机械制造技术课程设计-托架零件加工工艺及钻2-M10螺纹孔夹具设计.docx

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。托架的加工工艺规程及其钻、攻2-M10螺纹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：夹紧定位ABSTRCTThedesigncontentofthemechanica1manufacturingtechno1ogyandmachinetoo1fixturedesign,meta1cuttingmachinetoo1,to1erancematchingandmeasurementofaspectsofknow1edge.Bracketofthemachiningprocessp1anninganddri11ing,tapping2-M1Othreadoffixturedesignisinc1udingpartsprocessingprocessdesign,processdesignandspecia1fixturedesignthreeparts.Shou1dfirstana1yzethepartsintheprocessdesign,understandpartsoftechno1ogytodesignthestructureofb1ank,andchoosethegoodpartsprocessingbenchmark,designprocessoftheparts;Thenthepartssizeofeachworkstepoftheprocess,thekeyistodeterminetheprocessequipmentforeachprocessandcuttingparameter;Forthedesignofspecia1fixture,thense1ectdesignoutofthecomponentpartsofthefixture,suchasthepositioningdevice,c1ampingdevice,1edcomponents,specificconnectionwithmachinepartsandotherparts;Ca1cu1atedattheexitoffixture1ocatingpositionerror,ana1ysistherationa1ityofthefixturestructureanddeficiency,andpayattentiontotheimprovementinthe1aterdesign.Keywords:C1ampingandpositioning摘要IABSTRCTII目录III序言1第一章零件的分析2第二章工艺规程的设计31 .1确定毛坯的的制造形式32 .2基准的选择32.1.1 粗基准的选择原则32.1.2 精基准选择的原则32.3制订工艺路线42.4机械加工余量的确定42.5确定切削用量及基本工时5第三章专用夹具的设计123.1问题的提出123.2定位基准的选择123.3切削力及夹紧力计算123.4定位误差分析133.5导向机构143.6夹具设计及操作的简要说明16总结17致谢18参考文献19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。托架的加工工艺规程及钻、攻2-M1O螺纹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，钻、攻MIO螺纹的夹具用一面两销定位，夹紧则是由螺母、轴、圆垫圈和快换垫圈相配合来完成。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。第一章零件的分析托架共有四组加工平面，现分述如下：1、主平面2、413孑1；4一24孔3、左端面；75孔；80孔；孔边倒角4、M1o螺纹第二章工艺规程的设计2.1 确定毛坯的的制造形式托架零件材料为HT1OO,硬度选用260HBS,毛坯重约IKg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，8级精度组。2.2 基准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，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1 粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由以上及零件知，选用R55和R50外圆面及其他面作为定位粗基准。2.2.2 精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时,应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3）当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时,应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4）为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原贝人5）有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。主要考虑的是基准的重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以中75孔大平面和两个中13孔作为定位精基准。2.3 制订工艺路线工序10：按毛坯图铸造工序20：时效处理工序30：以R55和R50外圆面及其他面定位，粗铳、精铳主平面工序40：以内孔定位，钻、扩、较4-中13孔；车忽平中24孔工序50：以大平面及内孔定位，车左端面；车中75孔；车中80孔；孔边倒角工序60：以中75孔大平面定位，钻MIO螺纹底孔中8.5；攻MIO螺纹；去毛刺工序70：按图检验2.4 机械加工余量的确定“托架”零件材料为HTIO0,毛坯的重量约为12Kg,生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：1 .主平面，表面粗糙度为Ra3.2,需要二步加工方能满足要求，粗铳一一精铳，查机械设计工艺手册，表2-10得粗铳单边余量Z=I.2精铳单边余量Z=O.32 .70孔、80孔，表面粗糙度分别为Ra16、Ra6.3,查机械设计工艺手册，表2-9得：70孔单边余量Z=1O80孔单边余量Z=6.03、工件上其他的孔，因尺寸不大，故采用实心铸造，查机械设计工艺手册表2.3-8知,4-13H7孔,首先钻12孔，再扩12孔至12.8,再校12.8孔至13H7孔，惚平4-24孔查机械设计工艺手册表2.3-20知，首先钻MIO螺纹底孔8.5,再攻MIO螺纹。4、不加工表面的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，由铸造可直接获得。2.5确定切削用量及基本工时工序10：按毛坯图铸造工序20：时效处理工序30：以R55和R50外圆面及其他面定位，粗铳、精铳主平面工步一：粗铳主平面1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端面铳刀，刀片采用YG8,ap=1.2mm,J0=IOOmm,v=200mmin,2=4。2 .决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=1.2mm2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2mm,则按机床标准选取=700rmin叫V-IOOO»xIOOx700i219.8mmin当nw=700rmin时fm=0.2×4×700=56Omm/r按机床标准选取fm=60Omm/r3）计算工时200+1.2+3700x0.2切削工时：I=200mm,Z1=1.2mm,I2=3mm,则机动工时为1.459min工步二：精铳主平面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端面铳刀，刀片采用YG8,4=0.3mm,J0=IOOmm,v=200mmin,Z=4。3 .决定铳削用量D决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap=0.3mm2)决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=Q2rnn齿,则IOOOvdIoooX200×IOO637rmin按机床标准选取*=700rmin叫V-IOOO»xIOOx700i-219.8mmin当nw=700rmin时fm-f=0.2×4×700=560mm/r按机床标准选取m=60Omm/r3)计算工时切削工时：I-200mm,I1=0.3mm,I2=3nm,则机动工时为工序40：以内孔定位，钻、扩、较4-中13孔；钩平中24孔工步一：钻中12孔确定进给量/：根据参考文献IV表2-7,当钢的与<800MRz,d°=012mm时,f=0.39-OA1mZro由于本零件在加工中12孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f=(0.390.47)×0.75=0.290.35mm/根据Z3025机床说明书，现取了=0.25相机”切削速度：根据参考文献IV表2-13及表2-14,查得切削速度V=20mmin所以531rminIOOOv_1000x20dyv乃X12根据机床说明书，取匕=500rmin,故实际切削速度为TrXI2x5001000100018.8mmin切削工时：I=2Omm,Z1=6mm,I2=3mm,则机动工时为20+6+3500×0.25×40.928min工步二：扩12孔至12.8利用钻头将。