K22-支架工艺规程及加工3-Φ7螺纹孔工装夹具设计及建模（PROE）
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k22
支架
工艺
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夹具
设计
建模
proe
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摘 要 机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展，在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其质量、性能要求有了新的变化。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装夹具的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装夹具的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。 本课题主要是针对 支架工艺规程和加工 37 螺纹孔工装夹具 设计及其调研 , 文中介绍了支架的加工工艺规程，以及在制定过程中所遇到问题的分析、工时定额、切削用量的计算等。同时通过对夹具整体方案的设计，定位机 构的设计，以及了解了专用夹具的设计要求，详细设计出了支架零件钻 37 螺纹孔的夹具机构，并对 加工中用到的夹具的设计过程，包括定位、夹紧及误差进行了分析和计算。 通过设计，进一步 熟悉了加工工件工艺分析过程，了解夹具的设计规程，通过调研和查阅资料，从而设计出最佳的加工工艺方案和工件专用的夹具。通过刀具的合理选择以及夹具的实际设计，掌握了一个零件加工工艺方案如何制定、夹具如何设计，并提高分析问题解决问题的能力。通过使用 行夹具设计，进一步提高了计算机绘图能力，为我以后的学习和工作奠定了良好 的基础。 关键词： 支架 ； 工艺方案 ； 夹具 ； 刀具 as a In of to is to of of of is x 7 of in of of of of a of is of to to a s as as s to a to to a to By my a 录 引 言 . 2 第一章 工件加工工艺安排 . 3 第二章 机械加工工艺规程 . 5 艺规程 . 5 定毛坯的制造形式 . 5 料的技术要求 . 5 准的选择 . 6 艺规程涉及的计算 . 6 序一 铣后侧大平面 . 6 序二 铣圆柱右侧平面 . 7 序三 铣圆柱左侧平面 . 8 序四 铣上平面 . 9 序五：加工 20 . 10 序六：加工 6 . 13 序七：加工 3*7 . 16 第三章 夹具设计 . 20 具总体方案设计 . 20 位机构的设计 . 20 用夹具设 计要求 . 21 工支架 3*7 的工装夹具 . 21 工序零件的加工要求分析 . 21 定夹具类型 . 21 定定位方案和选择定位元件 . 21 削力及夹紧力计算 . 22 定夹紧方案 . 23 体结构分析 . 23 作原理 . 24 具图 . 24 具装配图如下 . 24 具体如下 . 25 总 结 . 26 谢 辞 . 27 参考文献 . 28 附 表 . 29 2 引 言 当今社会人们广泛使用家用机器和大型机器，人们的生活水平得到了很大的改善。因此我们的生活离不开制造业，当人们谈起制造行 业中的发展时 ,很少谈到工件夹具 ,但是在零件生产的基本领域 ,夹具的生产的重要正逐步显现出来。如今 ,制造商们需要供应商提供一步到位服务 ,他们要求世界范围内的当地供应商能够支持全球化生产。他们需要交钥匙解决办法。他们坚持与供应商保持并行生产过程开发。他们努力寻求各种以及所有可以降低其产品生产时间的对策。 那些制作夹具的人 ,必须采用与制作价值好几百万美元的加工中心的人们所采用的相同的规则 ,如今他们正在迎接这种挑战。 夹具不仅保证了工件加工的相对位置，而且提高了劳动生产率、减轻了劳动强度，更为重要的是保证了产品质量。 许多工件夹具系统依然高度依赖操作人员，由他们围绕被装夹的零件，依次松开和拧紧螺母和螺栓，这是一种费时又不可靠的作业。如果没有紧固某个螺栓，或者紧固有变化，则可能产生不合格的夹紧或工件变形。在像天津一汽这样大规模的汽车流水生产线上，往往要求采用大量高效的、快速的工装夹具以满足汽车生产的要求。由于这些工装夹具数量大，要求高，直接影响产品质量，在设计时的数值显得尤为重要。因为这些数值一经确定则其精度直接影响生产出的产品质量，若其数值偏大或偏小会造成资源的不必要浪费，还可能使产品出现一些不良影响。因此，设计出精准的 夹具对工件生产加工具有重要意义。 