汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計-爪結(jié)合子加工工藝規(guī)程及車φ35孔夾具設(shè)計

1、課程設(shè)計的目的與要求 PAGEREF _Toc107074155 h 11.1課程設(shè)計的目的 PAGEREF _Toc107074156 h 11.2課程設(shè)計的要求 PAGEREF _Toc107074157 h 12爪結(jié)合子的工藝分析 PAGEREF _Toc107074158 h 22.1爪結(jié)合子零件的作用 PAGEREF _Toc107074159 h 22.2爪結(jié)合子關(guān)健表面的技術(shù)分析 PAGEREF _Toc107074160 h 23工藝設(shè)計 PAGEREF _Toc107074161 h 33.1 生產(chǎn)類型 PAGEREF _Toc107074162 h 33.2 確定毛坯的制造

2、形式 PAGEREF _Toc107074163 h 33.3工藝路線確定 PAGEREF _Toc107074164 h 43.3.1基準的選擇 PAGEREF _Toc107074165 h 43.3.2工藝順序的安排 PAGEREF _Toc107074166 h 43.3.3確定加工藝 PAGEREF _Toc107074167 h 53.4確定切削用量及工時定額 PAGEREF _Toc107074168 h 64專用車床夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc107074169 h 154.1 問題的提出 PAGEREF _Toc107074170 h 154.2 定位基準的選擇 PAG

3、EREF _Toc107074171 h 154.3切削力及夾緊力計算 PAGEREF _Toc107074172 h 154.4 平衡塊 PAGEREF _Toc107074173 h 164.5 加工誤差分析 PAGEREF _Toc107074174 h 184.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 PAGEREF _Toc107074175 h 19總結(jié) PAGEREF _Toc107074176 h 20參 考 文 獻 PAGEREF _Toc107074177 h 21致 謝 PAGEREF _Toc107074178 h 22PAGE PAGE 231課程設(shè)計的目的與要求1.1課程設(shè)計的目

4、的工藝規(guī)程怎么定，首先要確保達到樣圖上提出的技術(shù)條件，不但生產(chǎn)的效率要夠高，技術(shù)不能落后，收到的利益也要高，生產(chǎn)時候的條件還不能差。工藝規(guī)程設(shè)定的順序：先寫綱要，用什么類型來生產(chǎn)圍繞產(chǎn)品的裝配圖全方位的分析，相關(guān)零部件的圖樣怎么定選毛坯的種類、確立形狀、尺寸的大小以及精度等級決定好工藝的路線設(shè)立操作的每道工序，定好加工余量、求出切削的用量、工序的尺寸公差都要一一確認，選哪種工藝裝備，確定好時間的額定長短等。1.2課程設(shè)計的要求以34.8H7及12孔口定位，鉆攻3M8螺孔，常見的可以用來裝或者用專用的夾具，生產(chǎn)數(shù)量大的時候用，生產(chǎn)的數(shù)量多或者另有要求的話就用專用的夾具。產(chǎn)量按照1萬件/年2爪結(jié)合

5、子的工藝分析2.1爪結(jié)合子零件的作用爪結(jié)合子是機器的傳動零件，其作用是將機器和部件中的有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預(yù)定功能。要求爪結(jié)合子零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，爪結(jié)合子零的加工質(zhì)量直接影響機器的性能、精度和壽命。35mm孔裝配時重要工作表面因此精度要求很高，在35mm孔通過螺紋孔與其它部件連接，保證整體泵的密封性良好。2.2爪結(jié)合子關(guān)健表面的技術(shù)分析爪結(jié)合子的內(nèi)孔和安裝平面是決定工件精度的關(guān)鍵表面，其精度要求最高，一般不低于IT8級；表面粗糙度。內(nèi)孔對端面的跳動公差，用標(biāo)準檢驗棒檢查時，在近端

6、處不大于：在離爪結(jié)合子端處不大于。其他定位表面對支承的同軸度、平行度或垂直度公差一般為。3工藝設(shè)計3.1 生產(chǎn)類型按照零件的技術(shù)要求，工件的材料選擇40Cr鋼。1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定零件生產(chǎn)的類型零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對組織生產(chǎn)以及工件加工的工藝過程當(dāng)中起著非常重要的作用，它也決定了各個工序所需要的專業(yè)化以及自動化的要求程度，以及所選擇的工藝的方法與工藝的裝備的合理性。工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可以按下面公式來計算。N等于Qn（1+a%）（1+b%） 參照資料當(dāng)大生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型以及工件的大小和零件復(fù)雜程度的關(guān)系，來確定其生產(chǎn)的類型。 零件。其零件備品率是25%，機械加工當(dāng)中廢品率是0.2%，每臺產(chǎn)品當(dāng)中這個

