機械制造技術(shù)課程設(shè)計-升降桿軸承座工藝規(guī)程及鉆6-M6螺紋孔夾具設(shè)計.docx

課程設(shè)計說明書課程名稱：車輛制造工藝學(xué)設(shè)計題目：升降桿軸承座工藝及鉆6-M6螺紋孔專用夾具設(shè)計 全套圖紙加扣3012250582 姓 名：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：時間：2019年6月27日太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院2目錄二、 概述1二、零件的分析1（一） 零件的作用1（二） 零件的工藝分析1三、工藝規(guī)程設(shè)計2（一）確定毛坯的制造形式2（二）基面的選擇2（三） 制定工藝路線2(四) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定3（五）確立切削用量及基本工時4四、夾具設(shè)計12（一） 問題的提出12（二） 夾具設(shè)計12（三） 夾具零件13（四） 定位誤差17（五） 夾緊力計算18（六） 夾緊裝置說明19五、設(shè)計總結(jié)20六、 致謝21七、 參考文獻(xiàn)221、 概述（一）機床夾具的功能1、保證加工精度。2、提高生產(chǎn)率。3、擴大機床的工藝范圍。4、減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。（二）機床夾具應(yīng)滿足的要求1、保證加工精度。2、夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。3、安全、方便、減輕勞動強度。4、排屑順暢。5、機床夾具應(yīng)具有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性。二、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是升降桿的支承部件升降桿軸承座。該零件適用范圍廣，主要用于支承軸類的零件。使軸類零件能獲得所需的同軸度和很高的回轉(zhuǎn)精度，能保證運動的可靠性。（二） 零件的工藝分析軸承座有三組加工表面，并有一定位置要求，其中尺寸要求較高的有：具體分述如下：1.以的中心加工表面為基準(zhǔn)這一組加工表面包括：一個82mm110mm的矩形表面，保證尺寸100+0 -0.362.以82mm110mm的矩形表面為基準(zhǔn)這一組加工表面包括：兩個圓柱的內(nèi)表面；兩圓柱上的兩個孔。 這兩組加工表面之間有著一定位置要求，主要是：兩個孔相對底平面之間的平行度公差為0.21。由以上分析可知，對于這幾組加工表面而言，加工時可以先加工下表面，然后以下表面為粗基準(zhǔn)，借助于專用夾具加工其它組的表面。三、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，零件為升降桿軸承座。主要是支撐軸在工作時承受軸的軸向力和徑向力。由于軸在工作中比較平穩(wěn)，所以軸承座所受的其它沖擊力較小，由于升降桿軸承座在機械工作中應(yīng)用比較廣泛，屬于大批量生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對本零件來說，如果以外圓表面作基準(zhǔn)，則可能這一組的表面不平行。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，以為粗基準(zhǔn)，利用心軸和一平面固定內(nèi)表面作為定位面，以消除、五個自由度，在用一個銷釘頂住肋板，消除一個自由度，達(dá)到完全定位。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。（三） 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮才用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 最終確定的工藝路線方案：工序一 以52的內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)，加工零件的底平面。工序二 以底平面為精基準(zhǔn)，粗鏜一對尺寸為52的孔。工序三 銑2mm槽。工序四 以底平面為精基準(zhǔn)，加工78左右的兩個表面，共四個。工序五 以底平面為精基準(zhǔn)，精鏜一對尺寸為52的孔。工序六 以52內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，鉆15端面的5孔。工序七 以底平面為基準(zhǔn)，車15端面的M6的螺紋。工序八 以52的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，鉆78端面六個5孔。工序九 以52的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，鉆攻78端面六個M6的螺紋。工序十 檢查。(四) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定升降桿軸承座零件材料為HT200，硬度190-241HB，生產(chǎn)類型大批量，采用鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 軸承底座表面 考慮其長度為82mm，寬110mm，高15mm。查機械制造工藝設(shè)計簡約手冊表(2.2-12.2-5)，（具體出版社和作者詳見最后一頁參考書目，以下不做注明。）,取高度方向的余量為4mm,即鑄造尺寸長度為82mm，寬度為110mm，高度為18mm。工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度尺寸偏差Ra0鑄件104CT10104+1.8 -1.812.51粗銑4100IT12100+0 -0.366.32. 銑兩個78左右兩端面，共四個。參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.321確定工序尺寸及余量如下兩內(nèi)表面鑄造尺寸：84mm兩外表面鑄造尺寸：140mm即鑄造尺寸為28mm。內(nèi)表面各銑2mm，保證尺寸：外表面各銑3mm，保證尺寸：134mm，以及左右內(nèi)外表面都為23mm工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度尺寸偏差Ra0鑄件70CT1070+1.6 -1.612.51精銑367IT1167+0 -0.193.23.鏜52的孔查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表(2.2-22.2-5),取余量為4mm,既鑄造尺寸就為48mm。