机械制造技术课程设计-KCSJ-13手柄套机械加工工艺及钻2-φ6孔夹具设计.docx

题目KCSJ-13手柄套机械加工工艺规程及夹具设计作者（二号黑体）学院（二号黑体）专业（二号黑体）学号（二号黑体）指导教师（二号黑体）二。年月日第一章零件的加工图纸分析11.1 零件的加工图纸分析11.2 零件的工艺性分析1第二章手柄套零件机械加工工艺设计32.1 零件毛坯的选择32.2 加工基准的选择与判定42.3 零件加工方法的选择42.4 零件的工序划分42.5 确定装夹方法52.6 加工设备的确定62.7 刀具的选择62.8 加工切削用量及加工工时计算7281车外圆端面72.8.2钻较12孔切削参数计算82.8.3钻8孔切削参数计算102.8.4钻5孑1.112.8.5钻2一06孔12第三章钻2-巾6孔夹具设计133.1 问题的提出133.2 定位元件及夹紧元件的选择133.3 切削力和夹紧力的计算133.4 定位误差分析143.5 夹具设计的基本要求143.6 夹具设计及操作简要说明16结束语17参考文献181）夹紧装置不得影响加工，零件加工部位必须敞开。2）夹索力不得过大，防止零件加工变形。此次设计的手柄套零件是套类零件，主要是在车床加工，那么选择的设备应该与机床相瓦匹配，在此次设计的过程中为车床零件选择专用夹具作为零件的加工夹具。但是在零件的后续车床，车床工序中为了便丁保证零件加工的时，各个加工面之间的位置关系，需要使用专用夹具进行装夹。2.6 加工设备的确定随着社会的进步，零件的加工设备也是越来越先进了。对零件的加工设备的选择主要是根据生产的现有资源进行选择，如果需要增加新的加工设备的时候，需要综合考虑各种零件的加工尺寸，加工工艺流程，加工的经济性，进行综合的比较判断，确定出合适的机床型号，选择机床时，为了避免在实际生产、加工中浪费机械资源，竟可能不选择选择大型化和加工精度高的加工设备.本零件钻床选择ZJZ500数控钻床。下外即端面采用CA6140车床，2.7 刀具的选择在前面的章节已经分析了零件的加工方法,根据零件的加工方法确定零件的加工刀具，在刀具的选择时候需要考虑刀片的材质已经类§?主要是刀具的切削角度，刀具的选择还需要考虑到与机床的型号要相互匹元即选择合适的刀杆这也很理要.在手柄套设计中对零件的加工刀具的选择如下：表3-3加工刀具选用衣零件名称手柄套零件零件图号号H编号刀具名称刀具材料牌号刀具参数备注刀具规格刀杆规格ITO1.车刀硬质合金YTI5中5535*352T05钻头高速钢553T06钻头高速钢8841X)7钻头高速钢1211.75T08钻头高速钢1616被切削层长度/：z=1.9c八2.I1=+（2-3）=+25.4nn刀具切入长度1.侬，短0°刀具切出长度1.，2=35M取/2=3。行程次数，：i=1.机动时间H上任人生身金0力曲1.282.8.2站校12孔切削敷计算1）钻12孔至11.42）该工序选择机床：ZJZ500数控钻床。3）该工序工件装夹：采用专用夹具装夹。4）该工序选择刀具：该工序采用的刀具为E7钻头5）选择量具:在本道工序中可用的测量工具有游标卡尺、粗糙度对比块。6）切削用量的选择与计算：确定铳削深度因为加工的余量为2mm,可以在两次走刀内完成，那么一次背吃刀量h=1.7mm,询2=0.3廊，确定刀具每转进给量查表可知，粗加工取0.2皿后,精加工加工,取0皿出查询切削用量手册3P263.选择刀具的切削速度VC=100m，min,根据公式（2-1）/（2-2）计算粗铳主轴转速VC及每分钟进给mW1.如下：I(XX)Vc1.(XX)1.(X),.、ns=53(Xrmn)11d3.14x11.7式（2-1）Rg=/h=530×0.2=IOGmmin式（2-2）7）查询切削用量手册P263.选择刀具的切削速度Vc=ISOWmin,根据公式（2-1）/（2-2）计算精跣主轴转速VC及每分钟进给量加m如下：10Vc1(XX)×150,.、ns=79n(rmn)11d3.14×1.1.7式（2/）Re=/h=796×0.1=79.6nunimin式(2-2)8）计算基本工时T=-1.i="A±4±26oi式(2-3)/Hfin计免切削时间，需要计算刀具加工的总轨迹长度，然后除以刀具的进给速度.刀具的轨迹长度受到切入，切削及切出刀具轨迹路线的影响，此次设计的手柄套零件参数为：1.1.=2,1.2=60,1.3=2.i=1.,因此加工工时Tj1.为：2+60+21()6×60×1.=36.2s2+60+279.6×60×I=48.2s。所以该工序的切削加工总时间T=T囱+T,M=362+482=84.4s扩孔选用45钢型的灰铸铁材料，钢钻头高速地切削，扩孔016查手册，选切削速度Vmin,f=0.30mmr1(XM)V那么"=2121=1000x4*(JTX1.o)=1024rmm11dXTZJZ500数控钻床,从G金属机械加工手册3里查出=I(XX)r/min,f=0.28mmr求出实际的切削速度等V=44.0mminI(XX)切削的工时长短：切入的长度4=7.0,切出的长度4=3"，加工的长度1.=6nun,接若算出t=1.'+1.