机械制造技术课程设计-调节盘加工工艺及钻4-φ11孔夹具设计.docx

设计（说明书）题目调节盘的加工工艺编制及夹具设计专业:学生姓名:班级:学号，完成时间:摘要夹具是零件加工的夹紧装置.是加工零件的种必不可少的装置。随着零件的尺寸变化，越来越多的夹具被淘汰了，因此，设计套专用夹具是十分有必要的。在设计专用夹具时要考虑工件的定位方案，工件的夹紧方案和设计夹索机构，夹具的其他组成部分，夹具的结构形式等。本课题的主要研尢内容是调节盘的加工工艺编制及夹具设计。调节盘是机械加工中常见的典型盘类零件，在机器中主要起支承、连接作用。通过对零件图的分析，结合其加工的IR点和难点，从零件的结构分析入手，合理的进行定位基准选择、夹具的设计、各种刀具参数选择以及切削用量的选择等。在安排工艺过程时，根据加工要求不问，需要进行粗¥点加工。另外还确定r切削参数，加工工时，填写工艺过程卡片和工序卡片。设计J'一套钻4-1.1.内孔的钵床专用夹具。关键诃：调节盘、加工工艺、4-I1.内孔、钻床、专用夹具摘要I第一章绪论I1.1 机床夹具的概念I1.2 机床夹具的分类I1.2.1 按夹具的通用特性分类1122按夹具的动力源分类21.3 机床央具的发展趋势2第二章零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的组成表面、加工要求、形位公差分析42.2.1 零件的组成表面4222零件的加工要求5223零件的形位公差5第三章零件的工艺规程设计63.1 确定零件的生产类型及毛坯的制造形式63.1.1 确定零件的生产类型63.1.2 确定毛坯的制造形式63.2 基准的选择与确定73.3 加工工艺路线的确定83.4 加工机床及加工装备的选择93.5 确定加工余量93.6 计算切削用量、基本时间及辅助时间12第四章钻4-G11内孔专用夹具设计304.1 定位方案及装置的确定304.1.1 设计定位方案应满足的要求304.1.2 定位方案的确定304.1.3 定位元件的确定304.2 央累方案及装置的确定314.2.1 设计夹紧装置应遵循的原则314.2.2 夹紧装置满足的基本要求324.2.3 夹紧方案的确定324.2.4 夹紧元件的确定324.3 夹具体的设计324.4 导向装置确定344.5 钻削力的计算344.6 夹素力的计算344.7 定位误差的分析与计算35结论36致谢37参考文献38第一章绪论1.1 机床夹具的概念夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置,，简称为夹具。在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位巴，井把工件可靠地夹紧。1.2 机床夹具的分类夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。121按夹具的通用特性分类目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。1、通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加谢整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产力较低且较难装夹形状复杂的工件,故适用于单件小批量生产中。2、专用夹具专用夹具是针对某一工件的某一道工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。特点是针对性强.适用与产品相时稔定、批府较大的生产中，可获得较高的生产率和加工精度。3、可调夹具夹具的某些元件可调整或可更换，已适应多中工件的夹具，称为可谓夹具。它还分通用可调夹具和成组夹具两类。4,组合夹具组合夹具是由可循环使用的标准夹具零部件（或专用零部件）组装成易于连接和拆卸的夹具。根据被加工零件的工艺要求可以很快地组装成专用夹具，夹具使用完毕，可以方便地拆开。夹具主要应用在单件，中、小批多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。5、自动线夹具自动线夹具般分为两种，种为固定式夹具，它与专用夹具相似：另种为随行夹具，使用中夹具随工件一起运动，并将工件沿着自幼线从一个工位移至卜一个工位进行加工。1.2.2按夹具的动力源分类按夹具夹索动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。为诚轻劳动强度和确保安全生产，手动夹具应有扩力机构与自锁性能。常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。上述各分类中：最常用的分类方法是，按通用，专用和组合进行分类。1.3 机床夹具的发展趋势1、夹具元件多功能模块化能单独使用也能与其他元件组合在起使用的多功能模块化单元体的比例将进步增加.如现在使用的各种定位夹紧座、定位压紧支承、精密虎钳等模块式单元体具有定位、夹索以及调节的综合功能，可以件单独使用,也可以几件组装在起使用，T形基础、方箱能组装成次能装夹多件相同或不相同的工件的夹具，使用这种夹具可以减少机床的停机时间，圾大限度发挥数控、加工中心机床的高效性能。2、高强度、高刚性、高精度为了提高劳动生产率，缩短工件的加工工时，工件的加工已向着高速、大切削量方向发展，工序高度集中，工件定位夹素后要依次完成铳、钻、镣等多工序的加工。切削力的大小、方向在不断地变化，这就需要柔性夹具本身要有较高的使用强度和刚度，才能满足工件的加工精度。