纵轴套零件的工艺规程及钻、攻6-M5-7H螺纹的工装夹具设计

1、设计说明书题目：纵轴套零件的工艺规程及钻、攻6-M5-7H螺纹的工装夹具设计学 生：学 号：专 业：班 级：指导老师：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。纵轴套零件的加工工艺规程及其钻、攻6-M5-7H螺纹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

2、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。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various k

3、nowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technolo

4、gical design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of wor

5、king procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed con

6、nection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cuttingspecifications, clamp,

7、the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 32.3制定工艺路线 32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 42.5确定切削用量及基本工时4三 夹具设计163.1问题的提出163.2切削力及夹紧力计算163.3定位误差分析173.4夹紧误差173.5夹具设计及操作简要说明18总 结20 致 谢21 参考文献 22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

8、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。纵轴套零件的加工工艺规程及其钻、攻6-M5-7H螺纹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

9、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。22 页 第 1 页 共一、 零件的分析二、1.1 零件的作用纵轴套的作用，待查1.2 零件的工艺分析纵轴套有2组加工面他们之间没有任何要求这2组加工面的分别为1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身，左右端面，倒角，螺纹，7°的锥孔2：一个是以7°的锥孔为基准的加工面，这组加工面包括，6-M5-7H22 页 第 2 页 共二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零

10、件的材料为ZcuZnPb2，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对纵轴套这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用7°锥孔作为精基准2.3 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。通过仔细考虑零件

11、的技术要求后，制定以下工艺方案：工序：准备铸件毛坯工序：洗去上面的砂粒及尘土工序：在套筒表面涮上油漆工序：粗车、精车小端M34，40，50的外圆、端面倒角、退刀槽及M34的螺纹工序：粗车、精车68的外圆、端面、车退刀槽，M30的22 页 第 3 页 共内孔及其螺纹工序：粗车、精车7°的锥孔，车距右端面12mm的槽 工序：钻6XM5的螺纹底孔4.2，攻丝6XM5工序：磨7°的锥孔工序：检验合格后，交付装配2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定纵轴套零件材料为ZcuZnPb2，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1.纵轴套的外圆，左右端面，倒角，螺纹，7°

12、;的锥孔套筒的外圆，左右端面，倒角，螺纹，7°的锥孔的精度要求为2、纵轴套的6-M5-7H因为孔的直径最大才有5mm,很难直接铸造出，所以采用实心铸造2.5 确定切削用量及基本工时工序I：准备铸件毛坯工序II：洗去上面的砂粒及尘土工序III：在纵轴套表面涮上油漆工序IV：粗车、精车小端M34，40，50的外圆、端面倒角、退刀槽及M34的螺纹工件材料：灰口铸铁ZcuZnPb2，b=145MPa，铸造。加工要求：粗车、精车小端M34，40，50的外圆、端面倒角、退刀槽及M34的螺纹22 页 第 4 页 共刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 rE=0.5 Kr=90

13、n=15工步一：粗车外圆及端面（1）已知加工余量为0.7mm。实际最大加工余量为1.0mm，故分二次加工（粗车和精车）（2）进给量的确定，根据机械加工工艺是手册，当刀杆尺寸为16mmX25mm，车削深度ap0.7时，以及工件的尺寸为58mm，得f=0.50.7mm/，按CA6140车床说明书,取f=0.6 mm/由于存在间歇加工所以进给量乘以K=0.750.85，所以实际进给量:f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r按CA6140 车床说明书 f0.53（3）计算切削速度 切削速度的计算公式为（寿命选T=60min，刀具材料为YG6）V=Cv/(Tm·ap xv·

14、;f yv) ·kvyv=0.4 M=0.2修正系数Kv：Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）按CA6140 车床说明书 200 rmin22 页 第 5 页 共（5）切削工时由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=46 L1=0.7、

15、L2=0、L3=0工步二：精车外圆、端面及倒角（2） 进给量f 根据机械制造技术基础表5116表面粗糙按CA6140车床说明书 0.16 mm/r计算切削速度 切削速度的计算公式（寿命选为T=60min）为：V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kvV = 158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)（3） 确定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）、按CA6140车床说明

16、书取nw=400（r/min）（4）切削工时Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=46.3/400x0.16=0.31（min） L=46mm L1=0.3. L2=0. L3=0工步三：车退刀槽22 页 第 6 页 共1) 切削深度 单边余量为Z=0.8mm 分两次切除。3) 计算切削速度 vc=CvxvTmapfyvkv其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 ,kBv=0.97。所以 vc=342600.30.20.150.10.35v1.440.81.040.810.97

17、=96m/min4) 确定机床主轴转速ns=1000vc100096585r/min = 50dW与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。所以实际切削速度vc=dns50600=94m/min =100010005)切削工时，按工艺手册表6.2-1。tm=l+l1+l2i ;其中l=1mm; nwfl1=0.8mm; l2=0mm;22 页 第 7 页 共tm=1） 车削深度，故可以选择ap=2.0mm，两次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿

