机械制造技术课程设计-拨套零件加工工艺及夹具设计.docx

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1、题目：拨套零件加工工艺及夹具设it机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：2021年11月25日1绪论41.1 课题背景41.2 夹具的现状及发展趋势41.3 本设计的内容及目的52拨套的机械加工工艺规程设计62.1 拨套的工艺分析及生产类型确定62.1.1 拨套的工艺分析62.1.2 拨套的生产类型72.2 确定毛坯的制造类型72.3 基准的选择72.3.1 粗基准的选择72.3.2 精基准的选择72.4 零件表面加工方法的确定72.5 工艺路线的制定与分析82.5.1 工艺路线的拟定82.5.2 工艺方案的分析与确定82.6 机械加工余量、毛坯工序尺寸的确定92.6.1 孔的加工余量

2、92.6.2 40mm槽平面加工余量92.6.3 切削用量及工时的计算93拨套专用夹具设计153.1 夹具设计的原则和要求153.1.1 夹具设计的要求153.1.2 六点定位原则153.2 铳夹具设计163.2.1 确定定位方案163.2.2 设计夹紧机构16323切削力及夹紧力的计算163.2.4 确定铳夹具总体结构和尺寸173.2.5 使用说明174结论与展望184.1 结论184.2 不足与展望18致谢19参考文献201绪论1.1 课题背景整个社会的机械化程度越来越高，机床开始添加各种数控编程技术，让人工强度大大减少。随着泵体的面世，对操作的专业技术人员要求变高了，当然工作的速度也越来

3、越快了。到了21世纪，不管是军事方面，还是民用机械方面，对于数控加工技术的等级越来越专业，新式的机床上运用了各种现代软件，可以自动测量位置、工序集中约化加工、安装不同功能的部件等等，让数控机床加工的方式变得更多、具有不同的动态改变，进行安全可靠的生产，产品的精度以及速度都变快了。各种科学信息技术，让数控机床变得更加智能化、网络化，制造生产的速度更快，还能模拟生产的过程。1.2 夹具的现状及发展趋势大多数机械加工过程里会用到夹具，可以把加工件紧紧夹住，还可以保证加工件的相对位置，确保最后产品的尺寸精度。面对不同的工艺，夹具的种类很很多种，其中属机床夹具发展得最成熟，产品的精度更高。在整个夹具里面

4、占到的比重最多，可以划分成下面几种：1 .专用型号的机床夹具，主要是为一个工件专门设计的，或者为其中一道工序设计的,大多是针对性的，用途比较单一。2 .通用型号的夹具，常见的有三爪自定心式的卡盘、四爪单动式的卡盘、顶尖；对于铳床，一般有平口钳、分度头、回转工作台等等。这一类夹具大都有标准的型号，可以用在不同的机床上面。对于通用型号的夹具，有专门配套的生产厂家，卖给客户时可以当成机床的标准型号的附件一起卖。3,可以调整的夹具或者成组的夹具，可以把夹具里面的某些零部件换掉，或者把夹具里某些装置做个调整，这样就可以加工出不同的零件出来，加工时可以把一组零件同时加工出来，这样的就叫成组夹具，可调整的夹

5、具跟成组夹具来比，调整夹具运用得更多，因为可以加工出不同的零件。4 .组合夹具是把一些标准型号的夹具拼装在一起，根据不同零件各自加工的条件不一样，把需要的夹具进行拼接。不同的元件组合拼接的形式不一样，造型以及达到的效果都不一样。组合夹具上的元件是可以拆下来，还能再利用到新夹具上。5.随行夹具会用到自动化的生产线上，或者用到柔性的机床上，用随行的夹具装夹工件时，可以把工件紧紧夹住同时也可以定加工的位置，装上工件之后还可以在机床上移动,找到需要的位置固定住。对于机械制造的工艺流程以及设计的夹具的技术，都是在实际加工过程里不断改善提高的。相关的加工技术一直往着精度等级更高、生产速度更快、更加自动化的

