制定夹具底座零件（图5-23）的加工工艺，设计钻4×Ф28孔的钻床夹具【全套CAD图纸和说明书】
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23
加工
工艺
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28
钻床
全套
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图纸
以及
说明书
仿单
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目录
引 言 1
第一章 零件的分析 2
第二章 工艺规程的设计 2
2.1 确定毛坯的制造形式 2
2.2 基准的选择 3
2.3 制订工艺路线 3
2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4
2.5确定切削用量及基本工时 4
第三章 专用夹具的设计 13
3.1问题提出 14
3.2 定位原理说明 14
3.3切削力和夹紧力的计算 14
3.4夹具简要操作说明 14
总 结 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
引 言
现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。
综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：
1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期
2. 能装夹一组相似性特征的工件
3. 适用于精密加工的高精度的机床
4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术
5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率
第一章 零件的分析
底座共有五组加工表面，现分述如下：
1、基准面A
2、4Φ56端面
3、4Φ28H7孔
4、18宽槽、36宽槽
5、4Φ10锥销孔
技术要求如下：
1.4Φ28H7孔平行度公差为0.01mm。
2.4Φ28H7孔对A面的垂直度公差为0.03mm。
3.未注倒角R3～R5。
4.材料：HT150。
第二章 工艺规程的设计
2.1 、确定毛坯的制造形式
零件材料为HT150。由于零件年产量为20000件，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。
- 内容简介：
-
机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 5 页 产品名称 底座 零（部）件名称 底座 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 3 铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 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 立式铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 1 粗铣基准面 A 端面铣刀 ，专用夹具 1000 157 2 半精铣基准面 A 端面铣刀，专用夹具 1000 157 3 精铣基准面 A 端面铣刀，专用夹具 1000 157 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 5 页 产品名称 底座 零（部）件名称 底座 第 2 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 4 铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 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 立式铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 1 粗铣 46 凸台面 端面铣刀 ，专用夹具 800 2 精铣 46 凸台面 端面铣刀，专用夹具 800 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 5 页 产品名称 底座 零（部）件名称 底座 第 3 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 5 钻、扩、铰 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 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 摇臂钻 床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 1 钻 46 孔 麻花钻 ，专用夹具 600 49 3 4 2 扩 46 孔至 4孔钻 ，专用夹具 600 3 铰 4至 48刀，专用夹具 600 4 倒角 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 5 页 产品名称 底座 零（部）件名称 底座 第 4 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 6 铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 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 立式铣 床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 1 铣 18 宽槽 立铣刀 ，专用夹具 500 4 2 铣 38 宽槽深 2 立铣刀，专用夹具 500 4 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 5 页 产品名称 底座 零（部）件名称 底座 第 5 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 7 钻 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 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 摇臂钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 1 钻 40 锥销孔（先钻一头，装配时透铰） 麻花钻 ，专用夹具 600 4 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 学生姓名： 孙中利 学 号： 1130320220 专 业：机电一体化技术 指导教师：张学伟 题 目： 制定夹具底座零件（图 5加工工艺，设计钻 4 28孔的钻床夹具 内 容 序号 文 件 名 称 数 量 1 说明书 18 页 2 夹具体、夹具装配图 2 张 3 零件图 2 张 4 工艺过程卡 1 张 5 工序卡 5 张 学生姓名： 孙中利 学 号： 1130320220 专 业：机电一体化技术 指导教师：张学伟 题 目： 制定夹具底座零件（图 5加工工艺，设计钻 4 28孔的钻床夹具 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品型号 零（部）件图号 