车凸轮工具的引导夹的加工工艺设计钻2Ф6H7孔钻床夹具.docx

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车凸轮工具的引导夹的加工工艺设计钻2Ф6H7孔钻床夹具

机械制造技术课程设计说明书

设计题目：

制定车凸轮工具的引导夹（图5-18）

的加工工艺，设计钻2×Ф6H7孔钻

床夹具。

专业：

机电一体化技术

班级：

机电11-2

学号：

1130320215

姓名：

刘锦涛

指导教师：

张学伟

机械工程系

2013年11月15日

设计任务书

序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论结合实际的训练。

因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题和解决问题的能力，为自己今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于本人能力有限，设计尚有许多不足之处，还望各位老师可以给予指导。

摘要

机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展，在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其它的质量，性能要求有了新的变化。

现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。

本文首先介绍了车凸轮工具引导夹的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后进行夹具设计。

此次设计是对车凸轮工具的引导夹的加工工艺和夹具设计，其零件为热轧件，具有体积小，零件结构简单的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中除了钻2XФ6此工序以外其他各工序夹具都采用机床自带夹具，其机构设计简单，方便且能满足要求。

第1章零件的分析

1.1零件的作用

凸轮引导夹用于机加工时定位工件，限制工件的自由度，引导工件沿着一个方向移动。

在使用中要求引导夹具有一定的强度、刚度及耐磨性。

1.2零件工艺分析

本零件为一个引导夹，总共有4个加工面，主要是：

（如图）

1）.以顶面为基准，加工外形，顶部宽65mm，尾部宽30mm，长165mm，厚30mm。

2）.顶面：

以中心轴为基准，加工2个φ6H7的孔，两孔距离为28mm。

3）.前面：

以中心轴为基准，分别加工15mm、47mm、3mm、φ8的槽,、加工两个M5的螺纹。

4）.左侧：

以顶面为基准，加工一个φ12的孔。

5）.右侧：

以顶面为基准，加工一个M10的螺纹。

表面粗糙度要求：

右侧面表面粗糙度为Ra1.6，后面表面粗糙度为Ra0.8其余均为Ra6.3

第2章工艺规程设计

2.1确定毛坯材料

零件材料为45钢，考虑到作为夹具使用，应具有很大的硬度，又是中批量生产，故采用型材，又由于零件最大宽度为65mm,所以选择热轧件。

2.2基面的选择

定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。

正确与和理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类，提高生产率。

2.2.1粗基准的选择

由于题目所给图形的尺寸均由零件顶面延伸，所以先加工顶面，又由于顶面有两个孔，为了定位可靠，使加工过程稳定，减少振动，可以选择左右侧面作为粗基准加工顶面。

又由于零件后面的尺寸精度大于前面的尺寸精度，所以可以选择后面作为粗基准加工前面。

同理，可以选择右侧面作为粗基准加工左侧面。

2.2.2精基准的选择

上面已经提到本零件所有的尺寸均由顶面延伸，即零件前面所有孔和槽的位置是以顶面作为基准加工的，所以可以选择顶面作为精基准加工φ8的孔。

Φ12M10孔位置是以零件后面为基准的，所以应当以前面作为精基准加工后面，再以后面作为精基准加工φ12M10的孔。

为避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应选择φ8的孔作为精基准来加工前面的槽和顶面的孔，即遵循“基准统一”的原则。

2.3选择加工方法

2.3.1平面的加工

平面的加工方法有很多，有车、刨、铣、磨、拉等。

对于本零件，除了右侧面和后面外，其它表面的粗糙度要求均为Ra6.3um,其距离尺寸65mm为未注公差尺寸。

根据GB/T1804—2000规定，选用中等级（m）,相当于IT7等级，故可以采用粗端铣。

2.3.2孔及退刀槽的加工

孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。

由于本零件的φ12、φ8的孔及2×M5和M10的螺纹底孔孔径都很小，且没有精度要求，故可以一次钻削完成，而顶面2×φ6H7的孔，由于有一定的精度要求，孔的公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra0.8,故可以采取钻孔-铰孔的加工方式。

对于零件前面的槽可采用拉丝的方法，由于其表面粗糙度Ra1.6,所以可以采用粗拉-精拉的加工方式。

2.3.3螺纹加工

零件前面2×M5及右侧M10的螺纹应采取攻螺纹的方式。

需要注意的是在攻螺纹工序之前应设置一道倒角工序，或在本工序中先设一道倒角工部，以避免折断丝锥，使攻螺纹顺利进行。

2.4制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，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，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工件集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线方案

