虎钳活动钳身 工艺及钻削φ20孔的夹具设计-钳块夹具【CAD图纸和说明书】
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摘 要
三周的机械制造课程设计即将结束，这三周把这学期学的机械制造技术基础的理论知识与实际的操作能力相结合，在魏老师的悉心指导下，我真正的掌握了基本的工艺规程设计和夹具设计理论，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。为我以后的工作打下坚实的基础。
Abstract
Three weeks of machinery manufacturing curriculum design coming to an end, this three-week semester of this school of mechanical manufacturing technology based on the theoretical knowledge and practical ability to combine operations, in Wei's well under the guidance of teachers, I truly grasp the basic process of order Fixture design and design theory, machine tools, such as technology and equipment for the fixture design. And learned how to use and access to all kinds of design information, manuals, and national standards. The most important thing is the integrated use of the theory of knowledge, the actual process design to solve modern problems, and to consolidate and deepen the learned things. And in the design process, learned a lot of class not to learn things. I work for the future and lay a solid foundation.
目 录
1虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定1
1.1虎钳的用途1
1.2虎钳活动钳身的技术要求2
1.3审查虎钳活动钳身工艺性3
1.4确定虎钳活动钳身的生产类型3
2确定毛坯、绘制毛坯简图3
2.1选择毛坯3
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4
2.2.1公差等级4
2.2.2零件表面粗糙度4
2.2.3绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图5
3 拟定虎钳活动钳身工艺路线5
3.1定位基准的选择5
3.1.1精基准的选择5
3.1.2粗基准的选择6
3.2表面加工方法的确定6
3.3加工阶段的划分7
3.4工序的集中和分散7
3.5工序顺序的安排7
3.6确定工艺路线8
4加工余量、工序尺寸和公差的确定9
4.120H9的孔切削用量的计算9
4.1.1钻孔工步9
4.1.2粗铰工步9
4.1.3精铰工步10
5夹具设计10
5.1设计要求10
5.2确定工件的定位方案10
5.2.1工件的定位基准及定位平面10
5.2.2定位原件的选用11
5.3 确定刀具的对刀方案和引导方式11
5.3.1对刀装置11
5.3.2确定导向装置11
5.3.5确定夹紧机构11
5.4确定工件的夹紧方案11
6参考文献(不少于5篇)12
- 内容简介：
-
机械加工工艺过程卡片 (厂名 ) 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 虎钳 共 页 第 页 材料 牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外 型尺寸 每毛坯可 制件数 1 每台 件数 1 备注 工 序 号 工序名称 工序内容 车 间 工 段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 1 粗铣 半精铣阶梯面竖直面 卧式铣床 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 2 粗铣 半精铣阶梯面横面 立式铣床 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 3 粗铣 半铣内侧左端面 卧式双面铣床 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 4 粗铣 半铣内侧右端面 卧式双面铣床 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 5 粗铣 半精铣内底面 立式铣床 钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具 6 粗铣 半精铣外底面 立式铣床 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 7 钻 粗铰顶端孔 28 四面组合钻床 钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具 8 钻 粗铰 精铰顶端深孔 20 钻 -粗铰 -精铰 20mm孔 Ra 1.6m 四面组合钻床 钻头复合铰刀、 游标卡尺、专用夹具 9 钻 粗铰 精铰 2-M8 盲孔 四面组合钻床 钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具 10 去毛刺 钳工台 平锉 11 中检 12 磨削内底面 平面磨床M7120A 砂轮 13 清洗 对已加工成型的零件进行清洗 清洗机 水、毛刷 14 终检 进行最后检查 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） nts 机械加工工序卡片 (厂名 ) 