第 页 产品名称 底座 零（部）件名称 底座 共 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 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 备料 铸 造 2 热处 理 人工时效 3 铣 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 金工 面铣刀、专用夹具 4 铣 粗铣、精铣 46 凸台面 金工 面铣刀、专用夹具 5 钻 钻 46 孔 金工 花钻、专用夹具 扩 扩 46 孔至 4工 孔钻、专用夹具 铰 4至 48工 刀、专用夹具 倒角 倒角 工 5麻花钻、专用夹具 6 铣 铣 18 宽槽 金工 铣刀、专用夹具 铣 铣 38 宽槽深 2 金工 铣刀、专用夹具 7 钻 钻 40 锥销孔（先钻一 头，装配时透铰） 金工 花钻， 铰刀 ，专用夹具 8 去毛刺 去毛刺 9 终 验 检验至图纸要求 并入库 编制 （日期） 审核 （日期） 会签 （日期） 处 数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 哈尔滨理工大学课程设计说明书 机械制造技术课程设计说明书 设计题目： 制定底座零件的加工工艺，设计钻 48 孔的钻床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 机电 11 学 号： 1130320220 姓 名： 孙中利 指导教师： 张学伟 机械工程系 2013 年 11 月 22 日 目录 哈尔滨理工大学课程设计说明书 引 言 .一章 零件的分析 .二章 工艺规程的设计 .定毛坯的制造形式 .准的选择 .订工艺路线 .械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .定切削用量及基本工时 .三章 专用夹具的设计 .题提出 .位原理说明 .削力和夹紧力的计算 .具简要操作说明 . 结 . 谢 . 考 文 献 .尔滨理工大学课程设计说明书 1 引 言 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有 1300015000 套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有 15%左右，特别最近年来柔性制造系统（ 数控机床（ 加工中心（ 成组加工（ 新技术被应用和推广，使中小批生产的生 产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 2. 能装夹一组相似性特征的工件 3. 适用于精密加工的高精度的机床 4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术 5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 第一章 零件的分析 底座共有五组加工表面，现分述如下： 1、基准面 A 2、 4 56 端面 3、 4 28 4、 18 宽槽、 36 宽槽 5、 4 10 锥销孔 技术要求如下： 28平行度公差为 28对 A 面的垂直度公差为 3 第二章 工艺规程的设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 由于零件年产量为 20000 件，已达到大批生产的水平，而 且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造 。这哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 基准的选择 1、 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基 准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 由零件图及粗基准选择原则得出，底座以 56 凸台面及工件两侧面作为定位粗基准，具体形式参考工序卡一。 （ 5） 精基准的选择 主要考虑的是基准的重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，因该 进行尺寸换算，在此都不多做说明。 制订工艺路线 工序 01：铸造 工序 02：人工时效 工序 03： 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 工序 04： 粗铣、精铣 46 凸台面 工序 05： 钻 46 孔；扩 46 孔至 448角 序 06： 铣 18宽槽；铣 38 宽槽深 2 工序 07： 钻 40 锥销孔（先钻一头，装配时透铰） 工序 08：去毛刺 工序 09：检验至图纸要求并入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 “底座”零件材料为 产类型为大批量 生产 1、基准面 A 的加工余量 基准面 A，精度等级 ，加工余量等级 机械设计简明手册表 ，单边加工余量 Z=准面 机械设计简明手册表 经过三步（即粗铣、半精铣、精铣）方能满足其精度要求。 粗铣 单边加工余量 Z=精铣 单边加工余量 Z=铣 单边加工余量 Z=、 56 凸台面加工余量 56 凸台面，精度等级 ，加工余量等级 机械设计 简明手册表 ，单边加工余量 Z= 56 凸台面的表面粗糙度 机械设计简明手册表 ，需经过二步（即粗铣、精铣）方能满足其精度要求。 粗铣 单边加工余量 Z=铣 单边加工余量 Z=、 28的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造， 28，机械设计简明手册表 表 28、铰三步方能满足其精度要求。 钻 26 扩 26 铰 28、 18 宽槽、 36 宽槽的加工余量 因槽的尺寸不大，故采用实心铸造， 18宽槽、 36 宽槽表面粗糙度 机械设计简明手册表 ，一步铣削即可满足其精度要求。 5、 10 锥销孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造， 10 锥销孔，技术要求，先钻一头，装配图时透铰。 6、其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。 确定切削用量及基本工时 工序 01：铸造 工序 02：人工时效 工序 03： 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 工步一：粗铣基准面 A 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/5.0 ，则 m 555015010001000 rd vn s 按机床标准选取000 r m 57m 000 1000501000 w 3） 计算工时 切削工时： 26 ， ， 2 ，则机动工时为 m 精铣基准面 A 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2） 决定每次进给量及切削速度 哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/5.0 ， 则 m 555015010001000 rd vn s 按机床标准选取000 r m 57m 000 1000501000 w 3） 计算工时 切削工时： 26 ， ， 2 ，则机动工时为 m 铣基准面 A 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/5.0 z ，则 m 555015010001000 rd vn s 按机床标准选取 1000 r 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 m 57m 000 1000501000 w 3） 计算工时 切削工时： 26 ， ， 2 ，则机动工时为 m 4： 粗铣、精铣 46 凸台面 工步一：粗铣 46 凸台 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/5.0 z ，则 m 9 6601 5 01 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按机床标准选取00 r m 000 800601000 w 3）计算工时 切削工时： 6 ， ， 2 ，则机动工时为 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 m 铣 46 凸台面 1. 