机械制造技术课程设计-行星减速端盖加工工艺钻6-φ13孔夹具设计.docx

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1、摘要本文选择了端盖1作为研究对象，该零件是机械加工中常用的零件之一，其主要作用是支撑、保护支承和传动零部件、防尘及密封作用，在各种机器中应用广泛。本文主要研究内容是“端盖1”零件机械加工工艺规程及“钻6-13孔”工序夹具设计。制定了加工端盖1的机械加工工艺路线，详细计算了加工余量、切削用量、尺寸公差，确定各工序尺寸、工序加工余量、加工工时、机械加工三要素等，选择其加工设备。通过本设计掌握零件的加工过程分析、工艺卡片的编制和步骤。学会应用手册、标准、规范等资料。认识到工艺在机械制造中的重要性。了解刀具的选用规则，产品质量、精度、寿命等属性和节约材料，降低成本，提高生产率。设计加工钻削6-13孔专

2、用夹具，设计内容有：定位方案和夹紧方案的确定，定位元件和夹紧元件的选择，夹具体的设计，钻削力的计算等等。关键词：端盖1、加工工艺、6-中13孔、钻削摘要I第一章绪论11.1 夹具定位方案的概述11.2 夹具夹紧装置的组成及要求11.3 夹具设计应满足的基本要求21.4 机床夹具的研究现状2第二章端盖1机械加工工艺规程设计42.1 零件的作用、设计基准及技术要求42.1.1 零件的作用42.1.2 零件的设计基准42.1.3 零件的表面构成42.2 零件加工表面的分析及形位公差分析52.2.1 零件加工表面的分析52.2.2 零件形位公差的分析52.3 零件的机械加工工艺性、材质及热处理要求52

3、.3.1 零件的机械加工工艺性52.3.2 零件的材质62.4 基准的选择及加工方案的选择与确定62.4.1 基准的选择62.4.2 加工方案的选择比较与确定62.5 生产类型、毛坯尺寸及加工余量的确定82.5.1 生产类型的确定82.5.2 毛坯尺寸的确定82.5.3 加工余量的确定92.6 机械加工机床、刀具及量具的选择112.7 确定切削用量及基本工时11第三章钻6-中13孔专用夹具的设计233.1 设计定位方案及选择定位元件233.2 设计夹紧方案及选择夹紧元件243.3 设计夹具体243.4 选择导向装置钻套253.5 计算钻削力253.6 计算夹紧力263.7 分析定位误差26第四

4、章结论28第五章致谢29参考文献30第一章绪论1.1 夹具定位方案的概述在工艺学中已经知道，工件在加工前，必须首先使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置，这就是定位。夹具在工件定位过程中起着决定的作用，工件正是通过夹具相对机床、刀具占有正确的加工位置。工件在夹具中定位的目的，就是要使同一批工件在夹具中占有一致的正确加工位置。要使工件完全定位，就必须限制工件在空间的六个自由度，此即为工件的“六点定位原则在定位设计中，会遇到以下几种情况：（I）完全定位限制了工件全部的六个自由度，称为工件的“完全定位（2）不完全定位在对工件的加工精度没有影响的情况下，允许少于六点的定位称为“不完全定位。（3）欠定位

5、工件的定位支承点数少于应限制的自由度数，这种工件定位点不足的情况，称为“欠定位”，欠定位在实际生产中是不允许的。（4）过定位工件的某一个自由度同时被两个或多个定位支承点重复限制，这种情况称为“过定位“，也叫”重复定位”。1.2夹具夹紧装置的组成及要求1、夹具夹紧装置的组成（1）动力装置夹紧力的来源，一是人力；二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常用的动力装置有：气动装置、液压装置、电动装置、电磁装置、气一液联动装置等。由于手动夹具的夹紧力来自人力，所以它没有动力装置。（2）夹紧部分接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务部分，由下列机构组成:1）接受原始作用力的机

6、构。如手柄、螺母及用来连接气缸活塞杆的机构等。2）中间递力机构。如较链、杠杆等。3）夹紧元件。如各种螺钉压板等。其中中间递力机构在传递原始作用力至夹紧元件的过程中可以起到诸如改变作用力的方向、改变作用力的大小以及自锁等作用。2、夹紧装置的基本要求在不破坏工件定位精度，并保证加工质量的前提下，应尽量使夹紧装置做到：（1）夹紧作用准确、安全、可靠。（2）夹紧动作迅速，操作方便省力。（3）夹紧变形小。（4）结构简单，制造容易。1.3夹具设计应满足的基本要求夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可

