机械制造技术课程设计-手臂机械加工工艺规程及铣宽25槽夹具设计.docx

13录1前21，零件结构精度分析31.1 零件结构作用分析31.2 零件技术要求及精度尺寸分析33、工艺规程的制定43.1 确定零件毛坯的制造形式43.2 加工基准的确定53.3 工艺路线的拟定及工艺方案分析63.4 各工序间的切削余出74,切削参数计算85、专用诜床夹具设计165.1 问题的提出165.2 定位基准的选择1653切削力和夹紧力的计算1654定位谡差分析1755定向键与对刀装置设计185.6 夹具设计及操作的简要说明19总结20&.谢21参考文帐22机械制造课程设计是在学完机械制造工艺学（包含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行的生产实习的基础上进行的一个重要环节。这是我们在进行毕业之前对所学课程的一次深入的全面的总史习，也是一次理论联系实际的训练，因此课程设计在大学几年的学习中占有至要地位。根据本次课程设计要求，本次课设题目为“手臂”零件的工艺及专用夹具设计。首先根据题目耍求绘制零件图，熟悉r解零件的结构及实际的应用，分析零件的加工尺寸及精度。确定零件毛坯的制造形式：查阅相关资料，分析零件毛坯的尺寸：确定零件各加工尺寸的加工方式及切削余量：，制定妥件加工工艺流程,最终编写工艺过程卡机工序卡；计算相关的切削参数：设计孔加工工序专用夹具,分析零件夹具得定位误差及计算加工过程中的受力情况（计算夹索力、切削力），绘制夹具装配图及夹具体零件图.关键询：“手再”零件：毛坯：尺寸精度：工艺流程、切削参数、夹具设计、定位误差、夹紧力计算、装配图。零件毛坯图3.2加工基准的确定基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。基准的选择：按有关基准的选择原则：1）、选主要非加工表面原则：2）、余量均匀分配原则；3）、不重复使用原则；4、便于工件装夹原则。粗基准的选择在机械加工工艺过程中，第一道工序所用的基准总是粗基准。在工艺方案中，第一道工序基准是下底面。所以可选择下底面为粗基准。根据互为基准的原则，以下底而为粗基准加工上表而，再以上表面为基准加工下底面，如此可保证自身尺寸精度和极高的形状精度。选择下底而为粗基准也符合下面原则：（1）选择重要表面为粗基准。（2）选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准。精基准的选择精基准应有利于保证加工精度，并使加工过程中操作方便。经分析应确定下底面为精基准。其符合以下原则：（1）基准重合的原则。手臂零件的设计基准即为下底面所在的平面。精基准为设计基准，可以避免因基准不重合引起的误差。（2）基准统一的原则。尽可能选择统一的精基准来加工工件上的多个表面。工艺中有某些加工面即是以下底面为基准来加工的。3.3 工艺路线的拟定及工艺方案分析零件的工艺路线的设定直接关系到加工过程是否流畅，影响加工过程的效率，同样关系到产品质量。工艺路线的拟定应遵循降低劳动强度、降低成本为目的，尽量减少工艺步骤，缩短工艺路线。通过对本次零件的结构及尺寸分析制定工艺流程如下：工序10：备料，铸造毛坯:工序20：时效处理，人工时效处理：工序30：铳，铳底面至尺寸，保证厚度尺寸为IOmm,粗糙渡Ra=6.3;工序40：铳,铳零件端面至尺寸，保证厚度尺寸距左端面为25mm,粗糙度为Ra=6.3;工序50：铳，铳零件上端面至尺寸，保证下端孔中心距离为118mm,粗糙度为Ra=6.3;工序60：车，1、车孔至尺寸，保证孔径为21mm（通）：2、车孔至尺寸，保证孔径为25mm,深度保证尺寸为20mm；3、车孔至尺寸，保证孔径为32mm,深度保证19mm：4、车孔至尺寸，保证孔径为33.5mm,深度保证11mm；5、车空刀槽至尺寸，保证尺寸为3x038mm：6、车螺纹至尺寸，保证孔为M35x1.5mm:工序70：钻，1、钻孔直径08mm至尺寸（通）；2、孔端扩孔至尺寸022mm,深度保证2mm；工序80：铳，铳零件上端斜面，保证宽度为25mm,斜面为45°,粗糙渡为Ra=3.2；工序90：钻，钻侧面孔06mm至尺寸（通）：工序100：清理，去除尖角毛刺、清洗、刷油;工序110：检验，按零件图纸检验各加工尺寸。3.4 各工序间的切削余确定机械加工余量，结合零件成品要求及毛坏分析零件的机械加工余量，如下表各工序尺寸精度及加工余量及方式:表3.4零件机械加工余量表工序号工序名称切削余量精度备注30钱2mmIT1240铳2mmIT1250铳2mmIT1260车1.257.75mmIT8-IT1270钻47mmIT1280铳12.5mmIT1.O90钻3mmIT1.O4、切削参数计算工序30：铳端面设备选用X53K型万能铳床，根据本次切削端面宽度为45mm,所以刀具选用直径05Omm端面铳刀：力数为4：已知端面余量为2mm,表面粗糙度Ra=6.3,加工方式采用一刀的加工方式满足零件要求。确定切削速度：查切削用量简明手册得：切削速度为：M=50”；进给量为：粗切削:fi=0.3rntnz.计算主轴转速：根据公式计算得:11三50×1000/3.14×50=318rmin:根据零件精度及设备参数取转速为：=300,min;=42mm刀具切出长度4：¾2=2三走刀次数为1t11i,>4r/+'+/,90+42+2机动时间，八：t=_J=1.68mm79.8查参考文献1表2545工步辅助时间为：1.92min5、专用铳床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质增，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配工序80：铳零件上端斜面，保证宽度为25mm,斜面为45°,粗糙渡为Ra=32的铳床夹具.5.1 问题的提出本夹具主要用于铳零件上端斜面，保证宽度为25mm,斜面为45。