夹锥套的加工工艺,设计钻6-85孔的钻床夹具

1、哈尔滨理工大学课程设计说明说 机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定图5-33所示夹锥套的加工工艺，设计钻6-8.5孔的钻床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 机电11-2 学 号： 1130320229 姓 名： 杨建强 指导教师： 张 学 伟 机械工程系 2013年 11月 22 日 目录第一部 工艺设计说明11件图工艺性分析11.1零件结构功用分析11.2零件技术条件分析11.3零件结构工艺性分析12毛坯件的选择22.1毛坯类型22.2毛坯余量确定23机加工工艺路线确定23.1加工方法分析确定23.2加工顺序的安排23.3定位基准选择33.4加工阶段的划分说明3（1）粗基准的选择

2、。33.5主要机加工工序过程34设备及其工艺装备确定45切削用量及工时定额确定4第二部 夹具设计91研究原始质料92定位基准的选择103各数值的计算103.1切削力及夹紧力的计算103.2误差分析与计算113.3夹具设计及操作的简要说明12心得体会13参考文献14第一部 工艺设计说明1件图工艺性分析1.1零件结构功用分析夹锥套是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本夹锥套是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。1.2零件技术条件分析（1）本身精度：外圆87尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra为12.5m，72尺寸公差等级I

3、T14，表面粗糙度Ra为12.5m，62尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra为12.5m，内孔50公差等级为IT7，42尺寸公差等级IT6，31表面粗糙度Ra为6.3m. （2）位置精度：右端面相对于基准A的平行度要求为0.02，相对于基准B的垂直度要求为0.04， 70k6的圆相对于基准B的同轴度要求为0.04。（3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。1.3零件结构工艺性分析此零件是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT200，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能

4、好。对夹锥套的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排零件加工过程应考虑到这些特点。本次设计的零件图如下： 2毛坯件的选择2.1毛坯类型1、根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，4 -11和4-9的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工。2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料 P4表1.2-1），铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-5），选择错型值为0.7（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-4）。2.2毛坯余量确定对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 P7表1.2-7），初步将本零

5、件的加工余量定为5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.8. 3机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定该零件中批量生产。由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该夹锥套是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。3.2加工顺序的安排本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以左外圆87为粗基准粗车62的外圆、长度方向为8的右端面、长度方向为8的右端面和62的外圆，调头装夹以右87的外圆、以87外圆为基准车端面，以62为基准车右端面3.3定位基准选择先

6、以87左外圆为基准加工62的右外圆、长度方向为19的右端面和以62为精基准加工6287，然后以87为基准加工左端面，以62为精基准加工右端面。3.4加工阶段的划分说明（1）粗基准的选择。选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取

7、45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。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，此处不再重复。3.5主要机加工工序过程铸造，清理铣端面粗车外圆175， 145，100精车外圆175， 145，100粗镗内孔87，锥孔及175， 145，75精镗内孔87，锥孔及175， 145，75铣两端面钻6-13的孔、扩3-8.5的孔钻孔10去除机械加工所留下的毛刺在乳化液中清洗零件保证没有赃物并吹净检验以上加工尺寸表面淬火精铣精镗600.015的内孔去除所有残余的毛

8、刺检验4设备及其工艺装备确定所用的设备有：CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。刀具有：90度车刀、车用镗刀、铣刀、11、18、钻头、砂轮、切断刀。量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。5切削用量及工时定额确定（1）粗车175的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面。87时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）（车刀刀杆尺寸BXH取20X30）切削用量：ap=10.85 由表5.3-1得：f=0.9mm/r 由表5.3-20查得 v=46m/min 则n=318x4

9、6/57=256.63=257r/mm工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min，由表3.3-3得：操作机床时间为：（0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43minT1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min则T总=T1+T2+T3+T

10、4+T基=73.84min（2）粗车145的外圆、长度方向为45的左端面和长度方向为20的左端面：切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=4.6 ，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53m/min，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min，由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0

