KCSJ-13 课程设计-“手柄套“零件机械加工工艺及Φ8mm孔钻夹具设计说明书（含全套CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 1 页 共 20 页 目录 目录 1 设计任务书 2 序言 3 一、 零件的分析 3 （一） 零件的作用 3 （二） 零件的工艺分析 3 二、 工艺规程设计 4 （一） 确定毛坯的制造形式 4 （二） 基面的选择 4 1. 粗基准的选择 4 2. 精基准的选择 4 （三） 制定工艺路线 4 1. 工艺路线方案一 5 2. 工艺路线方案二 5 3. 工艺方案的比较和分析 6 （四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 1. 机械加工余量 8 2. 工序尺寸和毛坯尺寸的确定 9 三、 专用夹具的设计 9 （一） 设计主旨 9 （二） 夹具设计 9 1. 定位基准的选择 9 2. 钻销力以及夹紧力的计算 10 3. 定位误差分析 11 4. 夹具设计及操作说明 14 四、 课程设计心得体会 16 参考文献 17 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 20 页 工艺与夹具课程设计任务书 (第 6 组 ) 设计 题目：“手柄套”零件机械加工工艺及 8钻夹具设计 设计 条件： 批量生产 设计内容： 1 产品零件图（一张， ，打印） 2 产品毛坯图（锻造毛坯）（一张， 打印） 3 机械加工工艺过程卡片（该零件完整的工艺过程，手写或打印） 4 机械加工工序卡片（所设计夹具对应的工序，一张，手写或打 印） 5 夹具设计（装配图一张，主要零件图三张，全部为 1： 1 铅笔图） 6 工艺、夹具设计说明书（ 6000 字以上，用专用纸撰写） 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 20 页 序言 机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程设计课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是我们全面运用课程及其有关选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。 我希望能通过这次设计巩固我们前面所学的知识，并深化我对它的理解，为以后更好地走向工作打下基础。 因知识和能力有限，设计过程难免会有许多不足之处，还请老师指正。 一、零件的分 析 图 手柄套零件图 （一） 零件的作用 题目给出的是机床用“手柄套 ” ，如图 示 ,它起着连接手柄和转轴的作用，主要是用来传递转矩，使转轴旋转，从而起到调控作用。其中 12 孔用来安装转轴，并通过两个 68孔则用于安装手柄，借此来传递转矩。 5只用于加工时的定位作用，通过它来保证 3 个径向孔的位置精度。 （二） 零件的工艺分析 手柄套主要有两组加工表面，她们相互间有一定的位置精度。现分述如下： 1. 以 12 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 20 页 它包括， 16， 12，左右两端面， 45圆面以及定位用的5，它们在加工时互为基准，彼此相互联系来保证形状位置精度。另，工件的四个 1角也可以并入该组加工表面。 2. 以 8它包括， 86径向的三个圆面加孔。 这两组表面以及表面组内之间，有一定的位置要求，主要是： (1) 1245 (2) 两个 612 由上可知，对于这两组表面，可以先加工一 组（第一组）表面，然后借助专用夹具以及定位孔加工另一组表面（第一组），并且通过一次装或互为基准来保证其位置精度。 二、工艺规程设计 （一） 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢。考虑其耐磨性其受到的局部冲击，选用锻件。又因为零件年产量为 4000 件，可采用普通模煅，以提高生产效率并保证加工质量。 （二） 基面的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高加工效率。否则，就会使加工工艺问题百出，严重影响零件加工质量和效率。 1. 粗基准的选择 因为此零件结构简单， 选用 45加工时注意，因为零件短小，不能以粗基准一次定位即完成初步加工，而需要两次使用粗基准，期间产生的二次定位误差可通过后序的半精、精加工来弥补。 2. 精基准的选择 因为该零件各加工面有一定的形位精度要求，所以精基准的选择主要考虑基准重合和互为基准的原则。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 (三 ) 制定工艺路线 零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。制定工艺路线的出发买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 20 页 点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。 