机械制造技术课程设计-飞锤支架加工工艺及钻2-φ6.5孔夹具设计.docx

飞锤支架的加工工艺及钻2X6.5孔夹具设计摘要伴随制造业的飞速发展，夹具的设计及制作也迎来了其发展的春天。夹具是零件加工的夹紧装置，是加工零件的一种必不可少的装置。夹具利用率高，经济性好,对功能组件的使用和数量少。在设计专用夹具时要考虑工件的定位方案，工件的夹紧方案和设计夹紧机构，夹具的其他组成部分，夹具的结构形式等。本次设计的题目是飞锤支架的加工工艺及钻2X6.5孔夹具设计。该零件需要成批生产，本次设计钻削2XO)65孔钻床专用夹具，保证零件的加工质量。专用夹具的利用率高，经济性好，使用元件的功能强并且数量少，配套费用低，降低了生产成本；采用夹紧装置，缩短停机时间，提高生产效率。完成夹具的所有设计后，用AUtoCAD进行二维图的绘制，首先画零件图、毛坯图，然后绘制装配图及夹具体零件图等。标注相关尺寸及技术要求，最后进行说明书的撰写、整理、修改完成该课程设计，达到了教学要求。为以后的学习和工作夯实了基础。关键词：飞锤支架、加工工艺、夹具设计、2X中6.5孔摘要I第一章绪论11.1 本课题研究的目的及意义11.2 机械加工工艺规程11.3 机床夹具的发展21.4 机床夹具设计的基本要求3第二章飞锤支架零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的分析52.2.1 零件的工艺分析52.2.2 零件结构分析52.2.3 零件的技术要求分析52.2.4 零件的组成表面62.2.5 零件的技术要求62.2.6 零件的形位公差6第三章飞锤支架工艺规程的设计73.1 零件生产类型的确定73.2 确定零件的材料及制造方式73.3 选择加工的定位基准83.4 加工工艺路线的选择、比较与确定83.4.1 加工工艺路线方案一93.4.2 加工工艺路线方案二93.4.3 加工工艺路线的比较与确定93.5 加工设备、加工刀具及量具的选用103.6 各工序工步加工余量的计算103.7 确定切削用量及基本工时12第四章钻2X中6.5专用夹具设计254.1 定位方案及定位元件的确定与选择254.1.1 定位方案的确定254.1.2 定位元件的选择254.2 夹紧方案及元件的确定与选择264.2.1 夹紧方案的确定264.2.2 夹紧元件的选择264.3 夹具体的确定264.4 导向装置一钻套的确定274.5 钻削力和夹紧力的计算304.5.1 钻削力的计算304.5.2 夹紧力的计算304.6 定位误差的分析31结论32致谢33参考文献34第一章绪论1.1 本课题研究的目的及意义设计题目所给零件是飞锤支架。它是飞锤调速器上的一个零件，用来连接支撑调速飞锤，以使飞锤平稳转动，达到改变转动惯量来调节转速的目的。飞锤支架是对称结构，通过其中心孔套于转轴上，而一对飞锤对称装于两对6.5孔中，随支架一起转动。当转速改变时，飞锤与转轴夹角也改变，从而改变转动惯量来调节转速。所以，飞锤支架的加工质量将影响调速器的调速精度。因此对飞锤支架的研究有极大的实际意义。机床专用夹具是在切削加工中，用以准确确定工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装备。主要作用是：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。通过本次设计，使我对本专业有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意义。1.2 机械加工工艺规程1、机械加工工艺规程的概述机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。2、机械加工艺规程的作用(1)指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。所以，它是获得合格产品的技术保证，是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会引起产品质量的严重下降，生产率显著降低，甚至造成废品。(2)生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。(3)新建和扩建工厂的技术依据在新建和扩建工厂时，生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产。3、制定机械加工工艺规程的原则工艺规程制订的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制定时，还应注意下列问题：(1)技术上的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。(2)经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品生产成本最低。(3)良好的劳动条件及避免环境污染在制订工艺规程时，要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要尽量采取机械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。同时,要符合国家环境保护法的有关规定，避免环境污染。产品质量、生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺规程应用该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。1.3 机床夹具的发展机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧,以接受加工的工艺装备。它的主要作用：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具可以分为多种类型，其中最有代表性的就是专用夹具、组合夹具。