汽車制造工藝學課程設(shè)計-爪結(jié)合子加工工藝規(guī)程及鉆3-φ12孔夾具設(shè)計

課程設(shè)計的目的與要求 11.1課程設(shè)計的目的 11.2課程設(shè)計的要求 12爪結(jié)合子的工藝分析 22.1爪結(jié)合子零件的作用 22.2爪結(jié)合子關(guān)健表面的技術(shù)分析 23工藝設(shè)計 33.1生產(chǎn)類型 33.2確定毛坯的制造形式 33.3工藝路線確定 43.3.1基準的選擇 43.3.2工藝順序的安排 43.3.3確定加工藝 53.4確定切削用量及工時定額 64鉆床專用夾具設(shè)計 154.1問題的提出 154.2工件自由度分析 154.3工件定位和夾緊方案的確定 154.4定位誤差的分析與計算 164.4.1定位誤差的分析 164.4.2定位誤差計算 164.5刀具對刀、導向方案的確定 174.6夾緊力的確定 174.7夾具設(shè)計及操作簡要說明 18總結(jié) 19參考文獻 20致謝 211課程設(shè)計的目的與要求1.1課程設(shè)計的目的工藝規(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φ47處三爪及孔定位，鉆鉸3–φ12H7，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。Φ35mm孔裝配時重要工作表面因此精度要求很高，在φ35mm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，用標準檢驗棒檢查時，在近端處不大于：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%，機械加工當中廢品率是0.2%，每臺產(chǎn)品當中這個零件選用的數(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φ80外圓及端面。為此可選擇毛坯面作為粗基準。這樣，當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φ35端面作為定位基準。Φ35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3－?12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3－?12孔70鉆鉆攻3-M8孔80磨磨?35H790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Ф35mm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)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)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φ35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3.1-41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30—34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30—34，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φ34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3－?12孔采用鉆床鉆3－?12孔采用高速鋼鉆頭，每齒進給量為0.2～0.4，刀具耐用度為60～90min，,。,,（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φ17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Φ6.7，選用Φ6.7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Φ10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A46KVP250×20×75，耐用度為2400s。2.確定切削用量工件轉(zhuǎn)速V=20~40取V=40m/min,n=5100r/min查《金屬工藝人員切削手冊》表14—128得：f=6.3mm/r3.計算基本工時T=504min工序鉗工，檢驗4鉆床專用夾具設(shè)計4.1問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導老師的分配，決定設(shè)計工序4：以Φ47處三爪定位，鉆鉸3-Φ12H7孔，锪3-Φ17深1沉孔的夾具。4.2工件自由度分析以Φ47處三爪定位，特制定位銷Φ47端面作為第一定位基準，與工件相配合限制三個自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動；特制定位銷三爪作為第二定位基準，與工件Φ47處三爪相配合，限制另外三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸移動和Z軸移動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。4.3工件定位和夾緊方案的確定工件定位以Φ47處三爪定位，對應(yīng)的定位元件為特制定位銷。設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。3)夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu)4)必須保證自鎖，機動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。選用螺栓螺母夾緊機構(gòu)來對被加工工件進行夾緊。螺栓螺母夾緊機構(gòu)的特點：①結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。工件夾緊方案則采用螺旋夾緊機構(gòu)，夾緊元件為：三爪定位軸、三爪壓板、快換墊圈和六角螺母。4.4定位誤差的分析與計算4.4.1定位誤差的分析1.基準不重合來帶的定位誤差：夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。2.間隙引起的定位誤差在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產(chǎn)生定位誤差。3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導向誤差和對刀誤差。3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。4.4.2定位誤差計算一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準與設(shè)計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。4.5刀具對刀、導向方案的確定本套夾具是在數(shù)控鉆床上加工，不需要對刀裝置和導向裝置。4.6夾緊力的確定選用夾緊螺釘夾緊機由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=12mm，材料45鋼性能級數(shù)為6.8級螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5~4取[s]=4得滿足要求4.7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。本道工序為銑床夾具選擇用心軸、快換墊圈和六角法蘭面螺母等組成的夾緊機構(gòu)進行夾緊工件。本工序鉆削余量小，鉆削力小，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)計的機構(gòu)是否合理在實際運用中能否正常工作。設(shè)計使我學會了從實際出發(fā)設(shè)計產(chǎn)品，而不僅僅考慮理論上的可行性。在本次課程設(shè)計的制作過程中，我深深的體會到一個看似簡單的機構(gòu)其