十字头的机械加工工艺规程及夹具设计（含全套CAD图纸） .pdf

任务书 一一 设计题目设计题目 设计如下十字头的机械加工工艺规程及工装夹具设计 二二 原始数据和技术要求原始数据和技术要求 生产类型 成批生产 三三 设计内容与要求设计内容与要求 1 毛坯图 1 张 a4 幅面 2 制定零件的机械加工工艺规程 填写机械加工工艺过程卡片 十字头 及所有工序的机械加工工序卡片 1 套 3 设计说明书 1 份 四四 进度安排进度安排 序号 内容 时间 天 1 领取设计任务书 熟悉资料 搜集设计资料 1 2 分析零件图及加工要求 0 5 3 选择毛坯的种类及制造方法 确定毛坯尺寸 绘 制毛坯图 1 4 选择加工方法 拟订工艺路线 2 5 进行工序设计和工艺计算 4 6 编写课程 设计说明书 1 5 目录 第一部分 第一部分 工艺设计说明书工艺设计说明书 4 1 零件图工艺性分析 4 1 1 零件结构功用分析 4 1 2 零件图纸分析 4 1 3 主要技术条件 4 2 毛坯选择 4 2 1 毛坯类型 4 2 2 毛坯余量确定 5 2 3 毛坯 零件合图草图 5 3 机械工艺路线确定 5 3 1 定位基准的选择 5 3 2 加工顺序的安排 6 3 3 加工阶段的划分说明 6 3 4 加工工序简图 6 4 主要工序尺寸及其公差确定 7 5 设备及其工艺装备确定 7 6 切削用量及工时定额确定 8 第二部分 第二部分 夹具设计说明书夹具设计说明书 14 4 m6 的螺纹孔夹具的螺纹孔夹具 14 2 2 镗床夹具设计 20 上偏差为 0 023 下偏差为 0 的销孔 16 2 3 扩扩 20 上偏差为上偏差为 0 018 下偏差为下偏差为 0 孔夹具 孔夹具 21 2 4 精车外圆夹具的设计精车外圆夹具的设计 85 上偏差为上偏差为 0 05 下偏差为下偏差为 0 15 24 2 5 夹紧装置设计 35 35 2 5 夹紧装置设计 35 35 的方孔 的方孔 26 2 5 1 定位基准的选择 26 2 5 2 定位元件的设计 26 2 5 3 定位误差分析 27 2 5 4 铣削力与夹紧力计算 27 2 5 5 夹具体槽形与对刀装置设计 27 2 5 6 夹紧装置及夹具体设计 30 3 2 7 夹具设计及操作的简要说明 30 第五部分 第五部分 设计体设计体会 31 参考文献 参考文献 32 第一部分 第一部分 工艺设计说明书工艺设计说明书 1 零件图工艺性分析 1 1 零件结构功用分析 十字头零件是机械中常见的一种零件 它的应用范围很广 由于 它们功用的不同 该类零件的结构和尺寸有着很大的差异 但结构上 仍有共同特点 零件的主要表面为精度要求较高的孔 零件由内孔 外圆 端平等表面构成 1 2 零件图纸分析 由零件图可知 该零件形状较为复杂 外形尺寸不大 可以采 用铸造毛坯 由于该零件的两个 20 孔要求较高 它的表面质量直 接影响工作状态 通常对其尺寸要求较高 一般为 it5 it7 加工时 两 20 孔的同轴度应该控制在 0 01mm 85 外圆的尺寸它直接影响 孔在空间的位置 加工时可以将其加工精度降低 通过装配来提高精 度 1 3 主要技术条件 1 孔径精度 两 20 孔的孔径的尺寸误差和形状误差会造的配合不 良 因此对孔的要求较高 其孔的尺寸公差为 it7 2 主要平面的精度 由于 85 外圆接影响联接时的接触刚度 并且加 工过程中常作为定位基面 则会影响孔的加工精度 因此须规定其加 工要求 2 毛坯选择 2 1 毛坯类型 考虑到十字头工作时的作用 要求材料要有很高的强度 并且 该零件结构较为复杂 故选用铸造毛坯材料为 ht200 2 2 毛坯余量确定 由书机械加工工艺设计资料表 1 2 10 查得毛坯加工余量为 2 毛坯尺 寸偏差由表 1 2 2 查得为 1 4 2 3 毛坯 零件合图草图 3 机械工艺路线确定 3 1 定位基准的选择 3 1 1 精基准的选择 选择十字头底面与两 85 外圆作定位基准 因 为 85 外圆柱面 及底面是装配结合面 且十字头底面又是空间位 置的设计基准 故选择十字头底面与外圆作定位基准 符合基准重合 原则且装夹误差小 3 1 2 粗基准的选择 以十字头上端面和十字头支撑外圆定位加工出 精基准 3 2 加工顺序的安排 十字头零件主要由孔和平面构成与箱体类零件大体相同 加工 顺序为先面后孔 这样可以用加工好的平面定位再来加工孔 因为轴 承座孔的精度要求较高 加工难度大 先加工好平面 再以平面为精 基准加工孔 这样即能为孔的加工提供稳定可靠的精基准 同时可以 使孔的加工余量较为均匀 3 3 加工阶段的划分说明 加工阶段分为 粗加工阶段 半精加工阶段 精加工阶段 3 4 加工工序简图 1 铸 铸造 清理 2 热处理 时效 3 粗车 85 外圆 4 粗铣上顶面 5 粗 精铣底平面 6 钻 攻 4 m6 螺纹孔 7 扩 20 孔 9 铣十字头 10 粗镗 65 内孔 11 粗镗 半精镗 精镗 2 20 内孔 12 挖 2 24 环槽 13 精车 85 外圆 14 去毛刺 15 终检 4 主要工序尺寸及其公差确定 85 工艺路线 基本尺寸 工序余量 经济精度 工序尺寸 铸 90 5 5 5 