參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.315確定工序尺寸及余量如下:鏜刀,量具游標(biāo)卡尺，及其它。粗鏜 3.5mm 留余量為： 0.5mm 精鏜 52+0.046 -0mm 留余量為： 0mm工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度尺寸偏差Ra0鑄件48CT1048+1.4 -1.412.51粗鏜3.551.5IT951.5+0.074 -03.22精鏜0.552IT852+0.046 -01.64在15mm的圓臺上，車6mm的螺紋孔，先鉆5mm的孔，貫穿，然后進行車螺紋，尺寸為1mm。工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度尺寸偏差Ra0鑄件CT1012.51鉆孔55IT105+0.048 -02車螺紋1M65車78mm兩外端面上的螺紋孔。外端面各有6個且均部,要分兩次才能完成,因為是兩個對稱面,所以加工余量相同。先鉆5mm的孔，然后進行車螺紋，尺寸為1mm。工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度尺寸偏差Ra0鑄件CT1012.51鉆孔55IT105+0.048 -02車螺紋1M66檢查。（五）確立切削用量及基本工時 工序一 以的內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)，加工零件的底平面。得到尺寸為高15mm的底平面，平面度誤差為Ra12.5。 一. 銑削底面 1.工件材料：HT200， HB=210，銑削加工 2.工序尺寸：端面圓長78mm 3.加工要求：因為底面粗糙度Ra12.5，以52為定位面用銑刀粗銑削余量3mm，即可達(dá)到 該要求4.選用機床：X53K立式銑床 P輸=5.5KW5.選用刀具：YG8硬質(zhì)端銑刀、D=250（根據(jù)加工而選表（21-35）Z=12）6.銑刀形狀：查切削用量簡明手冊表3.2,有0 =5，7.刀具壽命：查切削用量簡明手冊表3.8 T=240min8.選擇切削用量（1）、決定切削速度ap由切削余量可知采用一次切削ap=4mm（2）、切削進給量：因為是粗銑采用較大進給量af=0.36mm/2（3）、切削速度：由于是粗銑采用較小速度 v=52mm/min計算主軸轉(zhuǎn)速：按機床說明書見機械制造工藝設(shè)計簡明手冊手冊表4.219可知道機床分18級81000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為63r/min 所以實際速度為： 8、 檢驗機床功率 由以上切削量檢驗功率 由公式：因為PmP輸所以說明上述所選切削深度ap 進給量af 切削速度v 都符合要求9、 計算工時： mm/min工序二 以底平面為精基準(zhǔn)，粗鏜一對尺寸為52的孔。1、 加工要求：粗鏜52mm軸孔，以底面為定位基準(zhǔn)，根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表1.47內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度可得到：粗鏜時其加工經(jīng)濟精度可達(dá)到IT11IT13,表面粗糙度Ra為12.56.3。由表2.3-10機械制造工藝設(shè)計簡明手冊有： 粗鏜至51.5mm 余量0.5mm2、選用機床：查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.225臥式鏜床型號及技術(shù)參數(shù)選用T616臥式銑鏜床 p輸=5.5kw3、選用刀具：因為主軸上有階梯孔，查切削用量簡明手冊選用900單刃鏜刀即可，這種鏜刀適合鏜階梯孔還能鏜削圓柱端面。4、選擇切削用量 決定切削深度由切削余量可知道 ap=1.75mm （單邊）查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.220可知道粗鏜時ap=58mm，所以采用一次切削。決定切削進給量查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.221工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 af=0.5mm 因為粗鏜所以采用較大進給量、決定切削速度查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-20工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 v=40m/min因為粗鏜所以采用較小速度計算主軸轉(zhuǎn)速250r/min按機床說明書見機械制造工藝設(shè)計簡明手冊手冊表4-20選主軸轉(zhuǎn)速為245r/min 所以實際速度為： 計算各孔加工工時=0.26min工序三 銑2mm槽。選用刀具：高速鋼立銑刀d=8mm，z=3參數(shù)選用及計算：取m/min，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度 3.功率檢驗：由以上切削量檢驗功率 由公式：因為PmP輸，故滿足條件，校驗成立。計算工時：工序四 以底平面為精基準(zhǔn)，加工52孔左右的兩個表面，共四個。1. 機床：X53K立式銑床。2. 刀具： 硬質(zhì)合金鋼,d=32mm,齒數(shù)z=4。3. 工藝分析：先加工里面兩個平面，保證尺寸：，后加工左右兩個端面，保證尺寸134，則有毛坯尺寸：里面84mm，兩端面 140mm4. 進給量：由切削用量簡明手冊表3.6取刀具d=32mm，銑削寬度13mm時，可得，其進給量可得到Ra6.33.2的表面粗糙度，則取，即可滿足Ra3.2，即銑一次就可以滿足加工要求5. 切削用量：先加工里面的左面，粗銑2mm，然后以左平面為基準(zhǔn)，加工右平面，保證尺寸：之后加工右端面大概3mm，保證厚度23mm，最后加工左端面，保證尺寸l=134mm參數(shù)及計算：取m/min，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度查切削用量簡明手冊表3.28 ,則功率滿足要求。工時計算：因為加工一個面要走三刀才能加完，則加工四個面所需工時： 工序五 以底平面為精基準(zhǔn)，精鏜一對尺寸為52的孔。1、加工要求：精鏜52mm孔1mm，以底面為定位基準(zhǔn)，根據(jù)機械制造工藝簡明手冊表1.4-7內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度可得到：鏜精時其加工經(jīng)濟精度可達(dá)到IT7IT8,表面粗糙度Ra為3.21.6。 