机械制造基础课程设计夹具设计工艺设计要点

1、机械制造基础课程设计设计题目制订轴承端盖工艺及直径为10mm孔夹具设计班 级: 学 生: 指导教师:目录设计任务书一、零件的分析二、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式（二）、基面的选择（三）、制订工艺路线（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的确定（五）、确定切削用量及基本工时三、夹具设计四、参考文献零件的分析（一）零件的工艺分析轴承端盖具有密封，定位的作用，因此结合面要有比较高的表面质量，孔系加工也要求有比较高位置精度和形状精度， 这个零件从零件图上可以看出，所有加工 表面是以？16mm为中心的，包括：？32H7mm及倒角，尺寸为？11mm, ?7mm的 沉头孔及螺纹孔，M5螺纹底孔，

2、？11mm, ?10mm进油孔，以及？56mm圆柱面， ?16mm孔与？56mm柱面同心度为0.025;由以上分析可知，对于这些加工表面而言，我们首先加工出 ？56mm外圆柱面， 并以此为粗基准加工出关键部分孔 ？16mm,并以此为基准加工其它表面，并且 保证其它表面与孔之间的位置精度要求。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠 性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。（二）基面的选择1基准选择原则粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量， 使加工面与不加工面间的 位置符合图

3、样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则： 1）选择重要表面为粗基准2）选择加工余量最小的表面为粗基准3）选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件定位可靠、夹紧方便。4）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工 的毛坯面，具表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。-1 -订做机械制造基础课程设计工艺及夹具设计联系 QQ 834308595精基准的选择1）基准重合原则2 ）基准统一原则3 ）自为基准原则4）互为基准原则5）便于装夹原则2基准选择粗基准的选择：以未加工外圆表面作为粗基准。对于精基准而言，根据基准重合原则，选 ？16mm

4、用设计基准作为精基准。（三）制订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 技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能 性机床配以专用夹具来提高生产效率。 除此以外，还应当考虑经济效率，以便使 生产成本尽量下降。1 .工艺路线方案一工序I 铸造成型。工序H 时效处理。工序出 车？90mm , ?52mm外圆。工序 IV 钻孔?32mm , ?16mm ,扩孔?32mm , ?16mm ,钱孔?32mm , ?16mm。工序V 粗车，半精车，精车？56mm外圆及端面。工序VI 钻？11mm沉头孔，？7mm螺纹孔，M5螺纹底孔。工序VH

5、钻油孔？10mm。工序U 钻孔？11mm。工序IX 攻丝M5。工序X 攻丝M12。工序X I清洗检查。2 .工艺路线方案二工序I 铸造成型。工序H 时效处理。订做 机械制造基础课程设计工艺及夹具设计-3 -联系 QQ 834308595工序出 车？90mm ,车？52mm 及端面。工序IV 粗车？56mm外圆及端面。工序 V 钻孔？32mm 至?31mm , ?16mm 孔至？15mm。工序VI半精车，精车？56mm外圆及端面工序VH扩微？16mm孔工序U 半精链，精链?32mm至？32H8mm。工序IX 钻？11mm沉头孔，？7mm螺纹孔。工序X 加工M5螺纹底孔，攻丝M5工序XI 钻进油孔

6、？11mm。工序刈钻进油孔？10mm,攻丝M12。工序XIII 清洗检验工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一先加工圆柱面，再以圆柱面为基准加 工中心孔。方案二是先加工孔，再以孔为精基准加工圆柱面。两种方案比较，零 件设计基准是中心孔，根据基准重合原则，选用方案二更合理。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定端盖零件材料为HT200,毛坯重量约为1.00Kg,生产类型为中批生产， 采用金属砂型铸造。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如下：1 .车外圆及端面考虑右端面的粗糙度Ra为3.2,参照机械制造工艺设计手册一一以下 简称