，粗糙渡为Ra=3.2,因此设计此夹具时既:要考虑生产效率，也要考虑宽25mm槽的质量。5.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质S1.基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准,此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提惭劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。5.3 切削力和夹紧力的计算1 .计算铳削力由铳宽2511un槽工时计算知,ap=2.0mm»ft=0.25mm.B=25mmd-63mmZ=IO由简明机床夹具设计手册表3-3知Kr=O.75即F=47-,J,B09z=490X2.0'"XO.25""×63,0X25WXK）N=49OX2×0.3S8x0.016×18.1191.0N1017N2 .计算夹紧力所需夹紧力，查表5得，Wk=WK,安全系数%长/小$a式中K0-K“为谷种因素的安全系数，查表得：K=1.2×1.O×I.2×1.O×1.3×1.O×1.O=1.872,当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，表3-16螺母的夹紧力为2050、Wk=VW=2()5()×2.5N=5125N由上计算得W1.JFf,因此采用该夹索机构工作是可靠的.5.4 定位误差分析1.基准位移误差AY由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位莉准在加工尺寸方向上最大位置变动出，称为基准位移误差，用丫表示.工件以21孔在轴上定位钻2-4孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都仃制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不亚合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按卜式计算AY="m=3(OmaX-dmn)式中v一一基准位移误差，mmDmUX孔的最大直径，Mndm1.n外恻的最小直径，mmA=:(OmUX-4G='X(21.025-20.959)mm-0.033mm221.1 准不重合误差A1.t加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线.这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用AB表示。基准不重合误差为品=；2式中b一一基准不重合误差，nmSi）一工件的最大外围面积直径公差，Eb=-=-×0.025mm=0.0125mm5.5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铳床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB2207-80定向堆结构如图所示：相配件尺寸图5-1夹具体椎形与蝶打图根据T形槽的宽度a-18mm定向键的结构尺寸如下:定位键的规格及主要尺寸(mm)(JB/T8016-1999)Oi1.027由差差8尺偏偏12512.018/0+0.0055M6×16:7S:HTJ小寸差差O:度尺偏偏M661300562宽本限限-25481邪基极极65形222223TTBBBdhh/h:h1.:d:d1.:件件件件件件件GB基极极：度度径价配配配配配配配钉BBBB1.1.:H:高高直直相相相相相相相螺图5-2定位硬的规格及主要尺寸5.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉.应使夹具结向简单，使于操作，降低成本。提商夹具性价比，本道工序为铳床夹具选择用心轴、快换垫圈和六角螺以等组成的夹紧机构进行夹紧工件.本工序诜削余量小优削力小所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求.课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益非浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUtoCAD等制图软件，为我们踏入设计打下f好的基础.课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它聘是我本次设计完成的更出色的关键一步。这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重耳和重登，由r经膑不足，在选取数据上存在一些问翘，不过我的指导老和每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的.在此，我更心感谢我的指导老师，特别是每次都放卜她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的