6、方向去发展的。机床加工的产品能达到亚微米级别的精度，超精密的话能达到0.01141M的级别，机械加工市场的产品类别很多，更新换代很快，生产的数量不多但加工时长要足够短。所以整个机械加工行业包括工艺技术都用往更自动化，更加柔性、速度更快的方向去进步。机床用了成组加工的方式以及各种计算机控制系统，计算机起到辅助的作用，可以帮助优化工艺的流程，进行辅助制造等。数控机床可以大大减少工作的时长，让产品的精度等级以及品质变高。机械制造能力是一个国家工业发展的基本事项，一般可以分热加工制造以及冷加工制造，热加工是指对毛坯材料进行铸造或者塑性拉深加工或者对材料的表面进行处理；低于再结晶温度以下，可以拉深金属让

7、它塑性变形的就是冷加工。我们常常看到的机械制造的理论知识都是在冷加工基础上研究出来的。传统的机械加工是比较单一的，主要靠经验来制造，技术方法都很简单。计算机以及微电子技术、控制传感技术、机电一体化技术等等发展得很快，运用到机械加工上也让这个行业快速的发展。对于现代化的夹具主要发展的方向：(1)型号有更多的加工标准来参考(2)型号通用的程度更多(3)产品更精密：常见的有多齿盘带精密分度的，三爪自定心卡盘高精度级别(4)加工速度更快：一般会有自动化的夹具、高速化的夹具、带夹紧设备的夹具等等。如果在铳床上装上电动的虎钳，可以让安装工件的速度快五倍。(5)更加柔性：主要新式的夹具更加柔性：组合式夹具、

8、通用型夹具、成组式的夹具、数控机床的夹具等等。1.3本设计的内容及目的这次设计要用CAD把拨套的零件图画出来，以及总装图也要画出来，图上标好各个加工的条件，用什么加工方式、怎么切削的、选定最合理的工艺线路，这次拨套零件一年要生产五千件出来，数量比较大。分析零件的外形，选出毛坯原料，确定用铸铁件铸造加工出来的，选出合适的加工线路，每一步具体的工序内容确定下来，还要结合生产费用的问题。其中一道工序要制造专门的夹具，画出夹具的装配图以及相关零件图。这次设计主要是对大学阶段所学的专业知识点进行实际运用。为的是把专业机械加工学科进行一个总结以及考核；同时还要大量查找相关设计资料，设计手册等等；确定设计一

9、个零件需要的总思路，如何分布工艺才更合理，加强了实际动手的能力；这次设计的拨套零件，我们要确定好工艺加工的流程，比较每一种方案的可行程度，算出加工的剩余量，确定好零件各个部位加工的尺寸大小，把过程用说明书的形式写出来以及查资料都得到了锻炼以及提升。对于一个中等难度的零件，经过这些步骤基本能设计出来。分析零件相关的技术条件，我们还要学会把夹具设计出来，利用原理确定夹具的制造方法，做出来的夹具一定让加工的速度变快、大大减少劳动力、加工出来的产品品质好而且花费不多才行。2拨套的机械加工工艺规程设计2.1 拨套的工艺分析及生产类型确定2.1.1 拨套的工艺分析下图是拨套的零件图，从外形来看，构造并不简

10、单，零件上有内孔以及螺纹的形状，孔系都在一个平面上，所以精度等级都是比较高的。对于零件上的重点表面，要先粗加工再精加工才行。这里可先把外圆面车出来，接下来加工系列孔时就有基准面来确定位置了。对于普通的带壳体的零件，一般位置都是依照一面二销来确定的。这里拨套主要是从零件的底面加上外圆侧面去定位铳削的，铳刀头的总成在旋转时不能偏移，必须进行校正，两个侧面有固定的距离，可以用来测量位置，对准基准面，机床装轴承时，也能当成很好的压合基准面。零件上各个平面都要先粗车再精车，先是粗锋再是车带倒角，可以两头进行加工加工出螺纹形状以及M8规格的系列孔，一般可以在回转工作台上装可以钻孔的夹具，所有工序都很集中，