在本次设计当中， 把所学的 机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料 机械制造工艺，金属切削原理及刀具，夹具设计和 图有机结合起来， 既是对以前所学知识的检验，又为我步入社会，参加工作打下了基础。 在这次对 支架工艺规程及加工 3*7 螺纹孔工装夹具设计中，我查阅了不少于此相关的资料，并进行了相关的调研，使我对支架有了更深层次的了解，了解了支架的基本结构、功能、及工作原理。还使我对 制图软件和各种资料的相关运用有了更深的理解。 在说明书编 写过程中，得到了宿崇老师以及相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。 虽然如此，限于本人水平有限，时间仓促，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。 3 第一章 工件加工工艺安排 图 1根据零件图上所标注的图标为参考，工步如 下） 表 1工件的加工工艺安排 序号 工序名称 工序内容 刀具名称 量具名称 1 铸造毛坯 用灰铸铁铸造工件毛坯 端铣刀 游标卡尺 2 铣后侧大平面 铣后侧大平面至 8（ 0+糙度为 端铣刀 游标卡尺 3 铣圆柱右侧平面 铣圆柱右侧面至 43（ 0+糙度为 端铣刀 游标卡尺 4 铣圆柱左侧平面 铣圆柱左侧面至 40（ 0+糙度为 铣刀 游标卡尺 5 铣上底面 铣上底面至 5（ 0+糙度为 铣刀 游标卡尺 6 钻、扩、铰20 钻孔至 18（ 0+ 标准钻头 塞规 扩孔至 19（ 0+ 标准钻头 塞规 铰孔至 200+糙度硬质合金铰刀 塞规 4 钻、扩、铰 6钻孔至 4（ 0+ 标准钻头 塞规 扩孔至 5（ 0+ 标准钻头 塞规 铰孔至 60+质合金铰刀 塞规 8 钻、扩、铰3*7 钻孔至 5（ 0+证大孔钻孔至 12（ 0+ 阶梯钻头 塞规 扩孔至 6（ 0+证大孔扩孔至 13（ 0+ 阶梯钻头 塞规 铰孔至 7（ 0+证大孔铰孔至 14（ 0+质合金铰刀 塞规 9 清洗、检验 5 第二章 机械加工工艺规程 艺规程 定毛坯的制造形式 支架 零件的毛坯通常采用铸铁件。因为 灰铸铁表层为白口组织，具有比较高的硬度和耐磨性。具有较高的抗压强度。不易被破坏。 价格也比较 便宜， 因此作为支架的材料比较适合。 选零件的材料为 据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。 料的技术要求 (1)应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。 (2)要求。 (3) (4) (5)5。 (6)45。 (7) (8) (9)包括外购件、外协件），均必须具有检验部门的合格证方能进行装配。 (10)得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。 (11)件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。 (12)、划伤和锈蚀。 (13)须采用力矩扳手，并按规定的拧紧力矩紧固。 (14)栓）紧固时，各螺钉（螺栓）需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。 (15) 纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。 (16)置和字体应符合图样要求。 6 (17)型铸造 R，不大于 50m。 (18)尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。 (19)度小于 2距应大于 100 (20)到清洁度 。 (21) (22) 纹、孔洞等铸造缺陷。 (23)要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。 (24)管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定的部位要拧紧，防止松动。 准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。以零件的后侧大平面作为基准面，其他基准另行说明。以便消除基准不重合误差和转换的误差。 艺规程涉及的计算 序一 铣后侧大平面 1，选择刀具 1）选择 根据表 削深度 254于采用 标准硬质合金端铣刀，齿数 Z=12（表 2）铣刀几何形状（表 由于b200r=60，r=30， r=5，0a=8，0a=8，s=10，0=5 2，选择切削用量 1） 决定铣削深度 可在一次走刀内切完 ap=h= 刀两次。 2）决定 每 齿进给量 用不对称端铣以提高进给量。当使用 床功率 z，但是因为采用不对称端铣， z。 