1、设计说明书全套图纸，加 153893706题目：套盘零件的工艺规程及铣宽 8 槽的工装夹具设计学 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。套盘零件的加工工艺规程及其铣宽 8 槽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
2、、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。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 variou
3、s knowledge.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 techn
4、ological 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
5、working 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
6、connection 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 cutting specifications, cla
7、mp, 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153.1 问题的提出153.2 切削力及夹紧力计算153.3 定位误差分析173.4 定向键和对刀块装置的设计183.5 夹具设计及操作简要说明21总 结24致 谢25参考文献 26第 1 页 共 26 页序 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
8、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。套盘零件的加工工艺规程及其铣宽 8 槽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
9、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 页 共 26 页一、 零件的分析二、1.1 零件的作用套盘的作用，待查1.2 零件的工艺分析套盘有 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，32 及 14 的孔2：一个是以 32 的孔为基准的加工面，这组加工面包括，24的凸台面，3-12 孔，12 孔，8 孔，宽
10、 8 的槽第 3 页 共 26 页二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为 HT150，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：对套盘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 30H7 的孔作为精基准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
11、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：在套盘表面涮上油漆工序：车工件左端面工序：车工件右端面工序：钻 14 的孔，扩、铰 32H7 的孔工序：铣 24 的凸台工序：钻 108 面上的 3-12 孔第 4 页 共 26 页工序：钻 24 凸台上的 12 孔工序 X：钻 8 孔工序 XI：铣宽 8 的槽工序 XII：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套盘零件材料为 HT150，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1.套盘的外圆，左右端面，32 的
12、孔套盘的外圆，左右端面，32 孔的精度要求为 12.5、25，3.2相对较低，查机械制造工艺学与夹具设计参考资料 ，表 2-12得，Z=1.0mm2、套盘 24 的小凸台套盘 24 的小凸台，粗糙度为 25，查机械制造工艺学与夹具设计参考资料 ，表 2-12 得，Z=1.0mm3. 套盘 14，3-12，12，8 的孔因为孔的直径最大才有 14mm,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：在套盘表面涮上油漆工序 IV：车工件左端面1.加工条件工件材料：灰口铸铁 HT150，b=145MPa，铸造。加工要求
13、：车工件左端面第 5 页 共 26 页刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 r E=0.5 Kr=90 n=15（1）已知加工余量为 1.0mm。实际最大加工余量为 1.0mm，故分一次加工（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 ap 0.7 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
14、度 切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min，刀具材料为 YG6）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：根据机械加工工艺师手册表 2712 加工外形：外圆纵车（k r00） 、刀具材料 YG6、进给量 f 0.40 可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系数 Kv：kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97=46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）按 CA
15、6140 车床说明书 200 rmin第 6 页 共 26 页所以实际切削速度 V=40.8m/min （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)/nwxf=51/200x0.53=0.481（min） L=50mm L1=1.0. L2=0. L3=0工序：车工件右端面1.加工条件工件材料：灰口铸铁 HT150，b=145MPa，铸造。加工要求：车工件左端面刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 r E=0.5 Kr=90 n=15（1）已知加工余量为 1.0mm。实际最大加工余量为 1.0m
16、m，因为台阶面，故两次加工完成（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 ap 0.7 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）第 7 页 共 26 页V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：根据机械加工工艺师手册表 2712 加工
17、外形：外圆纵车（k r00） 、刀具材料 YG6、进给量 f 0.40 可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系数 Kv：kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97=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 rmin所以实际切削速度 V=40.8m/min （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
18、道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=109/200x0.53=1.028（min） L=108mm L1=1.0. L2=0. L3=0总的工时：T=2t=2.056min工序：钻 14 的孔，扩、铰 32H7 的孔工步一：钻 14 的孔工步一钻 14 孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f， 时， 。MPab80md140rmf/47.039.由于本零件在加工 14 孔时属于低刚度零件，故进给量第 8 页 共 26 页应乘以系数 0.75，则rmf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rf/.切削速度：根据参考文献表 2-13
19、及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vmin/5.409180rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度i/2rn为 min/68.10451dvw切削工时： ， ， ，则机ml2l71l32动工时为 in3.025.421fnltwm工步二：扩孔 8.31利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手m0m8.31册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 rff/87.05. 75.06.212钻根据机床说明书，选取 mf5.第 9 页 共 26 页min/46123312vv钻则主轴转速为 ，并按车床说明书in/46.5rn取 ，实际切削速度为mi/68rnwmin/8.610.