52-51.5=0.5mm 2Z=0.5mm 單邊余量Z=0.25mm由以上精度查機械制造工藝簡明手冊表1.424可以知道：其孔加工的上下偏差為：51.5mm+0.5mm= 52+0.046 -0mm2、選用機床：查機械制造工藝簡明手冊表4.219臥式鏜床型號及技術(shù)參數(shù)選用TX616臥式銑鏜床 p輸=5.5kw3、選用刀具：查機械制造工藝簡明手冊選用900單刃鏜刀即可，能鏜削圓柱端面，使圓柱端面達(dá)到相應(yīng)精度。4、選擇切削用量 決定切削深度由切削余量可知道 ap=0.25mm查切削用量簡明手冊可知道精鏜采用一次切削。決定切削進給量查切削用量簡明手冊 工件是鑄鐵時 af=0.2mm 因為精鏜所以采用較小進給量。決定切削速度查切削用量簡明手冊工件是鑄鐵時 v=60m/min因為精鏜所以采用較大速度。計算主軸轉(zhuǎn)速r/min按機床說明書見機械制造工藝簡明手冊表4.219選主軸轉(zhuǎn)速為370r/min 所以實際速度為： 5、計算各孔加工工時 =0.39min工序六 以52內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，鉆15端面的5孔。 1、 選擇鉆頭（鉆孔）選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=5mm，后角o16，二重刃長度 2、 選用機床：立式ZQ3040X鉆床3、選擇切削用量（1）決定進給量查切削用量簡明手冊 表2.7 ，有 由于本零件屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75則有 ，那么有 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切削用量簡明手冊）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切削用量簡明手冊 修正系數(shù) 故。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度1.4校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。1.5.計算工時 工序七 以底平面為基準(zhǔn)，車15端面的M6的螺紋。刀具的選擇：M6的絲錐由切削用量簡明手冊查得進給量，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度計算工時工序八 以52的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，鉆78端面六個5孔。1、 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=5mm，后角o16，二重刃長度 2、選用機床：立式ZQ3040X鉆床3、選擇切削用量 （1）決定進給量查切削用量簡明手冊 表2.7 ，有 由于本零件屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75則有 ，那么有 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切削用量簡明手冊）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切削用量簡明手冊 修正系數(shù) 故。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度4、校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。1.5.單個孔的工時工序九 以52的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，鉆攻78端面六個M6的螺紋。1、刀具的選擇：M6的絲錐2、由切削用量簡明手冊查得進給量，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度3、計算工時四、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計鉆、攻6M6螺紋的鉆床夾具。（一） 問題的提出本夾具主要用于鉆、攻6M6螺紋，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計夾具時主要考慮如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。（二） 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由零件圖和工藝過程得，選78端面和52孔及左端面作為定位基準(zhǔn)。（三）定位元件的設(shè)計本選擇已加工好的78端面和52孔及左端面來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是心軸和A型固定式定位銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是心軸和A型固定式定位銷。1、 78端面與心軸相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。2、 52孔與心軸相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。 3、 左端面與A型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Z軸轉(zhuǎn)動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。（四）定位誤差分析一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，以后80端面定位加工M24時，后80端面與心軸接觸好，=0。0、0時，造成定位誤差的原因是相互獨立的因素時(、 、等)，應(yīng)將兩項誤差相加，即 （五）切削力的計算與夾緊力分析本夾具是鉆、攻6M6螺紋，鉆螺紋底孔5.1時切削力是最大的，故按鉆時計算切削力。故按鉆時計算切削力。查簡明機床夾具設(shè)計手冊表3-3得切削力計算公式：由鉆5.1孔的工時計算知，=0.28mm，由簡明機床夾具設(shè)計手冊表3-3知即查簡明機床夾具設(shè)計手冊表3-6得知：夾緊力與切削力方向一至，所夾緊力無需計算，（六）夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇在心軸的螺桿上用螺母進行夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。五、設(shè)計總結(jié) 課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作