三头钻底座加工工艺,设计钻铰Ф8H7孔钻床夹具

机械制造技术设计说明书设计题目：制定三头钻底座（图5-29）的加工工艺，设计钻铰①8H7孔的钻床夹具专业：机械设计制造及其自动化班级：机械09-3学号：0930060323姓名：施虎18/23目录序言…………………2一.零件分析……………………3零件作用………………3零件的工艺分析…………2二.工艺规程设计…………………4确定毛坯的制造形式……4基面的选择………………4制定工艺路线……………5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………8确定切削用量及基本工时………………8三夹具设计……………………14问题的提出………………14定位基准的选择…………14切削力及夹紧力计算……15定位误差分析……………16夹具设计及简要操作说明………………16总结………………19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。三头钻底座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三头钻底座的作用，待查零件的工艺分析三头钻底座有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1:以①105外圆为基准的加工面，这组加工面主要是车①105端面和左端面，车①50凹槽，车①20g5外圆，车M12螺纹，车退刀槽，铳斜面，保证与水平方向45°，车2x1退刀槽和①20H7孔。2：以①20孔为基准的加工面，这组加工面主要是钻①8H7孑L，钻①6H7孔。工艺规程设计确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,考虑到拖拉机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。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。先选取外圆作为定位基准，。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①20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。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：1铸造铸造2时效时效处理3车车①105端面和左端面，车①50凹槽，车①20g5外圆，车M12螺纹，车退刀槽4铣铳斜面，保证与水平方向45°5车车2x1退刀槽和①20H7孔6车精车①105端面和①20g5外圆7车精车①20H7孔8钻钻①8H7孔9钻钻①6H7孔10磨磨①105端面和①20g5外圆11磨磨①20H7孔12检验检验1铸造铸造2时效时效处理3车车①105端面和左端面，车①50凹槽，车①20g5外

圆，车M12螺纹，车退刀槽4铣铳斜面，保证与水平方向45°5车车2x1退刀槽和①20H7孔6钻钻①8H7孔7钻钻①6H7孔8检验检验工艺方案一和方案二的区别在于方案二没有精车①105端面和①20g5外圆，精车①20H7孑L,磨①105端面和①20g5外圆和磨①20H7孔，因为这些粗糙度0.8,精度要求比较高，只有一步粗车很难达到精度要求，而方案二对于这几个工序采用粗车，精车，磨加工才能达到精度要求，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2时效时效处理3车车①105端面和左端面，车①50凹槽，车①20g5外圆，车M12螺纹，车退刀槽4铣铳斜面，保证与水平方向45°5车车2x1退刀槽和①20H7孔6车精车①105端面和①20g5外圆7车精车①20H7孔8钻钻①8H7孔9钻钻①6H7孔10磨磨①105端面和①20g5外圆11磨磨①20H7孔12检验检验机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定三头钻底座零件材料为HT200生产类型为批量生产，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、①105端面由于壳体底面要与其他接触面接触，粗糙度要求为0.8，查相关资料知余量留2mm比较合适。3、孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm确定切削用量及基本工时工序：车①105端面和左端面，车①50凹槽，车①20g5外圆，车M12螺纹，车退刀槽切削深度单边余量为Z=2mm进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r计算切削速度CkvvkcTmaxvfyvvp

其中：C=342,x=0.15,y=0.35,m=0.2。修正系数k见vvvv切削手册》表1.28,即k=1.44,k=0.8,k=1.04,k=0.81,k=0.97。MvsvkvkrvBv所以342v=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=89m/c600.2x2.20-15x0.80-35vmin确定机床主轴转速1000v1000x89ns=c=q292r/minndnx105W与292r/min相近的机床转速为300r/min。现选取n=300r/min。w兀dnnx105x300所以实际切削速度v=s=-=91.37m/minc10001000l+/l+/+/t=12mnfwi；其中l=8mm;l=4mm;l=0mm;12t二=8=0.05(min)mnf200x0.8w工序：铣斜面，保证与水平方向45°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,a=1.5mm,d=35mm,v=150m/min,z二4。p02.决定铣削用量1）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a=1mmp2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出f=0.2mm/齿，则z1000v1000X150/•n===1364r/minsnd兀x35按机床标准选取n=1450r/minwndnnX35X1450v=w==159.3m/min10001000当n=1450r/min时wf=fzn=0.2X4X1450=1160mm/rmzw按机床标准选取f=1200mm/rm3）计算工时切削工时：l=751=9mm,l=3mm，则机动工时为121+1+19+75+3.t=12==0.3mmmnf1450x0.2w工序：车2x1退刀槽和①20H7孔

切削深度单边余量为Z=2mm进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r计算切削速度Ckv=vkcTmaxvfyvvp其中：C=104,x=0.15,y=0.35,m=0.2。修正系数k见vvvv切削手册》表1.28,即k=1.44,k=0.8,k=1.04,k=0.81,k=0.97。MvsvkvkrvBv所以104v=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=30m/c600.2x2.20.15x0.80.35vmin确定机床主轴转速1000v1000x30ns=■=q382r/minndnx20W与382r/min相近的机床转速为400r/min。现选取n=400r/min。wndnnx20x400.所以实际切削速度v二s==17.58m/min所以实际切削速度vc10001000l+/+/.t=12il+/+/.t=12imnf

w12i=19=0.059(min)nf400x0.8w

工序：钻①8H7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①81）进给量取f=0.13mm/r2）切削速度V=24~34m/min.取V=30m/min3）确定机床主轴转速lOOOv1000x30ns=c=沁1194r/minndnx8W与1194r/min相近的机床转速为1200r/min。现选取n=1200r/min。w兀dnnx8x1200所以实际切削速度v=s==30.14m/mmc100010005）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=12i；其中l=60mm;l=4mm;l=3mm;mnf1260+4+31450x0.13=0.355minl+60+4+31450x0.13=0.355mint二12

mnfw工序：磨①105端面和①20g5外圆机床万能磨床1）选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料

A46KV6P350X40X127其含义为：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有工件速度纵向进给量切削深度v=18m/minwf=0.5B=20mm（双行程）af=0.0157mm/str3)切削工时式中2nDbZk

t=3)切削工时式中1000vffarD被加工直径b加工宽度Z--单边加工余量bK系数V工作台移动速度f--工作台往返一次砂轮轴向进给量af--工作台往返一次砂轮径向进给量a2兀x45x91x0.15x1.1__...t==2.5(mm)1000x18x20x2x0.0157三、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8道工序的钻①8H7孔的钻床夹具。问题的提出本夹具主要用于钻①8H7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。定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1.设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2.工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序加工①8H7孔，精度不高，因此我们采用已加工好的①20孔定位，采用圆柱销和挡销定位，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即可以满足要求。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F二26Df0.8HB0.6式（5-2）钻削力矩T二10Di.9f0.8HB式（5-3）0.6式中：D=8mmHB=HB--（HB-HB）=187--（187-149）=174max3maxmin3f=0.20mm-r-1代入公式（5-2）和（5-3）得F=26x8x0.200.8x1740.6=1874NT=10x819x0.200.8x1740.6=14785N.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。

定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在圆柱销上定位，圆柱销为水平放置，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。.rrtJA=―D=0.012+0.023+0.032=0.067Yz2式中e定位副间的最小配合间隙（mm）；Td——工件圆孔直径公差（mm）；Td——定位销外圆直径公差（mm）。3.5夹具设计及操作的简要说明采用圆柱销和挡销定位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批量生产装配图附图如下■TfllO.UR.K.■曲轉hMMHAF»Z-11119/2319/23总结这次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。这次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