机械工艺夹具毕业设计66套筒的机械加工工艺规程及攻6M86H深10的夹具设计.docx
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机械工艺夹具毕业设计66套筒的机械加工工艺规程及攻6M86H深10的夹具设计
设计说明书
题目：
】套筒的机械加工工艺规程及攻6-M8-6H深10的夹具设计
学生：
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指导老师：
摘要
本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
套筒的机械加工工艺规程及攻6-M8-6H深10的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：
工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
ABSTRCT
Thisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.
Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessing￠140holejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.
Keywords:
Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror
目录
序言…………………………………………………………………1
一.零件分析……………………………………………………2
1.1零件作用………………………………………………2
1.2零件的工艺分析…………………………………………2
二.工艺规程设计…………………………………………………2
2.1确定毛坯的制造形式……………………………………3
2.2毛坯的设计………………………………………………3
2.3基面的选择传……………………………………………5
2.4制定工艺路线……………………………………………5
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………7
2.5确定切削用量及基本工时………………………………8
三夹具设计……………………………………………………10
3.1问题的提出………………………………………………10
3.2定位基准的选择…………………………………………10
3.3定位元件的设计…………………………………………10
3.4定位误差分析……………………………………………11
3.5切削力及夹紧力计算……………………………………11
3.6钻套设计…………………………………………………12
3.7夹具设计及操作简要说明………………………………13
总结………………………………………………………………16
致谢………………………………………………………………17
参考文献…………………………………………………………18
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。
套筒的加工工艺规程及其攻6-M8-6H深10的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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。
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。
一、零件的分析
1.1零件的作用
套筒类零件是指在空心回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常用的一类零件，在各种机器类应用广泛，主要起支撑和导向作用，常与运动轴主轴活塞滑阀相配合。
有些套筒的端面与凸圆端有定位和承受载荷的作用。
它的应用范围很广。
如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套筒。
由于其功用不同，套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但其结构上仍有共同点，零件长度一般大于直径，零件壁的厚度较薄且易变形；零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面。
1.2零件的工艺分析
由于工件内表面和内外表面的同周度要求较高，所以应采取互为基准的原则。
在一次安装中加工内外圆表面与端面。
这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。
在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。
但是此零件初主要工作表面外其余表面的加工精度要求都比较低不需要高精度机床加工，而主要表面的加工精度相对要求较高但也可以在正常的生产条件下，采用较低的经济方法保质保量的生产出来。
因此该零件的工艺性较好。
二.工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
选45号钢做套筒，以离心铸造法在钢内壁上浇注巴氏合金轴承合金材料，既可节省有色金属，又能提高轴承的寿命。
45刚的可锻性好，因此可用锻造的方法 因为是成批生产，采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。
毛坯的拔魔亵渎为5度。
2.2：
毛坯的设计
1、公差等级
有套筒的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
2、锻件质量
已知机械加工后套筒的重量为8.0千克，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为11千克。
3、锻件形状复杂系数
对套筒零件图进行分析计算，可大致确定锻件外轮廓包容体的直径和高度，即d=137mm,h=299mm,由公式2-3和2-5可计算出该套筒锻件的形状复杂系数
S=mt/mN
=11/（πXdXdXhXρ/4）=11/（3.14X138X138X299X7.8/4）=0.32
由于t/d<0.2所以形状复杂系数属于S4级
4、锻件的材质系数
由于该套筒材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属于M1级
5、锻件分模线形状
根据该套筒的形位特点，选宽度方向的对称面为分模面，属于平直分模线。
6、零件的表面粗糙度
加工表面的粗糙度均大于等于1.6um.
根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表中
锻件质量/kg
包容体重量/kg
形状复杂系数
材质系数
公差等级
11.0
34.1
S4
M1
普通级
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
长294
5.0+3.3-1.7
表2-10
2.3~3.0两端面都取2.5
表2-13
长20
3.2+2.1-1.1
表2-10
2.3~3.0两端面都取2.5
表2-13
内孔径60
3.6+2.4-1.2
表2-10
3.0
表2-14
外表面95
4.0+2.7-1.3
表2-10
2.3~3.0取3.0
表2-13
外表面132
4.5+3.0-1.5
表2-10
2.3~3.0取3.0
表2-13
2.3：
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。
1.粗基准的选择
为保证孔的加工精度保证各表面有足够的加工余量，先选择外表面作为粗基准。
来加工内孔等，为后面的工序准备好精基准。
2.精基准的选择
套筒的内空和外圆表面要求较高的位置要求，因此应该用互为基准的原则，先以孔为基准加工外表面，在以外表面加工孔。
为了提高套筒的精度，利用基准统一的原则，即利用孔和外表面一次定位，尽量加工较多的表面。
2.4：
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，制定以下两种工艺方案：
方案一
工艺路线图如下
工序号
工序名称
机床设备
刀具
1
扩内孔作为基准
四面组合钻床
麻花钻
2
校正
钳工台
手锤
3.