18、命查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。 查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 实际进给量为f zc=V5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vf

19、c=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(7.2+0.2)/475=0.016min。工序：粗车、精车68的外圆、端面、车退刀槽，M30的内孔及其螺纹与工序IV相似，在此就不多做说明22 页 第 8 页 共工步一：粗车68的外圆及端面基本工时：Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.136（min） L=6 L1=0.7、L2=0、L3=0工步二：精车68的外圆及端面切削工时Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=6.3/400x0.16=0.134（min） L=6mm L1=0.3. L2=0. L3=0工步三

20、：车退刀槽tm=l+l1+l2i ;其中l=1mm; l1=0.5mm; l2=0mm; nwf工步四：车M30的内孔基本工时：tmL/ Vf=(6+1)/475=0.015min。工步五：车M30的螺纹tmL/ Vf=(6+2.5)/475=0.018min。工序：粗车、精车7°的锥孔，车距右端面12mm的槽 工步一：粗车7°的锥孔3) 计算切削速度22 页 第 9 页 共vc=CvxvTmapfyvkv其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见切削手册表1.28,即kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 ,

21、kkrv=0.81 ,kBv=0.97。所以 vc=342602.20.20.150.80.35v1.440.81.040.810.97=89m/min4) 确定机床主轴转速与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取nw=750r/min。所以实际切削速度vc=dnsx50750=94m/min =100010005) 切削工时，tm=l+l1+l2 ;其中nwfl=45mm;l1=0.5mm; l2=0mm;工步二：精车7°的锥孔第 10 页 共 22 页3) 计算切削速度 vc=CvxvTmapfyvkv其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m

22、=0.2。kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 ,kBv=0.97。所以 vc=342600.30.20.150.10.35v1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns=1000vc100096585r/min = 50dW与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。所以实际切削速度vc=dns50600=94m/min =100010005)切削工时，按工艺手册表6.2-1。tm=l+l1+l2 ;其中l=45mm; nwfl1=0.4mm; l2=0mm;第 11 页

23、共 22 页工步三：车距右端面12mm的槽1) 切削深度 单边余量为Z=1.0mm 分两次切除。3) 计算切削速度 vc=CvxvTmapfyvkv其中：Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 ,kBv=0.97。所以 vc=342600.30.20.150.10.35v1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns=1000vc100096585r/min = 50dW与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取nw=600r/min。所

24、以实际切削速度vc=dns50600=94m/min =100010005)切削工时，按工艺手册表6.2-1。第 12 页 共 22 页tm=l+l1+l2i ;其中l=21mm; l1=1mm; nwfl2=0mm;按机床选取n机=545r/min Vc机=Dn机1000=8.5545工步二：攻螺纹6XM5mm选择M5mm高速钢机用丝锥第 13 页 共 22 页n查=1000Vc10007.5=298(r/min) D8按机床选取n机=272r/min工序：磨7°的锥孔机床 MQ1350A轻型内圆磨床1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义

25、为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度 vw18m/min纵向进给量 fa0.5B20mm(双行程)3)切削工时 t=2DbZbk 1000vfafr式中 D-被加工直径b-加工宽度第 14 页 共 22 页Zb-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度工序：检验合格后，交付装配第 15 页 共 22 页三、 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。由指导老师的分配工序VII钻6XM5的螺纹底孔4.2，攻丝6XM5的钻床夹具。本夹具

26、主要用于钻6XM5的螺纹底孔4.2，攻丝6XM5，和其他面没有任何位置度要求，因此我们选用已经加工好的7°锥孔来定位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 F=26Df0.8HB0.6 式（5-2）钻削力矩 T=10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）D=1式中：11HB=HBmax-(HBmax-HBmin)=187-(187-149)=174 33f=0.20mmr-1代入公式（5-2）和（5-3）得F=2610.50.200.81740.6=1664N mT=1010.51.90.200.81740.6=46379Nmm本道工序加工工艺孔时，夹紧

27、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。第 16 页 共 22 页本工序选用的工件以圆孔在套筒凸出的外圆锥面上定位，相当于与孔与定位销配合定位，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。+TD+TdYz=0.012+0.023+0.032=0.067 2式中 定位副间的最小配合间隙（mm）；TD工件圆孔直径公差（mm）；Td套筒外圆锥直径公差（mm）。第 17 页 共 22 页图 5.3 快换钻套图扩工艺孔钻套结构参数如下表：表 5.1 扩工艺孔钻套数据表使用套筒定位，采用螺母快速夹紧，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第 18 页 共 22 页生产效率，适合于大批量生产 装配图附图如下：夹具体附图如下第 19 页 共 22 页总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上