7、零件選用的數(shù)量是1件，來擬定本工件的機械加工的工藝規(guī)程。 N=Qn（1+a%）（1+b%） =10000乘以1乘以（1+25%）（1+0.2%） =10010件每年工件的年產(chǎn)量是10000件每年，參照零件生產(chǎn)的類型以及生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，參照參考資料 ，確定零件生產(chǎn)的類型是大批量的生產(chǎn)。3.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為40Cr，由于零件年生產(chǎn)量為10000件，已達到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不算太大，可以采用鍛造成型 。它的毛坯精度較高，加工余量較小，對提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。 3.3工藝路線確定3.3.1基準的選擇粗基準的選擇機械加工的第一道工序是車80外圓及端面。為

8、此可選擇毛坯面作為粗基準。這樣，當(dāng)反過來再用端平面定位，加工其他孔時，可以獲得均勻的加工余量，有利于保證這兩個高精度的加工面的加工精度。 精基準的選擇為了避免基準不重合誤差，考慮工藝基準與設(shè)計基準和各工序定位基準的統(tǒng)一，以及盡可能在一次裝夾中加工較多的工件表面，所以在爪結(jié)合子精加工的全部工序中均采用35端面作為定位基準。35端面在使用過程中的磨損會影響定位精度，為了保證和提高定位精度，均需重新修整保證定位面的清潔。在使用過程中，不能隨意拆卸和更換，都會引起基準的位置變動，從而造成誤差。3.3.2工藝順序的安排由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故在使零件的幾何性狀、尺寸精度幾位置精度等技術(shù)要求得到合理的保

9、證的前提下，應(yīng)采用專用的夾具，并應(yīng)盡量使工序集中起來提高生產(chǎn)率，處此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以使生產(chǎn)成本盡量提高。根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求。3.3.3確定加工藝設(shè)計了兩種工藝路線來達到加工目的：方案一 工 序 號工名序稱工序內(nèi)容10鍛鍛造成型20熱熱處理30銑銑47處三爪40銑銑62處三爪40鉆鉆擴312孔50鉆鉆攻3-M8孔60車車外圓70車車孔35H780磨磨35H790鉗工去毛刺100檢 終檢方案二 工 序 號工名序稱工序內(nèi)容10鍛鍛造成型20熱熱處理30車車外圓40車車孔35H740銑銑47處三爪50銑銑62處三爪60鉆鉆擴312孔70鉆鉆攻3-M8孔80磨磨35H

10、790鉗工去毛刺100檢 終檢第二條工藝路線不同于第一條是將車外圓與中孔工序與銑工序前后順序調(diào)整了，這樣符合了基準先行的原則，其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動影響生產(chǎn)效率。而對于零件的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。以35mm的孔外輪廓為精基準，從而保證了孔中心線的尺寸與兩端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線而先上加工孔， 再車端平面不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個問題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線是可行。從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第二個方案也比較合理想。所以我決定以第二個方案進行生產(chǎn)

11、3.4確定切削用量及工時定額確定切削用量及基本工時粗銑各端面工序（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示切削用量手冊的銑削用量選擇）工序：車外圓，保證工序尺寸45mm 機床：車床CA6140車端面:刀具：硬質(zhì)合金車刀，車刀材料：切削深度：，進給量：根據(jù)參考文獻表2.6-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。切削速度：參照參考文獻3表2.4-9取機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.1-41取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：查參考文獻1，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min車外圓機床：車床CA6140刀具：硬質(zhì)

12、合金車刀，車刀材料：切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量切削速度：參照參考文獻3表2.4-9，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度，： 工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：所以該工序總機動工時查參考文獻1，表2.5-37工步輔助時間為：工序：車孔35H7 鏜35孔機床：CA6140車床刀具：硬質(zhì)合金車刀，車刀材料：切削深度：，。進給量：根據(jù)參考文獻表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進給量。切削速度：參照參考文獻3表2.4-9取機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.1