选择刀具 刀具选 取端面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/5.0 z ，则 m 9 6601 5 01 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按机床 标准选取00 r m 000 800601000 w 3）计算工时 切削工时： 6 ， ， 2 ，则机动工时为 m 5： 钻 46 孔；扩 46 孔至 448角 步一：钻 46 孔 机床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 26 哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=50m/3) 定机床主轴转速 26 501000 612r/与 612r/近的机床转速 为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 00 60026 m4) 削工时，按工艺手册表 tm= i ;其中 l=251l =13 2l =3= 1325 =工步二：扩 46 孔至 4床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢扩孔钻 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=50m/3) 定机床主轴转速 01000 573r/尔滨理工大学课程设计说明书 10 ,与 573r/近的机床转速为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m m4) 削工时，按工艺手册 表 tm=i ;其中 l=251l = 2l =3= =工步三：铰 4至 48床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢铰刀 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=50m/3) 定机床主轴转速 28 501000 569r/与 569r/近的机床转速为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 00 60028 m4) 削工时，按工艺手册表 哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 tm=i ;其中 l=251l = 2l =3= =工步四：倒角 序 06： 铣 18宽槽；铣 38 宽槽深 2 工步一：铣 18 宽槽 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 p ， 80 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用 量 p 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3118 3010001000 rd vn s 按机床标准选取00 r m 000 500181000 w 切削工时： 9 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 93921 38 宽槽深 2 哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用 p ， 60 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 p 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 4236 5010001000 rd vn s 按机床标准选取00 r m 000 500361000 w 切削工时： 8 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 24821 7： 钻 40 锥销孔（先钻一头，装配时透铰） 机床： 臂钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 10 1) 给量 查机械加工工艺师手册表 28取f=r 2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=20m/3) 定机床主轴转速 哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 10 201000 636r/与 636r/近的机床转速为 600r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 0010 m4) 削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=141l =5 2l =3= 514 =工序 08：去毛刺 工序 09：检验至图纸要求并入库 第三章 专用夹具的设计 为了 提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序 5： 钻、扩、铰 48的钻床夹具，机床选用： 臂钻床。 本夹具主要用来： 钻、扩、铰 48 ， 48平行度公差 48对 A 面的垂直度公差 些要求，在设计夹具时要考虑在内。 位原理说明 哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 基准面 支承板相配合限制三个自由度，工件后端面作为第二定位基准，与两个定位销相配合限制两个自由度，工件左端面作为第三 定位基准，与定位块相配合限制一个自由度，工件六个自由度被完全控制，属于完全定位。 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： D=28 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式 （ 5（ 5 F=26 28 1942N T=10 道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 本工件采用 基准面 A、后端面及左端面定位，对应的定位元件为：支承板、两定位销和定位块，夹紧则是由移动压板、螺母、螺杆等组成的夹紧机构来完成，本套夹具结构紧凑，操作方便，夹具如下图所示： 哈尔滨理工大学课程设计说明书 15 哈尔滨理工大学课程设计说明书 16 总 结 本设 计中是对底座零件加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用
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