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夹具 设计

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夹具设计,夹具,设计

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江阴职业技术学院毕业设计课 题：阀盖加工工艺及夹具设计专 题：专 业： 机械制造及自动化学 生 姓 名：班 级：学 号：指 导 教 师：完 成 时 间：摘 要本设计专用夹具的设计本设计专用夹具的设计阀盖零件加工过程的基础上。 主要加工部位可以说是平面和孔加工。在一般普通情况下，确保比保证精密加工孔更加容易。 原以此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。 主要的流程安排是支持在定位孔过程中的第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。 整个过程是一个组合的选取工具。 专用夹具夹具的选取，有自锁机构，原以此，更高的生产力，对于大批量，达到设计给定的要求。关键词：阀盖类零件；工艺；夹具；ABSTRACTMy design is the angle gear seat parts machining process and special fixture design process design based on self. The plane and a series of hole is the main processing surface of the part. As is usually the case to do so. The accuracy of the flat surface to machining accuracy than holes easier control. We can draw. My design on the surface after the first hole sequence. Datum selection to the supporting hole seat angle gear input shaft and the output shaft as a rough benchmark. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane.The bottom surface and the two holes as a precision technology base. I hereby use coordinate boring to make processing of bearing hole. Combination machine tool throughout the machining process design. Special fixture I use, its structure can not be locked, so we can get high production efficiency, I design suitable for processing large quantity, on the assembly line.Key words: Angle gear seat parts; fixture;III目 录摘 要IIABSTRACTIII第一章 加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用11.2 阀盖加工的问题和相应措施21.2.1 孔和平面的加工顺序21.2.2 孔系加工方案选择21.3 阀盖加工定位基准的选择21.3.1 粗基准的选择21.3.2 精基准的选择21.4 阀盖加工主要工序安排31.5 机械加工余量数值、工序尺寸及毛坯尺寸的确定41.6确定切削用量及基本工时（机动时间）51.7 时间定额计算及生产安排12第二章 铣端面夹具设计162.2切削力和夹紧力的计算172.3定位误差分析182.4定向键与对刀装置设计192.5 夹具体的设计212.6 夹具设计及操作的简要说明21第三章 钻孔夹具设计223.1 问题的提出223.2 定位基准的选择223.3 切削力及夹紧力计算223.4 定位误差分析233.5 钻套的设计233.6 夹具设计及操作简要说明25总结26参 考 文 献27V26 第一章 加工工艺规程设计.1 零件的分析.1.1 零件的作用本设计给定的零件是阀盖。起着二个关键性作用：分别是给阀杆定位的作用，确定阀杆传动开关工作正常。其次是密封作用，有一定的强度，防止流体流出来。.1.2 零件的工艺分析我们从阀盖这个的零件图知道。它是一个壳零件，需要加工有五个平面。支承孔系在二边的端面。此外，表面还需加工一系列孔可分2组加工表面。分析请看下面：（1） 以底面为加工表面加工面。包含有：底面的铣削加工；底面孔加工。（2） 的支承孔加工表面加工面。这一组包含有：端面、 的螺孔的孔。1.2 阀盖加工的问题和相应措施我们从以上详细分析可得知。阀盖加工表面是平面孔系。通常情况下是这样的，孔系的加工精度要比平面的加工精度较难掌控。由于是大生产量生产。 要考虑因素如何满足提高加工过程中的效率问题。1.2.1 孔和平面的加工顺序对于阀盖类零件，加工顺序是先面后孔。其次，首先先加工面可以去除铸件不均匀表面，进而为孔加工提供前提，也有利于保护刀具。1.2.2 孔系加工方案选择通过阀盖孔系加工方案，应选择符合加工方法。我们不仅要在设计时考虑加工精度与及加工效率方面，我们也要考虑经济方面。依据阀盖要求显示和生产力的要求，目前应用在镗床夹具镗床组合适于。（1）用镗模法镗孔在大批量生产中，加工阀盖孔系通常是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。 当镗杆的镗套引导镗，镗模的精度直接保证钥匙孔的精度。（2）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且可以实现大的品种和数量，和产品的升级换代，所需时间短。 普通的镗模加工，生产成本高，周期长，难满足要求，和坐标镗可以满足这一要求。 镗加工模板还需要利用坐标镗床。1.3 阀盖加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足下列要求：（1）保证每个重要支持均匀的加工余量数值。（2）保证零件和管壁有一定的差距。为了满足要求，主要支持应作主要参考孔。作粗基准输入轴和输出轴。 因此，主轴承孔的精定位，孔的加工余量数值必须统一。因与孔的位置，墙是相同的核心的位置。 孔的余量数值均匀保证余量数值均匀。1.3.2 精基准的选择阀盖孔与孔，孔与平面，平面与平面的位置。从孔与孔的位置，孔与平面，平面与平面的位置。从管底座零件图的分析，支撑孔平行并覆盖大面积的平面与主轴，适合用作精基准。 但与平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法对典型的全过程，基本能够满足定位要求的参考。 最后，虽然它是装配基准通油管底座地，但因它是对垂直主轴承孔的基础。1.4 阀盖加工主要工序安排用于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。基管的处理的第一步是处理一个统一的基础。 具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。 由于顶面处理后到管道基础处理已经完成，除了个人的过程，作定位基准。 因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。工序安排应该是尽可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。 螺纹孔钻床的钻头，切削力大，也应在粗加工阶段完成。 对于阀盖，需要精加工是支持前孔与平面结束后。 