机械制造技术课程设计-V形座加工工艺及铣面夹具设计.docx

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1、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。V形座的加工工艺规程和铳面的夹具设计、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：切削用量夹紧定位误差。

2、AbstractThedesigninvolvesthemechanicalmanufacturingprocessandmachinetoolfixturedesign,metalcuttingmachinetools,toleranceandmeasurement,andotheraspectsofknowledge.TheprocessingprocedureoftheVshapedseatandtheprocessdesignofthedrilling2-M6threadhole,thedesignoftheprocessandthedesignofthespecialfixturet

3、hreeparts.Intheprocessofdesignshouldfirstunderstandtheanalysisofparts,partsoftheprocesstodesignablankstructure,andchoosethegoodcomponentstheprocessingdatum,designstheprocessroutesoftheparts;thenthepartsofeachlaborstepprocesssizecalculation,isthekeytodecidethecraftequipmentandthecuttingprocessoftheva

4、riousdesignparameters;thenaspecialfixture,thefixtureselectionforthevariouscomponentsofthedesign,suchasconnectingpartspositioningelementsandclampingelements,guideelement,fixtureandmachinetoolandothercomponents;positioningerroriscalculatedwhenthefixture,analysistherationalityandshortcomingoffixturestr

5、ucture,improveanddesigninlater.Keywords:cuttingamountclampingpositioningerror.第1章序言1第2章零件的分析22.1 零件图的各个形状表面22.2 零件的尺寸公差、位置公差、表面粗糙度、设计基准分析22.2.1 主要加工表面之间的尺寸公差32.2.2 主要加工表面之间的位置公差32.2.3 加工表面的粗糙度32.3 设计基准的分析4第3章毛坯的制造方法53.1 毛坯生产类型53.2 确定毛坯的制造形式53.3 毛坯精度尺寸5第4章制订工艺路线64.1 各表面加工方法选择64.2 定位基准选择64.2.1 粗基准的选择原

6、则64.2.2 精基准选择的原则74.3 制定工艺路线74.4 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立9第5章铳面夹具设计275.1 选择定位基准275.2 确定夹具的结构以及夹紧机构的方案275.3 设计整体夹具装配图275.4 切削力的计算275.4.1 计算铳削力285.4.2 计算夹紧力285.5 分析与计算误差285.6 夹具设计及操作简要说明29总结30参考文献31#第1章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

7、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。V形座的加工工艺规程和钻2-M6螺纹孔的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分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毕业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

8、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。本设计选用V形座来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。第2章零件的分析2.1零件图的各个形状表面图1v形座v形座共有十处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1、V形座底面、10斜面2、V形座A、B基准面、凹槽、3X3X0.5槽、倒45。角3、V形座左端面4、V形座右端面、宽72端面5、V形座前、后端面6、形座宽70端面、45斜面、倒R5角7、前端面2XM6螺纹孔8、A基准面上的2XM6螺纹孔、2XM10螺纹孔9、2XM8螺纹孔10、cD16孔2.

9、2 零件的尺寸公差、位置公差、表面粗糙度、设计基准分析2.2.1 主要加工表面之间的尺寸公差A基准面与中150圆柱侧母线两尺寸相允许差0.005；B基准面与150圆柱上母线相允许差0.01；前端面两个M6螺纹孔之间相允许差0.52.2.2 主要加工表面之间的位置公差A基准面与中150圆柱侧母线不平行度允许0.003；B基准面与150圆柱上母线不平行度允许0.003；90。两面全长不垂直度允许0.01与30两侧面不垂直允差0.01；45。半角不对称允差0.01/1002.2.3 加工表面的粗糙度表面粗糙度（surfaceroughness）是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或

10、两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度RaO.1表面粗糙度RaO.1表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度Ra6.3表面粗

11、糙度Ra6.3表面粗糙度Ra6.31. V形座底面2. V形座10斜面3. V形座A基准面4. V形座B基准面5. V形座凹槽6. V形座3义3义0.5槽7. V形座左端面8. V形座右端面表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度Rai.6表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度Ra6.3表面粗糙度RaO.1表面粗糙度Ra6.39. V形座顶面10. V形座宽72端面11. V形座前端面12. V形座后端面13. V形座宽70端面、14. V形座45。斜面15. V形座前端面2XM6螺纹孔16. V形座A基准面上的2XM6螺纹孔表面粗糙度Ra6.317. V形座2XM10螺纹孔表面粗糙度Ra6

12、.318. V形座2XM8螺纹孔表面粗糙度Ra6.319. V形座16孔表面粗糙度Ra6.32.3 设计基准的分析在加工过程中，工件的加工质量取决于机床、夹具、工件、刀具组成的工艺系统，夹具是联系机床、刀具与工件的关键环节。在传统夹具设计中，定位元件、夹紧装置结构的选择、尺寸的确定，定位误差的计算，夹紧力的求解都需要设计人员完成，需要消耗较多人力物力。针对此问题，本文运用运动学原理、儿何学原理和优化设计技术对夹具设计中定位方案的确立、定位误差计算、夹紧元件的布局和夹紧力的优化等问题进行了研究，以减少定位误差计算工作量、实现夹紧力优化，主要研究内容如下：1 .构建工件自由度模型和基于运动学的定位

13、方案模型，基于自由度的限制数目和接触点数目对定位方案合理性和正确性进行了分析。2 .提出对刀基准概念并给出典型定位方式对刀基准的选取原则，构建基于对刀基准的定位误差计算模型并对典型定位方案的定位误差进行了分析计算。3.基于接触变形理论构建工件稳定性模型，对夹紧方案合理性进行了分析，对夹紧力进行了优化设计。第3章毛坯的制造方法3.1 毛坯生产类型确定毛坯类型为5000件/年，生产类型确定为中批，工作制度8小时/班制。3.2 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢特性为中碳调质结构钢，考虑到中碳调质结构钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点，因此应该选用锻件，以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件

14、工作可靠.由于零件年产量为5000件，已达到成批生产的水平，而且离心铸造，免除了砂模和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的铸件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用离心铸造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。3.3 毛坯精度尺寸由表（2-5-1）得灰铸铁刀具切入金属层的厚度应大于表面层厚度，即大于1mm,小于4mmo由45钢，确定特性中碳调质结构钢精度等级为2级（指尺寸精度和表面光洁度要求较高，或者大批、中批生产的锻件。第4章制订工艺路线4.1 各表面加工方法选择1、顶面、底面、10。斜面、凹槽、3X3X0.5槽、左端面、右端面、前端面、

15、宽72端面、后端面、宽70端面，采用铳削加工，表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表L4-7知，一步铳削即粗铳一一即可满足其精度要求。2、宽72端面，采用铳削加工，表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，两步铳削即半精铳一一精铳方可满足其精度要求。3、A基准面、B基准面、45斜面，采用先铳削再磨削加工，表面粗糙度RaO.1,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，四步加工即粗铳一一半精铳一一粗磨一一精麻方可满足其精度要求。4、前端面2XM6螺纹孔、A基准面上的2XM6螺纹孔、4XM10螺纹孔、4XM8螺纹孔，采用钻削加工，表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表L4-7知，两步钻削即钻一一攻即可满足其精度要求。5、中16孔，采用钻削加工，表面粗糙度Ra6.3