机械制造工艺及夹具设计

机械制造工艺及夹具设计

课  程  设  计  说  明  书

序言

  机械制造工艺及夹具设计是在《机械制造工艺学》等专业课程所学的理论知识上，发挥专业知识解决实际生产问题的一次实践训练。      

通过这次课程设计能巩固我们所学的理论知识和专业技能，提高自己解决实际生产问题的能力。在设计中能逐步掌握查阅手册及查阅有关书籍的能力。在设计中逐步培养自己的动手能力，理论联系实际的运用，并培养了我们一丝不苟的工作态度，严谨的工作作风，对我们今后参加工作有极大的帮助。

    第一章 零件分析

（一）零件的作用

题目所给定的零件是端盖，端盖，是安装在电机等机壳后面的一个后盖，主要起防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。

（二）零件的工艺分析

端盖的其他加工表面都已经加工，现在加工的是直径为80的外圆柱表面。

第二章 工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

     考虑到端盖受力较大，冲击猛烈，且需要良好的抗震性，故选用合金钢40Cr为毛坯材料，端盖砂型铸造，尺寸比图上整体的大3mm。

（二）基面选择

基准：车80mm外圆柱面，选用108mm端面作为基面，利用V形块定位，然后以基面进行切削。

（三）制定工艺路线

        Ⅰ：车80mm外圆柱面：

Ⅱ；去毛刺。

Ⅲ:终检。

（四）机床加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

     外圆柱表面：只需粗车2Z＝2mm毛坯余量，精车2Z=1mm毛坯余量满足,所以此外圆柱表面预留量3mm即可。

（五）确定切削用量及基本工时  

车削外圆柱面，机床选用CM6140车床

1.粗车Φ80mm外圆柱面，采用钨钴类硬质合金钢YA6， 

粗车双边余量为3mm

切削深度：2mm 一次切除。预留1 mmm精车

查所发的《设计说明手册》 P65（常用切削量参考值）图表       

  取进给量f = 0.48 mm/r ,t = 2 mm ,T = 1000

查所发的《设计说明手册》 P66（切削速度计算公式）图表

  V =  = = 67.42 mm/min

V =  = = 67.42

由上式子得主轴转速 n = 249.70 r/min

查所发的《设计说明手册》 P35（常用加工设备）图表  

可取精密车床CM6140 n = 10—14000 r/min，可以选取转速n = 250 r/min

圆柱高度l = 7 mm

切削速度v = 60 m/min

切削工时

t = =0.058min = 3.48 s

2.精车Φ80mm外圆柱面

选用钨钴类硬质合金钢车刀YA6

切削深度：1mm 一次切除

查所发的《设计说明手册》 P65（常用切削量参考值）图表       

  取进给量f = 0.4 mm/r ,t = 1 mm ,T = 1000

    查所发的《设计说明手册》 P66（切削速度计算公式）图表

  V =  = =76.29m/min

V =  = = 76.29

由上式子得主轴转速 n = .85r/min

查所发的《设计说明手册》 P35（常用加工设备）图表  

可取精密车床CM6140 n = 10—14000 r/min，可以选取转速n = 70 r/min

圆柱高度l = 7 mm

切削速度v = 90 m/min

切削工时t = = 0.2 min = 12 s

最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。

第三章 夹具设计

问题提出

本夹具用来车80mm外圆柱面，由于对此外圆柱面有严格的精度要求，得达到Ra3.2,故设计夹具时主要考虑精度问题,由于生产纲领是10000件，属大批量生产，故也要考虑工件的装夹方便问题，夹具结构必须简单可靠，易于操作加工。

夹具设计

1、定位基准的选择：

考虑到工件的形状，此工序选择外圆柱面为定位基准，用V形3块定位。

2、切削力及夹紧力计算：

查所发的《设计说明手册》 P79公式及图表

得p = 200    F = t * s

    主切削力Pz

     *Kmf * 0.48 = 380N

         吃到抗力Py

查所发的《设计说明手册》 P79公式及P73图表

得p = 214

           =123*3 * 0.48=190

          进给力Px

查所发的《设计说明手册》 P73公式及图表

得p = 80

           = 80 * 3 * 0.48=177.6 N 

3.夹紧力P

查所发的《机床夹具手册》 P39公式及图表

          选用压板压紧，实际加紧力P应为

  =

K = 

取k0=1.2 粗车k1=1.2 精车k1= 1

K2=1.2 k3=1.2 k4=k5=1  a=90 u=0.16

得k=2.03=4<2.5 ,则k=2.5

T = Pz * 80 = 30400

有上式得  轴向窜动Nk1 =2460.93 N

防止径向窜动Nk2= 1022.85 N

定位误差分析

定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。

    当采用夹具加工工件时，由于工件定位基面和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生定位误差。如图1所示。

          图1 用V型块定位加工时的定位误差

当定位基准与工序基准不重合时，就产生基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。

直接从概念出发，通常分析工序基准的两个极端情况，然后根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2，两个极端情况：情况1，使工序基准尽可能地“高”得加工尺寸；情况2，使工序基准尽可能的“低”得加工尺寸。且该工序东位误差                           

夹具操作简要说明：

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。

参考文献

[1]   闻全意、陈集、王中双、徐长顺. 《金属工艺学实践教程》. 哈尔滨地图出版社.   2004版社.   2004

[2]    王启平、王振龙、狄士春.  《机械制造工艺学》（第五版）. 哈尔滨工业大学出版社.  2005.08

[3] 王先逵、艾兴  《机械加工工艺手册》机械工业出版社    2006.11

[4]  林景凡、王世刚、李世恒   《互换性与质量控制基础》 中国科学技术出版社   2001.03