3）决定切削速度 削速度 根据表 25z=12， z时 8 50 r 71 修正系数 vc=vtk v=98n=ntk n=25000r/7 vf=k 71据立铣说明书， 35r 90 因此实际切削速度和每齿进给 量 01000c 2 3 . 1 4 1 2 5 2 3 5 / m i n 9 2 . 2 4 / m i 0 0 1 0 0 0c m m 90 / 0 . 0 6 7 /2 3 5 1 2m m z m m 3 计算基本工时 m 中 L=l+y+ ,l=64据表 不对称 安装铣刀入切量及超切量 y+ =17 所以， 工序二 铣圆柱右侧平面 1，选择刀具 1）选择 根据表 削深度 00于采用标准硬质合金端铣刀，齿数 Z=10（表 2）铣刀几何形状（表 由于b200r=60，r=30， r=5，0a=8， 0a=8，s=0=5 2，选择切削用量 2） 决定 铣削深度 可在一次走刀内切完 ap=h=刀两次。 2）决定 每 齿进给量 用不对称端铣以提高进给量。当使用 床功率 z，但是因为采用不对称端铣， z。 3）决定切削速度 削速度 根据表 0z=10， z时 10 8 39 r 92 修正系数 vc=vtk v=1108m/n=ntk n=439vf=k 92据立铣说明书， 75r 00 因此实际切削速度和每齿进给量，根据公式 22 0 3 . 1 4 8 0 3 7 5 9 4 . 2 / m i 0 0 1 0 0 0c 300 0 . 0 8 /3 7 5 1 0m m 3 计算基本工时 根据公式 2-3 m 中 L=l+y+ ,l=30据表 不对称 安装铣刀入切量及超切量 y+ =8 所以， 工序三 铣圆柱左侧平面 1，选择刀具 1）选择 根据表 削深度 00于采用标准硬质合金端铣刀，齿数 Z=10（表 2）铣刀几何形状（表 由于b200r=60，r=30， r=5，0a=8， 0a=8，s=0=5 2，选择切削用量 3） 决 定铣削深度 可在一次走刀内切完 ap=h=刀两次。 2）决定 每 齿进给量 用不对称端铣以提高进给量。当使用 床功率 z，但是因为采用不对称端铣， z。 3）决定切削速度 削速度 根据表 0z=10， z时 10 9 39 r 92 修正系数 vc=vtk v=1108m/n=ntk n=439vf=k 92据立铣说明书， 75r 00 因此实际切削速度和每齿进给量，根据公式 22 0 3 . 1 4 8 0 3 7 5 9 4 . 2 / m i 0 0 1 0 0 0c 300 0 . 0 8 /3 7 5 1 0m m 3 计算基本工时 根据公式 2-3 m 中 L=l+y+ ,l=30据表 不对称 安装铣刀入切量及超切量 y+ =8 所以， 工序四 铣上平面 1，选择刀具 1）选择 根据表 削深度 02于采用标准硬质合金端铣刀，齿数 Z=10（表 2）铣刀几何形状（表 由于b200r=60，r=30， r=5，0a=8， 0a=8，s=0=5 2，选择切削用量 4） 决定铣削深度 可在一次走刀内切完 ap=h=刀两次。 2）决定 每 齿进给量 用不对称端铣以提高进给量。当使用 床功率 z，但是因为采用不对称端铣， z。 3）决定切削速度 削速度 根据表 0z=10， z时 10 39 r 92 修正系数 10 vc=vtk v=1108m/n=ntk n=439vf=k 92据立铣说明书， 75r 00 因此实际切削速度和每齿进给量，根据公式 22 0 3 . 1 4 8 0 3 7 5 9 4 . 2 / m i 0 0 1 0 0 0c 300 0 . 0 8 /3 7 5 1 0m m 3 计算基本工时 根据公式 2-3 m 中 L=l+y+ ,l=12据表 不对称 安装铣刀入切量及超切量 y+ =4 所以， 工序五：加工 20计算步骤：一、钻孔至 18（ 0+ 机床 1，选择高速钢麻花钻头，其直径等 8 2，选择切削用量 (1)决定进给量 f 1)按加工要求决定进给量，当加工要求 铁强度 200时，8f=r 2)按钻头强度决定进给量，根据表 2008头允许的进给量 f=r 3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表 200330r 从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为 f=r 由表 当 f=1f=7260f=7260N 根据 830N。由于 1 f=(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表 =603)决定切削速度 由表 f=8c=10m 削速度修正值为 = v 2= v=10.5 m 1000vn d 2 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 51 5 0 . 