动块机械加工工艺及钻φ12和φ20孔的钻床夹具设计（全套含CAD图纸）
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1机械制造技术课程设计说明书设计题目：设计钻12和20孔的钻床夹具专业：机械电子工程班级：机电13-3学号：姓名：指导教师：机械工程系2016年11月18日11前言-32零件的分析-32.1零件的作用-32.2零件的工艺分析-42.2.1孔的加工-42.2.2面的加工-43工艺规划设计-43.1基面的选择-43.1.1粗基准的选择-43.1.2精基准的选择-43.2工艺路线的拟定-53.2.1工艺路线方案-53.3毛坯尺寸及其加工余量的确定-53.3.1两侧面毛坯尺寸及加工余量计算-53.3.2毛坯尺寸及加工余量计算-53.5确定各工序切削用量及基本工时-64钻孔夹具设计-104.1夹具方案的设计-104.2定位、夹紧方案的选择-114.3切削力及夹紧力的计算-114.4夹紧力的计算-114.5误差分析与计算-124.6确定夹具体结构尺寸和总体结构-13总结-14参考文献-1521前言（1）.简介机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所有各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。（2）.设计目的其目的如下：培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。2零件的分析2.1零件的作用3该零件为典型的杆类零件，而且为连杆类。因此，其主要的要素包括两侧面，20mm孔和12mm孔还有一个M8的侧面螺纹孔。通过孔连接即该动块的作用是实现运动的传递作用。2.2零件的工艺分析该动块的加工表面分三种，几乎都要保证Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：2.2.1孔的加工该零件共有2个孔要加工：20mm孔和12mm孔是零件的主要加工面，多组面，通过两孔中心连线及对两侧对称面，没有位置尺寸度要求，只需要钻床粗加工。2.2.2面的加工该零件共有2个侧面要加工：两个侧面是配合20mm孔和12mm孔孔后续工序的主要精基准面，需要精加工。3工艺规划设计3.1基面的选择基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。3.1.1粗基准的选择粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于两侧面较平整且加工精度较高，故以2个主要侧面为基准。3.1.2精基准的选择精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，该零件上重要表面是大头孔20H7，由于其与底面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的20H11提高到20H7，该定位4基准组合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。3.2工艺路线的拟定拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。3.2.1工艺路线方案10.模锻毛坯;20.去飞边30.人工时效40.铣上下两平面，保证尺寸20mm50.钻、扩、铰20H7mm,12H7mm两孔达图纸要求，孔口倒角C160.钻20H7mm70.12H7mm两孔和端面定位80.钻攻M8螺孔至图纸尺寸90.按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差100.清洗，加工表面涂防绣油，入库3.3毛坯尺寸及其加工余量的确定动块零件材料为45,毛坯重量约为1.6kg，生产类型为中批生产，采用普通模锻生产。3.3.1两侧面毛坯尺寸及加工余量计算粗铣：由机械加工工艺手册第一卷表3.2-23，其加工余量为1.0mm。精铣：由机械加工工艺手册第一卷表3.2-25，其加工余量为0.5mm。3.3.2毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求，精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按机械加工工艺手册表5.29，粗铣精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。53.5确定各工序切削用量及基本工时10.模锻毛坯;没切削过程，无需计算20.去飞边没切削过程，无需计算30.人工时效没切削过程，无需计算工序40.铣上下两平面，保证尺寸20mm（1）铣上平面取背吃到量，选用X52型立式铣床，每齿进给量2.5pam0.12/zfmz工件材料45，锻造，高速钢镶齿铣刀、齿数，查表5.8125wdm4确定铣削速度79.8/incvcs0V79.83.r/in采用X52立式铣床，查表3.6，取转速，故实际铣削速度6/inwr12560./i0wcdnvm当工作台每分钟进给为6/irf.1246028./inmzwfn（1）铣下平面取背吃到量，选用X52型立式铣床，每齿进给量.5pam0.12/zfmz工件材料45，锻造，高速钢镶齿铣刀、齿数，查表5.8125wdm4确定铣削速度79.8/incvcs0V79.83.r/in采用X52立式铣床，查表3.6，取转速，故实际铣削速度6/inwr12560./i0wcdnvm当工作台每分钟进给为6/irf.1246028./inmzwfn工序50：钻、扩、铰20H7mm,12H7mm两孔达图纸要求，孔口倒角C161.钻、扩、铰20H7mm钻孔标准高速钢麻花钻，扩孔标准高速钢扩孔钻，铰孔18m19.8m标准高速铰刀。20（1）钻孔切屑用量：取背吃刀量，由参考文献2可查出，根据Z3040立式钻床，取进给18pam量，切屑速度：，则修正0.4/fr17/mincv0.8vk.75lvk后的切屑速度，即70.5.2cv11298.4/inswnrd:查参考文献2表3.17，取，15/miw故实际切屑速度为。891.02/in0cdnvr切屑用时：=10mm，1cot(12)2rDlkm.,45rDk2lm12l故，10.2in1.4895jwltsfn，10.621.3fjts，1().(2)0.61bxjfts117.djjfbxttts（2）扩孔切屑用量：取背吃刀量，由参考文献2可查出，根据Z3040立式钻床，取进给0.9pam量，切屑速度：，则修正.62/fr25/mincv0.8vk.75lvk后的切屑速度，即5.87.4cv，104360./in19.swnrd:查参考文献2表3.17，取，27/miw7故实际切屑速度为。19.8276.9/min00wcdnvr切屑用时：=10mm，1cot(12)2rDlkm.,45rDk21l2l故，0.13in7.8.67jwltsfn，20.18.25fjts，2().