虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削 2-11孔工序专用夹具

课程设计题目虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削211孔工序专用夹具班级机电052班完成日期20080702一、设计题目虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削211孔工序专用夹具二、原始资料1被加工零件的零件图（草图）1张2生产类型5000件/年三、上交材料1被加工工件的零件图1张2毛坯图1张3机械加工工艺过程综合卡片1张4与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张4夹具装配图1张5夹具体零件图1张6课程设计说明书5000字左右1份四、进度安排参考1熟悉零件,画零件图2天2选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天3工艺装备设计画夹具装配图及夹具体图9天4编写说明书3天5准备及答辩2天五、指导教师评语成绩指导教师日期摘要我们这次课程设计的主题是工件夹具设计，我的设计题目是虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削211孔工序专用夹具。主要内容有画零件图；加工工艺规程的设计；夹具体的设计以及零件、装配图的绘制。这次机械制造课程设计的意义有以下几点体会首先，通过这次课程设计，让我们重新的温习的机械制造、工程图学以及互换性知识。我们在设计过程中，结合实际工件的情况查找相关资料，不仅仅是对书本知识的巩固，更是通过思考后对知识的理解。而我个人感觉最重要的是知道了一些知识的产生来源，怎样通过原理推广到实际的应用当中。例如，六点定位原理的实际应用，怎样通过这个原理选择合适的定位，选择正确的定位元件，这些都是结合原理应用到实际问题。其次，通过这次课程设计也锻炼了我们的独立思考能力和个人解决实际问题的能力。同时几个人在一组设计，也让我们懂得了讨论和交流的重要性。独立思考与适当交流两者结合起来，对我们是一种锻炼。几个人同一组有同样的加工工序，但每个人都有自己的加工工步，既促进了交流，避免闭门造车，又在一定程度上训练了我们的独立思考能力。最后，我们此次作图使用了作图软件，例如CAXA,AUTOCAD,PRO/E。因为我们此次设计画图任务很重，在作图过程熟悉了这几种软件中的一种。在闲暇之时，我们还交流作图经验，为以后走上工作岗位打好基础。作为一个学机械的学生应该有熟练的作图水平。ABSTRACTWEDESIGNEDTHISCOURSEISTHETHEMEOFTHEWORKPIECEFIXTUREDESIGN,MYDESIGNISENTITLEDHUQIANFIXEDCLAMPBODYPARTSOFTHEMACHININGPROCESSPLANNINGANDPREPARATIONPROCESSFORDRILLINGHOLES211FIXTUREELEMENTSINCLUDEPAINTINGPARTSMAPPROCESSINGOFORDERDESIGNFOLDERSPECIFICDESIGNANDCOMPONENTS,THEASSEMBLYOFTHEPLANISDRAWNTHEMACHINERYMANUFACTURINGCURRICULUMDESIGNISTHESIGNIFICANCEOFTHEFOLLOWINGEXPERIENCEFIRSTOFALL,THROUGHTHECURRICULUMDESIGN,LETUSRESTUDYTHEMACHINERYMANUFACTURING,ENGINEERINGGRAPHICSANDINTERCHANGEABILITYOFKNOWLEDGEWEINTHEDESIGNPROCESS,INLIGHTOFTHEREALITIESOFTHEWORKPIECETOFINDRELEVANTINFORMATION,NOTJUSTTHEBOOKKNOWLEDGEOFCONSOLIDATION,AFTERTHINKINGTHROUGHTHEKNOWLEDGEANDUNDERSTANDINGIPERSONALLYFEELTHEMOSTIMPORTANTTHINGISTHATANUMBEROFSOURCESHAVEKNOWLEDGEOFHOWTOPROMOTETHEPRINCIPLESTOTHEACTUALAPPLICATIONOFTHEMFOREXAMPLE,600TARGETINGTHEPRACTICALAPPLICATIONOFPRINCIPLESOFHOWTHISPRINCIPLETOCHOOSEASUITABLELOCATION,CHOOSETHECORRECTPOSITIONINGDEVICES,THESEPRINCIPLESAREAPPLIEDTOTHECOMBINATIONOFPRACTICALPROBLEMSSECONDLY,THROUGHTHISTRAININGCOURSEDESIGNALSOOURABILITYTOTHINKINDEPENDENTLYANDINDIVIDUALSTHEABILITYTOSOLVEPRACTICALPROBLEMSATTHESAMETIMEAGROUPOFAFEWPEOPLEINTHEDESIGN,LETUSALSOUNDERSTANDTHEIMPORTANCEOFTHEDISCUSSIONANDEXCHANGEINDEPENDENTTHINKINGANDAPPROPRIATEEXCHANGEWITHTHETWOOFUSISAKINDOFEXERCISETHESAMEGROUPOFAFEWPEOPLEHAVETHESAMEPROCESSING,BUTEVERYONEHASTHEIROWNPROCESSINGTHESTEP,NOTONLYPROMOTETHEEXCHANGESANDAVOIDWORKINGBEHINDCLOSEDDOORS,TOACERTAINEXTENT,THETRAININGOFOURINDEPENDENTTHINKINGFINALLY,WEUSETHEMAPPINGOFTHEMAPPINGSOFTWARE,FOREXAMPLE,CAXA,AUTOCAD,PRO/EBECAUSEWEHAVETHEDESIGNDRAWINGHEAVYTASKSINTHEPROCESSOFDRAWINGFAMILIARWITHTHISINONEOFSEVERALSOFTWAREINHERSPARETIME,WEALSOEXCHANGEEXPERIENCEINDRAWING,FORTHEFUTUREWORKONLAYINGASOLIDFOUNDATIONASAMECHANICALSCHOOLSTUDENTSSHOULDHAVETHESKILLEDDRAWINGLEVEL目录1固定钳身的工艺分析111固定钳身的用途112固定钳身的技术要求213审查零件的工艺性314确定固定钳身的生产类型32加工工艺规程321选择毛坯322确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量323拟定工艺路线4231定位基准的选择4232表面加工方法的确定5233加工阶段的划分5234工序的集中和分散5235机械加工工序6236确定工艺路线624加工余量、工序尺寸和公差的确定625切削用量的计算7251钻孔工步7252粗铰工步8253精铰工步83专用夹具设计831夹具设计任务832确定夹具的结构方案8321确定定位元件8322确定导向装置9323确定夹紧装置94参考文献101固定钳身的工艺分析11固定钳身的用途平口钳又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件。它是铣床、钻床的随机附件。将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工。其工作原理是用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身移动，形成对工件的加紧与松开。被夹工件的尺寸不得超过70毫米。固定钳身是平口钳的主要零件。固定钳身左右两端同轴线的两个圆孔，用以支承丝杠。钳身中间部位制成长方形槽，槽两侧有短形导轨，导轨的上、下和外侧面为滑动面，因此对其有较高的尺寸精度，形位精度和表面质量要求，以保证活动钳身和丝杠螺母沿固定钳身导轨面的运动精度。钳口板通过两个沉头螺钉紧定在钳身上部外，与活动钳身对称形成“钳口”，夹持工件。固定钳身底座上有两个11安装孔。12固定钳身的技术要求固定钳身的零件技术要求表（注断面描述参照零件图）加工表面尺寸及差/MM公差/MM及精度等级表面粗糙度/形位公差/MM12MM孔043120043，IT716AR18MM孔080043，IT71630MM孔30IT930MM孔底面IT963AR25MM孔25IT96325MM孔底面IT963A11MM孔11IT963R028602860018,IT8钳身宽30140074,IT963A钳身底面IT716R钳身上表面IT716A工字槽底部宽46IT963工字槽上部宽28IT963AR工字槽底面IT716钳口板左端面IT963A钳口板下端面IT963R固定钳身左右两端同轴线的12和18两个圆孔，并且有同轴度要求，用以支承丝杠。此外，在加工时底面为工序基准，尺寸用来保证同轴度。同时，对钳身中间部位制成长方形槽的两侧01286的导轨的粗糙度,以及对与钳口板的装配的端面的粗糙度都做了要求，保证了滑动面的表面精度以及与钳口板的配合精度。13审查零件的工艺性分析零件图可知，12和18两个圆孔有同轴度要求，并且用尺寸保证了对丝杠的支撑要求。对于导轨的滑动面、与钳口板紧定的01286端面都做了粗糙度要求，保证表面精度。钳口板通过两个沉头螺钉紧定在钳身上部外。固定钳身底座上有两个11安装孔。其余的表面加工精度较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要的加工表面虽然加工精度较高，但在正常的生产条件下，采用较经济的加工方法都可保质保量的加工出来。由此可见，该零件的加工性较好。14确定固定钳身的生产类型依设计题目知Q5000件/年,备品率和废品率分别取3和05,代入公式11,得N5000件/年1310551758件/年固定钳身重量为5KG,属中型零件,大量生产2加工工艺规程21选择毛坯由于该零件的材料是灰口铸铁，且是大量生产，所以应采用砂模铸造中的金属模机器造型，特点是成产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好。22确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量由表21，得毛坯件的公差等级为812，选铸件尺寸公差等级为10，由表23得毛坯上、下表面的尺寸公差为26MM，钳身高的尺寸公差为28MM，钳身宽尺寸公差为32MM，座孔高尺寸公差为22MM，钳身长尺寸公差为36MM。