90 5 1 4 粗车 87 3 5 12 5 it11 87 0 13 0 半精车 85 5 1 5 6 3 it9 85 5 0 062 0 精车 85 0 5 1 6 it7 85 020 0 041 0 20 工艺路线 基本尺寸 工序余量 经济精度 工序尺寸 铸 14 6 14 1 4 粗镗 17 3 6 3 it11 17 13 0 0 半精镗 19 5 2 5 3 2 it9 19 5 062 0 0 精镗床 20 0 5 1 6 it7 20 0 01 5 设备及其工艺装备确定 所用的设备有 ca6140 x62w t618 z4012 检验台 钳 工台 夹具有 镗 2 20 孔专用夹具 车床专用夹具 钻 2 m6 底孔专用夹 具 扩 20 孔专用夹具 刀具有 90 度车刀 硬质合金铣刀 平板锉 开式自锁夹紧镗刀 5 钻头 m6 丝锥 20 钻头 圆锉刀 量具有 游标卡尺 专用塞规 6 切削用量及工时定额确定 粗车 半精车 精车时 t1 t 辅 t2 t 机 t3 t 工 t4 t 休 挖 24 环形槽 ap 2 由表 5 3 1 得 f 0 4m r 由表 5 3 20 得 v 90m r 则 n 220 x90 40 495 r mm 工时定额 由表 3 3 3 得 操作机床时间为 0 02 0 04 0 03 0 07 0 06 0 02 0 01 0 02 0 03 0 04 0 64 min 由表 3 3 4 得 测量工件时间为 0 08 0 08 0 16 min t1 0 64 0 16 0 8 min 由表 5 4 1 得机动时间为 t2 0 05 0 02 0 03 0 1 m r t 基 lz nfap 0 2 min 则 t 总 t1 t2 t 基 2 26 min 粗车 85 外圆时 ap 2 由表 3 1 得 f 0 5 m r 由表 5 3 20 得 v 82 m r 则 n 318x82 85 307 m r 工时定额 由表 3 3 3 得 操作机床时间为 0 02 0 04 0 03 0 07 0 06 0 02 0 01 0 02 0 03 0 04 0 64 min 由表 3 3 4 得 测量工件时间为 0 08 0 08 0 16 min t1 0 64 0 16 0 8 min 由表 5 4 1 得机动时间为 t2 0 05 0 02 0 03 0 1 m r t 基 lz nfap 0 167 min 则 t 总 t1 t2 t 基 0 347 min 半精车 85 外圆时 车刀刀杆尺寸 bxh 取 16x25 ap 1 由表 3 1 得 f 0 4 m r 由表 5 3 20 得 v 100 m r 则 n 318x100 85 374 m r 工时定额 由表 3 3 3 得 操作机床时间为 0 02 0 04 0 03 0 07 0 06 0 02 0 01 0 02 0 03 0 04 0 64 min 由表 3 3 4 得 测量工件时间为 0 08 0 08 0 16 min t1 0 64 0 16 0 8 min 由表 5 4 1 得机动时间为 t2 0 05 0 02 0 03 0 1 m r t 基 lz nfap 0 34 min 则 t 总 t1 t2 t 基 0 52 min 精车 85 外圆时 车刀刀杆尺寸 bxh 取 16x25 ap 0 5 由表 3 1 得 f 0 3 m r 由表 5 3 20 得 v 107 m r 则 n 318x107 85 400 m r 工时定额 由表 3 3 3 得 操作机床时间为 0 02 0 04 0 03 0 07 0 06 0 02 0 01 0 02 0 03 0 04 0 64 min 由表 3 3 4 得 测量工件时间为 0 08 0 08 0 16 min t1 0 64 0 16 0 8 min 由表 5 4 1 得机动时间为 t2 0 05 0 02 0 03 0 1 m r t 基 lz nfap 0 857 min 则 t 总 t1 t2 t 基 1 75 min 铣 85 上顶面时 切削用量 ap 3 5 由表 6 3 2 得 f 0 2 m r 由表 6 3 21 得 v 120 m r 则 n 318v d 318 x120 85 449 m r 工时定额 由表 6 4 1 得 t2 lw lf fxn 1 45 min 由表 3 3 7 得 操作机床时间为 0 83 min 由表 3 3 8 得 测量工件时间为 0 14 min t1 2 27min t3 51min t4 15min t 基 lz nfap 0 5 min 则 t 总 t1 t2 t 基 68 7min 钻 2 m6 底孔 2 5 孔时 切削用量 ap 3 5 由表 7 3 1 得 f 0 36 m r 由表 7 3 11 得 v 13 m r 则 n 318v d 318 x13 5 826 m r 工时定额 t2 lw lf fxn 0 1 min 由表 3 3 9 得 装夹工件时间为 0 17min 由表 3 3 10 得 松开卸下工件时间为 0 15min 由表 3 3 12 