依据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。 因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理，所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。 螺纹孔攻丝时，切削力小，可以分散在后期阶段。加工完成后，还要检验入库等操作，卫生打扫干净。依据分析阀盖加工路线：工艺路线一：工序1：准备铸件毛坯工序2：洗去上面的砂粒及尘土工序3：在阀盖表面涮上油漆工序4：铣阀盖底面工序5：钻，铰16孔，钻6-8.5孔工序6：铣阀盖右端面工序7：钻、扩、铰14H7孔，铰钻、扩、铰30孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8工序8：检验合格后，交付装配工艺路线二：工序1：准备铸件毛坯工序2：洗去上面的砂粒及尘土工序3：钻，铰16孔，钻6-8.5孔工序4：钻、扩、铰14H7孔，铰钻、扩、铰30孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8工序5：在阀盖表面涮上油漆工序6：铣阀盖底面工序7：铣阀盖右端面工序8：检验合格后，交付装配方案二把钻孔工序调整到最前面了，这样违反先面后孔的规则，并且可能导致孔的基准不足。以上工艺详见卡片。工序1：准备铸件毛坯工序2：洗去上面的砂粒及尘土工序3：在阀盖表面涮上油漆工序4：铣阀盖底面工序5：钻，铰16孔，钻6-8.5孔工序6：铣阀盖右端面工序7：钻、扩、铰14H7孔，铰钻、扩、铰30孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8工序8：检验合格后，交付装配1.5 机械加工余量数值、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“阀盖”零件材料采用HT150制造。材料为HT150，硬度HB 170到241，大批量生产，铸造毛坯。（1）底面的加工余量数值。各工步余量数值请看下面：粗铣：参照。其余量数值我们取值，现取。精铣：参照，其余量数值我们取值。（3）底面孔毛坯为实心，不冲孔。（4）端面加工余量数值。依据要求，前后端面被分成粗铣、精铣加工。各工序余量数值请看下面：粗铣：参照，其加工余量数值，现取数值。（5）螺孔毛坯是，不冲孔的实心毛坯。1.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序1：无切削加工，无需计算工序2：无切削加工，无需计算工序3：铣阀盖底面机床：铣床X62W刀具：面铣刀 齿数（1）粗铣铣削深度：每齿进给量数值：取铣削速度：取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量数值：工作台每分进给量数值： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣铣削深度：每齿进给量数值：取铣削速度：取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量数值：工作台每分进给量数值： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序5：钻，铰16孔，钻6-8.5孔工步一：钻6-8.5孔确定进给量：当铸铁的，时，。由于本零件在加工40孔时属低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则依据Z3080机床说明书，现取切削速度：查得切削速度所以 依据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为总的工时：T=6t=1.263min工步二：钻，铰16孔的底孔15.8孔确定进给量：当铸铁的，时，。由于本零件在加工16孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则Z3080机床说明书，现取切削速度： 所以 依据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步三：铰16孔，得按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序4：铣阀盖右端面机床：铣床X62W刀具：面铣刀 齿数（1）粗铣铣削深度：每齿进给量数值：取铣削速度：取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量数值：工作台每分进给量数值： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣铣削深度：每齿进给量数值：取铣削速度：取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量数值：工作台每分进给量数值： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序7：钻、扩、铰14H7孔，30H8孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8工步一：钻14孔确定进给量：当铸铁的，时，。由于本零件在加工40孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则依据Z525机床说明书，现取切削速度：查得切削速度所以 依据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：铰钻、扩、铰30孔底孔29.8利用钻头将钻孔扩大至29.8，依据有关手册规定，扩钻的切削用量可依据钻孔的切削用量选取依据机床说明书，选取则主轴转速为，并钻床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步三：铰30孔，得按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工步四：铰30H8孔，得按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工步五：钻4-M8的螺纹底孔6.8选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时：总的工时：T=4t=0.40min工步六：攻螺纹4-M8mm 选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：总的工时：T=4t=0.20min工序8：检验合格后，交付装配1.7 时间定额计算及生产安排设年产量是10万件。一年有250个工作日。一个日产量420。 一天工作时间的计算8个小时，每部分的生产时间不应超过1.14min。 机械加工单（在上述生产类型：）时间定额：大规模生产）参照： （大量生产时）大批量生产时间定额公式为： 其中： 单件时间给定额度 基本时间 辅助时间。各种辅助动作的消费，含有装卸时间和辅助时间工作 布置场所地、休息时间占操作时间的百分比值工序1：粗、精铣底面机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。在装卸时间非常的短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则： 单间时间定额： 当安装设置两台机床时， 就可以能够满足要求工序2：钻底面孔、铰定位孔机动时间：辅助时间：取工步辅助时间值为。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则：单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。