机械制造技术基础课程设计-机用虎钳固定钳身零件工艺及钻2-φ11孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 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f2-11 孔工序专用夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 机电 052 班 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008.07.02 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 一、设计题目一、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虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削f2-11 孔工 序专用夹具 孔工 序专用夹具 二、原始资料二、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、进度安排四、进度安排(参考参考) (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、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 摘摘 要要 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 f2-11 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。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii abstract we designed this course is the theme of the workpiece fixture design, my design is entitled: huqian fixed clamp body parts of the machining process planning and preparation process for drilling holes 2- 11 fixture. elements include: painting parts map; processing of order design; folder specific design and components, the assembly of the plan is drawn. the machinery manufacturing curriculum design is the significance of the following experience: first of all, through the curriculum design, let us re- study the machinery manufacturing, engineering graphics and interchangeability of knowledge. we in the design process, in light of the realities of the workpiece to find relevant information, not just the book knowledge of consolidation, after thinking through the knowledge and understanding. i personally feel the most important thing is that a number of sources have knowledge of how to promote the principles to the actual application of them. for example, 6:00 targeting the practical application of principles of how this principle to choose a suitable location, choose the correct positioning devices, these principles are applied to the combination of practical problems. secondly, through this training course design also our ability to think independently and individuals the ability to solve practical problems. at the same time a group of a few people in the design, let us also understand the importance of the discussion and exchange. independent thinking and appropriate exchange with the two of us is a kind of exercise. the same group of a few people have the same processing, but everyone has their own processing the step, not only promote the exchanges and avoid working behind closed doors, to a certain 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv extent, the training of our independent thinking. finally, we use the mapping of the mapping software, for example, caxa, autocad, pro / e. because we have the design drawing heavy tasks in the process of drawing familiar with this in one of several software. in her spare time, we also exchange experience in drawing, for the future work on laying a solid foundation. as a mechanical school students should have the skilled drawing level. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 目目 录录 1.固定钳身的工艺分析 1 1.1 固定钳身的用途 . 1 1.2 固定钳身的技术要求 . 2 1.3 审查零件的工艺性 . 3 1.4 确定固定钳身的生产类型 . 3 2.加工工艺规程 3 2.1 选择毛坯 . 3 2.2 确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量 . 3 2.3 拟定工艺路线 . 4 2.3.1 定位基准的选择 . 4 2.3.2 表面加工方法的确定 . 5 2.3.3 加工阶段的划分 . 5 2.3.4 工序的集中和分散 . 5 2.3.5 机械加工工序 . 6 2.3.6 确定工艺路线 . 6 2.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 6 2.5 切削用量的计算 . 7 2.5.1 钻孔工步 . 7 2.5.2 粗铰工步 . 8 2.5.3 精铰工步 . 8 3.专用夹具设计 8 3.1 夹具设计任务 . 8 3.2 确定夹具的结构方案 . 8 3.2.1 确定定位元件 . 8 3.2.2 确定导向装置 . 9 3.2.3 确定夹紧装置 . 9 4.参考文献 . 10 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1.固定钳身的工艺分析固定钳身的工艺分析 1.1 固定钳身的用途固定钳身的用途 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。