在生 产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。初次以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 1. 工艺路线方案一： 工序 1：粗车右端面和部分 45 工序 2：粗车左端面和 45 12 工序 3：半精车、磨销 45 工序 4：半精车左端面，车 16 工序 5：扩、铰 1245端面，钻 5 工序 6：钻 8； 工序 7：钻 2x 6； 工序 8：精铰 1245 工序 9：倒左端面 1角； 工序 10：倒右端面 1角； 工序 11：去毛刺； 工序 12：清洗； 工序 13：终检。 2. 工艺路线方案二： 工序 1：粗车 45断面和部分 45圆面； 工序 2：粗、半精车 45端面，粗车剩余的 45圆面，钻 12 16 工序 3：半精车、磨销 45 工序 4：扩孔、钻、铰、精铰 12精车 45 工序 5：磨销 45端面； 工序 6：钻 5； 工序 7：钻 8； 工序 8：钻、精铰两个 6 工序 9：倒左端面 1； 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 20 页 工序 10：右端面 1； 工序 11：去毛刺； 工序 12：清洗； 工序 13：终检。 3. 工艺方案的比较和分析 上述两个方案最大的区别在于两个面组的加工顺序的不同。方案一是将第二面组插入到第一面组中加工。而方案二则是先完全加工完第一面组后再加工第二面组，虽然方案一能减少去毛刺的工作量，但违背了基准统一的原则，且在定位面和基准面未加工的情况下，第二面组位置精度难以满足，特别是 150+而方案二中，工序 2过于集中，粗精未分离，这将导致左端面偏斜， 16偏小，工序 5则恰好相反，未了保证 12该将它和工序 4放在一起，即一起加工。故决定采用方案二加工的顺序并分离和合并部分工序。具体工艺过程如下： 工序 1：粗车 45端面和部分 45圆面； 工序 2：粗车 45端面和剩余的外圆面部分； 工序 3：钻 12； 工序 4：半精车，磨销 45 工序 5：半精车 45左端面，车 16面； 工序 6：扩、铰、精铰 12精车、磨销 45 工序 7：钻 5； 工序 8：钻 8； 工序 9：钻两个 6 工序 10：倒左端面 1； 工序 11：倒右端面 1； 工序 12：去毛刺； 工序 13：清洗； 工序 14：终检。 以上工艺过程理论上说是非常合理的，但一旦考虑到机床工具的选择，从经济角度出发，它还是不理想。首先，工序 2和工序 3精度要求不高，完全可以用买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 20 页 转塔式车床将它们并作一道工序；其次，工序 4和工序 6中都需要进行车销加磨销，这就得使用加工中心才能实现，经济性差，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 表 2 4 和 2 6，发现使用精车代替磨销一样能达到精度要求。再者，倒角工序 10和 11 完全可以在前面加工过程中一起加工，无需再次装夹。综合，最终确定工艺路线如下： 工序 1：普通模锻； 工序 2：正火； 工序 3：粗车右端面和部分外圆面。以 45圆面为基准，选用 工序 4：粗车左端面和剩余的 45圆面部分，钻 12。以 45用 工序 5：半精车，精车 45圆面。以 12为基准，选用 床； 工序 6： 半精车 45端面，车 16，倒 1角。以 45圆面为基准，并选 床； 工序 7：扩、铰、精铰 12，半精车，精车 45端面，保证尺寸35直角 1以 45用 工序 8：钻，精铰 5用专用夹具 01。以 4512用 工序 9：钻 8，使用专用夹具 45 右端面 12、 5用 工序 10：钻成 90的 6 ，保证 13 尺寸和相应位置度，45125用 工序 11：去毛刺； 工序 12：清洗； 工序 13：终检。 以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工序卡片”。 （四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “手柄套”零件材料为 45钢，硬度为 207坯重量约为 文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 20 页 生产类型为大批生产，采用普通模锻毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，结合实用机械制造工艺设计手册，分别确定各加工表面的机械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸如下： 确定外圆表面沿轴线及径向方向的加工余量（ 45 35查实用机械制造工艺设计手册（以下简称手册）表 2中锻件重量为 件复杂数为 件轮廓尺寸 315用一般加工精度 轴向余量 2向余量 （ 1） . 外圆表面（ 45步加工余量 查手册表 7合 1所得结果，拟定加工余量，如下： 粗 车： 2Z=2精车： 2Z= 车： 2Z= 2） . 