13、-41取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：查參考文獻1，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min工序：銑47處三爪加工條件：工件材料： 40Cr，鍛造。機床：X52K銑床。查參考文獻7表3034刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：所以銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻7表3034，取。機床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2.1）式中 V銑削速度； d刀具直徑。由式2.1機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.1-74 實際銑削速度：進給量： 工作臺每分

14、進給量： ：根據(jù)參考文獻7表2.4-81,工序：銑62處三爪選擇直柄立銑刀，齒數(shù)為銑削深度：銑刀中的齒數(shù)每個齒的進給量：根據(jù)表5-14，取銑削速度：參照表5-14，取機床主軸轉(zhuǎn)速：進給量：工作臺每分進給量：根據(jù)表6.2-7銑削的基本時間計算，本次為立銑刀，銑削的基本工時計算公式如下式中工件的銑削長度（按照銑削外圓34周長輪廓尺寸計算）刀具切入長度：式中，查詢表5-14得出本次的立銑刀直徑的銑削寬度為：銑刀直徑為代入上式后得出，得出刀具切出長度：取，本次選擇：工作臺水平進給量走刀次數(shù)為1機動時間工序：鉆擴312孔采用鉆床鉆312孔采用高速鋼鉆頭，每齒進給量為0.20.4，刀具耐用度為6090mi

15、n，,。,（參考文獻【1】表14-69）,刀具耐用度為，根據(jù)文獻【1】，表14-67，得：v= 由機床轉(zhuǎn)速數(shù)列，取 擴孔17背吃刀量進給量：根據(jù)表5-26，取切削速度：參照表5-26，取機床主軸轉(zhuǎn)速：， 擴孔的切削時間計算按照如下式式中被切削層長度：本次按照切削的深度為刀具切入長度：麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算刀具切出長度：，本次是鉆通孔走刀次數(shù)為1機動時間：工序 鉆攻3-M8孔工件材料為40Cr，孔的直徑為6.7mm。加工機床為Z535鉆床，加工工序為鉆孔至6.7，選用6.7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細柄機用絲錐攻螺紋。進給量：根據(jù)參考文獻5表2.4-39，取切

16、削速度：參照參考文獻5表2.4-41，取由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1攻M8的螺紋機床：Z535鉆床刀具：細柄機用絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照參考文獻5表2.4-105，取由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間：根據(jù)參考文獻5表2.5-41可查得攻絲的輔助時間擴10孔背吃刀量進給量：根據(jù)表5-26，取切削速度：參照表5-26，取機床主軸轉(zhuǎn)速：， 擴孔的切削時間計算按照如下式式中被切削層長度：本次按照切削的深度為刀具切入

17、長度：麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算刀具切出長度：，本次是鉆通孔走刀次數(shù)為1機動時間：工序 磨35H7孔1.砂輪選擇 磨床選用MB1312砂輪 A46KVP 2502075，耐用度為2400s。2.確定切削用量 工件轉(zhuǎn)速V=2040 取V=40m/min,n=5100r/min 查金屬工藝人員切削手冊表14128得： f=6.3mm/r 3.計算基本工時 T=504min工序 鉗工，檢驗4專用車床夾具設(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)計車35H孔的夾具。4.1 問題的提出 本夾具主要用于車35H7孔，35H7孔精

18、度要求較高，故在設(shè)計夾具時，既要考慮生產(chǎn)效率，也要考慮35H7孔質(zhì)量。4.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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。基準選擇不當(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。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(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。選擇80外圓、47端面定位。4.3切削力及

19、夾緊力計算 1、車削力查表1-2-3 圓周力： 徑向力： 軸向力：其中：查機床夾具手冊表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N夾緊力的計算：由機床夾具設(shè)計手冊（表1-2-25）得：所需夾緊力，查表5得，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：K=1.872，當(dāng)計算K2.5時，取K=2.5孔軸部分由M16螺母鎖緊，查表得夾緊力為5380N夾緊力遠大于車削力，故夾緊可靠。4.4 平衡塊 由于角鐵式車床夾具，其結(jié)構(gòu)不對稱，因此，設(shè)計時應(yīng)采取平衡措施，以減小由離心力產(chǎn)生的振動和主軸軸承的磨損。對于低速切削的車床夾具只需進行靜平衡驗算。對于高速車