7、“手册”，表143,确定工序尺寸为 Z=1.0mm,其中粗加工的加工余量 Z=0.5mm,精加工的加工余量Z=0.25mm。2 .钻孔？32 ,半精镇?32 ,精链?32。钻？32 mm:2Z=30半精镇：?32 mm 2Z=1.5精链：？32 nlm2Z=0.5-# -订做机械制造基础课程设计工艺及夹具设计联系 QQ 8343085953 .钻孔？16 mm,扩孔？16 mm,钱孔？16 mm根据“手册”表149,扩孔？16 nlm2Z=1.6mm钱孔?16 mmZ=0.4mm毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。aA图1毛坯图（五）确定切削用量及基本工时1）工序出 车？90mm ,车？52mm

8、及端面。机床：C6140车床刀具：YT15硬质合金车刀确定切削用量及加工工时：确定加工余量为2mm查切削用量简明手册，加工切削深度ap = 2mmp由表4 f =0.50.6mm/r ,根据3表1当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时： ap £ 7mm vt = 1.82m/s;切削修正系数：ktv =0.65 kxtv =0.92 ksv =0.8订做 机械制造基础课程设计工艺及夹具设计- 5 -联系 QQ 834308595ktv =1.0kTv =1.0故 v=VtK=1.82 0.65 0.92 0.8 1.0 1.0 = 0.87m/s1000 V= 2.86r /s-19

9、-订做机械制造基础课程设计工艺及夹具设计联系 QQ 834308595由机床 n =2.86r/s =171r/min c-Dnc10003.14 90 2.861000= 0.808m/sx L 21 5tm1 =一 = =027如innf 2.86 0.56 60L 13 5-0.187minnf 2.86 0.56 60车端面 tm3 =L/nf =0.45min2）粗车？56mm外圆及端面。机床：C6140车床刀具：YT15硬质合金车刀确定切削用量及加工工时确定加工余量为1mm查切削用量简明手册，加工切削深度 a =1mmp由表4 f =0.50.6mm/r ,根据3表1当用YT15硬

10、质合金车刀加工铸铁时： ap < 7mm Vt = 1.82m/s; p切削修正系数：ktv =0.65 kxtv =0.92ksv =0.8ktv =1.0kTv =1.0故 v=vtkV=1.82 0.65 0.92 0.8 1.0 1.0 = 0.87m/s1000 V- D= 5.03r/s由机床 nc = 5.03r/s = 320r/min cvc 二二 Dnc10003.14 56 5.031000=0.884m/s,L 2 5tm = = =0.04minnf 5.03 0.56 60车端面 tm2 =L/nf =0.34min3)工序 V 钻孔?32mm 至？31mm,

11、 ?16mm 孑L至?15mm机床：Z535刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工削工时f=0.75mm/r Klf =0.75X0.95=0.71 mm/s ( 表 338)v =0.35m/s(21m/min) (表 342)ns = 12 = 1°235=3.48r/s 冗d w3.14 32(334r/min)按机床选取nw =338r/min=5.63r/s故实际切削速度dw ns1000=0.35m/s切削工时 l=80mm ,1i = 10mm, 12 =2mmtm =l 1112nw f12 10 25.63 0.71=6s=0.1min钻？16mm 孔至？15mm机床：

12、Z535刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工削工时f=0.75mm/r K 1f =0.75X0.95=0.71 mm/s （ 表 338）v =0.35m/s(21m/min) (表 342)(334r/min)1000 v 1000 0.35 ,n s =5.2r/s冗 dw3.14黑15.4按机床选取nw =338r/min=5.63r/s，.一、ir d. n故实际切削速度 v = dw ns =0.35m/s 1000切削工时 l=80mm , 11 = 10mm, 12 =2mmtm 二1 1112nw f20 10 25.63 0.71=0.133min4）工序V 半精车，精车？5

13、6mm外圆及端面机床：C6140车床刀具：YT15硬质合金车刀确定切削用量及加工工时确定加工余量为0.25mm,查切削用量简明手册，加工切削深度ap = 0.25mm 由表 4 f = 0.5 0.6mm/r ,根据3表 1 当用 YT15硬质合金车刀加工铸铁时：ap _ 7mm vt = 1.82m/s;切削修正系数：% =0.65卜小=0.92ksv=0.8ktv =1.0kTv =1.0故 v=VtK=1.82 0.65 0.92 0.8 1.0 1.0 = 0.87m/s1000 v二 D= 5.03r/s由机床 nc = 5.03r/s = 320r/min cvc =二 Dnc10