左右端面分步加工余量 由上述已确定了毛坯的长度为 39手册表 7合 1所得结果，拟定加工余量如下： 右端面 左端面 粗车： 粗 车： 精车： 精车： 精 车： 35（左右端面交替加工，尺 寸彼此联系） （ 3） . 内孔 12坯为实心，不冲孔。孔精度为 照手册表 7确定工序尺寸及余量为 : 钻孔 : 孔： 2Z=文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 20 页 粗铰： 2Z=铰： 120+ 2Z= 4） . 定位孔 5具有较高的位置精度，参照手册表 7确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 铰： 2Z= 5） . 两个径向孔 66照手册表 7 11，可确定其工序尺寸及余量为： 钻孔： 铰： 2Z=于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。 综合以上分析，可确定毛坯长度为 39径为 45.8 下图 示： 图 零件毛坯图 5 确定切削用量及基本时间 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量，再确定切削速度。选择两个典型 的工序， 工序 3粗车 外圆和工序 7加工 12，进行钻 精铰 进行计算 。 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 20 页 序 30 粗车 外圆的切削用量及基本时间 本工序为粗车 外圆面。已知 工件材料： 45钢， ，热轧制型材；机床为 式车床；刀具：硬质合金， 面的相关数据根据切削用量简明手册确定。 00表 择刀杆 2 5 m m ，刀片厚度 表 择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角 120，后角 60，主偏角 90副偏角 10 ，刃倾角 0s， 。 0切削用量的确定 （ 1）确定切削深度径 加工余量为 在一次走刀内切完，故 。 （ 2）确定进给量 f 根据表 粗车钢料，刀杆尺寸为2 5 m m ， 3p ，工件直径为 40 60m /r ，查表 择 f=r. （ 3）选择车刀磨钝标准及耐用度 由表 通车刀寿命 T=60 （ 4）确定切削速度 v 根据表 得切削速度 m/查表 削 速 度 修 正 系 数 ， 修正后的切削速度为 ( m / m i n ) 3( m / m 54448 821000d 按 择 n=11.8 则实际切削速度 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 20 页 ( m / s ) 由表 得 。切削功率的修正系数 k r P c ， 故实际切削时功率为 ,而机床主轴允许功率为 ，P ，故选用的切削用量可在 最后确定切削用量为 ： m / s 。 根据机械制造工艺设计简明手册表 外圆的基本时间为 21j ，式中 ,2(l 1 g 532 l 取 42 l ， 32取 53 l， 则基本时间 21j 序 70 加工 12的切削用量及基本时间 本工序为加工孔加工，要求： 加工 12，进行钻 精铰。 先钻孔再粗铰、精铰孔，尺寸保证到 。机床： 具：高速钢的标准钻头和标准铰刀。查表 柄麻花钻直径 ，刀具寿 命T=45准铰刀 ,刀具寿命 T=40 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 20 页 f 根据表 得 f=r，由 床参数确定 f=r。 v 根据表 得 m/，由表 7 3 v ，故 r / m 0 0d 0 0 m 按机床转速参数，选择 n=392r/实际切削速度 m / m 00 392111 0 00 根据表 孔时扭矩及功率 ，式中 8 0 3 0 5C ， ， 。而转速为 n=392r/525 。 M 。经计算 c ，检验成立。 f 根据表 f=r，按 三、专用夹具的设计 专用夹具能大大提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，在批量和大量生产重意义重大。 经过设计任务要求，我需要设计的是第 9 道工序，即 8加工用夹具。本夹具将用于 具为一个高速钢麻花钻。 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 20 页 (一 ) 设计主旨 本夹具主要用来钻 8孔，技术要求不高，没有形位精度限制，且孔径不大，可一次钻销完成。因此，本道工工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强 度，而精度则不是主要问题。 (二 ) 夹具设计 1. 定位基准的选择 由零件图可知，零件对于 8的加工并没有位置及公差要求。但考虑到零件右端面与 12心孔的垂直度，右端面的精度较高以及右端面采用一面两销定位方式的方便性，此处的定位基准选择 12 2. 