由表25，毛坯的机械加工余量等级选EG，选铸件机械加工余量等级为F，机械加工余量为15MM钳身上、下表面的基本尺寸R1301520526343，上下偏差分别为13、13钳身总长的基本尺寸R215415205361588，上下偏差分别为18、18钳身高的基本尺寸R3581520528624，上下偏差分别为14、14钳身宽的基本尺寸R4801520532846，上下偏差分别为16、16座孔高的基本尺寸R5141520522181，上下偏差分别为11、1123拟定工艺路线231定位基准的选择（1）精基准的选择选钳身右端面，钳身底面，18MM孔轴线为精基准。这遵循了“基准统一”原则，很多表面都是采用它们作为基准进行加工。同时也遵循了设计基准与工艺基准重合的“基准重合”原则。（2）粗基准的选择选毛坯的左端面和毛坯的上表面为粗基准。将左端面定位后加工毛坯右端面；将毛坯上表面定位加工钳身底面，为后续工序准备好精基准。232表面加工方法的确定加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案12MM孔IT716AR钻、粗铰、精铰18MM孔IT716AR钻、粗铰、精铰18MM孔右端面IT963粗铣、精铣25MM孔IT963A钻、粗扩、精扩25MM孔底面IT963粗铣、精铣11MM孔IT963AR钻、粗扩、精扩钳口板左端面IT963粗铣、精铣工字槽的底面IT716A粗铣、精铣钳身上表面IT716R粗铣、精铣钳身底面IT716A粗铣、精铣钳口板下端面IT963粗铣、精铣钳口板的前端面IT963A粗铣、精铣钳口板的后端面IT963R粗铣、精铣工字槽内表面IT963A粗铣、精铣233加工阶段的划分将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（孔和钳身下表面、右端面）准18备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣钳身的上表面、左端面。在半精加工阶段，完成钳身的上表面的精铣加工；在精加工阶段，进行钳身上表面的磨削加工。234工序的集中和分散选用工序集中原则安排零件的加工工序，由于生产类型为大量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，可使工件的装夹次数少，减少辅助时间，保证各加工表面的相对位置精度要求。235机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准（孔，18钳身下表面和右表面）（2）遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”的原则，先加工钳身下表面，再加工孔和孔。128236确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具1粗铣钳身下表面和右端面立式铣床端铣刀2钻、粗铰、精铰MM孔30四面组合钻床麻花钻、铰刀3钻、粗铰、精铰MM孔18四面组合钻床麻花钻、铰刀4钻、粗铰、精铰MM孔2四面组合钻床麻花钻、铰刀5粗铣钳身上表面、钳口板上表面立式铣床端铣刀6粗铣钳口板下表面立式铣床铣刀7粗铣工字槽的下表面立式铣床铣刀8粗铣钳口板的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀9粗铣工字槽的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀10精铣钳身上表面立式铣床端铣刀11精铣钳口板下表面立式铣床铣刀12精铣工字槽的下表面立式铣床铣刀13精铣钳口板的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀14精铣工字槽的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀15钻、粗扩、精扩孔25四面组合钻床麻花钻、扩孔钻16钻、粗铰、精铰孔1四面组合钻床麻花钻、铰刀24加工余量、工序尺寸和公差的确定工序16钻、粗铰、精铰孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定由表228可查得，精铰余量005MM粗铰余量Z精铰055MM钻孔余量104MM。Z粗铰钻由表120得，各工序尺寸的加工精度等级为，精铰IT9粗铰IT10；钻IT12查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰0043MM；粗铰0070MM；钻018MM综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰MM粗铰MM钻孔MM，它们的相互关系如图00950425切削用量的计算251钻孔工步1背吃刀量的确定取104MMPA2进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F018MM/R3切削速度的计算由表522，切削速度14M/MIN,由公式VN1000V/D,得该工序钻头转速N4053R/MIN,取立式钻床主轴转速为530R/MIN,再代入N1000V/D，得该工序的实际钻削速度183M/MIN252粗铰工步1）背吃刀量的确定取055MMPA2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F070MM/R3切削速度的计算由表531，切削速度4M/MIN,由公式VN1000V/D,得该工序铰刀转速N1066R/MIN,取立式钻床主轴转速为140R/MIN,再代入N1000V/D，得该工序的实际切削速度525M/MIN253精铰工步1）背吃刀量的确定取005MMPA2进给量的确定由表531，选取该工步的每转