车长270的外表面
数控机床
900车刀
4
车长20的外表面
数控机床
900车刀
5
车空刀槽
数控机床
车槽刀
6
车长49的凹面
数控机床
车槽刀
7
车两端面
数控机床
900车刀
8
车外表面过渡面
数控机床
900车刀
9
精车内孔
四面组合钻床
扩孔刀和绞刀
10
宽40的内槽
数控机床
内沟槽车刀
11
车深8的凹槽
深8的凹槽
内沟槽车刀
12
去毛刺
钳工台
平锉
13
中检
14
钻两个Φ10的孔
四面组合钻床
麻花钻
15
钻两个边长36的方孔
四面组合钻床
麻花钻
16
钻两个Φ40的孔
四面组合钻床
麻花钻
17
铣外表面窄槽
立式铣床X5012
立铣刀
18
M6盲孔
数控机床
丝锥
19
M8盲孔
四面组合钻床
麻花钻,铰刀
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
端盖零件材料为HT200
生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。
1、端盖的底面和顶面
因端盖的底面和顶面的精度要求都不是很高，其加工余量为2.5mm。
2、端盖的Φ16孔
因为孔的尺寸太小，毛坯铸造为实心，不铸造出孔。
孔的精度要求介于IT7—IT8之间，Φ16的粗糙度要求为1.6，需要钻，扩，绞3次加工，参照参数文献。
钻孔Φ15
扩孔Φ15.85
绞孔Φ16
2.6：
确定切削用量及基本工时
工序19-钻-粗铰-精铰m8盲孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
查表2-28得,精铰余量Z精铰=0.04mm;粗铰余量Z粗铰=0.16mm,钻孔余量Z钻=7.8mm.查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工等级为,精铰,IT7;粗铰,IT10;钻:
IT12.根据上述结果,再查标准公差表可确定各工步的公差值分别为,精铰:
0.015mm;粗铰:
0.058mm;钻:
0.15mm.
2.7切削用量的计算
（1）钻孔工步
1、背吃刀量的确定
ap=7.8mm
2、进给量的确定
由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r
3、切削速度的计算
由表5-22,按工件材料为45的条件选取,切削速度v可取为22m/min.由公式（5-1）n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=897.6r/min参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=960r/min.再将此转速带入公式（5-1）,可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=960r/min×π×7.8mm/1000=23.5m/min.
（2）粗铰工步
1、背吃刀量的确定
ap=0.16mm
2、进给量的确定
由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r
3、切削速度的计算
由表5-31,按工件材料为45的条件选取,切削速度v可取为2m/min.由公式（5-1）n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=80r/min参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.再将此转速带入公式（5-1）,可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=97r/min×π×7.96mm/1000=2.4m/min.
（3）精铰工步
1、背吃刀量的确定
ap=0.04mm
2、进给量的确定
由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r
3、切削速度的计算
由表5-31,按工件材料为45的条件选取,切削速度v可取为4m/min.由公式（5-1）n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=159.2r/min参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=195r/min.再将此转速带入公式（5-1）,可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=195r/min×π×8mm/1000=4.86m/min.
三、夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
由指导老师的分配，决定设计第19道工序攻6-M8-6H深10孔夹具设计
3.1：
问题的提出
本夹具主要用于加工攻6-M8-6H深10，因为攻6-M8-6H深10有位置精度要求，定位要较不高，因此我们在保证加工精度的同时在考虑提高生产效率的，加工铣Ф40H7孔端面时我们采用Ф24内孔定位。
3.2：
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量。
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高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。
此为第16道工序，我们选择已加工的Φ24内孔定位，气动夹紧。
3.3：
定位元件的设计
本工序选用的定位基准为Ф24内孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一圆柱销，一支撑板。
具体示意图如下：
3.4定位误差分析
一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。
形成原因有两个，一是由于定位基准与设计基准不重合而造成。
二是定位基准与限位基准不重合而造成。
根据零件图可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，，
。
已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，
易知此结果符合。
3.5切削力的计算与夹紧力分析
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。
因此进行夹紧立计算无太大意义。
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。
3.6钻套设计
M8的加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，我们切削才能满足加工要求。
故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。
根据工艺要求：
。
即先用Φ6.8的麻花钻钻孔，根据GB1141—84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为Φ6.8。
再用标准M8丝锥攻丝，
图5.3快换钻套图
扩工艺孔钻套结构参数如下表：
表5.1扩工艺孔钻套数据表
d
H
D
公称尺寸
允差
6.8
12
10
-0.006
-0.018
18
15
8
3
6.5
5.5
50
3.7夹具设计及操作的简要说明
使用圆柱销定位，采用铰链压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。
同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。
保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产
钻夹具装配图如下
夹具体附图如下
总结
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，为我们踏入设计打下了好的基础。
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，它将是我们设计完成的更出色的关键一步。
致谢
这次设计使我收益不小，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设计。
这次设计成绩的取得，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，特别是每次都放下她的休息时间，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。
从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
多少个日日夜夜，她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，她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.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年
2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年
3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年
4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年
5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月
6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年
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