钻销力以及夹紧力的计算 （ 1） 钻销力的计算： 材料为高速钢，则据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表 3 4，查得钻销时轴向力、转矩计算公式为： c=中 , 00,d=8f=195r/, .0,f=195r/ 代入数据，得： 95/60) 11N 95/60) 5m 由于转矩的值太小，对工件的定位加工影响不大，故可以忽略不计。 （ 1） 夹紧力的计算： 左端面及右端面与夹具上的开口垫圈及 夹具体的摩擦系数分别为 以理论上，夹紧力： F= Ff/u=11/(计算钻销力时必须考虑安全系数，安全系数 K= 式中： 基本安全系数， 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 20 页 加工性质系数， 刀具钝化系数， 断续切销系数， 于是 :F =K X 5N。此时， F已大于所需的 本夹具可以安全地工作。 3. 定位误差分析 （ 1） 定位元件及公差 的确定 本夹具采用一面两销定位，由于用于定位的两孔直径分别为 512主要定位元件为一圆柱销和一菱形销。 1） 确定两销的中心距 两销中心距的偏差一般取两孔中心距偏差的 1/51/3，当孔距公差大时，取小值；反之，取大值，以便于制造。因此处孔距公差为 取 2） 确定第一个定销直径尺寸 取 1位销的直径公差一般按后取 3） 确定菱形销宽度 菱形销的结构尺寸已经标准化，查机械 制造工艺学表 5 1选取： b=2B= 4） 计算菱形销直径尺寸 先按下式计算出菱形销与孔配合的最小间隙，再计算菱形销直径尺寸 按 后圆整处理： 22b（ 菱形销与孔配合的最小间隙，单位为 b 菱形销的宽度，单位为 为工件上两孔中心距公差和夹具上两销中心距公差，单位为 工件上菱形销定位孔直径，单位为 菱形销直径尺寸，单位为 分别代入数据，得： 2 2， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 20 页 定位销的设计 查机床夹具设计手册手册图 2定位销的结构及数据如下图 图 定位销的结构及数据 钻套的设计 查机床夹具设计手册手册图 2表 2钻套的结构及数据如 下图 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 20 页 图 套的结构 其中， d=8D=1228H=20h=10m， 2mm，4r=16m=7a=b=2 =50， =钻套螺钉 钻套衬套的计设计 查机床夹具设计手册手册图 2表 2钻套衬套的结构及数据如下图 示： 图 钻套衬 套的结构 其中： d=18D=260H=16h=4C=11=2a=b=2 = 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 17 页 共 20 页 手柄的设计 查机床夹具设计手册手册图 2表 2手柄的结构及数据如下图 图 手柄的结构及数据 （ 2） 零件的位置误差 零件图上并没有对孔的公差及配合等进行规定，故孔的定位精度并不高。即在实际工作过程中，夹具体对工件的一般误差，并不影响钻床对工件的加工。 1 由于 8此处夹具的设计同样是以右端面为基准，即符合基准重合原则，误差为 0。 2 从零件图上可知， 12以，8 3 圆柱位销的定位误差 ：由于是孔的误差引起，故此误差为 4 磨损造成的误差一般不超过 5 钻模对刀误差：因加工孔的孔径 D 等于钻头孔径 d，由于钻套孔径 般情况下， D 大于 D,即加工孔中心实际上与转套中心重合，因此 ，钻模对刀误差趋于 0。 6 夹具相对于刀具的误差取 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 20 页 4. 夹具设计及操作说明 本夹具用于在钻床上加工孔 ,采用了一面两销定位，六个自由度完全限制。外加左端面的夹紧，夹具对工件在加工过程中的固定完全能达到要求。因本工件的加工量为大批量生产，故夹具要尽量简单，且方便拆卸。所以夹具又采用了手动螺旋压板机构对工件左端面的夹紧方式。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。 夹具体三维图如下图 图 夹具体三维立体图及爆炸图 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 第 19 页 共 20 页 四、课程设计心得体会 经过两个星期的艰苦奋斗，夹具设计结束了。在我完成的那一刹那，心里是百感交集，心旷神怡，豁然开朗。在两周的设计中，我遇到了很多的困难，我没有气馁，没有放弃，没有妥协。而是通过一次又一次的计算，一次又一次的修改，反复的推敲，分析。不懂的就看书，看不懂的就去问。最终是，山重水复疑无路，柳暗花明又一村。 此次设计是对手柄套的加工工艺和夹具设计，其零件为模锻，具有体积小，零件简单的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时 ，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工 8工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简