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 虎钳 共 页 第 页 车间 工序号 工序名 材料牌号 粗铣阀体上下端面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z535 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备 主轴 转速 r/min 切削度 m/min 进给量mm/r 背吃刀量 mm 进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻孔至 18-18.21 mm、aR12.5m 莫氏锥柄麻花钻、游标卡尺 275 15.54 0.2 18 1 2 粗铰至 19.94-20.024mm、aR3.2m 锥柄机用铰刀、内径千分尺 68 4.25 1.2 1.94 1 3 精铰至 20-20.052mm、锥柄机用铰刀、内径千分尺 68 4.27 1.0 0.06 1 ntsaR1.6m、 设计 （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 nts 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 虎钳活动嵌身零件的机械加工工艺规程编制及钻削 20孔的工序专用夹具设计 班 级： 机电 05-2 班 姓 名： 唐 硕 指导教师： 魏永乐 完成日期： 2008 年 7 月 1 日 nts辽宁工程技术大学课程设计 I 一、设计题目 虎钳活动嵌身 零件的机械加工工艺规程编制及钻削 20孔的工序专用夹具设计 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 nts辽宁工程技术大学课程设计 II 摘 要 三周的机械制造课程设计即将结束，这三周把这学期学的机械制造技术基础的理论知识与实际的操作能力相结合，在魏老师的悉心指导下，我真正的掌握了基本的工艺规程设计和夹具设计理论，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。为我以后的工作打下坚实的基础。 nts辽宁工程技术大学课程设计 III Abstract Three weeks of machinery manufacturing curriculum design coming to an end, this three-week semester of this school of mechanic al manufacturing technolo gy based on the theoretical knowledge and practical ab ility to combine operations, in Weis well under the guidance of teachers, I truly grasp the bas ic process of order Fixture design and design theory, machine tools, such as techno logy and equip ment for the fixture des ign. And learned how to use and access to all kinds of design information, manuals, and natio nal standards. The most important thing is the integrated use of the theory of knowledge, the actual process design to solve modern problems, and to consolidate and deepen the learned things. And in the design process, learned a lot of class not to learn things. I work for the future and lay a solid foundation. nts辽宁工程技术大学课程设计 IV 目 录 1 虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定 . 1 1.1 虎钳的用 途 . 1 1.2 虎钳活动钳身的技术要求 . 2 1.3 审查虎钳活动钳身工艺性 . 3 1.4 确定虎钳活动钳身的生产类型 . 3 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 3 2.1 选择毛坯 . 3 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 4 2.2.1 公差等级 . 4 2.2.2 零件表面粗糙度 . 4 2.2.3 绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图 . 5 3 拟定虎钳活动钳身工艺路线 . 5 3.1 定位基准的选择 . 5 3.1.1 精基准的选择 . 5 3.1.2 粗基准的选择 . 6 3.2 表面加工方法的确定 . 6 3.3 加工阶段的划分 . 7 3.4 工序的集中和分散 . 7 3.5 工序顺序的安排 . 7 nts辽宁工程技术大学课程设计 V 3.6 确定工艺路线 . 8 4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 9 4.1 20H9 的孔切削用量的计算 . 9 4.1.1 钻孔工步 . 9 4.1.2 粗铰工步 . 9 4.1.3 精铰工步 . 10 5 夹具设计 . 10 5.1 设计要求 . 10 5.2 确定工件的定位方案 . 10 5.2.1 工件的定位基准及定位平面 . 10 5.2.2 定位原件的选用 .11 5.3 确定刀具的对刀方案和引导方式 .11 5.3.1 对刀装置 .11 5.3.2 确定导向装置 .11 5.3.5 确定夹紧 机构 .11 5.4 确定工件的夹紧方案 .11 6 参考文献 (不少于 5 篇 ) . 12 nts辽宁工程技术大学课程设计 1 1 虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定 图 1-1 1.1虎钳的用途 虎钳，利用螺杆或其他机构使两钳口 作相对移动而夹持工件的工具。