KCSJ-01手柄加工工艺及铣10H9槽夹具设计（全套含CAD图纸）
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手柄
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计说明书 题目：手柄的工艺规程及铣 10的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 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。 手柄 加工工艺规程及其铣 10的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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 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 6 夹具设计 题的提出 12 位基准的选择 13 削力及夹紧力计算 13 位误差分析 16 向键和对刀装置设计 16 具设计及操作简要说明 20 总 结 22 致 谢 23 参考文献 24 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 1 页 共 24 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。 手柄 的加工工艺规程及其铣上表面的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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 2 页 共 24 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 3 页 共 24 页 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 4 页 共 24 页 一 零件的分析 零件的作用 、购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 5 页 共 24 页 手柄的作用待查 零件的工艺分析 从手柄的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以 38 这一组加工面包括：一个钻 3822铣工件上下表面 . 这一组加工面包括： 铣 10钻 4孔 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45，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，选用锻造，锻造精度为 2 级，能保证锻件的尺寸要购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 6 页 共 24 页 求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 毛坯的设计 手柄零件材料为 45，硬度选用 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. 38 因为孔只有 38此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。 2. 10该槽两侧面粗糙度都是 行一次铣削即可满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为 G，选取尺寸公差等级为9级。 所以根据相关资料和经验可知，毛坯的槽定为 10合要求。 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 手柄 ” 零件毛坯简图。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 7 页 共 24 页 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。从零件图上可以看出，手柄较规则，所以粗基准比较容易选择。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。所以手柄的粗基准为 54和 30两外圆面 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 8 页 共 24 页 工件被放在平面上 ,再用两 固定 活动 进而实现工件的完全定位 . 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。 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 ：锻造。 工序 ：退火 工序：粗 铣下表面 工序：粗 铣上表面 工序： 精铣下表面 工序： 精铣上表面 工序： 钻 ,铰 382工序： 钻 4 孔 工序： 铣 10 工序 X： 终检，入库。 方案二 工序 ：锻造。 工序 ：退火 工序：粗 铣 , 精铣下表面 工序：粗 铣 , 精铣上表面 工序： 钻 ,铰 382购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 9 页 共 24 页 工序： 钻 4 孔 工序： 铣 10 工序：终检，入库。 方案一与方案相比较 ,方案一工序分的比较分散 ,而方案二则相对比较集中 ,由零件图可知 ,零件的精度要求不高 ,生产类型为大量生产 ,从节约成本 ,生产效率来考虑选择方案二 ,精度方面也能满足要求 . 具体的加工路线如下 工序 ：锻造。 工序 ：退火 工序：粗 铣 , 精铣下表面 工序：粗 铣 , 精铣上表面 工序： 钻 ,铰 382工序： 钻 4 孔 工序： 铣 10 工序：终检，入库。 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： 上表面 Z=2表面 Z=22. 38 22的孔 钻孔 36 铰孔： 38钻孔 20 铰孔： 22孔 4 铣： 2Z=10购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 10 页 共 24 页 确定切削用量及基本工时 工序 ：锻造 工序 ：退火 工序：粗 铣 , 精铣下表面 工步一： 粗 铣下表面 1. 选择刀具 刀具选取面铣刀，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，故可在一次走刀内铣完，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1450 r m 450701000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11603） 计算工时 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 11 页 共 24 页 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 358421 fn 精铣下表面 1. 选择刀具 刀具选取面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 5） 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1450 r m 450701000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11606） 计算工时 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 12 页 共 24 页 m 5 328421 fn 粗 铣 , 精铣上表面与工序 似，在此就不多做说明。 工序： 钻 ,铰 382工步一：钻 ,铰 381钻孔至 36 确定进给量 f ： 根据参考文献 表 2钢的00 ， 60 时， 。由于本零件在加工 14 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 m 936 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 0 0 2 0 0361 0 0 0 切削工时： 6 ， 81 ， 2 ，则机动工时为 m 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 13 页 共 24 页 2：铰 孔 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： 6 ， ， 2 ，则机动工时为 m 8312621 钻 ,铰 22与工步一相似，在此就不多做说明。 工序： 钻 4 孔 (1)钻 4机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 5 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定 机床主轴转速 4 301000 2388r/ 2388r/近的机床转速为 2012r/选取012r/ 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 14 页 共 24 页 所以实际切削速度000 m 0124 m5) 切削工时，按工艺手册表 tm=;其中 l=81l =2 2l =3t tm=28 =工序： 铣 10 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 8） 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 510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 7 71 0 0 0 1 4 5 0101 0 0 0 w 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 15 页 共 24 页 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11609） 计算工时 切削工时： 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 3821 fn 终检，入库。