14、003.14 56 5.031000=0.884m/sL 2 5” .tm0.04minnf 5.03 0.56 60半精车端面 tm2 =L/nf =0.34min精车tm =L 2 5=0.04minnf 5.03 0.56 60精车端面 tm2 =L/nf =0.34 min4）工序VI 粗链?32mm至？31mm机床：卧式链床T618刀具：硬质合金链刀，链刀材料：YT5切削深度ap : ap = 0.5mm p p进给量f :根据参考文献3表2.4-66,刀杆伸出长度取200mm,切削深度为aF=0.5mm。因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度V：参照参考文献3表2.4-9,取V

15、 =3.18m/s=190.8m/min机床主轴转速n :1000V1000 190.8n = = 1029.9r/minnd。3.14 :<59取 n=1000r/min实际切削速度v,：八詈0詈一遍/ ms工作台每分钟进给量 fm: fm = fn = 0.15M1000 = 150mm/min被切削层长度l : l =52.5mma.0 5刀具切入长度 11 ： 11=二+(23)=+2z2.87mmtgkrtg30刀具切出长度I2 ： l2=3 5mm 取L=4mm行程次数i : i =1I H L I 10 2 87 3 4机动时间 tj1： %11 l2 J0 2.87 4.

16、0.112minj j fm1506）工序VH 扩微？16mm孔扩孔？ 16 mm机床：Z535立式钻床刀个：高速钢扩孔钻切削用量及工时：f=1.07 （表 354）v =0.175m/s（10.5m/min）ns =1000 v冗dw1000 0.1753.14 16=3.48r/s按机床选取nw =136r/min=2.27r/s，.一、ir d. n故实际切削速度v =dw ns =0.16m/s1000切削工时 l=20mm , 11 = 3mm, 12 =1.5mm,1 li I220 3 1.5小 “c 、tm=10.86 s(0.168min)nw f 2.27 1.07钱孔?

17、16 mm机床：Z535立式钻床刀具：钱刀f=1.07 (表 354)v =0.175m/s(10.5m/min)1000 v ns=冗d w1000 0.1753.14 16=3.48r/s按机床选取nw =136r/min=2.27r/s故实际切削速度It= =dw ns1000=0.16m/s切削工时 l=20mm , L = 3mm, 12 =1.5mmtm =l 1 l2nw f20 3 1.52.27 1.07=10.86 s(0.168min)7）工序Vffl 半精链，精链?32mm至？32H8mm机床：卧式链床T618刀具：硬质合金链刀，链刀材料：YT5切削深度ap : ap

18、= 0.5mm p p进给量f :根据参考文献3表2.4-66,刀杆伸出长度取200mm,切削深度aF =0.5mm 0因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度V：参照参考文献3表2.4-9,取V =3.18m/s=190.8m/min机床主轴转速n :1000V1000 190.8n = = 1029.9r/minnd。3.14x59,取 n=1000r/min实际切削速度v,：93 /msndn 135(1xxv =00 6 父工作台每分钟进给量 fm： fm = fn = 0.15M1000 = 150mm/min被切削层长度l : l = 52.5mma.0 5刀具切入长度 l1 ：

19、 |1=H+(23)=+2 之 2.87mmtgkrtg30刀具切出长度I2: L=3 5mm 取L=4mm行程次数i ： i =1I I1 l2 10 2.87 4 八.机动时可 t ： t =%0.112minj j fm150精链32l.m、+*ndn 4350 父 x实际切削速度v,: v=MB/ m s00 0 x工作台每分钟进给量 fm： fm = fn = 0.15M1000 = 150mm/min被切削层长度l : l = 52.5mm刀具切入长度 l1 ： l1=/J+(23)=-05-+2 片 2.87mm 1 tgkrtg30刀具切出长度l2 ： l2=3 5mm 取 =

20、 4mm行程次数i : i =1ill 102 874机动时间 tj1： t"11l2 J02.874，0.112minj j fm1508）工序IX 钻？11mm沉头孔，?7mm螺纹孔，M5螺纹底孔，攻丝M5机床：Z535立式钻床钻沉孔刀具：高速钢麻花钻f=0.75mm/r K 1f =0.75X0.95=0.71 mm/s ( 表 338)v =0.35m/s(21m/min) (表 342)1000 v 1000 0.35 n s =10.13r/s冗dw3.14 11(334r/min)按机床选取nw =338r/min=5.63r/s故实际切削速度v =上斗上=0.35m/

