5-底座加工U型槽夹具设计【原创】（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 机械制造技术课程设计说明书 设计题目： 制定底座零件的加工工艺，设计加工两 U 形槽夹具 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 机械工程系 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目录 引 言 . 1 第一章 零件的分析 . 6 第二章 工艺规程的设计 . 7 定毛坯的制造形式 . 7 准的选择 . 7 订工艺路线 . 7 械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸的确定 . 8 . 9 第三章 专用夹具的设计 . 18 . 18 位原理说明 . 18 . 18 . 19 总 结 . 20 致 谢 . 21 参 考 文 献 . 22 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 引 言 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有 1300015000 套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4 年就要更 新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有 15%左右，特别最近年来柔性制造系统（ 数控机床（ 加工中心（ 成组加工（ 新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 2. 能装夹一组相似性特征的工件 3. 适用于精密加工的高精度的机床 4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术 5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 第一章 零件的分析 底座共有五组加工表面，现分述如下： 1、基准面 A 2、 4 56 端面 3、 4 28 4、 18宽槽、 36宽槽 5、 4 10 锥销孔 技术要求如下： 28平行度公差为 28对 3 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 第二章 工艺规程的设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 由于零件年产量为 20000 件，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造 。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 基准的选择 1、 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精 度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精 度。 由零件图及粗基准选择原则得出，底座以 56凸台面及工件两侧面作为定位粗基准，具体形式参考工序卡一。 （ 5） 精基准的选择 主要考虑的是基准的重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，因该进行尺寸换算，在此都不多做说明。 制订工艺路线 工序 01：铸造 工序 02：人工时效 工序 03： 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 工序 04： 粗铣、精铣 46凸台面 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 工序 05： 钻 46孔；扩 46孔至 448角 序 06： 铣 18宽槽；铣 38宽槽深 2 工 序 07： 钻 40锥销孔（先钻一头，装配时透铰） 工序 08：去毛刺 工序 09：检验至图纸要求并入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “底座”零件材料为 产类型为大批量生产 1、基准面 基准面 A，精度等级 ，加工余量等级 机械设计简明手册表 ，单边加工余量 Z=准面 机械设计简明手册表 ，需经过三步（即粗铣、半精铣、精铣）方能满足其精度要求。 粗铣 单边加工余量 Z=精铣 单边加工余量 Z=铣 单边加工余量 Z=、 56凸台面加工余量 56凸台面，精度等级 工余量等级 机械设计简明手册表 边加工余量 Z= 56凸台面的表面粗糙度 机械设计简明手册表 经过二步（即粗铣、精铣）方能满足其精度要求。 粗铣 单边加工余量 Z=铣 单边加工余量 Z=、 28的加工余量 因孔的尺寸 不大，故采用实心铸造， 28机械设计简明手册表 28、铰三步方能满足其精度要求。 钻 26 扩 26 铰 8、 18宽槽、 36宽槽的加工余量 因槽的尺寸不大，故采用实心铸造， 18宽槽、 36宽槽表面粗糙度 机械设计简明手册表 ，一步铣削即可满足其精度要求。 5、 10锥销孔 的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造， 10锥销孔，技术要求，购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 先钻一头，装配图时透铰。 6、其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。 确定切削用量及基本工时 工序 01：铸造 工序 02：人工时效 工序 03： 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 工步一：粗铣基准面 A 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 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/5.0 z ，则 m 55501501 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取000 r m i n/157m i n/1000 1000501000 w 3） 计算工时 切削工时： 26 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 0 精铣基准面 A 1. 选择刀具 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 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/5.0 z ，则 m 55501501 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取000 r m i n/157m i n/1000 1000501000 w 3） 计算工时 切削工时： 26 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 0 621 铣基准面 A 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 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 等系统刚购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 度。 根据表查出 齿/5.0 z ，则 m 55501501 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取000 r m i n/157m i n/1000 1000501000 w 3） 计算工时 切削工时： 26 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 0 0 4： 粗铣、精铣 46凸台面 工步一：粗铣 46凸台面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 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/5.0 z ，则 m 966015010001000 rd vn s 按机床标准选取00 r 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 m i n/i n/1000 800601000 w 3）计算工时 切削工时： 6 ， ， 2 ，则机动工时为 m i 铣 46凸台面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 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/5.0 z ，则 m 966015010001000 rd vn s 按机床标准选取00 r m i n/i n/1000 800601000 w 3）计算工时 切削工时： 6 ， ， 2 ，则机动工时为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 m i 0 5： 钻 46孔；扩 46孔至 448角 步一：钻 46孔 机床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 26 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=50m/3) 定机床主轴转速 26 501000 612r/与 612r/近的机床转速为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 0026 m4) 削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=251l =13 2l =3 = 1325 =工步二：扩 46孔至 4床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢扩孔钻 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=50m/3) 定机床主轴转速 01000 573r/与 573r/近的机床转速为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 0 60 m4) 削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=251l = 2l =3= =工步三：铰 48床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢铰刀 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=50m/3) 定机床主轴转速 28 501000 569r/与 569r/近的机床转速为 600r/选取购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 00r/ 所以实际切削速度 000 m 0028 m4) 削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=251l = 2l =3= =工步四：倒角 序 06： 铣 18宽槽；铣 38宽槽深 2 工步一：铣 18宽槽 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 p ， 80 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 p 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 3118 301 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取 500 r m i n/i n/1000 500181000 w 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 切削工时： 9 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m i 0 393921 38宽槽深 2 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 p ， 60 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 p 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 4236 501 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取00 r m i n/i n/1000 500361000 w 切削工时： 8 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 24821 7： 钻 40锥销孔（先钻一头，装配时透铰） 机床： 臂钻床 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高 速钢麻花钻 10 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=20m/3) 定机床主轴转速 10 201000 636r/与 636r/近的机床转速为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 0010 m4) 削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=141l =5 2l =3= 514 =工序 08：去毛刺 工序 09：检验至图纸要求并入库 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 第三章 专用夹具的设计 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。有老师分配的任务，我被要求设计加工两 U 形槽夹具 。 题提出 本夹具主要用来： 加工两 U 形槽夹具对 A 些要求，在设计夹具时要考虑在内。 位原理说明 基准面 A 作为第一定位基准，与支承板相配合限制三个自由度，工件后端 面作为第二定位基准，与两个定位销相配合限制两个自由度，工件左端面作为第三定位基准，与定位块相配合限制一个自由度，工件六个自由度被完全控制，属于完全定位。 削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的加工两 U 形槽夹具加工，铣削力。由切削手册得： 铣削力 式（ 5 铣削力矩 式（ 5 式中： D=28 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 F=26 28 1942N T=10 道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与铣削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 具简要操作说明 本工件采用 基准面 A、后端面及左端面定位，对应的定位元件为：支承板、两定位销和定位块，夹紧则是由移动压板、螺母、螺杆等组成的夹紧机构来完成，本套夹具结构紧 凑，操作方便，夹具如下图所示： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 总 结 本设计中是对底座零件加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而 且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决。而且它们都有一个共同的特点，都采用了一面两销定位，夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此手动夹紧满足夹紧要求。 通过做
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