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 16 页 共 24 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 10的铣床夹具。 题的提出 本夹具主要用于铣下表面，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。因为下表面和 38中心线孔有垂直度要求，因此我们要以已加工的 54 孔为定位基准。 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。铣下表面为第三道工序，也就是工件加工的第一道工序，其基准的选择也就是粗基准的选择，我们选取 54， 30两外 圆面为定位基准，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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 17 页 共 24 页 （ 1）刀具： 采用锯片铣刀 70 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 其中 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 18 页 共 24 页 F= G G 为工件自重 N 夹紧螺钉： 公称直径 d=15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， 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 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 19 页 共 24 页 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，一固定 V 型，一活动 （ 2） 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸 的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知， T= 96a 。d ）（已知孔的形状公差为 据经验公式， 易知此结果符合。 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： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 20 页 共 24 页 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=18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 18 5 12 5 6 6 6 8 17 + 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。 选用圆形对刀块。圆形对刀块的结构和尺寸如图所示： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 21 页 共 24 页 图 对刀块图 圆形对刀块的尺寸如下图： 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 22 页 共 24 页 标记 四周倒圆图 平塞尺图 塞尺尺寸为： 表 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 23 页 共 24 页 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。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 24 页 共 24 页 总 结 毕业设计即将结束 了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。 毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的 机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 25 页 共 24 页 致 谢 这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。 这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决 技术上的一些难题，她 严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成， 她 都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜， 她 不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩 指导 老师的专业水平外， 她 的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向 指导 老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 第 26 页 共 24 页 参 考 文 献 1. 切削用量简明手册 ,艾兴、肖 诗纲主编 ,机械工业出版社出版，1994年 益民主编，机械工业出版社出版， 1994年 尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版， 1983年 北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版， 1990年 海科学技术出版社， 1981年 10月 宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版， 1997 年 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 手柄 零件名称 手柄 共 页 第 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 锻 件 毛坯外形尺寸 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 锻 锻 造 2 热 退火 3 铣 粗 铣 , 精铣下表面 金工 铣刀，塞尺 铣 粗 铣 , 精铣上表面 金工 铣刀，塞尺 钻 钻 ,铰 38和 22 金工 花钻，铰刀 钻 钻 4 孔 金工 花钻 铣 铣 10 金工 铣刀，塞尺 终检 ，入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 页 第 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 选定 控系统 10 设置工件坐标系 03 调 1#刀 主轴正转 转速 600 08; 环起点 切削液开 环 60 1200 精加工轨迹 加工 12 20 外圆 60 精车循环 回到起点 03 换 2#刀 定位到零件总长 过中心切断 100; 冷却液关 程序结束 10 设置工件坐标系 600 08; 环起点 冷却液开 车循环 70 70 循环起点 车削 圆弧 60; 车削 圆弧 车削 圆弧 返回 点 1000 换 3#刀 增大转速 70 精车循环 返回 点 冷却液关 程序结束 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 3 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 锻 造 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 3 铣下表面 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 热处理 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 3 铣下表面 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 粗 铣 下表面 面铣刀，塞尺 475 精铣下表面 面铣刀，塞尺 475 计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺 卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 4 铣上表面 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 粗 铣上表面 面铣刀，塞尺 475 精铣上表面 面铣刀，塞尺 475 计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编 号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 5 钻铰孔 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻 ,铰 38 麻花钻，铰刀 200 钻 ,铰 22 麻花钻，铰刀 200 计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准 化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 6 钻 4 孔 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工 件数 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻 4 孔 麻花钻 2012 计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 7 铣 10 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 铣 10 铣刀，塞尺 475 477 计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 机械加工工艺卡片 产品型 号 零部件图号 产品名称 手柄 零部件名称 手柄 共 页 第 页 车间 工序号 工序号称 材料牌号 金工 8 质检 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工布工时 机动 辅助 工步号 工步内容 工艺装备 主轴速度(r/切削速度(m/进给量(mm/r) 背吃刀量(进给次数 工步工时 机动 辅助 1 质检 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件编号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 毕业设计说明书 题目： 手柄 的工艺规程及 铣 10 的工装夹具设计 学 生 ： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 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。 