板零件加工工艺及典型工序夹具设计-b形板钻孔-图7

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Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录 ABSTRCT - 3 - 1.零件的分析 - 2 - 1.1零件的作用 - 2 - 1.2零件的工艺分析 - 2 - 2 工艺规程设计 - 3 - 2.1确定毛坯的制造形式 - 3 - 2.2基面的选择的选择 - 3 - 2.3制定工艺路线 - 3 - 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 - 3 - 2.5确定切削用量及基本工时 - 4 - 3.夹具设计 - 6 - 3.1概述 - 6 - 3.2方案设计 - 6 - 3.3定位基准的选择 - 6 - 3.4切削力和夹紧力的计算 - 6 - 3.5定位误差分析 - 7 - 3.6导向装置设计 - 8 - 3.7夹具设计及操作说明 - 9 - 总 结 - 10 - 致 谢 - 11 - 参 考 文 献 - 12 - -- 14 -- 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 b型板零件加工工艺及钻孔钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 1.零件的分析 1.1零件的作用 b型板是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为b型板与整个机器连接。 1.2零件的工艺分析 b型板有2个加工面他们有位置度要求。这三个加工面的分别为： 1，以侧面为基准的加工面，这组加工面包括四周轮廓。 2：以直径为21孔的轴线为基准，这组面包括直径为21孔 2 工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 零件的材料为Q235，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用圆钢。 2.2基面的选择的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准的选择：对b型板这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端面加工平面作为粗基准。选取已加工的内圆为精基准。 2.3制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺方案： 工序1：材料符合Q235（10mm钢板）的质量要求，并具有质保书。 工序2：用剪板机下料，确保140×60外形尺寸，并用气割切割多余外形。 工序3：以图示端面为基准，用PJ0003-G02工装进行钻孔Ø21，确保距离边界尺寸15和30，修毛刺； 工序4：按图纸技术要求，对本零件的尺寸、形状、位置和表面质量等要素进行全面检查。 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 b型板零件材料为Q235，生产类型为大批量生产，采型材钢板毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由毛坯可直接获得。 2、 b型板的四周轮廓 由于b型板四周轮廓要与其他接触面接触，所以要进行剪板，其加工余量为3mm。 3、b型板的孔直径为21,毛坯为实心。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为21 2.5确定切削用量及基本工时 工序1：材料符合Q235（10mm钢板）的质量要求，并具有质保书。 工序2：用剪板机下料，确保140×60外形尺寸，并用气割切割多余外形。 工序3：以图示端面为基准，用PJ0003-G02工装进行钻孔Ø21，确保距离边界尺寸15和30，修毛刺 钻孔Ø21，本工序采用计算法。 表3-5高速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（mm） 用途 GB1419-35 直柄麻花钻 2.0～20.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1437-35 直柄长麻花钻 1.0～31.5 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1438-35 锥柄麻花钻 3.0～110.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1439-35 锥柄长麻花钻 5.0～50.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用Z525摇臂钻床，查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为3800，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-35） mm 直径范围 直柄麻花钻 l l1 >11.110～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-35） （º） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～35 表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （1）后刀面最大磨损限度mm 刀具材料 加工材料 钻头 直径d0（mm） ≤20 高速钢 铸铁 0.5～0.8 （2）单刃加工刀具耐用度T min 刀具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径d0（mm） 11～20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 35 钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T = 35 min ①.确定进给量 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.35。 ②.确定切削速度 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在球墨铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.35。 V=12=10.32 （3-17） 则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = = =11.8 ③.确定切削时间 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 则： t= =9.13 3.夹具设计 3.1概述 在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要 保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件 正确位置固定不动，这一任务就是由夹具来完成。 对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件 的生产成本。但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时 往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。 本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证 工件精度， 提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。 3.2方案设计 方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案 设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就 会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因 此必须慎重考虑。 设计方案的拟定必须遵循下列原则： 1、 定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。 2、 夹具的定位精度能满足工件精度的要求。 3、 夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低 3.3定位基准的选择 我们采用已经加工好的孔及其端面作为定位基准，孔和端面 共限制5个自由度，这样还有一个旋转的自由度没有限制，为了保证空 间工件定位准确，我们需要限制6个自由度，因此我们采用一挡销来限 制旋转方向的自由度。这样空间6个自由度就限制完了。 3.4切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得： 钻削力 式（5-2） 钻削力矩 式（5-3） 式中 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 这样能较容易、较稳定地保证加工精度。用夹具装夹工件时，工件相对与刀具的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、教稳定地保证工件的加工精度。能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率。 夹紧力的计算:因采用的是手动夹具故夹紧力无须计算。 3.5定位误差分析 （1） 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和两侧面配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面，两侧面定位，工件始终靠近两侧面的一面，，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 由资料[10]《机床夹具设计手册》可得： ① 定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故 ② 夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： ③ 磨损造成的加工误差：通常不超过 ④ 夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即 误差总和： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.6导向装置设计 因为我们所加工的孔是通孔，且我们是批量生产，因此用固定和可换钻套难以满足要求，为了能很好的提高生产效率为了减少辅助时间采用可换钻中心轴，以来满足达到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 极限 偏差F7 基本 极限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 19 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 19 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 3.7夹具设计及操作说明 如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了星形压紧的方式。由于本夹具是对工件进行钻削加工面，因此工件的主要受力是钻削力，因为钻削力是向下的，我们采用的是铰链压板压紧，压紧力也是向下的，钻削力和压紧力方向相同。 总 结 毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，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，为我们踏入社会打下了好的基础。 毕业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。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。 致 谢 这次毕业设计使我收益不小，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，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师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。 这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献 [1] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。 [2] 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导［Ｍ］。机械工业出版社，1995。 [3] 李庆寿。机床夹具设计［Ｍ］。机械工业出版社，1991。 [4] 李洪。机械加工工艺手册［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金属切削技术协会。金属切削手册［Ｍ］。上海科学技术出版社，2544。 [6] 黄如林，刘新佳，汪群。切削加工简明实用手册［Ｍ］。化学工业出版社，2544。 [7] 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995。 [8] [周永强，高等学校毕业设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2542。 [9] 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册[M]，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。机床夹具设计手册［Ｍ］。上海科学技术出版社，2542。 [11] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册［Ｍ］.上海科学技术出版社，1984。 [12] 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册[M]，银州：宁夏人民出版社，1991。 [13] 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量[M]，中国计量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M]，上海科学技术出版社，2540。 [15] 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，25Q235：4-17。 [16] Machine Tools N.chernor 1984. 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