3 9 / m i 1 4 1 8 根据 95 r 使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取 f=r，也可选择较低一级转速 40 r 使 f=r 比 较两种选择方案 1)第一方案 f=r 95 r ncf=95=120.9 )第二方案 f=r 40 r ncf=40=113.4 此第一方案 ncf 的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。 这时 0 m f=r。 (4)检验机床扭矩及功率 根据表 fr， 19m 扭转修正系数均为 c=m 根据 95 r m 根据表 170 2138f0 m 根据 E=于 c 选择之切削用量可用 即 f=r， n=95 r 0m 计算基本工时 2中 L=l+y+ ,l=40切量及超切量 y+ =8以， 、扩孔至 19（ 0+ 12 机床 1，选择高速钢麻花钻头，其直径等 9 2，选择切削用量 (1)决定进给量 f 1)按加工要求决定进给量，当加工要求 铁强度 200时，9f=r 2)按钻头强度决定进给量，根据表 2009头允许的进给量 f=r 3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表 200330r 从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为 f=r 由表 当 f=1f=7260f=7260N 根据 830N。由于 f=(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表 =603)决定切削速度 由表 f=9c=10m 削速度修正值为 据公式 22V= v=10.5 m 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 5 1 4 2 . 4 7 / m i 1 4 1 9 根据 用 95 r 使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取 f=r，也可选择较低一级转速 40 r 使 f=r 比较两种选择方案 1)第一方案 f=r 95 r ncf=95=120.9 )第二方案 f=r 40 r ncf=40=113.4 此第一方案 ncf 的乘积比较大，基本工时较少 ，故第一方案较好。 这时 0 m f=r。 (4)检验机床扭矩及功率 根据表 fr， 19m 扭转修正系数均为 c=m 根据 95 r m 13 根据表 170 2139f0 m 根据 E=于 c 选择之切削用量可用 即 f=r， n=95 r 0m 计算基本工时 根据公式 2-6 式中 L=l+y+ ,l=40切量及超切量 y+ =8以， 、铰孔至 200+ 查表 知：进给量 f=r,切削速度 8m/ 决定铰刀磨钝标准寿命 由表 0钻头后刀面最大磨损量取为 命 T=60算基本工时 根据公式 2-6 式中 L=l+y+ ,l=40切量及超切量 y+ =8以， 工序六：加工 6计算步骤：一、钻孔至 4（ 0+ 机床 1，选择高速钢麻花钻头，其直径等 2，选择切削用量 (1)决定进给量 f 1)按加工要求决定进给量，当加工要求 铁强度 200时，f=r 2)按钻头强度决定进给量，根据表 200头允许的进给量 f=r 3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表 2104 给机构允许的轴向力 8330.6 r 从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为 f=r 由表 当 f=f=2520f=2520N 根据 830N。由于 f=(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表 =203)决定切削速度 由表 f=c=14m 削速度修正值为 据公式 22V= v=141.9 m 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 9 9 4 7 . 4 5 / m i 1 4 4 根据 使用 60 r 使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取 f=r，也可选择较低一级转速 80r 使 f=r 比较两种选择方案 1)第一方案 f=r 60 r ncf=60=211.2 )第二方案 f=r 80 r ncf=80=19
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