摇臂的工艺规程及铣宽10槽的工装夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 毕业设计说明书 题目：摇臂的工艺规程及铣宽 10 槽的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 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。 摇臂的工艺规程及铣宽 10 槽的工装夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、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 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 3 4 5 、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 7 三 夹具设计 19 题的提出 19 位基准的选择 19 削力及夹紧力计算 20 位误差分析 22 向键和对刀装置设计 22 具设计及操作简要说明 25 总 结 27 致 谢 28 参考文献 29 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 1 页 共 29 页 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。 摇臂的工艺规程及铣宽 10 槽的工装夹具设计 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课程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。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 2 页 共 29 页 一、 零件的分析 零件的作用 摇臂的作用，待查 零件的工艺分析 从 摇臂 的零件图上可以看出，它有两组加工表面，现将这两组加工面分述如下： 1. 以 35 这一组加工面包括： 35 1423的凸台面，其中 35孔的中心线与 . 另一组的加工面 这一组加工面包括： 23凸台上的 2 10的槽 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 3 页 共 29 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 摇臂零件材料为 度选用 260坯重约 1产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型， 2级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛 坯初步设计如下： 1. 35 35的孔，查机械设计工艺分析及夹具设计参考，表 2在单边余量为 Z=他的孔，最大的直径才为 14造起来比较困难，所以我们采用实心铸造 2. 工件的左右端面 工件的左右端面，粗糙度为 要经过粗加工，精加工两步，查机械设计工艺分析及夹具设计参考，表1 粗加工余量： Z=加工余量： Z=文档送全套 纸，交流 14951605 第 4 页 共 29 页 因其它表面均为不加工表面，而且砂型机器造型铸造铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要 求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图 摇臂 ” 零件毛坯简图。 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。为了保证 35的要求，选择买文档送全套 纸，交流 14951605 第 5 页 共 29 页 50的外圆作为粗基准，以保证孔的轴心线的位置要求依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条 件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一 工序 ：铸造。 工序 ：时效处理 工序： 粗铣，精铣 50 左端面，两个 13 的凸台及 25的左端面 工序： 粗铣，精铣 50 右端面及 25的右端面 工序： 钻，扩，铰 35， 14孔及倒角 工序： 钻两个 13凸台上的 纹底孔 丝 序： 钻 ，攻丝 序： 铣宽 10 的槽 工序： 检验，入库 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 6 页 共 29 页 方案二 工序 ：铸造。 工序 ：时效处理 工序： 钻，扩，铰 35， 14孔及倒角 工序： 粗铣，精铣 50 右端面及 25的右端面 工序： 粗铣，精铣 50 左端面，两个 13 的凸台及 25的左端面 工序： 钻两个 13凸台上的 纹底孔 丝 序： 钻 ，攻丝 序： 铣宽 10 的槽 工序： 检验，入库 我们对两种方案进行比较，知方案一将钻，扩，铰 35 孔放在了铣左右端面之后，而方案二则相反，由工件的加工原则，先面后孔，所以我们选择方案一， 具体的加工路线如下 工序 ：铸造。 工序 ：时效处理 工序： 粗铣，精铣 50 左端面，两个 13 的凸台及 25的左端面 工序： 粗铣，精铣 50 右端面及 25的右端面 工序： 钻，扩，铰 35， 14孔及倒角 工序： 钻两个 13凸台上的 纹底孔 丝 序： 钻 ，攻丝 序： 铣宽 10 的槽 工序： 检验，入库 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 7 页 共 29 页 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. 35 35的孔，查机械设计工艺分析及夹具设计参考，表 2在单边余量为 Z=他的孔，最大的直径才为 14造起来比较困难，所以我们采用实心铸造 2. 工件的左右端面 工件的左右端面，粗糙度为 要经过粗加工，精加工两步，查机械设计工艺分析及夹具设计参考，表1 粗加工余量： Z=加工余量： Z= 确定切削用量及基本工时 工序 ：铸造 工序 效处理 工序 铣，精铣 50 左端面，两个 13 的凸台及 25的左端面 工步一：粗铣 50 左端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀， 刀片采用 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 8 页 共 29 页 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 315021 铣 两个 13 的凸台 1. 选择刀具 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 9 页 共 29 页 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取1750 r m 750201000 w 当1750r/ 1 4 0 01 7 5 按机床标 准选取 14503）计算工时 切削工时： 3 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 0 311321 T=2t=文档送全套 纸，交流 14951605 第 10 页 共 29 页 工步三：粗铣 25的左端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 64301251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取1750 r m 750301000 w 当1750r/ 1 4 0 01 7 5 按机床标准选取 14503）计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 11 页 共 29 页 m 5 0 312521 铣 50 左端面与工步一相似，在此就不多做说明 工步五： 精铣 两个 13 的凸台与工步二相似在此就不多做说明 工步六： 精铣 25 的左端面与工步三相似，在此就不多做说明 工序： 粗铣，精铣 50 右端面及 25的右端面 工步一： 粗铣 50 右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 12 页 共 29 页 m 0 0 750601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003）计算工时 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 315021 粗铣 25的右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 64301251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取1750 r 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 13 页 共 29 页 m 750301000 w 当1750r/ 1 4 0 01 7 5 按机床标准选取 14503）计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 0 312521 铣 50 右端面与工步一相似，在此就不多做说明 工步四：精铣 25 右端面与工步二相似，在此就不多做说明 工序： 钻，扩，铰 35， 14 孔及倒角 工步一钻孔至 34 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 40 时， 。