专用夹具为某一工件的某道工序设计制造的夹具。组合夹具采用标准的组合夹具元、部件，组装而成的夹具。论实用性，组合夹具要远大于专用夹具。组合夹具大部分的部件都是采用标准件，跟换容易，成本低效益高。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用，机床夹具提出了如下新的更高的要求：1、可快速，方便地装备新产品投入生产，以降低生产成本，缩短生产准备周期;2、可夹持一组具有相似特征的零件；3、可用于高精密加工精密夹具及固定装置；4、可用于各种现代制造夹具和新技术的装置；5、提高机床夹具的标准化程度。1.4机床夹具设计的基本要求夹具设计的原则是经济和使用，它可以概括为“好用、好造、好修”这六个字，其中好用主要的，但好用也必须以不脱离生产现场的实际制造和维修水平为前提。具体要求为：1、夹具的构造应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。2、保证工件精度。3、保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。4、注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。第二章飞锤支架零件的分析2.1 零件的作用飞锤支架是飞锤调速器上的一个零件，用来连接支撑调速飞锤，以使飞锤平稳转动，达到改变转动惯量来调节转速的目的。当转速改变时，飞锤与转轴夹角也改变，从而改变转动惯量来调节转速。具体结构详见下图2-1所示：TUa射幽仪电JM.2.MWiW.的崎初M,砧码帖柔MMltt游通mtWMb,小槌如图2-1飞锤支架零件图2.2 零件的分析2.2.1 零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时，首先要对照产品装配图分析零件图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2 零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面：1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样，但从形体上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时，根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点，就可选择与其相适应的加工方法和加工路线，例如外圆表面通常由车削或磨削加工；内孔表面则通过钻、扩、较、键和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同，可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面；这样，就能在工艺路线拟定时，做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下，既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3 零件的技术要求分析零件图样上的技术要求，既要满足设计要求，又要便于加工，而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面：1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量；2、各加工表面之间的相互位置精度；3、工件的热处理和其它要求，如动平衡、镀铭处理、去磁等。2.2.4 零件的组成表面1、2XR6圆弧所在的表面及端面；7孔所在的表面及端面；2、11±0.1右端面所在的表面及端面；19、15和11外圆所在的表面及端面；3、中45外圆所在的表面及端面；30X50及18X50槽所在的表面及端面；4、4处中6.5孔所在的表面及端面；5、2X6.5及中12深2车忽孔所在的表面及端面；6、其余未标尺寸的铸造圆角、表面端面等等。2.2.5 零件的技术要求1、11±0.1右端面，其表面粗糙度公差为Ral.6um;2、18X50槽尺寸5左端面，其表面粗糙度公差为Ral.6um;3、中19外圆所在表面，其表面粗糙度公差为Ral.6um;4、15外圆所在表面，其表面粗糙度公差为Ral2.5um;ll外圆所在表面,其表面粗糙度公差为Ra6.3um;5、33右端面，其表面粗糙度公差为Ra3.2um;6、18X50槽前后两端面，其表面粗糙度公差为Ral2.5um;7、4处中6.5孔所在的表面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um;8、其余未注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法获得。2.2.6 零件的形位公差1、11±0.1所在右端面，相对于“中7孔所在轴线”的垂直度公差为0.05；2、19外圆所在表面，相对于“中7孔所在轴线”的直线度公差为R0.05；3、30后端面，相对于“中7孔所在轴线”的平行度公差为0.05；相对于“前端6.5孔所在轴线”的垂直度公差为0.05；4、后端中6.5孔所在轴线，相对于“前端中6.5孔所在轴线”的同轴度公差为R0.02；5、2X6.5及中12深2车忽孔所在轴线，相对于“中7孔所在轴线”的位置度公差为0.10；第三章飞锤支架工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算：N=Q<+1%）（l+b%）式中N-零件的生产纲领Q-产品的年产量（台、辆/年）丁每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）a%-备品率，一般取2%-4%b%-废品率，一般取0.3%-0.7%