机械制造技术课程设计-座体零件加工工艺及镗φ80孔夹具设计

PAGEI说明书全套图纸加V信153893706或扣3346389411

摘要零件的成形过程非常复杂，包括零件的毛坯生成、各加工表面的加工过程、零件的尺寸效应以及零件的棱角磨削。在这些环节中，机床加工是最重要的工作。分析零件的形状和尺寸，设计合理的加工工艺，选择合适的加工机床，然后根据加工工艺和实际生产模式的要求计算切削参数和加工时间。在加工过程中，还采用专用夹具来保证零件的加工位置，提高生产效率。本设计课题要求在分析零件加工工艺的基础上，在一定的工艺过程中设计专用夹具，包括定位装置设计、夹紧装置设计、切削力与夹紧力分析、夹具本体与主要零件。设计等内容是对机械加工全过程的深刻理解和理解。通过这个设计，我们不仅可以提高我们对知识的掌握程度，还可以给我们很多实际的操作和生产经验，从而为未来的毕业生走向社会打下坚实的基础。关键词：毛坯；加工工艺；夹具；定位；夹紧；AbstractTheformingprocessofthepartsisverycomplicated,includingtheblankgenerationoftheparts,themachiningprocessofeachmachiningsurface,thedimensioneffectofthepartsandtheangulargrindingoftheparts.Intheselinks,machinetoolprocessingisthemostimportantwork.Analyzetheshapeandsizeoftheparts,designreasonableprocessingtechnology,selecttheappropriatemachinetool,andthencalculatethecuttingparametersandprocessingtimeaccordingtotherequirementsoftheprocessingtechnologyandtheactualproductionmode.Intheprocessofprocessing,specialfixtureisalsousedtoensurethemachininglocationofparts,improveproductionefficiency.Thisdesigntopicrequestsonthebasisoftheanalysisofthepartsprocessingtechnology,inacertainprocessdesignspecialfixture,includingpositioningdevicedesign,clampingdevicedesign,cuttingforceandclampingforceanalysis,fixturebodyandthemainparts.Designandothercontentisadeepunderstandingofthewholeprocessofmechanicalprocessingandunderstanding.Throughthisdesign,wecannotonlyimproveourmasteryofknowledge,butalsogiveusalotofpracticaloperationandproductionexperience,soastolayasolidfoundationforfuturegraduatestoenterthesociety.Keywords:Blank;Processingtechnology;Fixture;Positioning;Clamp;

目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IIAbstract III第1章前言 1第2章零件的分析 22.1零件的作用 22.2零件的工艺分析 22.3毛坯制造形式及结构的确定 3第3章工艺规程设计 53.1基准的选择 53.2加工工艺路线的确定 53.3切削用量及切削时间的确定 6第4章夹具设计 94.1设计类型及机床选择 94.2定位方案的确定 94.3夹紧方案的确定 104.4定位误差分析 104.5切削力和夹紧力的计算 114.6夹具设计简要操作说明 13结论 14致谢 15参考文献 16PAGE4第1章前言通常我们所说的机械加工的意思，就是按照字面所说，使用传统流传的加工方法，结合零件给出的图纸和技术要求等，最终加工出零件符合图纸要求的外形和尺寸，以及符合技术要求合格的零件。需要用到的技术加工就是在实现上面所说的内容时，采用并利用了一系列的加工方式，最后要求就是按照这种方式能够加工出来我们需要的合格的零件。机械加工的整个过程就是零件成型的过程和主要步骤，利用机械加工流程，可以将零件的毛坯形状变成外形和尺寸符合零件技术要求的过程。完成一个零件的加工就是把零件从毛坯状态加工到图纸要求。比方说一般经常说的粗加工——精加工——检验装配的环节就是说的一个零件的正常加工过程。毛坯的加工过程可以分为毛坯的制造过程和加工过程，使用的设备有很多种，根据不同的加工工艺选用不同的加工设备，计算不同的时间实际参数和加工工时。然后要将这些内容都写到技术文件里面，这项工作由技术人员完成。每一个企业之间的要求不一样，实际的生产也不一样，一般都是按公司的需求来制定工艺流程文件的编制。对零件进行工艺设计，必须要研究零件的图像及结构，分析及设计零件的加工过程，根据尺寸确定零件的加工余量、毛坯形式等等，通过零件各加工表面的分析，确定零件的最终加工方案，反推零件的整条加工路线，最终制动零件的工艺加工过程，并且填写和编制工序卡。对生产中的每个工步的切削参数进行详细的计算，确定加工工艺参数，最终确定零件的的加工工时。设备及夹具的选择是加工工艺设计的重要部分，设备的选择直接关系到能否加工出达到图纸精度的零件，加工设备对精度要求很重要，夹具将零件固定住，然后再固定到机床，使零件与机床保持一个不变的相互关系，夹具的选择也显得至关重要。此次设计的零件为典型的零件，在此次设计过程中要了解清楚零件的加工一般选择的加工装夹方法，最终要为零件选择设计一种夹具的夹紧方式。第2章零件的分析2.1零件的作用