21、s1000切削工时l=5mm , 11= 10mm, 12 =2mm1 1112t =12m工nw f5 2 =0.029min 5.63 0.71T 总=tm*6=0.175min钻?7mm螺纹孔刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工时f=0.75mm/r K% =0.75X0.95=0.71 mm/s ( 表 338)v =0.35m/s(21m/min)(表 342)1000 V 1000 0.35 ns=冗 dw 3.14父7=15.92r/s按机床选取nw =338r/min=5.63r/s故实际切削速度冗,d w 'ns= =1000=0.35m/s切削工时1=17mm , 1

22、1 = 10mm, 12 =2mmtm =1 1112nw f17 2 . 105.63 0.71=0.121minT 总=/*6=0.725m1访工序X钻M5底孔。4,攻丝M5机床：Z535钻床刀具：高速钢麻花钻由机械加工工艺实用手册表15-41tm1f=0.30mm/r由机械加工工艺实用手册表 10.4-9v=0.161m/s1000Vns=9.86r/s=12.8r/mina按机床选取：n = 710r/min = 11.83r/sCu记算工时dn.3.14 5.2 11.831000 1000对于孔 1： l In 112 =12 2 10 = 24mm1111121n f7.04s

23、=0.117min11.83 0.30攻丝M5a/t;口工条件：机床：Z535立时钻床.刀具：机用丝锥 其中d=5mm,.b/计算切削用量：ap=1.3mmp由机械加工工艺手册表15-53,表15-37可知:.f=1mm/r v=0.12m/s确定主轴转速：n=100V =286r/min：d0按机床选取： nw = 272 r / minn二:,实际机床选取：v= 0.11m/s 1000切入，切出 l1.+l2=4mml=12mm193m/s12切削工时：tm0.06 min .nwf8） 9序IX 钻进油孔？11mm。机床：Z535立式钻床刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工时定额f=0.

24、75mm/r K： =0.75X0.95=0.71 mm/s （ 表 338）v =0.35m/s（21m/min） （表 342）1000 v 1000 0.35 , =10.13r/sns冗dw3.14 11(334r/min)订做机械制造基础课程设计工艺及夹具设计- 23联系 QQ 834308595按机床选取nw =338r/min=5.63r/s故实际切削速度It= =dw ns1000=0.35m/s切削工时 l=16.5mm, 11 = 10mm, l2=2mmtm =l l1 l2nw f16.5 2 105.63 0.71=0.12min工序IIX 钻油孔？10mm ,攻丝M

25、12。机床：Z535立式钻床刀具：高速钢麻花钻丝锥f=0.75mm/r Klf =0.75X0.95=0.71 mm/s （ 表 338）1000 v ns=Fv =0.35m/s(21m/min) (表 342)1000 0.35(334r/min)=11.21r/s3.14 10按机床选取nw =720r/min=12r/s故实际切削速度1000=0.38m/s切削工时 l=32mm , 11 = 10mm, l2=2mmtm 二11112nw f32 2 10 =52s=0.868min12 0.71攻丝M12由机械加工工艺实用手册表 16.2-4id。.v 二 Tm y。kvp_ 64

26、.8 101 2一 ccc°.90 0.530011 = 6m/s1000V 1000 4.5ns =143r/mintm221 11p二 dw 3.14 1011、()nn1计算得t=0.38min四、专用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。本课题选择工序X 加工M5螺纹底孔，攻丝M5专用夹具。（二）提出问题利用本夹具主要用来钻 M5螺纹底孔？4 mm0在加工本工序前，其他重要 表面都已加工，因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证中心对齐，如何降低劳动强度、提高劳动生产率，而精度则不是主要问题。（三）夹具设计1 .定位基准的选择由零件图可知，为了定位误差为零，选择零件的上下表面为主要定位基准面。2 .切削力及夹紧力计算刀具：高速钢