挡块气缸的工艺规程及钻2Φ30H7孔的钻床夹具设计.docx

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挡块气缸的工艺规程及钻2Φ30H7孔的钻床夹具设计

挡块气缸的工艺规程及钻2-Φ30H7孔的钻床夹具设计

毕业设计说明书

题目:

挡块气缸的工艺规程及钻2-Φ30H7孔的钻床夹具设计

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。

挡块气缸加工工艺规程及钻2-Φ30H7孔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。

ABSTRCT

Thisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.

Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessing140holejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.

Keywords:

Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror

序言…………………………………………………………………1

一.零件分析……………………………………………………2

1.1零件作用………………………………………………2

1.2零件的工艺分析…………………………………………2

二.工艺规程设计…………………………………………………3

2.1确定毛坯的制造形式……………………………………3

2.2基面的选择传……………………………………………3

2.3制定工艺路线……………………………………………5

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………7

2.5确定切削用量及基本工时………………………………7

三夹具设计……………………………………………………18

钻夹具的设计………………………………………………18

3.1问题的提出………………………………………………18

3.2定位基准的选择…………………………………………18

3.3切削力及夹紧力计算……………………………………18

3.4定位误差分析……………………………………………19

3.5钻套设计…………………………………………………19

3.6夹具设计及简要操作说明………………………………20

总结………………………………………………………………23

致谢………………………………………………………………24

参考文献…………………………………………………………25

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。

挡块气缸的加工工艺规程及其钻2-Φ30H7孔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。

零件的分析零件的作用

挡块气缸的作用,待查

1.2零件的工艺分析

挡块气缸有二组加工面他们相互之间没有任何位置度要求。

1:

一端面为基准的加工面,这组加工面主要是底面,端面和Φ50的孔,

2:

以Φ50孔为基准的加工面,这组加工面主要是各个孔端面及其孔

二.工艺规程设计

确定毛坯的制造形式

零件材料为45,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,选用锻造,锻造精度为2级,能保证锻件的尺寸要求,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170x64的面作为定位基准,。

2.3精基准的选择

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Φ50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:

方案一

工序Ⅰ:

铸造

工序Ⅱ:

时效处理

工序Ⅲ:

铣上端面

工序Ⅳ:

铣下端面

工序Ⅴ:

铣左端面

工序Ⅵ:

铣右端面

工序Ⅶ:

镗Φ50H8,Φ58孔,倒角

工序Ⅷ:

Φ8斜孔,攻丝ZG3/8

工序Ⅸ:

钻,扩,铰2--Φ30H7孔

工序X:

钻左端2-Φ8底孔、攻丝ZG3/8,钻M8螺纹底孔攻丝M8

工序XI:

钻右端M8螺纹底孔攻丝M8

工序XII:

钻上端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8

工序XIII:

钻下端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8

工序XIIII:

检验

方案二

工序Ⅰ:

铸造

工序Ⅱ:

时效处理

工序Ⅲ:

铣上端面

工序Ⅳ:

铣下端面

工序Ⅴ:

铣左端面

工序Ⅵ:

铣右端面

工序Ⅶ:

钻,扩,铰2--Φ30H7孔

工序Ⅷ:

Φ8斜孔,攻丝ZG3/8

工序Ⅸ:

镗Φ50H8,Φ58孔,倒角

工序X:

钻左端2-Φ8底孔、攻丝ZG3/8,钻M8螺纹底孔攻丝M8

工序XI:

钻右端M8螺纹底孔攻丝M8

工序XII:

钻上端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8

工序XIII:

钻下端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8

工序XIIII:

检验

工艺方案一和方案二的区别在于方案一把钻孔孔放在了前面,因为钻孔的精度较高,且绞孔孔的孔的尺寸要求较为严格,这样我们做钻孔的时间就可以利用铰好的孔做为定位基准,这样能能更好地保证工件钻孔时的位置度要求

具体的加工路线如下

工序Ⅰ:

铸造

工序Ⅱ:

时效处理

工序Ⅲ:

铣上端面

工序Ⅳ:

