盖板加工工艺和铣尺寸26铣床夹具设计（含全套CAD图纸）

课程设计设计题目：盖板加工工艺和铣尺寸26铣床夹具专业： 机械制造及其自动化班级 机制指导教师：教研室主任学 生完成日期 2014年9月本设计盖板零件加工过程的基础设计的夹具设计。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。关键词：盖板零件；工艺；夹具；全套设计加 401339828of to is In of to of of of to be be of to 目 录摘 要.件的结构分析. 盖板的用途. 盖板的技术要求. 盖板的工艺性. 盖板的生产类型确定.板机械加工工艺规程设计. 分析零件图.件的作用.件的工艺分析. 选择毛坯制造形式. 拟定工艺路线.分加工阶段.择基准.定加工方案. 确定切削用量及工时定额.上端面.燕尾面和空刀槽.尺寸14的端面.、扩、铰30213孔.燕尾面,空刀面.定义书签。.定义书签。.定义书签。位基准的选择.定义书签。削力及夹紧力的计算.定义书签。.定义书签。.定义书签。结 论.板的用途板”零件它位于刀架部件的上刀架与下刀架之间，它是上刀架的导向件，当需要用小刀架车锥面时，可以通过盖板相对于刀架的转动来调整锥角。板的技术要求盖板各加工要求及相关技术要求列表如表（一）加工表面 尺寸及偏差/差及精度等级 表面粗糙度4 28 30 80外圆面、燕尾面、。板的生产类型确定零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领1 %)(1 %)N Qm a b 式中 N零件的生产纲领，件/年；Q产品的年产量，台、辆/年；m每台（辆）产品中该零件的数量，件/台、辆；a%备品率，一般取2%b%废品率，根据上式结合题目给定数据，即可算出盖板的生产纲领，进而确定出其生产类型。由于盖板的质量为2于轻型零件，由此再有文献10查表可知，该盖板的生产类型为成批生产。4第2章 件的作用本设计任务所给的零件是位于刀架部件的上刀架与下架之间，是上刀架的导向件，当需要用小刀架车锥面时，可通过刀架中部相对于下刀架的转动来调整锥角，保证被车锥面具有所需的锥度。因此，其本身的精度对被加工工件的精度有很大影响7。件的工艺分析由零件图可以看出，主要加工表面有：底面80尾导轨面；30们除本身的精度要求外，还有一定的相互位置要求，主要有：择毛坯制造形式由于零件料是可以根据以下几个方面来选择：（1）用铸造方式比较合适；（2）且尺寸精度和表面光洁度要求较高，采用级精度铸件；（3）少加余量、节省材料和改善机5械性能，可以采用金属模铸造。定工艺路线拟定工艺路线的基本原则是应能够妥善的保证零件的技术要求，即几何尺寸精度和相互位置精度等必须得到合理的保证。在生产纲领已确定成批生产的条件下，为保证有较高的生产率和经济效益，可采用可变的具有较高生产率的专用设备，或在现有生产条件下，采用万能机床加工专用夹具8。分加工阶段为减少加工时产生的形对精度的影响，容易发现毛坯的缺陷，合理使用机床，在加工中应将粗、精加工分开，并且要先进行粗加工，然后再进行精加工。故刀架中部主要表面的加工分为粗、精、光整加工三个阶段。择基准1. 粗基准刀架中部上加工精度较高并且对被加工工件精度影响较大是燕尾导面保证其加工精度均匀，以及用. 精基准根据基准统一和基准重合原则，及定位稳定可靠，选用导轨面。定加工方案1. 方案一60 铸造 铸造0 时效 时效处理0 铣 铣上端面40 铣 铣燕尾面和空刀槽50 铣 铣空刀面60 铣 铣尺寸14的端面70 铣 车80和100的圆环面80 铣 铣10的倒角90 车 车70外圆面、端面，120端面外圆面100 钻孔 钻、扩、铰30孔 钻底面2 磨燕尾面,空刀面130 终检 终检140 入库 清洗入库2. 方案二0 铸造 铸造0 时效 时效处理0 铣 铣上端面40钻孔 钻底面2 车70外圆面、端面，120端面外圆面60 铣 铣燕尾面和空刀槽70 铣 铣空刀面80 铣 铣尺寸14的端面90 铣 车80和100的圆环面100 铣 铣10的倒角110 钻孔 钻、扩、铰30 磨燕尾面,空刀面130 终检 终检140 入库 清洗入库3. 工艺方案的比较两个方案的区别主要体现在燕尾面的加工方法和孔3011的加工顺序上。方案一采用铣削加工燕尾面，并把孔3013孔的加工分别安排在两道工序中，而方案二采有刨削来加工燕尾面，把孔3013孔安排在一道工序中加工。通过比较，方案二采用刨削由于刨刀有空行程，生产率较铣削低，但加工特型面、大平面、垂直面刨削优于铣削。而铣削方案中有磨削弥补了不足并且方案一把孔3013孔分开加工有利于提高生产率，提高机床功率利用率。故采用方案一为设计方案。