一般由底座、钳身、固定钳口和活动钳口，以及使活动钳口移动的传动机构组成。按使用的场合不同，有钳工虎钳和机用虎钳等类型。钳工虎钳安装在钳工工作台上，供钳工夹持工件以便进行锯、锉等加工。钳工虎钳一般钳口较高，呈拱形，钳身可在底座上任意转动并紧固。机用虎钳是一种机床附件，又称平口钳，一般安装在铣床、钻床、牛头刨床和平面磨床等机床的工作台上使用。机用虎钳钳口宽而低，夹紧力大，精度要求高。机用虎钳有多种类型，按精度可分为普通型和精密型。精密型用于平面磨床、镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还 可分为带底座的回转式、不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动、液压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。 nts辽宁工程技术大学课程设计 2 1.2虎钳活动钳身的技术要求 加工表面 mm尺 寸 及 偏 差 公 差 及 精 度 等级 Ram表 面 粗 糙 度 形 位 公差 阶 梯 面 竖 直面 7 IT8 6.3 阶梯面横面 20 IT8 6.3 内侧左端面 0.074080 IT9 6.3 内侧右端面 0.074080 IT9 6.3 内底面 28 IT8 1.6 外底面 36 IT8 6.3 顶端孔 28 28 IT8 6.3 顶端深孔 20 0.052020 IT9 1.6 2-M8 盲孔 8 IT8 nts辽宁工程技术大学课程设计 3 1.3审查虎钳活动钳身工艺性 分析零件图可知，内侧左端面、内侧右端面、内 底面和外底面都要求切削加工，并在轴和阶梯面的方向上均要求较高，孔 0.052020 和 孔28 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 .除主要工作面外 ,其余表面加工精度均较低 ,通过铣削和钻床的粗加工就可以达到加工要求 ;而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确定虎钳活动钳身的生产类型 已知此虎钳活动钳身零件的生产纲领为 Q=5000 台 /年， m=1 件 /台；结合生产实际，备品率 a%废品率 b%非别取 3%和 0.5%。带入公式得 N=Q=5000 台 /年 1 件 /台 （ 1+3%） （ 1+0.5%） =5136.4 件 /台 零件的质量是 1.0K g/个，查机械制造技术基础课程设计指导书第3 页表 1-3，可确定该虎钳活动钳身为轻型零件，由表 1-4 知，该虎钳活动 钳身的生产类型为大批生产。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯 由于该工件在整体工作过程中不受较大 的冲击，可选灰铸铁做为材料，而且从其形状来看选择铸造也是比较好的，该虎钳活动钳身轮廓不是很大，且生产属于大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为 5 。 nts辽宁工程技术大学课程设计 4 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2.2.1 公差等级 查表 2-1 得，公差等级为 8 12 级。 查表 2-5 得，毛坯铸件的机械加工余量等级为 E-G 查表 2-4 得， 整个铸件机械加工余量（ RAM）为 1mm（ F 级） 2.2.2 零件表面粗糙度 由零件图可知，该虎钳活动钳身各加工表面的粗糙度 Ra 均大于1.6 m 。 根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械技工余量， 由公式 2-1， R=F+2RMA+C T/2 公式 2-2， R=F-2RMA-CT/2 可查表确定该铸件的尺寸公差和机械技工余量，所得结果列于下表中。 项目 mm 基本尺寸mm （ F） 机 械 加 工 余 量mm (RMA) 尺寸公差mm （ CT） 毛 坯 尺 寸mm (R) 阶梯面竖直面 7 1 2 4 阶梯面横面 20 1 2.4 16.8 内底面 28 1 2.6 31.3 外底面 36 1 2.6 39.3 阶梯面竖直面与阶梯面横面毛坯尺寸增量一致，考虑其尺寸较小，铸造困难，所以直接铸造成直角面；同理，内底面与外底面也是如此。如图所示 2-1 毛坯简图 nts辽宁工程技术大学课程设计 5 2.2.3 绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图 图 2-1 3 拟定虎钳活动钳身工艺路线 3.1定位基准的选择 定位基准有精基准和粗基准之分，通常先确定精基准，再确定粗基准。 3.1.1 精基准的选择 根 据该虎钳活动钳身的技术要求和装配要求，选择左端面和上表面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。顶面是设计基准，选用其作精基准定位加工内底面与外底面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的要求。选用左端面作为精基准同样是遵循“基准重合”原则。 nts辽宁工程技术大学课程设计 6 3.1.2 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。本例选择虎钳活动钳身的底面和 R40 的轴线为粗基准。采用虎钳活动钳身 R40 的轴线作为粗基准加工左端面，以底面作为粗基准加工上表面，可以为后 续工序准备好精基准。 3.2表面加工方法的确定 根据虎钳活动钳身简图各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表所示 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 m 加工方案 阶梯面竖直面 IT8 6.3 粗铣 半精铣 阶梯面横面 IT8 6.3 粗铣 半精铣 内侧左端面 IT9 6.3 粗铣 半精铣 内侧右端面 IT9 6.3 粗铣 半精铣 内底面 IT8 1.6 粗铣 精铣 磨削 外底面 IT8 6.3 粗铣 精铣 顶端孔 28 IT8 6.3 钻 粗铰 顶端深孔 20 IT9 1.6 钻 粗铰 精铰 2-M8 盲孔 IT8 钻 粗铰 精铰 nts辽宁工程技术大学课程设计 7 3.3加工阶段的划分 该虎钳活动钳身加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣虎钳活动钳身的阶梯面竖直面、阶梯面横面、内侧左端面、内侧右端 面。