r/min,与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。现选取=1012r/min。所以实际切削速度=5) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=6mm; =4mm; =3mm; t= =0.076(min)由于有四个孔所以切削工时为4 t=0.3040min工序II：铣宽18mm槽1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：l=50 ，则机动工时为第3章 夹具设计3.1 问题的提出本夹具主要用于钻6.5的孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择本道工序加工6.5孔，精度不高，因此我们采用已加工 好的7孔定位，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3.3 切削力和夹紧力的计算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（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 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。3.4 定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，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Z轴方向，且向下，见下图。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。图3-1 定位销水平放置时定位分析图3.5 钻套设计M6的加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，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4.8的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为5。再用标准M6丝锥攻丝，扩工艺孔钻套结构参数如下表：表 3.1 扩工艺孔钻套数据表dHD公称尺寸允差61616-0.006-0.0181612641011.520.53.6 夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位，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。如图3-2装配图如图3-3 钻夹具体定位误差分析千万不要删除行尾的分节符，此