0 铸造 铸造0 时效 时效处理0 铣 铣上端面40 铣 铣燕尾面和空刀槽50 铣 铣空刀面60 铣 铣尺寸14的端面70 铣 车80和100的圆环面80 铣 铣10的倒角90 车 车70外圆面、端面，120端面外圆面100 钻孔 钻、扩、铰30孔 钻底面2 磨燕尾面,空刀面130 终检 终检140 入库 上端面（1）选择切削深度：参考中107页可知切削深度） 选择进给量：参考中108表3）选择切削速度：查中113页表3s（4）确定刀具参数：根据中270页表500齿数Z=12（5）确定机床主轴转速：按机床选取s/ w ）计算切削工时由文献10中2精铣上端面(1) 选择切削深度：参考文献10) 选择进给量：参考文献10) 选择切削速度：参考文献10s(4) 确定刀具参数：参考文献10选择刀具D=100数Z=12,d=32,B=50(5) 确定机床主轴转速：按机床选取：5r/6）计算切削工时 1j fM 01000 1 0燕尾面和空刀槽工件材料：件加工要求：尾面A、62铣刀（高速钢）D=100=12，d=32=50立式铣刀：D=60=18锯片铣刀：D=160=50，d=32=503. 粗铣空刀面（1）选择切削深度：参考文献10） 选择进给量：参考文献10）选择切削速度：参考文献10s（4）确定机床主轴转速：按机床选取5)计算切削工时：查文献10精铣空刀面 r/ s/6010004.3 w z 21j ）选择切削深度：参考文献10） 选择进给量：参考文献10）选择切削速度：参考文献10s（4）确定机床主轴转速：按机床选取5r/）计算切削工时查文献10 粗铣燕尾面(1) 选取切削深度：参考文献10) 选择进给量：参考文献10) 选择切削速度：参考文献10s(4) 确定刀具参数：参考文献10=60，Z=18(5) 确定机床主轴转速： 5r/)计算切削工时查文献10 s/0100014.3 w 1j 精铣燕尾面(1) 选择切削深度：参考文献10) 选择进给量：参考文献10) 选择切削速度：参考文献10s(4) 确定刀具参数：参考文献100,Z=18(5) 确定机床主轴转速:按机床选取实际转速18r/) 计算切削工时查文献10粗铣退刀槽（1） 确定切削深度：参考文献10） 选择进给量：参考文献10） 选择切削速度：参考文献10s（4） 确定刀具参数：参考文献1060,B=4,d=30,Z=50（5） 确定机床主轴转速:s/1860601000 w 1 0r/算切削工时:查文献10精铣退刀槽(1) 选择切削深度：参考文献10) 选择进给量：参考文献10) 选择切削速度：文献10s(4) 确定刀具参数文献10表 择锯片铣刀D=160,B=4,d=30,Z=50(5) 确定机床主轴转速按机床选取0r/s/ ） 计算切削工时查文献10 s/0160 601000 w 1 尺寸14的端面加工条件：工件材料：41，铸件加工要求：62把高速钢端铣刀同时铣削刀具参数：Z=12，D=1001. ） 选择切削深度：参考文献10） 选择进给量：参考文献10） 选择切削速度：参考文献10s（4） 选择刀具参数：参考文献1000=12（5） 确定主轴转速：按机床选取）计算切削工时：查文献108134/ 21j ） 选择切削深度：参考文献1021） 选择进给量：参考文献10） 选择切削速度：参考文献10 s/w s/000 1001941000 ） 选择刀具参数：参考文献1000=12（5） 确定机床主轴转速：计算切削工时查文献10件材料：件机床：面车刀 材料：杆尺寸：16圆车刀 材料：杆尺寸：16粗车端面（1） 选择切削深度：参考文献10） 选择进给量：参考文献10r（3） 选择切削速度：参考文献10） 确定机床主轴转速：按机床选取速度 00r/ 100134 21j wd 6j ）计算切削工时2. 半精车端面(1)选择切削深度：参考文献10)选择进给量：参考文献10r(3)选择切削速度：参考文献10v=s(4)确定机床主轴转速：按机床选取转速 60r/5)计算切削工时3. 精车端面（1）选择切削深度：参考文献10可知）选择进给量： r（3） 选择切削速度：根据已知条件：按机床选取切削速度v=s（4）确定机床主轴转速按机床选取实际转速160r/ s/ s/601941000 6j 436321 fn 2321 fn s/ d ） 计算切削工时9. 铣10的倒角为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与车外圆相同，手动进给00r/车186外圆（参考文献同上）（1） 选择切削深度：4） 选择进给量：选取r（3） 选择切削速度：根据已知条件取v=1m/s（4） 确定机床主轴转速按机床选取00r/) 计算切削工时11粗车空刀面(1)选择切削深度)选择进给量：选取r(3)选择切削速度：根据已知条件取v=s(4)确定机床主轴转速170210001000w d vn s v 0按机床选取60r/) 计算切削工时12精车空刀面（参考文献同上）（1）选择切削深度）选择进给量：选取 r（3）选择切削速度：根据已知条件取v=2m/s（4）确定机床主轴转速按机床选取00r/)计算切削工时13. 铣四角斜面长为20，角度为45的倒角（1）选择切削深度：由于计算余量足够，所以取）选择进给量：取 r（3）计算切削速度： d vn s/60188601000 0j 00188601000 0j fn s/32001000 ）确定机床主轴转速：按机床选取180r/) 、扩、铰30213孔加工条件：工件材料：41，铸件加工要求：麻花钻（高速钢）、扩孔钻、铰刀1. 