机械制造技术课程设计-托架加工工艺及钻2-9孔夹具设计（全套图纸）.doc

辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）机械制造技术课程设计设计说明书题目：托架加工工艺和夹具设计院 (系)：机械工程与自动化学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： III托架工艺和夹具设计摘要：托架零件加工工艺及钻床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。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差全套图纸加153893706目 录第一章 零件的分析4一零件的作用4二.制定工艺路线4第二章 钻孔夹具设计11一.设计要求11二.夹具设计112.1 定位基准的选择112.2 切削力及夹紧力的计算12三.定位误差的分析13四 钻套、衬套、钻模板设计与选用13五.夹具设计及操作的简要说明15总 结16参 考 文 献17致 谢18第一章 零件的分析 一零件的作用 托架主要用来夹持机构加紧和固定物体，对物体进行支撑作用的。 托架零件属于支架 类零件，结构简单，强度刚度和韧度好，各加工表面精度和表面粗糙度都不难获得。零件组成面：端面、内孔加工。二.制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：工序10：粗铣、精铣上端面工序20：粗铣、精铣下端面工序30：钻11孔、铰11孔工序40：钻9孔工序50：钻2-15孔工序60：钻22孔4.1.确定切削用量及基本工时工序10：粗铣、精铣上端面（1）铣上端面已知铣削深度，故查（1）表3-1得由于铣削后表面粗糙度为3.2，因此分粗铣和半精铣，故要分两次铣削，第一次铣削2mm，第二次铣削0.97mm。粗铣时查（1）表3-3得查（1）表3-9得z=6， 查X52K卧式铣床使用说明书，取故实际 切削速度 查X52K铣床使用说明书，取 机动工时 半精铣时 查（1）表3-3得每转进给量 查（1）表3-9得 查X52K铣床使用说明书，取，故实际切削速度 当时，工作台每分钟进给量应为 查机床使用说明书取 机动工时 故 工序20：粗铣、精铣下端面 已知铣削深度，故查（1）表3-1得由于铣削后表面粗糙度为3.2，因此分粗铣和半精铣，故要分两次铣削，第一次铣削1.5mm，第二次铣削0.5mm。粗铣时 查（1）表3-3得查（1）表3-9得z=6， 查X52K卧式铣床使用说明书，取故实际切削速度 查X52K铣床使用说明书，取 机动工时 半精铣时 查（1）表3-3得每转进给量 查（1）表3-9得 查X52K铣床使用说明书，取，故实际切削速度 当时，工作台每分钟进给量应为 查机床使用说明书取 机动工时 故 4工序30：钻11孔、铰11孔选用机床：立式钻床 Z525 钻孔11mm f=0.2mm/r （见切削手册表2.7） v=12m/min （见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑） =r/min=294r/min 按机床选取 n=272r/min（按工艺手册表4.2-2） 所以实际切削速v=m /min=11.1m/min 切削工时t=0.66min式中，切入l=6mm 切出l=5mm l=25mm 钻孔11mmf=0.2mm/r （见切削手册表2.7）v=12m/min （见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑） =r/min=382r/min按机床选取n=392r/min（按工艺手册表4.2-2） 所以实际切削速度v=m /min=12.3m/min 切削工时t=0.66min式中，切入l=5mm 切出l=4mm l=25mm（1） 钻孔 8mm f=0.15m/min（见切削手册表2.7） v=12m/min（见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑） =r/min=478r/min按机床选取n=545r/min（按工艺手册表4.2-2） 所以实际切削速度v=m /min=13.69m/mi 切削工时 t=0.27min 式中切入l=4 切出l=3mm l=15mm工序40：钻9孔，根据切削手册表2.10规定，查得孔钻9孔时的进给量，并根据机床规选 f=0.55mm/r 扩孔钻扩孔时的切削速度根据其他有关资料，确定为v=0.4v式中，v为用钻头同样尺寸实心孔的切削速度，故 V=0.4 v=0.4*12m/min=4.8m/min =r/min=170r/min 按机床选取 n=195r/min 切削工时： 切入时l=2mm 切出时l=0.7则 t=min=0.17min 工序50：钻2-15孔 f=0.12m/min（见切削手册表2.7） v=12m/min（见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑） =r/min=637r/min按机床选取n=680r/min（按工艺手册表4.2-2） 所以实际切削速度v=m /min=12.81m/mi切削工时t=0.27min 式中切入l=4 切出l=3mm l=15mm工序60：钻22孔，根据切削手册表2.10规定，查得扩孔钻22孔时的进给量，并根据机床规选 f=0.55mm/r 扩孔钻扩空时的切削速度根据其他有关资料，确定为v=0.4v式中，v为用钻头同样尺寸实心孔的切削速度，故 V=0.4 v=0.4*12m/min=4.8m/min =r/min=228r/min 按机床选取 n=195r/min 切削工时： 切入时l=2mm 切出时l=1.5则 t=min=0.15min15第二章 钻孔夹具设计一.设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为钻2-9孔的专用夹具，本夹具将用于Z525钻床。在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。二.夹具设计2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。2.2 切削力及夹紧力的计算刀具： 钻头 D=9。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。三.定位误差的分析该夹具以一底面一侧面，两支撑钉和一个调节螺丝定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得：支撑钉的定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：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。四 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图3.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表3.4：表3.4 钻套dHD公称尺寸允差6.81611+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图3.2 固定衬套其结构参数如下表3.5：表3.5 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差6.8+0.034+0.0161210+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。五.夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但底面是经精铣的面，定位是允许的。总 结在设计过程中，我们读到一些技术资料和设计手册，在机械领域中的一些基本问题的探讨。因此，这样的设计不仅要加强自己的理解和知识，和他们的知识，拓宽。此外，该拉延工艺的设计，AutoCAD绘图软件的使用，并在同一时间，手绘，所有这些因素都使我们学到更多的知识，图像识别和提高我们的绘图能力。本课题是托架的加工工艺及夹具设计，主要是确定的工艺设计的工艺路线，确定加工和切削参数，基本工时，本设计的零件工艺路线是正确合理的，定位和夹紧的夹紧机构可实现定位和夹紧的目的，可以保证工件的加工精度。在很多问题的设计过程中，假设出现不合理工艺路线，甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中，由于定位基准的选择不合理，出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择，如不合理，但没有达到夹紧的目的，也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过努力，这些问题都一一解决方案。参 考 文 献1 李 洪工艺手册M 北京出版社，200612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社，200347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社，19941211 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社，200712 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，20028致 谢本课题是在XX老师指导下完成，非常感谢XX老师的耐心指导帮助。课程设计是大学知识，相关的专业知识的综合运用，是知识在实践中的应用。通过本次课程设计，使我的专业知识得到巩固和提高在原来的基础上，就离不开老师和同学的帮助。设计的分析是在老师的指导下完成的，在分析过程中，老师给了我很大的鼓励，在设计和分析使我觉得更多的设计思路，提高的学习能力，和讨论的问题的分析，有一个更清楚的了解，使我受益不浅。说实话，课程设计真是有点累了。然而，明确其