11、.09+0.08=0.27minT1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min由表5.4-1得机动时间为：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min则T总=T1+T2+T基+T3+T4=75.94（3）半精车175的外圆和120的外圆、粗镗30的内孔、半精镗30的内孔：切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3由表5.3-2得：f=0.15mm/r 由表5.3-20得：v=100m/min 则n=318v/d=318

12、x100/55=578.2=578r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15minT基=135x5/578x0.15x3=2.29minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=74.79min粗镗30的内孔：切削用量：ap=2.1 由表5.3-3得f=0.3mm/r由表5.3-20得v=110m/min 则n=318v/d=318x110/31=1129r/min工时定额：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7minT总2=

13、76.64min半精镗30的内孔：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/33=1108r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1minT总3=76.47min则T总=227.9min(4) 粗镗87，75半精镗87，75时：切削用量： ap=7 由表5.3-3得f=0.5mm/r 由表5.3-20得v=67m/min 则n=318v/d=318x67/57=374

14、r/min工时定额：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min 半精镗60、4x62时：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=100x5/590x0.15x1.5=3.77minT总2=80.27min(5) 钻6-

15、13,扩6-8.5的孔：切削用量：ap=15 由表7.3-1得f=0.6mm/r 由表7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min工时定额：T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35)T基=15X11/347X0.6X15=0.05 min由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17 min由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15 min由表3.3-11得操作时间为0.4 min由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T

16、3=47 min T4=15 min T总1=62.81min 扩3-18的孔： 切削用量：ap=10 由表7.3-2得f=0.6mm/r 由表7.3-12得v=25.1m/min则n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min工时定额：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min 由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min由表3.3-11得操作机床时间为0.42 min 由表3.3-12得

17、测量工件时间为0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06minT总2=62.89 min T总=125.7 min（6）磨70的左外圆和长度为45和20的左端面：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/80=88r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.51min T3=60min T4=15m

18、in T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09minT总1=78.6min磨70的右外圆、长度方向为20的右端面并切出2X0.5的槽然后倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/52=135r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.21minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91minT总2=77.55min

19、 T总=156.15min(7) 精镗87的孔：切削用量：ap=0.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=70x5/590x0.15x0.5=7.9minT总=84.4min(8) 精镗75的内孔：切削用量：ap=1由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=123m/min 则n=318v/d=318x123/36=1087r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2

20、=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53minT总=77min（9）铣两端面，保证与轴线垂直度0.1（10）调整车床角度粗镗，保证加工要求。第二部 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，需设计专用夹具。1研究原始质料利用本夹具主要用来钻、铰加工顶面的四孔，其中包括钻顶面四孔（其中包括钻孔和扩孔，铰孔，以及锪孔，）。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。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。2定位基准的选择由零件图可知

21、：顶面四孔的轴线与左侧面和后侧面的尺寸要求要求，在对孔进行加工前，底平面进行了铣加工，后侧面也是一直都不加工的侧面，因此，选后侧面和做侧面面为定位精基准（设计基准）来满足CA6140机床后托架顶面四孔加工的尺寸要求。由零件图可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择左侧面和后侧面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和两个侧面的尺寸要求。工件定位用底面和两个侧面来限制5个自由度。3各数值的计算3.1切削力及夹紧力的计算由资料机床夹具设计手册可得：切削力公式： 式中 查得： 即：实际所需夹紧力：由机床夹具设计手册得： 安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设

22、计手册可得： 所以 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，螺旋夹紧时产生的夹紧力有：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。受力简图如下：由表得：原动力计算由式 即： 由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.2误差分析与计算该夹具以底面、两侧面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由互换性与技术测量可知：取（中等级）即 ：尺寸偏差为、由机床夹具设计手册可得：、定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： 、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.3夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工后托架的底孔、锥孔。工件以底平面、两侧面为定位基准，在支承钉和支承板上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。心得体会为期两周