11、工件装夹也很容易，固定一次，就可以加工出很多个平面以及孔系，这种加工方式速度很快，而且工作强度不大。2.1.2 拨套的生产类型这次设计的规模：一年加工Q=1000件，一台机床一次生产一个零件n=l件/台，备品率定a=3%；废品率是0=1%,查资料N=Qn(1+a%)(1+p%)那么：N=1000xlx(1+3%)x(1+1%)=1200件/年拨套零件重量很轻，一般在1000到5000的生产规模。那么确定零件是轻型的，中批量的生产规模。2.2 确定毛坯的制造类型这次具体要生产出1200件，数量比较大，生产的速度以及质量都要确保很高。所选毛坯要进行铸造加工，这次选45钢型号的铸铁件材质，这样受到压

12、力之后铸性很好，损耗不大、切削起来更方便、还能吸收一定的振动。2.3 基准的选择确定加工的基准面，主要考虑的是加工之后的尺寸大小以及位置关系，加工时参照的点、线、面的位置。如果是主轴箱部位，基准就是要把主轴箱上其他的一些点、线面位置加工出来选定的位置。点、线、面哪个地点用来当基准，都要考虑到工艺性能以及各个面之间的位置关系尺寸大小等等方面。2.3.1 粗基准的选择作为带箱体的零件，需要加工的面不少，选粗基准的时候一看要看留得剩余加工量够不够，需要加工的面跟不用加工的面之间的位置一定要准确。零件上大多不止一个重要的大孔，最好把毛坯孔作当作粗基准来钻，这样孔的剩余量才足够。这里把I号孔和n号孔当作

13、粗基准。2.3.2 精基准的选择精基准的原理是：基准是可以重叠在一起的、基准可以选同一个、相互之间各自作为各自的基准、把本身当作基准、方便加工件上下夹装，重要的加工表面，比如主轴上的支撑孔等位置，留的加工剩余量要足够，选得定位作用的基面相对要简单一点，这样加工起来才更容易，位置才更准，安装固定都更可靠。2.4 零件表面加工方法的确定这里需要加工的重点面有孔、面等等，毛坯选得是45钢型号的铸铁件材料。查手册表1-32、表1-33和表1-34确定下面几个参数:(1)两端部的平面：达到IT9级别的公差，表面达3.2的粗糙程度，先粗铳加工再精铳加工。(2)90规格的两个端面：端面达3.2的粗糙程度，先

14、粗铳加工再精铳加工。(3)4个M8规格的孔：达到IT7级别的公差，表面达6.3的粗糙程度，2.5 工艺路线的制定与分析2.5.1 工艺路线的拟定设定的工艺加工线路，要保证零件的外形、尺寸大小、各个面之间的位置都有很高的精度。如果生产数量比较多的话，可以选组合加工的模式，这样工序比较集中，生产的速度就变快了。花费的成本也要考虑尽可能的低。第一种方案工序号工名序称工序内容1铸木模铸造2时效人工时效3车粗精车外圆及孔端面4铳铳40mm槽5钻钻螺纹底孔6钻攻丝4-M87终检全尺寸检验8入库第二种方案工序号工名序称工序内容1铸木模铸造2时效人工时效3钻钻螺纹底孔I4钻攻丝4-M85车粗精车外圆及孔端面6

15、铳铳40mm槽7终检全尺寸检验8入库2.5.2 工艺方案的分析与确定比较上面两种种流程:第一种钻削加工出各个孔，生产速度比较快，产品数量比较多时比较适用；第二种零件上各个平面都要先粗车再精车，再以外圆及下平面定位加工直径M8的系列孔，再装上可以快速换的钻套、攻丝出螺纹的夹头，所有工序都很集中，工件装夹也很容易，固定一次，就可以加工出很多个平面以及孔系，这种加工方式速度很快，而且工作强度不大。直接安装到回转工作台上加工，构造就更简单花费也低了。回转工作台的作用很大，让整个加工的流程变短，可以选通用型号的工装装备，所以模具不用单独造很多，选通用型号的模具就可以了，成本以及维护费用都大大减少了。所以选用第二个方