3、专用夹具、组合夹具、成组夹具一体化现代化加工设备的多功能化，使工艺过程高度集中、工件一次定位装夹后能完成多工序加工，这就需要一种通用而又能重熨使用的组合可调式的夹具系统，它是由一系列统化、标准化的元件和合件组成，利用这些元件、合件组装成各种不同形式、不同结构、可重复使用的夹具，供单件或中小批量:生产使用。这种夹具系统保留了组合夹具的各种优点，组装乂像专用夹具那样简单可器，乂有可调整元件，保留了成组夹具的优点。为了便于夹具与机床定位连接，夹具基体有统一标准的定位连接位置，使之专用、组合、成组夹具向着一体化、组合化方向发展，以满足现代化加工设备的需要.4,工件夹紧快速化、自动化为缩短工件加工中的辅助时间，减轻工人的劳动强度，工件的装夹、拆卸也需要机械化、自动化。工件的夹紧由原来的单功能的用索件、索固件发展为可以调整的模块，以便实现快速组装和快速夹紧。对于批量大的一些零件的加工，液压夹具、气动夹具叫实现工件自动化快速夹紧。第二章零件的分析2.1 零件的作用本次设计的零件一调节盘，盘类零件是机械加工中常见的典型零件之一，在机器中主要起支承、连接作用。盘类零件往往对支承用端面有较高平面度、轴向尺寸精度及两端平行度要求：对转接作用中的内孔等行与平面的垂直度要求及外圆、内孔间的同轴度要求等。具体结构详见下图2.1所示:图2.1调节盘零件图2.2 零件的组成表面、加工要求、形位公差分析2.2.1 零件的组成表面I、187外国所在表面及端面：2,72外圆所在表面及端面：3、58X4槽所在表面及端面：4, S60圆球所在表面及端面：5、32X14内孔、46内孔、54内孔所在表面及端面：6、4-7沉孔12X90O6-6内孔及411内孔所在表面及喘面;7、1X45。、R5所在表面。2.2.2 零件的加工要求1、187上端面，其表面粗糙度公差为6.3um：2, I87F端面,其表面粗植度公差为6.3um:3、I87外网,其表面粗糙度公差为32uni;4、S60球面，其表面粗糙度公差为1.6um:5、其余未注表面粗横度公差的表面，其表面粗糙度公差为12.5un2.2.3 零件的形位公差I、I87上端面相对于“1.1.内孔所在轴线”的平行度公差为0.06：2,S60球面相对于“187外回所在轴线”和“S<t>60球面所在轴线''的制度公差为O.05:相时尸1K7外圆所在轴线”的同轴度公差为0.06:3、4-7沉孔I2X90。所在轴线相对于F>187外圆所在轴线”的位理度公差为0.4:4、6-6内孔所在轴线相对于“I87外圆所在釉线”和“I87外圆下端面”的位置度公差为0.6:5,4-1.1.内孔所在轴线相对于“187外圆所在轴线”的位置度公差为04:第三章零件的工艺规程设计3.1 确定零件的生产类型及毛坯的制造形式3.1.1 确定葬件的生产类型零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型假可分为大盘生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由者完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。结合任务书其生产批量为30万套/年，本次设计的零件调节盘属于轻型机械零件。查卜表3.1零件牛.产批量对照表，询定调节盘的牛产类型是大量生产。表3.1零件生产批证对照表生产类型冬件年生产类型（件/年）曳型机械中型机械轻型机械单件生产520=100小批生产>5-1.>20-200>100-500中批生产>100-300>2«)-5()0:>500-5000大批生产>300-1000>5005000>5O-3OO大量生产>1000>5000>5003.1.2确定毛坯的制造形式本次设计的零件具材料选用HI2（X该材料具有良好的铸造性、锻造性、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比重，广泛地用来制作各种轴、轴套、圆盘、机架、底座等零件。本次毛坯采用砂型铸造成型。另外，该零件结构比较简单，在毛坯制作时，采用毛坯形状与零件尽盘接近。具体结构见图3.1毛坯图。图3冏节盘毛坯图3.2 基准的选择与确定基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面的选择的正确与合理可以使加工的质限得到保证、生产效率得到提高：否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。定位基准分为机基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精嵯准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。I、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整，无匕边,浇口，目口或其他缺陷表面为粗基准,以便定位准确，夹紧可苑。2、精基准的选择原则“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的定位误差。“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。“白为基准”原则某些精加工和光整加工工序耍求加工余量小而均匀，应选加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准''原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据零件图，本零件是带有孔比较简单的零件。祖基准的选择：尺寸187外圆及端面作为粗基准。1.1 的选择：尺寸54内孔及端