-+1.11w=(7+3+16)/(0.28×1000)=0.0929min较孔：较孔并H制C2查手册v=1.50mmin,/=0.1.mm"I(XX)Vr那么，t=U=(10001.50)/"6)=995.2rmmKd对于ZJZSoO数控钻床，包出“=100O"加”，=O.25mmr求出实际的切削速度等于V=150.7mminI（XX）切削的工时长短：切入的长度=2.0,切出的长度4=3"，加工的长度/=30"，接若算出r=（Z1+4+/）/，.=（2.0+3+30）/（O.2S1.O）=0.140min2.8.3tt8孔切IWH计算D该工序选择机床：ZJZ500数控钻床.2）该工序工件装夹：采用专用夹具装夹。3）该工序选择刀具：该工序采用小8怙头钻底孔，刀具材侦为整体高速风刀具。4）选择量具:在本道工序中可用的测量工具有游标卡尺、粗糙度对比块。5）切削用量的选择与计算：确定铳削深度与，因为加工的余量为2mm,可以在两次走刀内完成，那么一次背吃刀量j=1.t三,4?=0.3即，确定刀具每转进给S1.f查表可知，祖加工人取0.1m11r,精加工加工亦取0.05mm”查询切削用fit手册P263.选择刀具的切削速度Vc=70mmin,根据公式（2-1）/（2-2）计算粗铳主轴转速VC及仔分钟进给量八M如卜丁I(XX)Vcns=向1(J×7O3.14x8=4458(rmin)n.Jh-4458×0.1=445.8”/min式(2-1)式(2-2)6）查询切削用量手册P263.选择刀具的切削速度Vc=100nVmin,根据公式（2-1）/（2-2）计津精铳主轴转速VC及每分钟进给量加m如F：100OVcns=11d1000x1003.14x8=6369(rnin)式（2/）=n»h=6369×0.05=318.5"/min7）计算基本工时T=-1.i="A±4±26oi式(2-3)/Hfin计免切削时间，需要计算刀具加工的总轨迹长度，然后除以刀具的进给速度.刀具的轨迹长度受到切入，切削及切出刀具轨迹路线的影响，此次设计的手柄套零件参数为：1.1.=2,1.2=126.5.1.3=2,1=4,因此加工工时Tj1.为：2+126.5+2445.8×60×4=70.4s2+126.5+2318.5×60×4=98.3s。所以该工序的切削加工总时间T,=T,h+Tg=70.4+98.3=1687s284站©5孔1 .粘5W1.大小的孔选ZJZSOO数控钻床再加专用夹具2,切削的深度一个边留出Z=2。的加工余量，那么就要经过两次钻把多余的量去掉，a=2.0进给量工的大小根据工艺手册，开始进行钻工作：v=4(80mmin,/=0.3-1.0mmr如果'=150mmin31kwuj10rI(XK)XI50,.Inu_.那么算出=rnn=IO8.7rnm乃。3.14x5查手册选£=074w,nr,=I(XX)r/nin.(3)基本的工时长短/=iW"J,其中'='+4+4,一个孔开始加工，/=30,=2.0=3那么求得/,=(30+2.0+3)nan=35nun351.-100OXO.74×1min=0.047min2.8.5站2-6孔对产而言，所需机涔Z525立式钻床于生产而言，所需工具钻头进给量/：进给量/=1.5"""r切削速度丫：阅览资料为机械生产工艺手册，其之中有表格24105可有V=0.148ms=88Smminmu-4±H,tf-*100OV1000x8.88,Hr七c-八,.机床主轴转速：”=«283”min可有n-250rmm11<if,3.14x6丝锥回转之时,速度与眼下可为q=250rmin瓦正实施切削，其速度值V'：直=必=3如6y0*CsI(XX)I(XX)X60从工序2能够知晓：I=2(f>t=4.5W1./,=O走刀次数一次即能符合机动时间小/+/+/./+/+/,20÷4.520+4.5八,!-+!i=+0.13mnfn限1.5×25O1.5×250第三章钻2。6孔夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工痂忌，降低劳动强度，需要设计专用夹具。设计工序07：钻2一6孔夹具，本夹具将用于Z525立式钻床。3.1 问题的提出本夹具主要用于钻2一06孔，粗糙度Ra3.2,精度要求一般罪上，为此，设计夹具时既要考虑提高生产效率上，也要考虑2<1>6孔质量。3.2 定位元件及夹紫元件的选择采用手柄套右侧中45(7端面、12H7孔和5H7孔定位，定位分析如下：1 .手柄套右恻45f7端面作为第定位基准，与心轴相配合，限制三个自由度，即X轴移动、丫轴转动和Z轴转动：2 .手柄套12H7孔作为第二定位基准，与心轴12f7外圆相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动：3 .手柄套5H7孔作为第三定位基准，与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即X轴转幼，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。3.3 切削力和夹紧力的计算Fj=667",'K1.