20、削的車床加夾具需要考慮離心力的影響。從這點出發(fā)，現(xiàn)對其逐步進行分析和計算。計算出工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量mj合成質(zhì)量mj的計算相當(dāng)復(fù)雜，所以應(yīng)運用計算機輔助設(shè)計相關(guān)的軟件來計算，以提高設(shè)計效率。首先畫出裝配圖的簡圖，然后在Slidworks這個軟件里有一個特殊的工具，即“質(zhì)量特性”。因此，只需選中工件和夾具不平衡部分，然后運用此項功能便能查得質(zhì)量和中心。裝配圖簡圖如圖22所示：初步估算工件及夾具不平衡部分的合成質(zhì)量為：mj=5467.19g=5.46719KgX = 974.73Y = -11.35Z = -48.10假設(shè)合成質(zhì)量mj集中在重心A處,則，由X = 974.73和Y = -

21、11.35在Caxa軟件里可以通過作圖的方法來確定重心A到圓心的距離 OA=R=974.8軸向尺寸L=Y=11.35,轉(zhuǎn)動時它所產(chǎn)生的離心力Fj0.01 mjRn2（n為主軸轉(zhuǎn)速，這里取720r/min）=0.015.46719974.8720=38368.5N由離心力引起的力矩Mj為Mj=FjL=38368.511.35=435482.42N*mm設(shè)平衡塊的質(zhì)量mp集中在重心B處，OB=r,軸向尺寸為l，則平衡塊引起的離心力Fp為Fp0.01mprn2由Fp引起的力矩MpMp=Fpl在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關(guān)系式Mj= Mp，即：0.01mjRn2L=0.01mpr

22、n2l,化解后得：mp=mjRL/rl=60488/rl,即： mprl=60488.接下來可先根據(jù)平衡塊設(shè)計的相關(guān)原則，先畫出大致模型，然后裝配到裝配體中進行校核，有不合適的地方，根據(jù)基本原則不變來進行調(diào)整。首先，根據(jù)裝配圖可知，平衡塊設(shè)計的越遠，其質(zhì)量可以相對較小，因此，平衡塊的邊緣應(yīng)盡量靠近夾具體的外圓面，這樣不僅可以使得平衡塊的質(zhì)量相對減小，還方便于平衡塊在夾具體上的安裝。因此，可以先大致畫出平衡塊的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖23所示：大致結(jié)構(gòu)確定以后，邊可根據(jù)零件的工藝性來確定其厚度。厚度應(yīng)適中，若是零件薄了，則會增加平衡塊的數(shù)量，不便于安裝。而且塊數(shù)的增多，結(jié)合面便增多，對機床的運轉(zhuǎn)的平

23、穩(wěn)性又負面影響。通過查閱參考文獻3金屬切削機床夾具設(shè)計手冊有關(guān)平衡塊的數(shù)據(jù)，取厚度h=30mm當(dāng)上述基本結(jié)構(gòu)和基本尺寸確定后，便可通過平衡塊重心到回轉(zhuǎn)中心的距離r和軸向尺寸l進行反復(fù)調(diào)整。經(jīng)過多次該后便得到平衡塊的結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸。此外，值得提出的是平衡塊在夾具上的安裝方式，一般都是才用螺栓連接。經(jīng)參閱一些參考資料發(fā)現(xiàn)，有一些資料的平衡塊結(jié)構(gòu)雖然較為合理，但有一個缺點就是安裝好以后的平衡塊，其位置被固定死，因此不能調(diào)整，為了改正這一缺點，這次設(shè)計我采用用了中間加一凹槽，及可以在一定范圍類調(diào)整平衡塊的周向位置，在操持基本原則不變的情況下，改變平衡塊周向位置，以滿足平穩(wěn)性要求。這樣設(shè)計，更利于現(xiàn)場安

24、裝和調(diào)整。4.5 加工誤差分析定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時的定位誤差當(dāng)定位基準與工序基準不重合時，就產(chǎn)生了基準不重合誤差。基準不重合誤差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動

25、范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。 根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地高得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地低得加工尺寸。且該工序定位誤差 圖2 定位誤差 =O1O2+(d2-（d2-Td2)/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.3924.6 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。本道工序為車床夾具選擇用六角螺母、圓墊圈、螺柱、鉸鏈壓板和活動螺栓等組成的夾緊機構(gòu)進行夾緊工件。本工序車削余量小，車削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求?？偨Y(jié) 通過這次設(shè)計，使我對產(chǎn)品設(shè)計過程有了進一步的認識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計有了更進一步的了解。設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計時就必須考慮，所設(shè)計的機