得 测量工件时间为 0 04min t1 0 76 min t3 47 min t4 15 min 则 t 总 t1 t2 t 基 62 9min 粗铣 半精铣 85 底平面时 粗铣时 切削用量 ap 2 5 由表 6 3 2 得 f 0 2 m r 由表 6 3 21 硬质合金铣刀铣削灰铸铁时 v 120 m r 则 n 318v d 763 2m r 工时定额 由表 6 4 1 得 t2 lw lf vf 2 63 min 精铣时 切削用量 ap 1 由表 6 3 2 得 f 0 12 m r 由表 6 3 21 硬质合金铣刀铣削灰铸铁时 v 150 m r 则 n 318v d 561m r 工时定额 由表 6 4 1 得 t2 lw lf vf 3 5 min 由表 3 3 7 得 操作时间为 0 83min 由表 3 3 8 得 测量工件时间为 0 14min t1 2 27 min t3 51 min t4 15 min 则 t 总 t1 t2 t 基 80 53min 粗镗 17 内孔 半精镗 精镗 20 内孔时 粗镗时 切削用量 ap 3 由表 8 2 1 得 f 0 5 m r v 80 m r 则 n 318v d 1496 5m r 工时定额 t2 lw lf vf 0 03 min 半精镗时 切削用量 ap 2 5 由表 6 3 2 得 f 0 2m r v 100m r 则 n 318v d 1630 7m r 工时定额 t2 lw lf vf 0 04min 精镗时 切削用量 ap 0 5 由表 6 3 2 得 f 0 15m r v 80m r 则 n 318v d 1590m r 工时定额 t2 lw lf vf 0 07min 由表 3 3 1 得 装夹工件时间为 0 42min 由表 3 3 2 得 松开卸下工件时间为 0 12min 由表 3 3 3 得 操作机床时间为 0 02 0 04 0 03 0 07 0 06 0 02 0 01 0 02 0 03 0 04 0 64 min 由表 3 3 4 得 测量工件时间为 0 16min t1 1 34 min t3 56min t4 15 min 则 t 总 t1 t2 t 基 72 62min 攻 m6 螺纹孔时 切削用量 ap 2 5 由表 7 3 1 得 f 0 27 m r 由表 7 3 11 得 v 15 m r 则 n 318v 5 318 x15 5 954m r 工时定额 t2 lw lf fxn 1 5 min 由表 3 3 9 得 装夹工件时间为 0 04min 由表 3 3 10 得 松开卸下工件时间为 0 05min 由表 3 3 11 得 操作机床时间为 0 32 min t1 0 43 min t3 47 min t4 15 min 则 t 总 t1 t2 t 基 62 73min 扩 20 孔时 切削用量 ap 2 5 由表 7 3 1 得 f 0 27 m r 由表 7 3 11 得 v 15 m r 则 n 318v d 318 x15 20 238 5m r 工时定额 t2 lw lf fxn 1min 由表 3 3 9 得 装夹工件时间为 0 04min 由表 3 3 10 得 松开卸下工件时间为 0 05min 由表 3 3 11 得 操作机床时间为 0 32 min t1 0 43 min t3 47 min t4 15 min 则 t 总 t1 t2 t 基 62 63min 第二部分 第二部分 夹具设计说明书 夹具设计说明书 4 m6 的螺纹孔夹具的螺纹孔夹具 工序尺寸精度分析 由工序图可知此工序的加工精度要求不高 具体加工要求如下 钻 2 m6 底孔 无其它技术要求 该工序在摇臂 钻床上加工 零件属成批量生产 定位方案确定 根据该工件的加工 要求可知该工序必须限制工件五个自由度 即 x 移动 x 转动 y 转 动 y 移动 z 转动 但为了方便的控制刀具的走刀位置 还应限制 z 移动 因而工件的六个自由度都被限制 由分析可知要使定位基准 与设计基准重合 选 85 外圆 底平面作为定位基准 以 85 外圆 端面定位限制移动 具体结构如下 1 选择定位元件 由于本工序的定位面是 85 外圆 底平面 所以夹具上相应的定 位元件选为一个定位孔和两个平面 定位误差分析计算 分析计算孔 的深度尺寸 7 的定位误差 用 85 外圆表面定位 工件定位面是外 圆表面 定位元件的定位工作面是 85 外圆面 定位基准是外圆母 线 当工件外圆直径发生变化时其中心线在定位孔内左右移动 定位 误差计算如下 jb 1 2t d 1 2x0 021 0 0105 db 1 2 d d min 0 021 0 015 0 023 2 0 0295 dw jb db 0 04 t 3 所以满足要求 夹紧方案及元件确定 1 计算切削力及所需加紧力 工件在加工时所受的力有加紧力 j 切削力 f 和工件重力 g 三者作 用方向一至 由机床夹具设计手册表 1 2 7 得切削力的计算公式 fx 667ds 7 0 kp 667x7x700 7 0 x650 726 1083n 