座体是铣床加工的重要组成元件之一，它的制造工艺对铣削加工的尺寸精度有显著的影响。其结构图如下图所示：图2.1零件图2.2零件的工艺分析对零件进行分析，分析知道零件有一些地方需要进行加工：零件的端面；零件的孔系；加工时按国标公差和粗糙度值进行加工，最终实现零件图的技术要求为目的。现在我们对零件进行分析，零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。（1）零件底端端面的加工，具有较高的精度要求，是加工的关键表面。（2）φ115的端面要求精度相对较低，Ra值6.3。（3）零件φ80内孔的表面粗糙度Ra的值为1.6，精度要求高，是加工的重要表面。（4）M6螺纹孔及φ11的孔直接加工。（5）其余表面要求不高，不用加工，通过铸造就可以达到加工要求。2.3毛坯制造形式及结构的确定考虑和设计毛坯成型方式，必须要考虑零件材料的适应性。要根据零件应用的环境和调节，然后再进行材料分析。为了把设计好的产品变成实物，首先要把原材料制成类似零件形状的坯料。根据机械零件不同尺寸、形状和材料的特点，毛坯的生产方式有很多种：包括铸造、锻造、焊接、粉末冶金、注塑等方法。（1）零件的特性可以对零件材料的选择产生影响的，材料需满足结构需求。毛坯的类型在很大程度上取决于设计图中指定零件的材料。例如，铸铁零件必须铸造才能产生毛坯。如果是钢制零件，那就要考虑一下相关材料的力学性能。例如，应该尽可能选择锻件或焊接件，以确保制造高压阀门的材料具有良好的机械性能。（2）决定毛坯形式的主要因素就是零件的形状。零件的外形和尺寸会是毛坯成型的一种主要的要素。举个例子，有些很复杂的零件最好是铸造成型。大尺寸阀体可在砂模中浇注，小尺寸阀体可在投资模中浇注。（3）选择毛坯要考虑企业的生产规模。根据零件的生产计划不同，使用高效高产能的方案将会是最好的方式，经济性良好。（4）加工生产毛坯的方式。要根据实际的生产情况进行分析，依据现有的工艺和设备，结合后进行最优化的生产方式，最先进的制造形式。设计和分析零件加工余量，就是要考虑零件加工面的毛坯余量，分析零件的外形再增加加工量，便于加工。将发现的毛坯总余量与零件分析得到的毛坯总加工余量进行比较，如果毛坯总余量小于毛坯总加工余量，则需要调整毛坯总余量，以保证有足够的加工余量;如果毛坯总余量大于加工总余量，如何考虑增加刀具数量或减少毛坯总余量?绘制毛坯图:毛坯的外形轮廓使用粗实线绘制，零件实体采用双点线绘制。这个比例尽可能是1:1。铣刀头座体零件的材料为铸铁，硬度为200HBS，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。端面加工比较平整，预留加工余量2.5mm即可；φ80的孔孔径比较大，需要用铸造毛坯然后再加工，预留加工余量4mm；其余孔和螺纹孔孔径小于30mm，直接实心铸造。图2.2毛坯图PAGE16第3章工艺规程设计3.1基准的选择选择定位的基准，必须要以减少加工的误差为前提，确保零件最终能加工到技术要求，这个时候要求选择的基准与设计和工艺设计基准是重合的最好，如果实在不行，不能重合的话，那就要把零件尺寸在设计基准上进行标注，或按形状分析方法标注。当部件比较复杂时，通常仅在一个方向上选择一个基准是不够的，还需要添加一些基准。主基准称为主基准，辅助基准称为辅助基准。主引用和辅助引用之间应该有一个连接大小。1.选择的粗基准就是还没有加工的那个面，面是个粗糙表面，但是一般只能用一次最好，使用这个面进行加工以后，后面就不要再用这个面了。2.将加工后的表面作为基准是一种精确的基准。3.精确基准的选择遵循两个原则。3.1在相同基准下，加工基准与设计装配基准一致。3.2使用一个基准，就是把基准统一一下。如带两个销的壳体的一侧、轴的中心孔、齿轮箱的同轴基准、齿条的加工底部等。分析和考虑以上的选择原则，对本次设计的零件加工进行定位基准的选择：（1）粗基准的选择：选择零件φ80的毛坯孔φ72及φ115的外圆作为粗基准进行其余表面的加工。（2）精基准的选择：零件加工好的底端端面作为精基准进行零件内孔及其他位置表面的加工。3.2加工工艺路线的确定（1）加工工艺布置原则:1.首先对基准面进行加工，然后用基准面对其他曲面进行定位，以保证加工质量。2.先粗后精:即先粗后精，后粗后分。3.表面上进行第二次加工，要是表面是装配用的面，那第二次加工的面就是锁孔、连接光孔等。4.先面后孔，加工孔之前要先把面加工好，面平稳容易固定，也方便加工，然后用这个面作为基准进行钻孔加工。（2）编制零件机械加工工艺规程的步骤:1.