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 1.2 固定钳身的技术要求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 /mm 形位公差/mm f 12mm 孔 0.043 0 12f + 0.043，it7 a r 1.6 f 18mm 孔 0.043 0 18f + 0.043，it7 a r 1.6 f 30mm 孔 f 30 it9 f 30mm 孔底面 it9 a r 6.3 f 25mm 孔 f 25 it9 a r 6.3 f 25mm 孔底面 it9 a r 6.3 f 11mm 孔 f 11 it9 a r 6.3 0.010 0.028 6- - 0.010 0.028 6- - 0.018,it8 钳身宽 0.030 0.104 80- - 0.074,it9 a r 6.3 钳身底面 it7 a r 1.6 钳身上表面 it7 a r 1.6 工字槽底部宽 46 it9 a r 6.3 工字槽上部宽 28 it9 a r 6.3 工字槽底面 it7 a r 1.6 钳口板左端面 it9 a r 6.3 钳口板下端面 it9 a r 6.3 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 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 0.010 0.028 6- - 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。 1.3 审查零件的工艺性审查零件的工艺性 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 0.010 0.028 6- - 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。 1.4 确定固定钳身的生产类型确定固定钳身的生产类型 依设计题目知:q=5000 件/年,备品率和废品率分别取%3 和%0.5, 代入公式(1-1),得： n=5000 件/年 (1+%3) (1+%0.5)=5175.8 件/年 固定钳身重量为 5kg,属中型零件,大量生产. 2.加工工艺规程加工工艺规程 2.1 选择毛坯选择毛坯 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。 2.2 确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量 由表 2-1，得毛坯件的公差等级为 812，选铸件尺寸公差等级为 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 10，由表 2-3 得毛坯上、下表面的尺寸公差为 2.6mm.，钳身高的尺寸 公差为 2.8mm，钳身宽尺寸公差为 3.2mm，座孔高尺寸公差为 2.2mm， 钳身长尺寸公差为 3.6mm。 由表 2-5，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 1.5mm. 钳身上、下表面的基本尺寸 r1=30+1.52+0.52.6=34.3，上下 偏差分别为+1.3、-1.3 钳身总长的基本尺寸 r2=154+1.52+0.53.6=158.8， 上下偏差 分别为+1.8、-1.8 钳身高的基本尺寸 r3=58+1.52+0.52.8=62.4， 上下偏差分别 为+1.4、-1.4 钳身宽的基本尺寸 r4=80+1.52+0.53.2=84.6， 上下偏差分别 为+1.6、-1.6 座孔高的基本尺寸 r5=14+1.52+0.52.2=18.1， 上下偏差分别 为+1.1、-1.1 2.3 拟定工艺路线拟定工艺路线 2.3.1 定定位基准位基准的选择的选择 （1）精基准的选择 选钳身右端面，钳身底面， f 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。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 2.3.2 表面加工方法的确定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 f 12mm孔 it7 a r 1.6 钻、粗铰、精铰 f 18mm孔 it7 a r 1.6 钻、粗铰、精铰 f 18mm孔右端面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 f 25mm孔 it9 a r 6.3 钻、粗扩、精扩 f 25mm孔底面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 f 11mm孔 it9 a r 6.3 钻、粗扩、精扩 钳口板左端面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 工字槽的底面 it7 a r 1.6 粗铣、精铣 钳身上表面 it7 a r 1.6 粗铣、精铣 钳身底面 it7 a r 1.6 粗铣、精铣 钳口板下端面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 钳口板的前端面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 钳口板的后端面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 工字槽内表面 it9 a r 6.3 粗铣、精铣 2.3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 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（ 18f 孔和钳身下表面、右端面） 准备好，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。 2.3.4 工序的集中和分散工序的集中和分散 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。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 2.3.5 机械加工工序机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准（ 18f 孔， 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 12f 孔和 18f 孔。 2.3.6 确定工艺路线确定工艺路线 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30fmm孔 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 3 钻、粗铰、精铰18fmm孔 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 4 钻、粗铰、精铰 12fmm孔 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25f孔 四面组合钻床 麻花钻、扩孔钻 16 钻、粗铰、精铰 11f孔 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 2.4 加工余量、工序尺寸加工余量、工序尺寸和和公差的确定公差的确定 工序 16-钻、粗铰、精铰 11f 孔的加工余量、工序尺寸和公差 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 的确定 由表 2-28 可查得， 精铰余量 z精铰 =0.05mm; 粗铰余量 z粗铰 =0.55mm; 钻孔余量 z钻 =10.4mm。 由表 1-20 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：0.043mm；粗铰：0.070mm；钻：0.18mm. 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： 0.043 0 11+f mm;粗铰： 0 .0 7 0 0 1 0 .9 5 + f mm;钻孔： 0.18 0 10.4+f mm.，它们的相互关系如图 2.5 切削用量的计算切削用量的计算 2.5.1 钻孔工钻孔工步步 1)背吃刀量的确定 取 p a =10.4mm. 2)进给量的确定 由表 5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.18mm/r. 3)切削速度的计算 由表 5-22， 切削速度v=14m/min.,由公式 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 n=1000v/pd,得该工序钻头转速 n=405.3r/min.,取立式钻床主轴转 速 为530r/min.,再 代 入n=1000v/pd， 得 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 v=18.3m/min. 2.5.2 粗铰工步粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取 p a =0.55mm. 2)进 给 量 的 确 定 由 表5-31， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量 f=0.70mm/r. 3)切削速度的计算 由表 5-31，切削速度 v=4m/min.,由公式 n=1000v/pd,得该工序铰刀转速 n=106.6r/min.,取立式钻床主轴转 速 为140r/min.,再 代 入n=1000v/pd， 得 该 工 序 的 实 际 切 削 速 度 v=5.25m/min. 2.5.3 精铰工步精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 p a =0.05mm. 2)进给量的确定 由表