实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为 f kfx k 由表 1 2 2 查得为 1 15 1 15fx 1245 45n 2 设计钻套 连接元件及夹具体 钻模板 由于此工件是成批量生产 固选用 gb2264 80 可换钻套 选用 活动式钻模板 根据钻床 t 型槽的宽度 决定选用 gb2206 80 宽度 b 14 公 差带为 h6 的 a 型两个定位键来确定夹具在机床上的位置 夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体 并在夹具体底部两端设计出供 t 型槽用螺栓紧固夹具用的 u 型槽耳座 2 2 镗床夹具设计 20 上偏差为 0 023 下偏差为 0 的销孔 镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体 支架等工件上的单孔 或孔系 镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一 般车床 铣床和摇臂钻床上 加工有较高精度要求的孔或孔系 镗床 夹具 除具有定位元件 加紧机构和夹具体等基本部分外 还有引导 刀具的镗套 而且还像钻套布置在钻模板上一样 镗套也按照被加工 孔或孔系的坐标位置 布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔 的几何形状精度 因此 镗套 镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元 件 根据基准面重合的原则 选定底面定位基准 限制三个自由度 工序孔限制三个自由度 实现定位 由于定位基准是经过加工过的光 平面 故定位元件等用夹具体把两个定位元件联成一体 工件放在上 面 使重力与加紧方向一致 本夹具属于单支承前引导的镗床夹具 本就加以说明介绍 单支承前引导的镗床夹具 既镗套位于被加工孔的前方 介于工件与 机床主轴之间 主要用于加工 d3 6 6 8 8 20 20 25 25 32 32 40 40 50 50 b d 0 5 d 1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 5 b 1 2 3 3 3 4 5 b1 2 3 4 5 5 6 8 14 计算定位误差 由于孔定位有旋转角度误差 a 使加工尺寸产生定位 误差 1 d 和 2 d 应考虑较大值对加工尺寸的影响 两个方向上的偏 转其值相同 因此 只对一个方向偏转误差进行计算 mm l tg x x a 0000628 0 215 2 007 0 01 0 0 01 0 2 max 2 max 1 mm l tg x x x x l a 630 112 017 0 01 0 01 0 215 33 33 2 33 max 2 max 1 max 1 max 1 1 mm l l 37 102 630 112 215 215 1 2 式中l1 中心线与圆柱销中心线交点至左端面的距离 l2 中心线与圆柱销中心线交点至右端面的距离 由于转角误差很小 不计工件左右端面的旋转对定位误差的影响 故 mm tg a d l 014 0 0000628 0 630 112 2 2 1 1 mm tg a d l 013 0 0000628 0 37 102 2 2 2 2 较大的定位误差 1 d 尚小于工件公差的三分之一 133 0 4 0 3 1 此方 案可取 2 定位销高度的计算 确定定位销高度时 要注意防止卡住现象 当安装比较笨重的工 件时 不太可能将工件托平后同时装入定位销 而是将工件一边支在 夹具支承面上 逐渐套入两销 这时 如定位销高度选择不当 将使 工件卡在定位销边缘上而装不进去 避免产生卡住的最大高度 h max 可按下列计算 定位装置为一面两销 定位销的最大工作高度为 mm d d d l x h 379 6 01 0 19 2 19 19 5 0 33 2 5 0 min max 为了装卸工件方便 可使圆柱销低于 3 5mm 结论 通过本次的课程设计 使我能够对书本的知识做进一步 的了解与学习 对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解 本次 进行工件的工艺路线分析 工艺卡的制定 工艺过程的分析 镗钻夹 具的设计与分析 对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与 综合的学习 2 3 扩扩 20 上偏差为上偏差为 0 018 下偏差为下偏差为 0 孔夹具孔夹具 设计任务 设计在成批生产条件下 在专用立式钻床上扩 20孔的钻床夹具 1 20 可一次扩削保证 该孔在轴线方向的设计基准是以钻套的中心 线的 设计基准是以外圆与另一端面 2 定位基准的选择 工序结合面是已加工过的平面 且又是本工序要加工的孔的设计基 准 按照基准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的 因此 选 择结合面与外圆作为定位比较合理 3 