钻孔28（1）选择进给量：参考文献14443页9r（2）选择切削速度：参考文献14446页9s（3）确定机床主轴转速： 000 00r/）计算切削工时 d vn s/ 326721j d vn fn s/ 考文献同上）（1）选择进给量：选取 r（2）选择切削速度：选取v=s（3）确定机床主轴转速：选取机床转速00r/）计算切削工时：3. 粗铰孔至30（参考文献同上）（1） 选择进给量：r（2） 选择切削速度： v=s（3） 确定机床主轴转速按机床选取实际转速3r/）计算切削工时4. 精铰30考文献同上）（1） 选择进给量：可知 r（2） 选择切削速度：取 v=s s/ fn d vn s/35001000 ） 计算机床主轴转速按机床选取实际转速3r/)计算切削工时5. 钻213孔（参考文献同上）（1）选择进给量：取 r（2）选择切削速度：取v=r（3）确定机床主轴转速：按机床选取实际转速 500r/）计算切削工时：燕尾面,空刀面（1）选择切削深度： ）选择进给量：取）选择切削速度：取v= d vn fn ）确定刀具参数：选取端铣刀D=100=12（5）确定机床主轴转速按机床选取切削速度 )计算切削工时2考文献同上）(1) 选择切削深度：) 选择进给量：选取s(3) 选择切速度：选取v=s(4) 确定刀具参数：选择端铣刀D=100=12(5) 确定机床主轴转速 75r/)计算切削工时3. 磨燕尾面（1） 选择切削深度：） 选择进给量度：选择f= s/ 31721j 5100601000 w 31721j （3） 选择砂轮速度：可知n=1500r/件速度0m/s，纵向进给量（4）横向进给量：查得横向进给量f=3行程（5）计算切削工时b=18,v=s,s,s,z=4,l=减少辅助时间，选择切削参数与前工步相同经过计算 s/500350 床夹具概述在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。X、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，24拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本工件在夹具中的定位（1）工件的定位的基本原理 六点定则用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置25完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。 限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：a加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。b毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。c加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。铣尺寸26铣床夹具，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。对进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。方案：选一面两销定位方式，2面用挡销，夹紧方式用操作简单，通用26性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案中的定位是不正确的，挡销的位置是固定，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。削力及夹紧分析计算刀具：立铣刀（硬质合金）刀具有关几何参数： 00 15 00 10 顶刃 0n 侧刃60 010 15 30 22Z fa mm z参考文献55表129可得铣削切削力的计算公式：p zF a f D B 有 ：8 2 )F N 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：安全系数543210 式中： 60 各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数：271 2 34 5 K 由此可得： 所以 ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：(考虑安全系数，J具的夹紧装置和定位装置12夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；29（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：)( 210 可查得： 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 螺旋夹紧力： 0 )W N该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，621 得：原动力计算公式 0 01K l 即： 0 0 3 )17K W l