阅读图纸，明确零件的技术要求和功能。2.制定技术路线。3.编制好了工艺流程和加工路线，决定了加工的步骤，也就可以确定机床选型、量具的选择、加工基准选择以及测量基准选择了。4.选择加工设备和工艺设备。5.计算工时和物料。6.审批程序。本次设计研究零件的加工工艺路线如下表：表3.1工序号工名序称工序内容5铣粗铣底端面10铣粗铣∅115的两端面15铣半精铣底端面20铣精铣底端面25铣半精铣、精铣∅115的两端面30钻钻4-∅11孔，锪孔∅2235镗粗镗∅80的孔40镗精镗∅80的孔45钻钻左端6xM6螺纹孔50钻钻右端6xM6螺纹孔55检验60入库3.3切削用量及切削时间的确定工序：粗镗∅80的孔进给量：刀杆伸出取。因此确定进给量。切削速度，取。机床主轴转速：，按照T616镗床主轴转速，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层：刀具切入：刀具切出：取行程次数：机动时间：工序：钻左端6xM6螺纹孔工步一：选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）按机床选取基本工时：min工步二：攻螺纹M6mm：选择M6mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即按机床选取基本工时：第4章夹具设计4.1设计类型及机床选择在生产过程中，为了提高生产效率和提高产品质量，需要设计一种专门用在加工上的专用夹具，本次设计要求设计镗φ80孔的专用镗床夹具。设计加工孔的夹具，根据加工工艺路线及加工精度的要求，选用卧式镗床进行加工。镗床的应用范围很广泛，可以进行多方面的加工，比如钻孔、镗孔等，还可以进行平面加工，当然了，如果安装一些配件，那还可以当做车床使用，或者是用铣床使用。图4.1卧式镗床4.2定位方案的确定4.2.1限制自由度分析一个零件在空间上最多只有六个自由度零件的自由度，所以这个时候零件定位就必须要限制自由度。然后零件在这个方向上的运动停止，确定在那个方向上的位置。前面已经说过了用零件的内孔和端面定位，零件的定位原理就是一面两孔的形式，端面进行定位限制三个自由度了，用支承板进行定位，限制了三个自由度。用零件的一个孔进行定位，定位销做定位元件，限制两个自由度。还有一个孔做定位，用菱形销做定位元件限制一个自由度，零件限制了六个方向自由度，也就是零件可以定位完成。4.2.2定位元件选择本次设计选择定位元件为：定位销、支承板、菱形销。4.3夹紧方案的确定对夹紧装置的基本要求：1、夹紧力的大小要合适，加工时的夹紧力要不变，要保证加工时零件一直处于不变的位置，不能振动不用产生形变，夹紧力稳定的情况下所产生的误差就会变小和降低。2、夹紧机构不能太复杂或者太简单，要与零件的生产纲领需求相符合。考虑到本次设计的夹具其零件并不是十分的复杂，并且为本夹具是进行钻孔加工，工件在垂直方向有移动趋势，采用的是用压块对垂直方向进行夹紧。图4.2夹紧机构4.4定位误差分析定位误差是否合格是因为零件在夹具上的位置不准确而引起产生的加工误差，它由基准不重合误差组成。夹具使用用的定位方式为一面两销定位。图4.3定位简图由加工工艺孔工序简图可计算出两工艺孔中心距L由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差未标注，取0.3mm。两工艺孔尺寸为Φ11，取偏差为（0.1,0）两定位销偏差对圆柱销查参考文献表8-7，极限偏差取r6即圆柱销尺寸为。对削边销查参考文献表8-7，。削边销与基准孔的最小配合间隙4.5切削力和夹紧力的计算4.5.1切削力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数：由参考文献查表可得：圆周切削分力公式：式中查表得：查[5]表取由表可得参数：即：同理：径向切削分力公式：式中参数：即：轴向切削分力公式：式中参数：即：4.5.2切削力的计算由公式µ1--工件与夹具间摩擦因素µ2-工件与定位间摩擦因素有：安全系数K可按下式计算有：式中：因素安全系数F取轴向最大力为2982N所以根据切削力，夹紧力的等的因素影响，改夹紧力符合要求。4.6夹具设计简要操作说明夹具设计和总体规划应适应生产。在大批量生产中，应尽量使用各种快捷，缩短具有时效性的和先进的控制方法，并在生产中提高生产效率，，必须满足照明功能的前提下，使用结构简单，固定装置易于制造，降低了制造成本保持架。一个结构良好的过程，以方便生产和加工，装配，检查和维护设备，以满足这些需求。图4.3装配图

结论大