由钻被中6孔的工时计算知，4=2.9nm,/=0.48mm由&简明机床夹具设计手册表3-3知Kf,=0.75Ft=661dfa'Kr=667×5.8×0.48i,7×0.75N即667×5.8×0.598×0.75N1735N所需央索力,查表5得,W1=WF,安全系数K-KOKKaMKSK«式中K1.K”为各种因素的安全系数，查表得：K=1.2x1.2x1.1.5x1.0x1.3x1.0x1.0s2.153,当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M1.O螺母锁紧，查表得夹紧力为3550NWk=WF=3550X2.5NW8875N夹紫力远大于钻削力，故夹紧可旅3.4 定位误差分析1、移动时基准位移误差A”.v=<1.+D1.+X1.n（式4-1）式中：M、心轴孔的圾大偏差Z）心轴孔的最小偏差,min心轴与心轴最小配合间隙代入（式4T）得：.,=1.+D1.+X1.mw,-O.018mm*0+0.016m11-0.031rm2、转角误差侬8=M+&D+X"+%+D?+Xg（式4-2）2/1式中：MI心釉孔的最大偏差AA小轴孔的最小偏差1.1.1.1.in一一心轴孔与心轴最小配合间隙MA一一B型固定式定位销孔的最大偏差D,一一B型固定式定位销孔的最小偏差X2nm一一B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中：X=2（%,+b“-，）则代入（式4-2）得：,八0.018+0+0.016+0.012+0+0.01-一tgd=1.8667×102×15则：八0.135。3.5 夹具设计的基本要求1 .足够的强度和刚度：夹具应能承受工件在加工过程中产生的各种力和力矩，确保工件在加工过程中不会发生位移或变形。夹具的底板设计应考虑使用Q235A板材和型材焊接而成，根据尺寸不同选择相应的槽钢和脚轮，以保证其足够的承载能力和桎定性。2 .夹紧的可靠性：夹具必须能够可靠地夹紧工件，确保工件在加工过程中不会松动或脱落，设计时要考虑夹持方式和夹持力的均匀性，以确保工件在挖个加工过程中都能保持稳定。3 .便于零件的装卸：夹具设计应便于工件的装卸，以诚少装卸时间并提高生产效率。可以通过采用合适的夹具结构、增加奘卸手柄或使用自动化装卸设备等方式来实现.4,良好的工艺性：夹具设计应具有良好的工艺性，包括制造、装配、调试和维护等方面。设计时应尽量采用标准件和通用件，减少专用件的比例，以降低制造成本和提高生产效率。夹具的结构应易了制造和测贵，装配和调忒方便，同时使F维护和修理。5 .尺寸精度和导向精度：夹具的尺寸精度是保证加工侦员:的重要因素，包括定位精度、平行度和垂直度等.导向精度包括平面度、圆度等要求，确保工件在加工过程中的准确定位和保持。6 .耐磨性和耐腐蚀性：夹具在长期使用中会受到磨损和腐蚀的影响，因此应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。选择合适的材料（如优质合金钢、工具钢或不新钢等）并进行适当的热处理是提高夹具耐磨性和耐腐蚀性的有效方法。7 .重复定位精度：夹具的重纪定位精度是指夹具在反发使用中每次固定工件后能否保持相同的位置和姿态。对于一些精密加工，重曳定位精度要求较高，需要在设计中充分考虑。8 .便于操作和维护:夹具设计应便于操作和维护，以降低操作人员的劳动强度和提尚生产效率。可以通过采用易于操作的夹持机构、提供清晰的指示和警告标签、使用自动化调整设备等方式来实现.3.6夹具设计及掾作筒要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提自劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简总，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择由六角螺母、圆垫圈、螺杆、弹簧和移动压板等组成的夹索机构夹索工件.本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。结束语通过此次设计让我知道了，在以后的工作中使用更好的CAD软件是非常重要的。作为名未来的工程师，熟练的CAD绘图是我在工作中必须掌握的技术。通过这种设计，可以通过分析新零件的加工工艺，了解从零件图中获取重要信息的方法，设计出高效、稳定的加工工艺。在再设计过程中，制定了零件清加工卡的工艺流程，选择了零件的切削余量，合理选择了零件的加工时间，掌握了加工卡和零件的加工过程。本设计是一套完整的工艺设计。使我掌握了零件工艺分析的过程和方法。参考文献1大连理工大学工程教研室.机械制图仙M1.4版.北京：高等教育出版社，1998.2廖念钊等.互换性与技术测5UM.北京:中国计量出版社,2007.63崔忠忻，草耀春,金屋学与热处理MJ.北京:机械工业出版社，2007.54)陈培里.工程材料及热加工M北京：高等教育出版社，2007.5|5李伟，谭居:之.£机械制造工程学M).北京：机械工业出版社，2009.46王先逵.£现代制造技术手册MJ.北京：国防工业出版社,2001.7刘守勇.机械制造工艺与机床夹具仙M1.北京：机械工业出版社，2000.5