工序3：粗铣两侧面及凸台机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则： 单间时间定额： 由此我们可以得出安置一台机床就可以达到生产要求。工序4：钻侧面孔机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则：依据表2.5.43，单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。工序5：粗铣前后端面机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则： 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。工序6：铣前后端面机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 。则： 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。工序9：粗镗前后端面支承孔机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值为。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则：单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时，就可以达到生产要求工序11：精镗支承孔机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时， 就可以达到生产要求工序12：端面螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸阀盖辅助时间数值为，工步辅助时间数值为。则：参照钻孔值，取单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。工序14：精铣端面机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时，就可以达到生产要求工序15：精铣侧面机动时间：辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时，就可以达到生产要求工序17：底面孔机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸阀盖辅助时间数值，工步辅助时间数值。则：参照钻孔值，取单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。第二章 铣端面夹具设计本文设计的是铣工件右端面铣床夹具。2.1问题的提出 本夹具主要作用在铣工件右端面，同其他面没有位置要求，我们选用已经加工好的底面孔及其其端面来定位。2.2切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 端铣刀 50mm z=24,机床： X6132铣床 由3 所列公式 得 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 依据切削力，夹紧力的影响因素，在夹紧不利状态过程，该夹紧力的计算应该依据机械平衡原理来设计。 最后，为了确保可靠夹紧，数值乘以安全系数实际所需夹紧力。安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数， 所以有： 产生的夹紧力（当螺旋夹紧时）如下公式：式中参数： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 从上述计算我们得出实际夹紧力不是很大，要使得它有结构简单、操作方便等特点，我们决定用手动螺旋夹紧机构。2.3定位误差分析选用的工件定位于圆孔在定位销上，水平放置定位销。定位间有着间隙，所以肯定会引起径向基准位移误差。定位副只存在单边间隙在重力影响下，即工件始终以孔壁同心轴上母线相触，如此径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见图。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。图3.2 定位分析图2.4定向键与对刀装置设计定向键部件是装在夹具底面的纵向槽中的，通常情况下我们使用两个定向键如下图所示：图 3.3 夹具体槽形和螺钉图依据T形槽的宽度 a=25mm 。定向键尺寸看下表：表 3.1 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237对刀块以及平塞尺一起成就了对刀装置，确定相对位置。此工序用来顶面的铣加工，我们取用直角对刀块。它的结构和尺寸如图请看下方图：图 3.4 对刀块图塞尺选用平塞尺，看下图： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC3-0.0060.252.5 夹具体的设计夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。 当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。 夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。2.6 夹具设计及操作的简要说明本装置的最大优点是结构简单、紧凑。压紧力小，所以采用手动快速螺旋夹紧夹紧。如前所述，夹具的设计，应使夹具结构简单，操作方便，成本低。为了提高夹具的价格。 加工过程余量小切削力小，手动夹紧可以达到工艺要求，而不会出问题的。第3章 钻孔夹具设计本夹具主要用来钻下底面68.5的夹具设计，由于加工精度不是很高，因为加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生产成本，减轻劳动强度从而来提高效率。3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻下底面68.5的夹具设计。没有任何精度要求，只要思考生产效率的提高上，不必要考虑精度。3.2 定位基准的选择加工路线的第一步是定位基准的选择。定位基准的选择要合理，否则直接影响加工过程和最终工件质量。基准的选择不妥当，就会增加不合理的的过程或工艺路线，或是夹具设计更加困难，甚至达不到零件的加工位置精度要求。所以应根据零件要求，保证加工精度，定位基准的合理选择。这一部分不需要很高的技术要求，平行性和对称性也不高，我们主要应考虑提高工作效率，降低劳动强度，提高加工精度这几方面。工件的底面，右端，另一端为定位基准，属于完全定位，夹紧，由铰链板实现夹紧机构。3.3 切削力及夹紧力计算 由于本道工序是工艺孔的钻孔加工，钻削力。钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 加工工艺孔时，夹紧力方向同钻削力方向是一样的。夹紧力不需计算。3.4 定位误差分析定位在工件夹具的工件的数量，位置不完全相同，所以加工工件的尺寸，不一致，和误差的形成原因，即表面工件的定位相对工序基准误差。有两个原因，一是由于定位基准与设计基准不重合。二是定位基准与限位基准不重合引起的。依据零件图知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形状公差为0.28，依据经验公式，易知此结果符合。3.5 钻套的设计钻下底面上68.5的螺栓孔至8.4，再铰削到8.5H7，加工需钻，铰，因为钻后还要铰，为了我们钻后能及时的铰，所以我们要用快换钻套。依据工艺要求：要首先用8.4的麻花钻钻孔。查机床夹具标准件可知8.4相配的快换钻套的具体结构如下 具体的尺寸如下因为快换钻套和夹是间隙配合，通过加压螺纹钉他紧紧地搂在钻模板快换钻套的处理时间，以防止工件的加工时间的旋转，有以上可知，8.4快换钻套螺钉M5的大小相匹配，检查夹具标准件M5，快