在半精加工阶段，完成顶端孔 28、顶端深孔 20、2-M8 盲孔的钻、铰加工。在精加工阶段，完成顶端深孔 20 的精铰，内底面的磨削加工。 3.4工序的集中和分散 本例选用工序集中原则安排虎钳活动钳身的加工工序。该虎钳活动钳身的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工具、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩 短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多加工表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 3.5工序顺序的安排 机械加工工序： 1.遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准。 2.遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 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”原则。 综上所述，该虎钳活动钳身的安排顺序为：粗加工及一些余量大的表面，半精加工次要表面，精加工主要表面，以及精度要求较高的表面。 nts辽宁工程技术大学课程设计 8 3.6确定工艺路线 工序号 工序名称 机床设备 刀具 1 粗铣 半精铣阶梯面竖直面 卧式铣床 端铣刀 2 粗铣 半精铣阶梯面横面 立式铣床 端铣刀 3 粗铣 半铣内侧左端面 卧式双面铣床 端铣刀 4 粗铣 半铣内侧右端面 卧式双面铣床 端铣刀 5 粗铣 半精铣内底面 立式铣床 钻头复合铰刀 6 粗铣 半精铣外底面 立式铣床 端铣刀 7 钻 粗铰顶端孔 28 四面组合钻床 钻头复合铰刀 8 钻 粗铰 精铰顶端深孔 20 四面组合钻床 钻头复合 铰刀 9 钻 粗铰 精铰 2-M8 盲孔 四面组合钻床 钻头复合铰刀 10 去毛刺 钳工台 平锉 11 中检 12 磨削内底面 平 面 磨 床M7120A 砂轮 13 清洗 清洗机 14 终检 nts辽宁工程技术大学课程设计 9 4 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 . 0 6Z m m精 铰 ；粗铰余量1 .9 4Z m m粗 铰 ；钻孔余量 18Z mm钻 。查表 1-20 可以确定各工序尺寸的加工等级为精铰： T9；粗铰： T10;钻： T12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰： 0.021mm;粗铰：0.084mm；钻： 0.21mm。综上所述，该工序各工步尺寸及公差分别为，精铰： 0.052020 mm ；粗铰： 0.084019.94 mm ；钻孔： 0.21018 mm 。 4.1 20H9 的孔切削用量的计算 4.1.1 钻孔工步 1）背吃刀量的确定 取 pa =18mm。 2）进给量的确定 由表 5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 3）切削速度的确定 由表 5-22,按工 件 材料 HT200 的 条件 选取 ，切 削速 度 可取为14m/min。 由 公 式 （ 5-1 ） n=1000v/ d 可求得该工序钻头转速n=247.7r/min，参照表 4-9 所列的 Z535 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=275r/min。再将此转速代入公式（ 5-1），可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=15.54m/min. 4.1.2 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取 pa =1.94mm。 2）进给量的确定 由表 5-22，选取该工步的每转进给量 f=1.2mm/r。 3）切削速度的确定 由表 5-22,按工 件 材料 HT200 的 条件 选取 ，切 削速 度 可取为nts辽宁工程技术大学课程设计 10 2m/min 。 由 公 式 （ 5-1 ） n=1000v/ d 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速n=31.94r/min，参照表 4-9 所列的 Z535 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=68r/min。再将此转速代入公式（ 5-1），可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=4.25m/min. 4.1.3 精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 pa =0.06mm。 2）进给量的确定 由表 5-22，选取该工步 的每转进给量 f=1.0mm/r。 3）切削速度的确定 由表 5-22,按工 件 材料 HT200 的 条件 选取 ，切 削速 度 可取为4m/min 。 由 公 式 （ 5-1 ） n=1000v/ d 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速n=63.69r/min，参照表 4-9 所列的 Z535 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=68r/min。再将此转速代入公式（ 5-1），可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=4.27m/min. 5 夹具设计 设 计虎钳活动钳身加工过程中的第八道工序， 钻 粗铰 精铰顶端深孔 20 的专用夹具，本夹具用于卧式钻床。 5.1设计要求 保证加工工序正常进行，对下步工序没有影响，比对加工要求没有影响。保证加工精度，通过夹具的合理设计，可以提高生产效率，减轻工人劳动强度，并扩大机床的使用范围。 5.2 确定工件的定位方案
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