20、3dvw切削工时： ， ， ，则机l56ll32动工时为 min5.17.06821fnltwm工步三：铰 孔H732根据参考文献表 2-25， ，rf/4.2，得in/18mvmin/65.48.9rs查参考文献表 4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取 ， ，实际切削速度rf/35.0i/1rw。min/.9v切削工时： ， ， ，则机l6ml.01l32动工时为 in85.3.019521fnltwm工序：铣 24 的凸台第 10 页 共 26 页1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.1d30min/125v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为
21、加工余量不大，精度要求不高，故一次加工完成 map0.2）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 ，则齿/2.0mfzin136510rdvns按机床标准选取 1300wn/min/46.12031vw当 1300r/min 时nrzfwm /14032.按机床标准选取 mf3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l24l1l32in08.31xfntwm第 11 页 共 26 页工序：钻 108 面上的 3-12 孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f， 时， 。MPab80md120rmf/47.039.由于本零
22、件在加工 12 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.029.75.04.39.0根据 Z3080 机床说明书，现取 mf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/7.41280rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度i/75rn为 min/9.10421dvw切削工时： ， ， ，则机ml4l61l32动工时为 in97.025.47321fnltwm总的工时：T=3t=0.581min工序：钻 24 凸台上的 12 孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f第 12 页 共 26 页， 时， 。M
23、Pab80md120rmf/47.039.由于本零件在加工 12 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.029.75.04.39.0根据 Z3080 机床说明书，现取 mf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/7.41280rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度i/75rn为 min/9.10421dvw切削工时： ， ， ，则机mll61l32动工时为 in4.025.47321fnltwm工序 X：钻 8 孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f， 时， 。由MPab80md80rmf/4
24、7.039.于本零件在加工 12 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则第 13 页 共 26 页rmf /35.029.75.04.39.0根据 Z3080 机床说明书，现取 f/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vmin/6.71810rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度i/rn为 min/6.17081dvw切削工时： ， ， ，则机动ml9l41l32工时为 in0.25.70321fnltwm工序 XI：铣宽 8 的槽选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5d80min/50v4z2.
25、 决定铣削用量4）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在二次走刀内铣完，则 map15）决定每次进给量及切削速度第 14 页 共 26 页根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 1.1kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin198510rdvns按机床标准选取 1975wn/min/6.491075vw当 1975r/min 时nrzfwm /15809742.按机床标准选取 mf66）计算工时切削工时：l=22 ， ，则机动工时为l41l12in068.97521xfnltwm总的工时：T=2t=0.137min工序 XII：检验合格后，交付装配第 15 页 共 26 页三、
26、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 XI：铣宽 8 的槽的铣床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于铣宽 8 的槽，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 14 和 12 孔及工件右端面来定位，也就是经典的“一面两销”3.2 切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 采用端铣刀 8mm z=4机床： x51 立式铣床由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中： 修正系数 0.1vk第 16 页 共 26 页30FC83.Fq0.1FXz=24 65.y.uPa0Fw代入上式，可得 F=889.4
27、N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K其中： 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13K为断续切削系数 1.14所以 NF7.15（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKf21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25.01fF= +G G 为工件自重zPNfFN4.35121夹紧螺钉： 公称直径 d=15mm，材料 45 钢 性能级数为6.8 级第 17 页 共 26 页MPaB106MPaBs4801螺钉疲劳极限： B9263.2.1极限应力幅： Pakma7.51li 许用应力幅： MSa3.li螺钉的强度校核：螺钉的许用切
28、应力为 ss=3.54 取s=4得 Pa120满足要求8.24cHdFMPaNc153.2经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.3 定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 yj min11XDd第 18 页 共 26 页（式 5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差1d 圆柱销孔的最小偏差D圆柱销定位孔与定位销最小配合1min间隙代入（式 5-5）得： =yjmin11XDd0.9.16=0.25(2) 转角误差LXDdXDdtg2min2min11 （式 5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差1 圆柱销孔的最小
29、偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合1min间隙 削边销孔的最大偏差2d 削边销孔的最小偏差D 削边销定位孔与定位销最小配合2minX间隙其中： )2(min1in2XLgx则代入（式 5-6）得：0.9.60.9.04.6235tg则： .21第 19 页 共 26 页3.4 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据 GB220780 定向键结构如图所示：o图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据 T 形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如
30、下：表 3.1 定向键数据表夹具体槽形尺寸B公称尺寸允差 d 允差 4L H h D 12B2h第 20 页 共 26 页公称尺寸允差 D14 -0.011 -0.027 20 8 3 10 3.5 14 0.018 4对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是用来铣套盘宽 8 的槽，故选用直角对刀块图 3.4 对刀块图对刀块尺寸如下第 21 页 共 26 页塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标 记四 周 倒 圆图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸 H 允差 d C2 -0.014 0.253.5 夹具设计及操作的简要说明使用一面两销
31、定位，采用铰链压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用直角对刀块对刀，保证铣刀位置的正确性，这样我们就省去了很多对刀的时间、降底了对工人的技术要求，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产第 22 页 共 26 页装配图附图如下：第 23 页 共 26 页夹具体附图如下第 24 页 共 26 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，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和
32、 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。第 25 页 共 26 页致 谢这次设计使我收益不小，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上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