由于本零件在加工 34 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 14 页 共 29 页 m 5234 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 1 7 5341 0 0 0 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 15 页 共 29 页 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 孔 5 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 孔 13与工步一相似，在此就不多做说明 工步五：扩孔 13 至 工步二相似，在此 就不多做说明 工步六：铰孔 14 与工步三相似，在此就不多做说明 工序： 钻两个 13凸台上的 丝 步一： 钻两个 13凸台上的 用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 16 页 共 29 页 由切削表 艺表 16查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 m 61 0 0 01 0 0 0 =576r/机床选取 5 4 5 / m m 0 0 0 5 4 0 0 mD nv =1368m/本工时：12 1 0 3 3 0 . 1 0 ( m i n )5 4 5 0 . 2 8l l lt 机 机总的工时： T=2t=步二：攻螺纹 择 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )8 查按机床选取 2 7 2 / m 6 m i 基本工时：12 1 0 3 3 0 . 0 5 ( m i n )2 7 2 1 . 2 5l l lt 机总的工时： T=2t=序： 钻 ，攻丝 步一：钻 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 17 页 共 29 页 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 艺表 16查得 0 /f m m r机1 6 / m （切削表 m 161 0 0 01 0 0 0 rx =999r/机床选取 100 m 0 0 01 1 0 051 0 0 0 nV =本工时： m 0 =步二：攻螺纹 择 钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m i m 0 01 0 0 0 rx =机床选取 75 基本工时： m =序： 铣宽 10 的槽 选择刀具 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 18 页 共 29 页 刀具选取三面 刃铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，分 N 次走刀内铣完，则 p 2）决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取375 r m 75101000 w 当375r/ 3 0 03 7 按机床标准选取 3003）计算工时 切削工时： ， ，则机动工时 为 m 221 X： 检验，入库 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 19 页 共 29 页 三、 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计 工序： 铣宽 10 的槽的铣床夹具。 题的提出 本夹具主要用于铣 宽 10的槽 ，精度要求相对较高，为此，我们需要选好定位基准，所以我们选取已加工好的 35 孔和 14孔来定位，再加上 35 的端面做为辅助基准，也就是典型的“一面两销” 位基准的选择 拟定加工路线的第一步 是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 35的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 35孔和其端面作为定位基准，来设计本 道工序的夹具，以一个削边销和已加工好的 35孔及其端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 20 页 共 29 页 削力及夹紧力计算 （ 1）刀具： 采用三面刃铣刀 机床： 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 代入上式，可得 F= 因在计算切削力 时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 21 页 共 29 页 其中 F= G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=16料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 22 页 共 29 页 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 定位误差分析 （ 1） 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面，一定位销，一挡销（也就是经典的一面两销结构）。 （ 2） 工件的工序基准为孔 心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位 置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 80定向键结构如图所示： 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 23 页 共 29 页 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=14向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差D 14 0 8 6 10 3 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 本道工序是用来铣宽 10 槽的，所以选用直角对刀块。直角对刀块的结买文档送全套 纸，交流 14951605 第 24 页 共 29 页 构和尺寸如图所示： 图 对刀块图 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标记 四周倒圆图 平塞尺图 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 25 页 共 29 页 塞尺尺寸为： 表 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 2 夹具设计及操作简要说明 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。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大 优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 26 页 共 29 页 夹具装配图附图如下 夹具体附图如下 买文档送全套 纸，交流 149