机械制造技术课程设计-虎钳固定钳身的机械工艺规程和钻削φ12孔夹具设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学课程设计2辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计全套图纸，加153893706班级：机电05-2姓名：指导教师：完成日期：2008-7-1一、设计题目虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计二、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(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(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、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要 首先了解到自己的设计任务是在虎钳固定钳身上钻削孔，通过画零件图了解零件的结构和工作原理，并进行相应的工艺性分析。通过查资料、到机电总厂请教，并问老师，不断修正自己的工艺路线，并编制相应的工艺规程，写工艺卡片，对加工过程有了初步了解。接着开始钻床夹具的设计，确定定位方案，夹紧机构，并绘制夹具的装配草图，确定夹具的零件图，并完成说明书的编写。 通过这次设计，使自己对机械制造工艺有了了解，并对CAD制图软件达到了熟练的程度，培养了自己分析问题、解决问题的能力。Abstract First of all understand that their task is to design Huqian fixed clamp on drilling holes through the painting Parts understanding of parts of the structure and working principle, and the corresponding process of analysis. Through investigation, to ask the Electrical and Mechanical Plant, and asked the teacher, refine its process line, and the preparation of the corresponding point of order, writing of the card, the process has a preliminary understanding. Then start drilling fixture design, determine positioning programme, clamping, and the mapping of the draft fixture of the assembly to determine the fixture parts map, and completed the preparation of brochures. Through this design, the machinery so that their manufacturing process with understanding, and CAD mapping software reached the level of proficiency and cultivate their own analysis, problem-solving abilities.目录1、工艺分析11.1结构和工作原理11.2技术要求21.3 审查工艺性31.4 确定生产类型32、工艺规程设计32.1选择毛坯32.2确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量32.3拟定工艺路线42.3. 1定位基准的选择42.3.2表面加工方法的确定42.3.3加工阶段的划分52.3.4工序的集中和分散52.3.5机械加工工序62.3.6确定工艺路线62.4、加工余量、工序尺寸和公差的确定72.5、切削用量的计算72.5.1钻孔工步72.5.2粗铰工步72.5.3精铰工步83、专用钻床夹具设计83.1夹具设计任务83.2确定夹具的结构方案83.2.1确定定位元件83.2.2确定导向装置83.2.3确定夹紧机构93.3画夹具装配图93.4、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求91、工艺分析1.1结构和工作原理固定钳是身整个平口钳的基体部分，丝杠是通过固定钳口的两个安装孔来定位的，并且在丝杠和固定钳身之间还安装了一个垫圈以减小摩擦。大螺母是和丝杠相互配合的，可以在丝杠上移动。活动钳口是通过固定螺钉安装在大螺母上的，这样活动钳口就可以在大螺母的带动下一起移动.另外有两个钳口板分别用螺钉固定在固定钳身和活动钳口上面,这样在丝杠旋转时就可以带动大螺母一起移动,将丝杠的旋转运动转化为活动钳口的直线移动,这时活动钳口上的钳口板就可以相对于固定钳身上的钳口板进行移动,从而实现平口钳的加紧和松开.1.2技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度 Ra形位公差mm钳身上表面30IT71.6钳身下表面30IT71.6安装孔IT91.6 安装孔IT91.6工字槽下表面IT71.6钳口板左端面7IT106.3钳口板下表面20IT86.32IT86.3钳口板前端面IT86.3钳口板后端面IT86.3孔下端面2IT106.3孔孔的圆周面IT106.3孔IT106.3工字槽前端面工字槽的前端面28IT86.3工字槽后端面46IT86.3固定钳身的两个安装孔和丝杠有配合要求,加工精度要求较高.两个安装孔的同轴度为.钳口板的左端面和活动钳口的钳口板要加紧或张开工件,所以要增强其刚度和耐磨性.该零件的各项技术要求制定的较为合理.1.3 审查工艺性分析零件图可知, mm孔和mm孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度.钳口板槽需进行铣削加工,加工精度要求较高主要工作表面也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量的加工出来.由此可知,该零件的工艺性较好. 1.4 确定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、工艺规程设计2.1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10，由表2-3得.，钳身上、下表面的尺寸公差为2.6mm.