(1)0.6.54bxjfts2229.6djjfbxttts（3）铰孔切屑用量：取背吃刀量，由参考文献2可查出，根据Z3040立式钻床，取进给0.1pam量，切屑速度：，则修正.8/fr8.2/mincv0.8vk.9lvk后的切屑速度，即.2.9714cv，107143.6/in0swnrd:查参考文献2表3.17，取，97/miw故实际切屑速度为。206.9/in1cdnvr切屑用时：=10mm，1cot(2)2rDlkD45rk21lm2l故，1350.193.2min17.87jwltsfn，30.6.4.fjts，。3()12bxjft33321.4djjfbxttts2.钻、铰12H7mm（1）钻孔0.96工件材料为45钢，孔mm，高速钢钻头，查表5.190.96切削速度，进给量2/mincvf.2m/r8则1020n63.5/min1.swvrd采用Z3040型立式钻床由表3.17得转速故实际切削54/minwr速度为9.654v1.3/in100wcdnot2cot5.82rDlk:1l39l该工序基本时间为1290.42min5.jnltsf125.064.3fts1(5.3).617bxt175jd（2）铰孔0.3取背吃刀量45钢孔，查表5.23.1pam切削速度，进给量则4/incvf0.8m/r10.n5./in9.812sr采用Z3040型立式钻床取转速故实际切削速度为392/inwr39v./i100wcdm由45rk860.12pDda查表5.40绞孔切入切出行程1l25lm39l该工序基本时间为2239.0.17in.4s8jtnf2t10.46.4fs2(1.46).2bxt207.jd工序60：钻20H7mm机床：钻床Z3040刀具：麻花钻9切削深度：pam4.3进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.39，取frmf/25.0切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.41，取VsV43机床主轴转速：，取nin/9678.143010rdVin/80r实际切削速度：smn/3.0.0被切削层长度：lm3刀具切入长度：1ctgctgkDr5.4215.8)21(2刀具切出长度：2l0走刀次数为1机动时间：jtmin17.0825.431fnlj工序70.12H7mm两孔和端面定位，同工序60工序80.钻攻M8螺孔至图纸尺寸，同工序70工序90.按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差无切削加工工序100.清洗，加工表面涂防绣油，入库无切削加工4钻孔夹具设计4.1夹具方案的设计如图所示，为了加工通孔，必须使其完全定位。因此初步的设计方案如下,方案10一面加固定V型块和固定V型块定位，这样既简单。如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个固定V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。可是这种方案无法调节。如果毛坯超差还得通过螺丝调节。4.2定位、夹紧方案的选择考虑工件的加工结构，可以采用“一面，一固定V形块，一滑动V形块”的定位方式。其中滑动V形块Y轴移动自由度由导轨限制，X轴移动自由度不限制，避免过定位。夹紧机构采用螺旋夹紧机构。同时考虑到生产率要求不是很高，故可以采用手动夹紧。4.3切削力及夹紧力的计算（1）刀具：刀具用高速钢刀具钻头机床：Z525机床切削力公式：式中或1.2076fPFDfK2m38D查表得：其中：82.5()3bp0.6b0.4pK即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得：95.0)fN1212KFW有：120.7,.6安全系数K可按下式计算有：6543210K式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表可得：6012.10.56所以950816492()KfWFN4.4夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由FKfN2111其中f为夹紧面上的摩擦系数，取25.01fF=+GG为工件自重zPNfFN4.321夹紧螺钉：公称直径d=20mm，材料45钢性能级数为6.8级MPaB06MPaBs4801螺钉疲劳极限：B9263.2.1极限应力幅：akma7.51li许用应力幅：MPSa3.li螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为ss=2.54取s=4得Pa120满足要求8.24cHdFMPaNc153.2经校核：满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力4.5误差分析与计算采用自动对中夹具后,定位误差取决于对中块螺杆以及滑块的制造误差.同时,对对中块利用调整螺钉进行调整并加装钻套后,钻孔后的误差只有0.08mm.与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j12MjjWDAZWj由参考文献5可得：两V型块定位误差：11minDWd121min2min.DdDdJarctgL其中：，10.52Dm20D，1.d2.3dm1in02min0.34夹紧误差：cos)(inaxyj其中接触变形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNl查5表1215有。10.4,0.,.4,0.7RazHBKCcos.8jym磨损造成的加工误差：通常不超过Mjm05.夹具相对刀具位置误差：取AD1.误差总和：0.85.3jwm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。4.6确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性13夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。（2）应有足够的强度和刚度为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。总结本次课程设计是在进行课程设计之前对所学各课程的一次深入的综合性复习，是一次对我们所学的专业基础知识的掌握情况的重要考察和检验，更是培养我们理论联系实际，分析并解决问题能力的重要内容和阶段。使我更好的掌14握了CAD制图软件。学会了查图表
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