手柄 加工工艺规程及其 铣 10 的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。 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 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 6 夹具设计 题的提出 12 位基准的选择 13 削力及夹紧力计算 13 位误差分析 16 向键和对刀装置设计 16 具设计及操作简要说明 20 总 结 22 致 谢 23 参考文献 24 第 1 页 共 24 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。 手柄 的加工工艺规程及其铣 上表 面 的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。 第 2 页 共 24 页 一 零件的分析 零件的作用 、手柄的作用待查 零件的工艺分析 从 手柄 的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以 38 这一组加工面包括：一个 钻 38钻 22铣 工件上下表面 . 工面 这一组加工面包括： 铣 10钻 4孔 第 3 页 共 24 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45，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 锻 造 ，锻 造精度为 2 级，能保证 锻 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 。 毛坯的设计 手柄 零件材料为 45，硬度选用 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. 38 因为孔只有 38 因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜 设计底孔。 因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。 2. 10 该 槽 两侧面 粗糙度都是 行一次 铣 削 即可满足光洁度要求 。根据资料可知，选取加工余量等级为 G，选取尺寸公差等级为9级。 所以根据相关资料和经验可知，毛坯的 槽 定为 10合要求。 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 手柄 ” 零件毛坯简图。 第 4 页 共 24 页 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。从零件图上可以看出， 手柄 较 规则，所以粗基准 比较 容易选择。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。 所以手柄的粗基准为 54和 30两外圆面 . 第 5 页 共 24 页 工件被放在 平面上 ,再用两 固定 活动 进而实现工件的完全定位 . 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。 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 ： 锻 造 。 工序 ： 退火 工序 ： 粗 铣 下表 面 工序 ： 粗 铣 上表 面 工序 ： 精铣下表面 工序 ： 精铣上表面 工序 ： 钻 ,铰 382工序 ： 钻 4 孔 工序 ： 铣 10 工序 X： 终检 ，入库 。 方案二 工序 ： 锻 造 。 工序 ： 退火 工序： 粗 铣 , 精铣下表面 工序： 粗 铣 , 精铣上表 面 工序： 钻 ,铰 382 第 6 页 共 24 页 工序： 钻 4 孔 工序： 铣 10 工序：终检 ，入库 。 方案一与方案相比较 ,方案一工序分的比较分散 ,而方案二则相对比较集中 ,由零件图可知 ,零件的精度要求不高 ,生产类型为大量生产 ,从节约成本 ,生产效率来考虑选择方案二 ,精度方面也能满足要求 . 具体的加工路线如下 工序 ： 锻 造 。 工序 ： 退火 工序： 粗 铣 , 精铣下表面 工序： 粗 铣 , 精铣上表面 工序： 钻 ,铰 382工序： 钻 4 孔 工序： 铣 10 工序：终检 ，入库 。 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： 上表面 Z=2表面 Z=22. 38 22的孔 钻孔 36 铰 孔： 38钻孔 20 铰孔： 22孔 4 铣： 2Z=10 第 7 页 共 24 页 确定切削用量及基本工时 工序 ： 锻 造 工序 ： 退火 工序： 粗 铣 , 精铣下表面 工步一： 粗 铣下表面 1. 选择刀具 刀具选取 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，故可在一次走刀内铣完，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1450 r m 450701000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11603） 计算工时 第 8 页 共 24 页 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ， 则机动工时为 m 5 358421 fn 精铣下表面 1. 选择刀具 刀具选取面 铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 5） 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1450 r m 450701000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11606） 计算工时 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 第 9 页 共 24 页 m 5 328421 fn 粗 铣 , 精铣上表面与工序 似，在此就不多做说明。 工序： 钻 ,铰 382工步一：钻 ,铰 381钻孔至 36 确定进给量 f ：根据参考文 献 表 2钢的00 ， 60 时， 。由于本零件在加工 14 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 m 936 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 m 0 0 200361 0 0 0 切削工时： 6 ， 81 ， 2 ，则机动工时为 m 10 页 共 24 页 2： 铰 孔 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： 6 ， ， 2 ，则机动工时为 m 8312621 钻 ,铰 22 与工步一相似，在此就不多做说明。 工序： 钻 4 孔 (1)钻 4机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 5 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转 速 4 301000 2388r/ 2388r/近的机床转速为 2012r/选取012r/ 第 11 页 共 24 页 所以实际切削速度000 m 0124 m5) 切削工时，按工艺手册表 tm=;其中 l=81l =2 2l =3t tm=28 =工序： 铣 10 选择刀具 刀具选取 立铣刀 ，刀片采用 ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 8） 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 510001000 rd vn s 按机床标 准选取1450 r m 771 0 0 0 1 4 5 0101 0 0 0 w 第 12 页 共 24 页 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11609） 计算工时 切削工时： 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 3821 fn 终检 ，入库 。 第 13 页 共 24 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 10 的铣床夹具。 题的提出 本夹具主要用于铣 下表 面 ，精度要求 不 高， 为此， 只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑 。因为 下表 面和 38 中心线孔有垂直度要求，因此我们要以已加工的 54 孔为定位基准。 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。 铣下表面为第三道工序，也就是工件加工的第一道工序，其基准的选择也就是粗基准的选择，我们选取 54， 30两外圆面为定位 基准，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。 第 14 页 共 24 页 削力及夹紧力计算 （ 1）刀具： 采用锯片铣刀 70 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 其中 第 15 页 共 24 页 F= G G 为工件自重 N 夹紧螺钉： 公称直径 d=15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
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