切削力及夹紧力的计算 刀具 麻花钻 dw 20mm 则 f 9 81 54 5ap 0 9 af 0 74 ae 1 0 zd0 1 0 fz 切削手册 查表得 d0 20mm ae 195 af 0 2 ap 9 5mm fz 1 06 所以 f 9 81 54 5 2 5 0 9 0 2 0 74 192 20 1 06 20 79401n 查表可得 铣削水平分力 垂直分力 轴向力与圆周分力的比值 fl fe 0 8 fv fe 0 6 fx fe 0 53 故 fl 0 8 fe 0 8 79401 63521n fv 0 6 fe 0 6 79401 47640n fx 0 53 fe 0 53 79401 42082n 在计算切削力时 必须考虑安全系数 安全系数 k k1k2k3k4 式中 k1 基本安全系数 2 5 k2 加工性质系数 1 1 k3 刀具钝化系数 1 1 k2 断续切削系数 1 1 则 f k fh 2 5 1 1 1 1 1 1 63521 211366n 选用螺旋 板夹紧机构 故夹紧力 fn 1 2 f f 为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数 f 0 25 则 n 0 5 211366 0 25 52841n 4 操作的简要说明 在设计夹具时 为降低成本 可选用手动螺钉夹紧 本道工序 的钻床夹具就是选择了手动螺旋 板夹紧机构 由于本工序是粗加 工 切削力比较大 为夹紧工件 势必要求工人在夹紧工件时更加吃 力 增加了劳动强度 因此应设法降低切削力 可以采取的措施是提 高毛坯的制造精度 使最大切削深度降低 以降低切削力 夹具上装 有对刀块 可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀 与塞尺配合 使用 5 工序精度分析 在夹具设计中 当结构方案确定后 应对所设计的夹具进行精度 分析和误差计算 影响设计尺寸的各项误差分析 1 重合 故产生定位误差 w d 定位尺寸公差 i 02mm 在加工尺寸 方向上的投影 的方向与加工方向是一致的 所以 b j 0 2mm 因为 平面定位 所以 0 y j 故 mm b j w d 2 0 2 垂直度所引起的夹具安装误差 对工序尺寸的影响均小 既 a 可 以忽略不计 面到钻套座孔之间的距离公差 按工件相应尺寸公差的 五分之一 mm 02 0 通常不超过 0 005mm 偏移 t mm h s b h t x xs 0795 0 2 30 5 25 30 053 0 2 2 用概率法相加总误差为 mm at 089137 0 0795 0 005 0 04 0 2 2 2 098137mm 0 2mm 从以上的分析可见 所设计的夹具能满足零件的加工精度要求 2 4 精车外圆精车外圆夹具的设计夹具的设计 85 上偏差为上偏差为 0 05 下偏差为下偏差为 0 15 问题的提出 夹具的种类很多 有通用夹具 专用夹具和组合夹具等 本夹 具是用来车削粗车和半精车轴的外圆 由于本零件比较特殊 为了使 定位误差为零 我们设计基准为轴顶尖位置 作为主要的基准 在 刀具方面我们选用硬质合金车刀刀具加工 确定定位方案 设计定位元件 工件上的加工为车削轴的外圆 故应按完全定位设计夹具 并 力求遵守基准重合原则 以减少定位误差对加工精度的影响 所以根 据轴本身的加工特点来选择定位的方式 我们选择用两边的顶尖夹 紧 来实现定位加工 夹紧力计算 计算夹紧力时 通常将夹具和工件看成是一个刚性系统 本工序在车 削加工过程中切削力为圆周切削分力 因此 在计算夹紧力时可以不 计算径向切削分力和轴向切削分力 为保证夹紧可靠 应将理论夹紧 力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力 即 k p w z k 即 k w w k 其中 6 5 4 3 2 1 0 k k k k k k k k 查 机床夹具 设计手册 表 1 2 1 得 5 1 0 k 2 1 1 k 2 k 1 15 0 1 3 k 3 1 4 k 0 1 5 k 0 1 6 k 所以 k 2 691 查 机床夹具设计手册 表 1 2 7 得 表 1 2 8 得 15 0 75 0 2943 v ts p z 其中 rp p p p mp p k k k k k k 查 机床夹具设计手册 表 1 2 1 得 96 0 736 n b mo k 17 1 p k 7 1 p k 0 1 p k 0 1 rp k 所 以 k 1 9 所 以 1404 8 66 4 0 5 0 2973 15 0 75 0 z p 因此 实际所需要的夹紧力为 2 3778 691 2 1404 mm n w k 由于两端是顶尖装夹 左顶尖直接装夹在机床尾座上 右顶尖 装夹在机床主轴上 所以加紧力是满足要求的 绘制夹具总体图如下 当上述各种元件的结构和布置确定之后 也就基本上决定了夹具 体和夹具整体结构的型式 绘图时先用双点划线 细线 绘出工件 然后在各个定位面绘制出定 位元件和夹紧机构 就形成了夹具体 并按要求标注夹具有关的尺寸 