7、以对工艺过程提出修改意见。夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：（1）保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。（2）提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，提高生产效率。（3）工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。（4）使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安

8、全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。（5）经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。1.4机床夹具的研究现状夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产

9、及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床一工件一工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展

10、趋势将是逐步提高智能化水平。第二章端盖1机械加工工艺规程设计2.1 零件的作用、设计基准及技术要求2.1.1 零件的作用本次设计的零件是端盖1,该零件是机械加工中常用的零件之一，其主要作用是支撑、保护支承和传动零部件、防尘及密封作用，在各种机器中应用广泛。具体结构见下图2.1端盖1零件图。图2.1端盖1零件图2.1.2 零件的设计基准通过资料的参看我们能够知道，依据零件的结构和设计要求，用以确定的一些点、线、面称为设计基准。依据对零件的分析，本次设计零件的设计基准为6105H8内孔所在轴线。2.1.3 零件的表面构成（1）200外圆所在的表面及端面；（2）130及60。组成圆锥面所在的表面及端

11、面；（3）81,105H8内孔所在的表面及端面；（4）130及R3内孔所在的表面及端面；（5）140f9外圆所在的表面及端面；（6） I向视图135.2X4槽所在的表面及端面；（7） 0.5X45,1X45,2X45o,RI及R3倒角和圆弧所在的表面及端面；（8） 6-13孔所在的表面及端面；（9） 4-4孔所在的表面及端面；（10） 2-M12螺纹通孔所在的表面及端面；2.2 零件加工表面的分析及形位公差分析2.2.1 零件加工表面的分析（1）200右端面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um;（2）14Oe外圆，其表面粗糙度公差为Ra6.3um;（3）105H8内孔，其表面粗糙度公差为Ra3.

12、2um;（4）105H8左端面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um;（5）14Oe右端面，其表面粗糙度公差为Ra3.2um;（6）中135.2X4槽，其左右两端面表面粗糙度公差为Ra6.3um;下表面其表面粗糙度公差为Ra3.2umo（7） 6-中13孔，其表面粗糙度公差为Ra12.5um;（8） 4-64孔，其表面粗糙度公差为Ra12.5um;（9） 2-M12螺纹孔，其表面粗糙度公差为Ra12.5um;（10）其余未注表面粗糙度公差的表面，其表面粗糙度公差为Ra25um;2.2.2 零件形位公差的分析（1）200右端而，相对于6140f9外圆所在轴线的直线度公差为0.05；（2）105H8内

13、孔所在轴线相对于140f9外圆所在轴线的同轴度公差为0.04;（3） 140f9右端面相对于140f9外圆所在轴线的直线度公差为0.03；（4） 6-13孔所在轴线相对于14Oe外圆所在轴线的位置度公差为0.5o2.3 零件的机械加工工艺性、材质及热处理要求2.3.1 零件的机械加工工艺性零件的结构工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。所设计的端盖1零件有利于达到所要求的加工质量和有利于减少加工的劳动量。通过上面对零件的分析，能够知道本次设计的零件是端盖1零件。生产纲领是小批量生产。本次设计的零件主要加工的表面有端面、表面、内孔、槽等等。2.3

14、.2 零件的材质端盖1与各元件配合表面的尺寸精度和配合精度通常都较高，为了节省材料和减少加工的劳动量，毛坯常采用铸件。在选择端盖1的毛坯结构时，应以结构合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑。由于Q235-A具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉，生产设备简单，所以在机械零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。又由于Q235-A具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以零件材料为Q235-A,选择砂型铸造。2.4 基准的选择及加工方案的选择与确定2.4.1 基准的选择基准是在零件上用以确定

15、其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。经过机械加工的基准称为精基准，未经过机械加工的基准称为粗基准。精基准选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。1、粗基准的选择选择零件200外圆及端面为粗加工基准。2、精基准的选择选择105H8内孔及端面为精加工基准。2.4.2 加工方案的选择比较与确定机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。在生产纲领已确定的条件下，应考虑机床的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。2套工艺路线方案如下：工艺路线方案1：工序1、铸件；工序2、热处理；工序3、车140f9右端面，外圆及200右端面；