毕业设计(论文)-焊接件机械加工工艺及4-M6孔夹具设计

PAGE0XX大学课程设计论文焊接件4-M6孔夹具设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要焊接件零件零件加工工艺及钻床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

目录TOC\o"1-3"\u摘要 1第1章绪论 3第2章加工工艺规程设计 42.1零件的分析 42.1.1零件的作用 42.2焊接件零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 52.2.1孔和平面的加工顺序 52.2.2孔系加工方案选择 52.3焊接件零件加工定位基准的选择 62.3.1粗基准的选择 62.3.2精基准的选择 62.4焊接件零件加工主要工序安排 62.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 82.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 92.7时间定额计算及生产安排 16第3章钻4-M6螺纹底孔夹具设计 213.1设计要求 213.2夹具设计 213.2.1定位基准的选择 213.2.2切削力及夹紧力的计算 213.3定位误差的分析 223.4夹具设计及操作的简要说明 22总结 23参考文献 24致谢 25填料箱盖零工艺规程气动夹具设计毕业论文PAGE6全套设计加197216396或401339828

PAGE9第1章绪论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。焊接件零件零件加工工艺及钻床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、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，保证尺寸证零件的加工质量。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。第2章加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是焊接件零件。焊接件零件的主要作用是支承轴，保证轴之间的中心距及平行度，并保证正确安装。因此焊接件零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。2.1.2零件的工艺分析由焊接件零件零件图可知。焊接件零件是一个焊接件零件零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：A面的铣削加工；其中顶面有表面粗糙度要求为，（2）以支承孔为主要加工表面的加工面。（3）以四周轮廓面为主要加工面。2.2焊接件零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该焊接件零件零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于焊接件零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1孔和平面的加工顺序焊接件零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工焊接件零件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。焊接件零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。焊接件零件零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2孔系加工方案选择焊接件零件孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据焊接件零件零件图所示的焊接件零件的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）用镗模法镗孔在大批量生产中，焊接件零件孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将焊接件零件孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3焊接件零件加工定位基准的选择2.3.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入焊接件零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以焊接件零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2精基准的选择从保证焊接件零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证焊接件零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从焊接件零件零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是焊接件零件的装配基准，但因为它与焊接件零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4焊接件零件加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。焊接件零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到焊接件零件加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于焊接件零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现将焊接件零件加工工艺路线确定如下：工艺路线一：10 开料 开料，焊接成型毛坯20 铣 铣A面30 铣 铣B面40 铣削 铣φ96凸台面50 粗镗 粗镗2-φ21，2-φ2560 粗镗 粗镗φ62H870 精镗 精镗2-φ21，2-φ2580 精镗 精镗φ62H890 钻孔 钻底面4Xφ13100 钻孔攻丝 钻孔攻丝4XM6110 去毛刺 钳工去毛刺120 终检 按图样要求检验130 入库 入库工艺路线二：10 开料 开料，焊接成型毛坯20 铣 铣B面30 铣 铣A面40 铣削 铣φ96凸台面50 粗镗 粗镗2-φ21，2-φ2560 粗镗 粗镗φ62H870 精镗 精镗2-φ21，2-φ2580 精镗 精镗φ62H890 钻孔 钻底面4Xφ13100 钻孔攻丝 钻孔攻丝4XM6110 去毛刺 钳工去毛刺120 终检 按图样要求检验130 入库 入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：工艺路线一：10 开料 开料，焊接成型毛坯20 铣 铣A面30 铣 铣B面40 铣削 铣φ96凸台面50 粗镗 粗镗2-φ21，2-φ2560 粗镗 粗镗φ62H870 精镗 精镗2-φ21，2-φ2580 精镗 精镗φ62H890 钻孔 钻底面4Xφ13100 钻孔攻丝 钻孔攻丝4XM6110 去毛刺 钳工去毛刺120 终检 按图样要求检验130 入库 入库2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“焊接件零件”零件材料采用Q235A制造。材料为Q235A，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用型材毛坯。（1）顶面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.（3）孔毛坯为实心，不冲孔。（4）端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其加工余量规定为半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为。精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为。2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序20：铣A面机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数[10]（1）粗铣焊接件零件A面铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣焊接件零件A面铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：本工序机动时间工序2：铣B面。机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～74，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献[3]表2.4～81,取切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序80：铣φ96凸台面机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数[10]（1）粗铣铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：本工序机动时间工序50、60、70、80粗镗、精镗2-φ21，2-φ25、φ62H8孔机床：镗床T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：=1\*GB2⑴粗镗2-φ21、2-φ25孔进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～41，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：=2\*GB2⑵精镗2-φ21、2-φ25孔粗加工后单边余量Z=0.4mm，一次镗去全部余量进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.14—41，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时粗镗φ62孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具切削深度：进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：精镗φ62孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具切削深度：进给量：根据切削深度，再参照《机械加工工艺手册》表2.4.66。因此确定进给量切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：工序100：钻孔6Xφ13钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，《机械加工工艺手册》第2卷。根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-2查得钻头直径钻孔进给量为0.20～0.35。则取确定切削速度，根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9切削速度计算公式为（3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则==1.6所以==72选取所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔）=工序100：钻孔攻丝4XM6钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，《机械加工工艺手册》第2卷。则取确定切削速度，根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9切削速度计算公式为（3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则==1.6所以==72选取所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔）=2.7时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该的年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。参照《机械加工工艺手册》表2.（大量生产时）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：其中：—单件时间定额—基本时间（机动时间）—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1：粗、精铣顶面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序2：钻顶面孔、铰定位孔机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43，单间时间定额：因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4：钻两侧面孔机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43，单间时间定额：因此布置一台机床即能满足生产要求。工序5：粗铣前后端面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：因此布置一台机床即能满足生产要求。工序6：半精铣前后端面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：因此布置一台机床即能满足生产要求。工序9：粗镗前后端面支承孔机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39，单间时间定额：因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序11：精镗支承孔机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39，单间时间定额：因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序12：前后端面螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额：因此布置一台机床即能满足生产要求。工序14：精铣前后端面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序15：精铣两侧面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序17：顶面螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额：因此布置一台机床即能满足生产要求。第3章钻4-M6螺纹底孔夹具设计为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为钻4-M6螺纹底孔专用夹具，本夹具将用于Z525摇臂钻床。3.1设计要求本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，面精度不是主要考虑的问题。3.2夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，钻4-M6螺纹底孔分布尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以62内孔面作为定位基准。为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对孔进行加工，准备采用手动夹紧。3.2.2切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为5。则轴向力：见《工艺师手册》表28.4F=Cdfk……1式中：C=420，Z=1.0,y=0.8,f=0.35k=(F=420转矩T=Cdfk式中:C=0.206,Z=2.0,y=0.8T=0.206功率P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=KKKK式中K—基本安全系数，1.5;K—加工性质系数，1.1;K—刀具钝化系数,1.1;K—断续切削系数,1.1则F=KF=1.5钻削时T=17.34N切向方向所受力:F=取F=4416F>F所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为孔销配合，而该定位元件的尺寸公差为，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。定位误差分析62H7/f8：根据配合公差62H7/f8由以上可知△1max=0.074，△2max=0.071分析定位误差：基准不重合误差：因钻孔时，定位基准为心轴的中心线，工序基准也为心轴的中心线。故：△jb=03.4夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用平面定位三个自由度，短心轴定位两个自由度，用键槽定位最后一个转动自由度。手动螺旋夹紧总结加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用