公差和技术要求 2 52 5 夹紧装置设计 35 夹紧装置设计 35 35 35 的方孔 的方孔 本夹具主要用来铣十字头方孔 由于加工本道工序的工序简图可 知 铣十字头方孔时 粗糙度要求 6 3 a rm 十字头上平面与下平 面有平行度要求 并与工艺孔轴线分别垂直度的要求 本道工序是对 十字头方孔进行加工 因此在本道工序加工时 主要应考虑提高劳动 生产率 降低劳动强度 同时应保证加工尺寸精度和表面质量 2 5 1 定位基准的选择 由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求 从定位和 夹紧的角度来看 本工序中 定位基准是下平面与外圆 设计基准也 是要求保证方孔应与上 下两平面的垂直度要求 定位基准与设计基 准重合 不需要重新计算上下平面的垂直度 便可保证垂直度的要求 在本工序只需保证下平面放平就行 保证下平面与两定位板正确贴合 就行了 为了提高加工效率 现决定用两把铣刀垂直的方孔面同时进行粗精铣 加工 同时进行采用手动夹紧 2 5 2 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为外圆与平面定位 所以相应的夹具上的 定位元件应是一面与 v 型 因此进行定位元件的设计主要是对 v 型和 压头进行设计 2 5 3 定位误差分析 本夹具选用的定位元件为一面与 v 型块定位 不存在定位误差 可见这种定位方案是可行的 2 5 4 铣削力与夹紧力计算 本夹具是在铣床上使用的 用于定位压头螺钉的不但起到定位 用 还用于夹紧 为了保证工件在加工工程中不产生振动 必须对压 头施加一定的夹紧力 由计算公式 fj fsl d0tg 1 2 r tg 2 式 3 2 fj 沿螺旋轴线作用的夹紧力 fs 作用在六角螺母 l 作用力的力臂 mm d0 螺纹中径 mm 螺纹升角 1 螺纹副的当量摩擦 2 螺杆 或螺母 端部与工件 或压块 的摩擦角 r 螺杆 或螺母 端部与工件 或压块 的当量摩擦半径 根据参考文献 6 其回归方程为 fj ktts 其中 fj 螺栓夹紧力 n kt 力矩系数 cm 1 ts 作用在螺母上的力矩 n cm fj 5 2000 10000n 2 5 5 夹具体槽形与对刀装置设计 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 u 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 定向键可 承受铣削时产生的扭转力矩 可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷 加强夹 具在加工中的稳固性 根据参考文献 11 定向键的结构如图 3 7 所示 图 3 7 定向键 根据参考文献 11 夹具 u 型槽的结构如图 3 8 所示 图 3 8 u 型槽 主要结构尺寸参数如下表 3 5 所示 表 3 5 u 型槽的结构尺寸 螺栓直径d d 1 d l 12 14 30 20 对刀装置由对刀块来实现 用来确定刀具与夹具的相对位置 由于本道工序是完成传动箱体上平面尺寸为 210 315mm 的粗 精铣 加工 所以选用直角对刀块 根据 gb2243 80 直角对到刀块的结构 和尺寸如图 3 9 所示 10 14 7 37 8 25 图 3 9 直角对刀块 塞尺选用平塞尺 其结构如图 3 10 所示 标记 四周倒圆 图 3 10 平塞尺 塞尺尺寸如表 3 6 所示 表 3 6 平塞尺结构尺寸 公称尺寸 h 允差 d c 3 0 006 0 25 2 5 6 夹紧装置及夹具体设计 夹紧装置采用移动的压头来夹紧工件 采用的移动压板的好处就 是加工完成后 可以将压板松开 然后退后一定距离把工件取出 图 3 11 夹具图 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一 个整体 这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图 整个 夹具的结构夹具装配图如上所示 3 2 7 夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于在立式铣床上加工十字头 工件以与此相垂直的下平 面为及其侧面和水平面底为定位基准 在 v 型块与底板实现定位 采 用转动压头夹紧工件 当加工完一边 可松开手柄来加工另一边 如 夹具装配图所示 第五部分 第五部分 设计体设计体会 此次设计是对我们所学课程知识的总结 通过本次设计可以体 现出我们在校期间的学习程度 从而对我们所学专业知识做出有力判 断 从我们拿到零件图纸的第一天开始 我们的老师就详细给我们讲了设 计的步骤 还安排了辅导时间 为我们圆满的完成任务奠定了良好的 基础 我们以前所接触的只是课本上的知识 对机械加工工艺只有侧 面的了解 但是同过这次设计 我们才全方位的懂得了什么是机械设 计 从而更加了解了我们的专业 刚开始设计的时候 总觉的难度很大 不知道从什么地方下手 对一 些设计的步骤根本不知道怎么安排 怎么设计 