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，钳身左、右表面的基本尺寸R2=154+1.52+0.53.6=158.8，上下偏差分别为+1.8、-1.8 2.3拟定工艺路线2.3. 1定位基准的选择 选钳身的下表面、右端面，孔为精基准，选钳身的上表面为粗基准，定位加工钳身的下表面。选钳身的左端面为粗基准，定位加工右端面。选钳身的右端面为精基准，定位加工钳口槽的左端面和钳身的左端面。选钳身的下表面为精基准，定位加工孔、孔、 孔，保证两者的同轴度要求，加工钳身的上表面和钳口板的上表面。选孔、孔的轴线为精基准，加工其它表面。2.3.2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钳身的左端面粗铣钳身的右端面粗铣mm 孔IT106.3钻、粗扩、精扩mm孔IT91.6钻、粗铰、精铰mm孔IT91.6钻、粗铰、精铰钳口板左端面IT106.3粗铣、精铣工字槽的下表面IT71.6粗铣、精铣钳身上表面IT71.6粗铣、精铣钳身下表面IT71.6粗铣、精铣钳口板下表面IT86.3粗铣、精铣钳口板的前端面IT86.3粗铣、精铣钳口板的后端面IT86.3粗铣、精铣mm孔IT106.3钻、粗扩、精扩mm孔IT106.3钻、粗扩、精扩工字槽的前端面IT86.3粗铣、精铣工字槽的后端面IT86.3粗铣、精铣2.3.3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（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。2.3.5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（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，再加工孔和孔。2.3.6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mm孔组合钻床麻花钻、铰刀3钻、粗铰、精铰mm孔组合钻床麻花钻、铰刀4钻、粗铰、精铰mm孔组合钻床麻花钻、铰刀5粗铣钳身、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、精扩孔组合钻床麻花钻、扩孔钻16钻、粗扩、精扩孔组合钻床麻花钻、扩孔钻2.4、加工余量、工序尺寸和公差的确定工序4-粗铰、精铰孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定由表2-28可查得，精铰余量=0.05mm; 粗铰余量=0.95mm;钻孔余量=11mm。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： mm;粗铰： mm;钻孔：mm. 2.5、切削用量的计算2.5.1钻孔工步 2.5.1.1背吃刀量的确定 取=11mm.2.5.1.2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. 2.5.1.3切削速度的计算 由表5-22，切削速度=14m/min.,由公式n=1000v/d,得该工序钻头转速n=405.3r/min.,取四面组合钻床主轴转速为530r/min.,再代入n=1000v/d，得该工序的实际钻削速度=18.3m/min.2.5.2粗铰工步 2.5.2.1背吃刀量的确定 取=0.95mm. 2.5.2.2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. 2.5.2.3切削速度的计算 由表5-31，切削速度=4m/min.,由公式n=1000v/d,得该工序铰刀转速n=106.6r/min.,取四面组合钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/d，得该工序的实际切削速度=5.25m/min.2.5.3精铰工步2.5.3.1背吃刀量的确定 取=0.05mm. 2.5.3.2进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.50mm/r. 2.5.3.3切削速度的计算 由表5-31，切削速度=5m/min.,由公式n=1000v/d,得该工序铰刀转速n=132.7r/min.,取四面组合钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/d，得该工序的实际切削速度=5.28m/min.3、专用钻床夹具设计3.1夹具设计任务目的是钻孔。已知：工件材料为HT200，毛坯件为铸件，所用机床为四面组合钻床，大量生产，任务是为该工序设计一钻床夹具。3.2确定夹具的结构方案3.2.1确定定位元件 钳身的下表面用斜槽式支承板实现定位，由表8-3，高H=16mm,选长L=160mm,宽B=25mm,A=60mm,l=20mm,d1=15mm,d=9mm,h=6mm,h1=1.5mm.,b=17mm 右表面用平板式支承板实现定位，由表8-3，H=12mm,L=80mm,B=20mm,A=40mm，l=20mm, d1=15mm,d=9mm,h=6mm，孔与菱形销配合，由表5-1，B=16 mm,b=2mm. ，根据工序简图规定的定位基准，两个支承板对工件下表面定位，限制三个自由度，菱形销和孔配合，限制一个自由度，加工时保证工件孔和孔的同轴度，工件右表面用一个支承板板定位，限制两个自由度，实现工件正确定位。定位孔与定位销的配合尺寸取为H7/f6（在夹具上标出定位销配合尺寸f6）。对于工序尺寸16mm,定位基准和工序基准重合，定位误差（16）=0；对于加工孔的同轴度公差要求，=0；加工孔径尺寸mm由刀具直接保证，（）=0。由上述分析可知，该定位方案合理、可行。3.2.2确定导向装置 钻床夹具的刀具导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工工具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。由表9-7，知虎钳钳身应选快换钻套。钻套几何参数的确定1)钻套的导向高度H 本零件要求加工工序精度较高的孔，并且是加工小孔，所以取H=3D=311mm=33mm.2)排屑间隙h1钻套的下表面与工件的切入表面间的距离称排屑间隙，由于被加工材料为铸铁，所以h1=(0.30.7)D=3.37.7mm,取h1=6mm.3.2.3确定夹紧机构此夹具选用偏心螺旋压板夹紧机构，其中的各零件均采用标准夹具元件。3.3画夹具装配图 3.4、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 参考文献1 蔡光耀.机床夹具设计M.北京:机械工业出版社,1988.2 赵 俊,楮乃雄.AG材料床身的结构设计J.制造技术与机,1996,26(03):27-293黄键