工序05制造毛坯

工序10粗铣（前、后面）

工序15粗铣（左、右、上、下各平面及45度斜面）

工序20精铣（前面、左面、上面、下面及45度斜面）

工序25精铣（后面）

工序30精铣（右侧的30X122.5平面）

工序35用钻床钻出前侧φ8的通孔

工序40用铣床铣出47×48,15×30，及3×95的方形槽

工序45用钻床钻出左侧φ12的孔，深度为13.5

工序50用钻床钻出右侧M10的螺纹底孔

工序55攻右侧M10的螺纹，深13.5mm

工序60用钻床钻出顶面2×φ6H7的圆孔，深度为25

工序65用钻床钻出前侧M5的螺纹底孔

工序70攻前面M5的螺纹，深13mm

工序75去毛刺，检验

2.5确定加工余量及毛坯尺寸

2.5.1确定加工余量

该零件材料为S45C，即45号钢，屈服强度σs=355MPa，抗拉强度σb=600MPa，采用型材制造，且为中批量生产，型材热轧件尺寸公差为CT4-CT15级，此处选为CT6级（根据《简明手册》表2.3—21）

引导夹个加工表面加工余量

加工表面

加工余量/mm

备注

顶面

1.3

底面

1.3

前面

1.3

后面

1.3

左面

1.3

右面

1.3

2.5.2确定毛坯基本尺寸

加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应的加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示。

（根据《简明手册》表2.3—21）

零件尺寸/mm

加工余量/mm

毛坯尺寸/mm

65

1.3

67.6

30

1.3

32.6

165

1.3

167.6

2.6工序设计

2.6.1选择加工设备与工艺装备

2.6.1.1选择加工设备

选择加工设备即选择机床类型。

由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方法，因此机床的类型也随之确定。

选择加工设备要考虑经济加工精度。

所谓加工精度是指在正常条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表面粗糙度。

需要指出的是：

每一种机床，都有相应的加工经济精度，也就是说任何机床在最经济的情况下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范围。

若精心操作、细心调整、选择小的切削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗时费工。

如车外圆时经“粗车—半精车—精车”加工的经济精度与表面粗糙度为IT7～IT8，Ra1.25～5um，也就是说，在正常的生产条件下很容易满足此要求。

若要一名高技术工人精心加工，也能车出IT6甚至IT5级的外圆来，但经济上太不合算了。

总而言之，最终选择的机床，其经济精度月零件表面的设计要求相适应，初步选定各工序机床如下：

（1）工序10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65铣平面：

选择卧式铣床X61。

（2）工序70、80、85、90、95、100、105钻孔：

选择立式钻床Z525。

（3）工序75拉方形槽：

选择拉丝床。

2.6.1.2选择夹具

零件引导夹形状简单，且大部分工序为铣削，直接用铣床自带夹具即可，而钻孔、铰孔可在钻床上完成，钻床自带夹具已经可以夹住零件。

因此，该零件无需设计和制造专用夹具。

2.6.2选择量具

本零件属于单件生产，一般采用通用量具。

大部分工序为铣削，所以采用游标卡尺。

又因为最大长度为165mm,可以选用深度尺。

2.7确定切削用量以及基本工时

工序70用钻床钻出顶面2×φ6H7的圆孔，深度为25

刀具选择：

高速钢麻花钻头其直径

选择立式钻床Z525

（《见切削手册》表2.7）

（见《切削手册》表2.13及表2.14，按3类加工性质考虑）

主轴转速

切削工时

第3章专业夹具设计

3.1问题的提出

本夹具主要用于钻Ф6孔，精度要求为7级。

3.2定位基准的选择

本道工序钻Ф6孔，因此我们采用底面定位，由于工件比较长，用1个条型块和1个销钉定位，用1个压板压紧。

因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求。

3.3切削力及夹紧力计算

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：

D=6mmf=0.12mm/r修正系数

=1.0

=1.1，

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垂直。

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。

3.4定位误差分析

本工序的加工以工件底面定位，在重力作用下无缝隙，故此时的径向基准位移误差可不必计算。

3.5夹具设计及简要操作说明

使用底面、后面及右面定位，采用旋转压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。

同时我们采用固定式钻模板及固定式钻套，保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于中批量生产。

第4章总装图

装配图附图如下：

结论

在老师的指导下顺利地完成了车凸轮工具的引导夹的设计，并且认真地、有计划地按时完成设计任务。

尽管整个设计在技术上不够先进，但是在经济上合理、在生产上可行。

此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。

确定加工路线后，熟悉并运用相关手册查工艺参数，计算切削用量和加工工时。

将计算的数据以及加工方法、刀具、机床设备，填入工艺文件。

在设计中，体会到先前所修课程的重要性，并从此设计中得到巩固和扩展，也提高我们独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

参考文献

[1]艾兴肖诗钢切削用量简明手册第3版[M].北京：

机械工业出版社，2002

[2]李益民机械制造工艺设计简明手册[M].北京：

机械工业出版社，1993

[3]王栋机械制造工艺学课程设计指导书[M].北京：

机械工业出版社，2010

致谢

本文是在论文指导老师精心指导和大力支持下完成的。

老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。

在此次课程设计过程中我也学到了许多有关设计方面的知识，对其现状和未来发展趋势有了很大的了解。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。