老师给我们详细讲解 了机械设计应注意的条件 让我们先从分析零件图开始 然后在得出 零件技术要求 在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图 在设计期间 我们第一次接触了机械加工工艺的设计 对我有 了很大提高 遇到不懂的问题时 指导老师们都能细心的帮助我 同 学之间虽然每个人的设计课题不一样 但我们之间还是会经常讨论 互相帮助 不紧学会了知识 而且还锻炼了我们的团队精神 在这次 设计中 要感谢我们的指导老师 他们在设计期间为我们的解决了很 多难题 相信我们通过这次设计 一定会在以后的工作岗位中更好的 发挥 参考文献参考文献 1 蓝恭谦 精密型材校直液压机国内外现状及其发展趋势 锻压机 械 1991 4 48 52 2 王汉功 赵文转 修复工程学 m 北京 机械工业出版社 2000 1 1 202 3 谭 伟 校 直 工 艺 的 现 状 调 查 渝 州 渝 州 大 学 学 报 自 然 科 学 版 1997 14 1 18 21 4 钦明浩 柯尊忠 张向军等 精密矫直机中轴类零件矫直工艺理论研究 北京 机械工程学报 1997 33 2 48 53 5 崔甫 矫直原理与矫直机械 北京 冶金工业出版社 2002 6 机械加工工艺辞典编委会 丁年雄主编 机械加工工艺辞典北京 学苑出版 社 1990 7 1 63 7 崔甫 施东成 矫直机压弯量汁算法的探讨 j 冶金设备 1999 8 刘鸿文 主编 材料力学 m 北京 高等教育出版社 2004 65 85 9 徐芝纶 编弹性力学 m 北京 高等教育出版社 1981 12 126 10 成大先 编 机械设计手册 m 北京 化学工业出版社 2002 11 崔甫 矫直理论与参数计算 北京 机械工业出版社 1994 12 19 12 丁曙光 精校机自动检测系统中数据处理方法的研究 j 机械科学与技 13 张利平 液压气动系统设计手册 北京 机械工业出版社 1997 6 14 张君安 机电一体化系统设计 m 北京 兵器工业出版社 1997 15 makhnenko v i shekera v m hortunatova n n shkatov a s ershov yayuko the efficiency of pulsed loading in the straightening of thin walled welded structures by the electrohvdrauiic pulsed method automatic welding vo1 33 no 5 7 一 ii may 1980 16 蔡春源 主编 机电液设计手册 中 北京 机械工业出版社 1997 17 冯奇斌 吕国强 精密校直机微机检测系统的研究 北京 机械工艺 师 2000 9 36 37 产品型号 零件图号 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 ht200 毛 坯 种 类 铸铁 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 备注 1 铸造 铸造 清理 2 热处理 时效 3 车 粗车 85 外圆保证尺寸 88 0 10 ca6140 专用夹具 游标卡尺 车刀 4 铣 粗铣 85 顶面 x62w 游标卡尺 硬质合金铣刀 5 铣 粗 精铣底平面 x62w 游标卡尺 硬质合金铣刀 6 钻 攻 钻 攻 4 m6 螺纹孔 z4012 专用夹具 5 钻头 m6 丝锥 7 扩 扩 20 孔 z4012 专用夹具 游标卡尺 20 钻头 8 铣 铣十字头 x62w 硬质合金铣刀 游标卡尺 9 镗 粗镗 65 内孔 t618 游标卡尺 开式自锁夹紧镗刀 10 镗 粗镗 半精镗 精镗 20 内孔 t618 专用夹具 内径千分尺 车刀 11 车 挖 2 24 环槽 ca6140 专用夹具 内径千分尺 车刀 12 车 精车 85 外圆 ca6140 专用夹具 游标卡尺 车刀 13 去毛刺 去各部分锐边毛刺 钳工台 平板锉 14 终检 终检 检验台上 15 16 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 韩永锋 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 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 1 粗车 ht200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 ca6140 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 4 517 82 07 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 专用夹具 0 0 0 0 2 粗车 85 外圆 保证尺寸如图 专用夹具 游标卡尺 90 度车刀 268 59 1 0 2 5 1 0 52 1 26 