钢套零件的加工工艺-设计钻Φ5孔的钻床夹具

哈尔滨理工大学课程设计说明书1机械制造技术课程设计说明书设计题目：制钢套零件的加工工艺,设计钻Φ5孔的钻床夹具专业：机械电子工程班级：12-3学号：1230120305姓名：樊长雷指导教师：张中然机械工程系2015年11月10日哈尔滨理工大学课程设计说明书2目录序言.............................................................................................................1一零件的分析......................................................................................21.1零件的作用............................................................................21.2零件的工艺分析...............................................................2二工艺方案的分析及确定.............................................................32.1确定毛坯的制造形式........................................................32.2基面的选择的选择.............................................................32.3制定工艺路线.......................................................................42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.....52.5确定切削用量及基本工时.............................................6三夹具设计...........................................................................................63.1问题的提出..........................................................................123.2定位基准的选择................................................................123.3切削力和夹紧力的计算................................................123.4定位误差分析.....................................................................123.5夹具操作的简要说明......................................................14总结...........................................................................................................15哈尔滨理工大学课程设计说明书3参考文献.................................................................................................16哈尔滨理工大学课程设计说明书1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。制钢套零件的加工工艺,设计钻Φ5孔的钻床夹具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。哈尔滨理工大学课程设计说明书2一零件的分析1.1零件的作用支架，起支撑作用的构架，支架的应用极其广泛，工作生活中随处可以遇见。1.2零件的工艺分析法兰盘的加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：a.以毛坯外园表面为初基准加工b.以φ30的内孔为基准的加工表面c.以φ45h6的外圆为加工表面哈尔滨理工大学课程设计说明书3二工艺方案的分析及确定2.1确定毛坯的制造形式零件材料是45#冷拉圆钢，形状近似于零件外形便于零件的加工，且不需要额外的处理就能进行加工。材料产量大市场广，对于大规模生产来说不需要担心货源问题2.2基面的选择的选择1、粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。哈尔滨理工大学课程设计说明书4基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取Φ60孔及其端面作为定位基准。2、精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以基准面A及另外两侧面作为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效哈尔滨理工大学课程设计说明书5果，以便使生产成本尽量降下来。①工艺路线方案一(一)工序Ⅰ备料(二)工序Ⅱ正火(三)工序Ⅲ钻孔Φ10孔(四)工序Ⅳ扩孔Φ18孔(五)工序Ⅴ粗车Φ30h6端面Φ30h6外圆面(六)工序Ⅵ调质(七)工序Ⅶ铰孔Φ20内孔(八)工序Ⅷ精车Φ30h6端面Φ30h6外圆面(九)工序Ⅸ钻孔Φ52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为45#，硬度229HB，毛坯重量约为0.92KG，生产类型为大批生产，采用冷拉圆钢。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序及毛坯尺寸如下：1.Φ30h6外圆面，此外圆表面为IT8级，参照《机械制造工艺设计简明手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差毛坯35Φ35+_0.6粗车外圆1.5320.10Φ32-0.10精车外圆1300.04Φ30-0.042.Φ30h6端面，参照《机械制造工艺设计简明手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量毛坯35粗车4哈尔滨理工大学课程设计说明书6精车13.孔Φ30，参照《机械制造工艺设计简明手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差毛坯300钻孔10100.1Φ10+0.100扩孔8180.084Φ18+0.0840铰孔2200.033Φ20+0.03304.8×6槽工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差钻55IT652.5确定切削用量及基本工时一．工序Ⅲ钻孔Φ10孔（1）刀具选择根据《切削用量简明手册》表2.1选用10高速钢双横锥柄麻花钻，后角α0=120，二重刃长度b=2.5，棱带长度l1=1.5，横刃长度b=1.5，弧面长度l=3，硬度380HBS，机床选用Z550型立式钻床。（2）进给量f选择按加工要求确定查表2.7得f=0.31~0.37L/d=60/15=4，故应乘孔深修正系数klf=0.95则f=(0.31~0.37)×0.95mm/r=0.29~0.35mm/r按钻头强度确定查表2.8得最大值f=0.93mm/r按机床确定查表2.36得f=0.32mm/r且轴向力为5880N（3）决定钻头磨钝标准及寿命查表2.12得后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命T=45min（4）决定切削速度哈尔滨理工大学课程设计说明书7查表2.14加工性分类为第五类再由表2.13得切削速度v=17m/min切削速度修正系数k=1.0×1.0×0.85×1.0故v=v*k=17×0.85=14.4m/min主轴转速n=1000v/πd=(1000×14.4)/(3.14×15)r/min=305.7r/min根据表2.36查得钻床主轴转速n=351r/min主轴传递扭矩M=203n.m实际切削速度v=πdn/1000=3.14×15×351/1000m/min=16.5m/min（5）计算工时查表2.29得超切量y=8t=L/nf=(l+y)/nf=68/351×0.32=0.6min二．工序Ⅳ扩孔Φ18孔（1）刀具选择根据《切削用量简明手册》表2.1选用18高速钢双横锥柄麻花钻，后角α0=100，二重刃长度b=2.5，棱带长度l1=1.5，横刃长度b=1.0，弧面长度l=3，硬度380HBS，机床选用Z550型立式钻床。（2）进给量选择按加工要求确定查表2.7得f=0.45~0.55L/d=60/15=4，故应乘孔深修正系数klf=0.95则f=(0.45~0.55)×0.95mm/r=0.43~0.53mm/r按机床确定查表2.36得f=0.4mm/r且轴向力为8740N（3）确定钻头磨钝标准及寿命查表2.12得后刀面最大磨损量取1.2mm，寿命T=40min（4）确定切削速度查表2.14加工性分类为第六类再由表2.13得切削速度v=17m/min切削速度修正系数k=1.0×1.0×0.85×1.0故v=v*k=17×0.85=14.4m/min主轴转速n=1000v/πd=(1000×14.4)/(3.14×