铣下端面

工序Ⅴ:

铣左端面

工序Ⅵ:

铣右端面

工序Ⅶ:

镗Φ50H8,Φ58孔,倒角

工序Ⅷ:

Φ8斜孔,攻丝ZG3/8

工序Ⅸ:

钻,扩,铰2--Φ30H7孔

工序X:

钻左端2-Φ8底孔、攻丝ZG3/8,钻M8螺纹底孔攻丝M8

工序XI:

钻右端M8螺纹底孔攻丝M8

工序XII:

钻上端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8

工序XIII:

钻下端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8

工序XIIII:

检验

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

挡块气缸零件材料为45重量为2.6Kg

生产类型为大批量生产,采用锻造毛坯。

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,由锻造可直接获得。

挡块气缸的底面

由于挡块气缸的底面要与其他接触面接触,同时又是Φ50孔的中心线的基准。

粗糙度要求为3.2,查相关资料知余量留2.5比较合适。

3、挡块气缸的孔

毛坯为空心,锻造出孔。

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

2.5确定切削用量及基本工时

工序Ⅰ:

铸造

工序Ⅱ:

时效处理

工序Ⅲ:

铣上端面

1.选择刀具

刀具选取端面铣刀,刀片采用YG8,

,,。

2.决定铣削用量

决定铣削深度

因为加工余量不大,一次加工完成

决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。

根据表查出,则

按机床标准选取=750

当=750r/min时

按机床标准选取

计算工时

切削工时:

,,则机动工时为

工序Ⅳ:

铣下端面与工序III类似,这里就不多做描述工序Ⅴ:

铣左端面与工序III类似,这里就不多做描述

工序VI:

铣右端面与工序III类似,这里就不多做描述

工序Ⅶ:

镗Φ50H8,Φ58孔,倒角

工步一:

粗镗Ф50H8孔

1.加工条件

加工要求:

粗镗Φ45孔,单侧加工余量Z22.5mm。

机床:

选用T716金刚镗床和专用夹具。

刀具:

硬质合金单刃镗刀。

2、选择切削用量

（1）选择切削深度

由于单侧加工余量Z22.5mm,故可在一次镗去全部余量,则22.5mm

2选择进给量

根据【6】《实用机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》）表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:

40-80m/minf0.3-1.0mm/r

选择

则根据《简明手册》表4.2-20~4.2-61,选择,。

（3）计算基本工时根据公式,式中,当加工一个孔时l109,,L（109+22.5+3）mm134.5mm

故有min0.909min

工步二:

半精镗Φ45孔至Φ48孔

1.加工条件加工要求:

半精镗Φ45孔至Φ48孔,单侧加工余量Z1.5mm。

机床:

选用T716金刚镗床和专用夹具。

刀具:

硬质合金单刃镗刀。

2、选择切削用量

（1）选择切削深度

由于单侧加工余量Z1.5mm,故可在一次镗去全部余量,则1.5mm

（2）选择进给量

根据《工艺手册》表11-313,查得:

精镗时,硬质合金刀头,加工材料为铸铁:

选择

则根据《简明手册》表4.2-20,选择。

（3）计算基本工时

根据公式,式中,当加工一个孔时l40,0.7,L（109+1.5+1）mm111.5mm

故有0.878min

工步三:

精镗Φ48孔至Φ50H8孔

1.加工条件加工要求:

半精镗Φ48孔至Φ50H8孔,单侧加工余量Z1mm。

机床:

选用T716金刚镗床和专用夹具。

刀具:

硬质合金单刃镗刀。

2、选择切削用量

（1）选择切削深度

由于单侧加工余量Z1mm,故可在一次镗去全部余量,则1mm

（2）选择进给量

根据《工艺手册》表11-313,查得:

精镗时,硬质合金刀头,加工材料为铸铁:

选择

则根据《简明手册》表4.2-20,选择。

（3）计算基本工时

根据公式,式中,当加工一个孔时l109,1,L（109+1+1）mm111mm

故有0.869min

工步四:

倒角

1.）刀具:

专用刀具。

此工步使用到专用刀具与手动进给。

2.）检验机床功率可以查出当σb=160~245HBS

ap≤2.8mmf≤0.6mm/r

Vc≤41m/minPc=3.4kw

按T616金钢镗床说明书主电机功率P=11kw

可见Pt比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求

镗削功率检验按有关手册

当do=21mmVc17m/min,f=0.64mm

查得转矩M=61.8N.M

功率公式:

PC=McVc/30do61.8x17/30x211.67km

按T616金钢镗床说明书主电机功率P=11kw

可见Pt比P小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要

3.）计算工时:

t,L,2mm,2mm

t0.368min

工序Ⅷ:

Φ8斜孔,攻丝ZG3/8

钻孔,攻螺纹MZG3/8mm。

工步一:

钻孔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:

工步二:

攻螺纹MZG3/8mm选择ZG3/8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:

工序Ⅸ:

钻,扩,铰2--Φ30H7孔

工步一钻孔至φ28

确定进给量:

根据参考文献Ⅳ表2-7,当钢的,时,。

由于本零件在加工Φ28孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则

根据Z525机床说明书,现取

切削速度:

根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14,查得切削速度所以

根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:

,,则机动工时为

工步二:

扩孔

利用钻头将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取

根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按车床说明书取,实际切削速度为切削工时:

,,则机动工时为工步3:

铰孔

根据参考文献Ⅳ表2-25,,,得查参考文献Ⅴ表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取,,实际切削速度。

切削工时:

,,则机动工时为工序X:

钻左端2-Φ8底孔、攻丝ZG3/8,钻M8螺纹底孔攻丝M8与工序与VIII类似,在这里就不多做描述

工序XI:

钻右端M8螺纹底孔攻丝M8工序与VIII类似,在这里就不多做描述

工序XII:

钻上端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8与VIII类似,在这里就不多做描述

工序XIII:

钻下端4-M8螺纹底孔、攻丝4-M8与VIII类似,在这里就不多做描述

工序XIIII:

检验

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IX道工序的钻,扩,铰2--Φ30H7孔的钻床夹具。

3.1问题的提出

本夹具主要用于钻,扩,铰2--Φ30H7孔,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。

3.2定位基准的选择

本道工序加工2-Φ30H7孔,精度高,因此我们采用已加工好的Φ50H7孔定位,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,螺母的夹紧力即可以满足要求

3.3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:

钻削力式（5-2）

钻削力矩式（5-3）

式中:

代入公式（5-2）和（5-3）得

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。

3.4定位误差分析

本工序以已经加工好的内孔定位,即心轴和一端面配合,限制五个自由度,再由两个调节支撑限制一个方向上的自由度,从而工件实现完全定位。

3.5钻套设计

2-Φ30H7孔的加工需钻,扩,铰,因为钻后还要扩,铰,为了我们钻后能及时的的扩,铰,故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。

根据工艺要求:

。

即先用Φ26的麻花钻钻孔,根据GB1141?

84的规定钻头上偏差为零,故钻套孔径为Φ26。

再扩孔,铰孔至Φ30H7

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

dHD

公称尺寸允差

262535-0.006

-0.0185246125.52121

3.6夹具设计及操作的简要说明

使用心轴定位,采用开口压板快速夹紧,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生产效率,适合于大批量生产

装配图附图如下

钻夹具体如下

总结

课程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。

课程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。

这次设计虽然只有三个月时间,但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。

这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。

比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等;也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识;以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高;再次体会到理论与实践相结合时,理论与实践也存在差异。

回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到完成定稿,从理论到实践,在整整一学期的日子里,可以说学到了很多很多的的东西,同时巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正的实用,在生产过程中得到应用。

在设计的过程中遇到了许多问题,当然也发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次毕业设计,让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。

这次毕业设计虽然顺利完成了,也解决了许多问题,也碰到了许多问题,老师的辛勤指导下,都迎刃而解。

同时,在老师的身上我也学得到很多额外的知识,在此我表示深深的感谢!

同时,对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢!

致谢

这次毕业设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。

但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。

这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。

在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决技术