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 2 铣 85 上平面 ht 200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 x62w 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 1 45 68 7 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 大平面 0 0 0 0 2 铣 85 上平面 大平面 游标卡尺 硬质合金铣刀 1272 120 0 2 3 5 1 1 45 2 27 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 3 铣 85 下平面 ht200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床床 x62w 夹具编号 夹具名称 切削液 粗铣下面夹具 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 0 8 62 9 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 一面两孔定位 0 0 0 0 2 粗铣 精铣 80 下平面保证如图 硬质合金铣刀 游标卡尺 954 150 0 12 3 5 2 3 5 2 27 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 4 钻孔 攻丝 ht200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 z4120 夹具编号 夹具名称 切削液 粗铣 n 面夹具 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 8 80 53 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 v 形块 压板 0 0 0 0 2 钻 2 5 孔 v 形块 压板 5 钻头 681 4 15 0 27 3 5 1 0 4 1 34 3 攻 2 m6 螺纹孔 m6 丝锥 90 85 2 0 2 1 0 4 1 34 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 5 扩孔 ht 200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 z4120 1 夹具编号 夹具名称 切削液 一面两孔夹具 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 2 56 72 62 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 专用夹具 0 0 0 0 2 扩孔 20 20 扩孔钻 397 5 15 0 27 2 5 1 0 2 1 34 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 6 钻孔 攻丝 ht200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 x62w 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 2 51 62 73 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 0 0 0 0 2 粗铣 35x35 的平面保证如图 硬质合金铣刀 游标卡尺 954 150 0 12 3 5 2 3 5 2 27 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头 共 12 页 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 7 镗孔 ht200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 t618 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 3 1 63 93 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时 工步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r min m min mm r mm 进给次数 机动 辅助 1 安装 v 形块 0 0 0 0 2 镗 65 孔 游标卡尺 开式自锁夹紧镗刀 1272 100 0 2 2 5 1 0 08 1 34 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 十字头 零件名称 十字头