【工装夹具类】CA6140车床刀架中部+工艺及夹具设计[2套]【含CAD图纸毕业论文】【机械设计】
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【工装夹具类】CA6140车床刀架中部+工艺及夹具设计[2套]【含CAD图纸毕业论文】【机械设计】,工装,夹具,ca6140,车床,刀架,中部,工艺,设计,cad,图纸,毕业论文,机械设计
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机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 03 铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 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 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣基准面 专用夹具、游标卡尺 675 2 半精 铣基准面 专用夹具、游标卡尺 675 3 精 铣基准面 专用夹具、游标卡尺 675 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 04 车 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式车 床 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 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗车 186 外圆面、 70 外圆面 专用夹具、游标卡尺 475 2 半精车 186 外圆面、 70 外圆面 专用夹具、游标卡尺 475 3 粗车 186 端面、 70 端面 专用夹具、游标卡尺 475 4 半精车 186 端面、 70 端面 专用夹具、游标卡尺 475 5 粗车 116 环形槽 专用夹具、游标卡尺 475 6 半精车 116 环形槽 专用夹具、游标卡尺 475 7 精车 186 端面 专用夹具、游标卡尺 475 设 计（日 期 ） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 05 扩、铰 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻 床 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 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 扩 30 孔至 用夹具、游标卡尺 675 2 铰孔至 35用夹具、游标卡尺 675 3 扩 25 孔至 29 专用夹具、游标卡尺 800 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 06 钻 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻 床 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 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 钻 23 孔 专用夹具、游标卡尺 500 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 07 铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 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 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 铣 132 36 20 槽 专用夹具、游标卡尺 1600 0 N 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 08 铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 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 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 铣 铣 形槽 专用夹具、游标卡尺 275 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 9 页 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 09 铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 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 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣四周面 专用夹具、游标卡尺 375 2 半精铣四周面 专用夹具、游标卡尺 375 3 精铣四周面 专用夹具、游标卡尺 375 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 9 页 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 10 铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 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 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣 刻线表面 专用夹具、游标卡尺 375 2 半精 铣 刻线表面 专用夹具、游标卡尺 375 3 精 铣 刻线表面 专用夹具、游标卡尺 375 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 床刀架中部 共 9 页 第 9 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 11 磨 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 磨床 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 (秒 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 磨 188 外圆连接部分、刻线表面 专用夹具、游标卡尺 1500 设 计（日 期） 校 对（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 件号 签 字 日 期 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 床刀架中部 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸 件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 01 备料 铸 造 02 热处理 人工时效 03 铣 粗铣、 半精铣、 精铣基准面 A 和 其一侧的阶梯面 及燕尾槽 金工 铣刀、燕尾槽铣刀、游标卡尺 04 车 粗 车、半精车 186 外圆面、 70 外圆面 ；粗车、半精车 186端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186 端面 金工 圆车刀、端面车刀、游标卡尺 05 扩、铰 扩、铰 35 孔、 29 孔 金工 孔钻、铰刀、游标卡尺 06 钻 钻 23 孔 金工 花钻、游标卡尺 07 铣 铣 132 36 20 槽 金工 铣刀、塞尺、游标卡尺 08 铣 铣 形槽 金工 形铣刀、塞尺、游标卡尺 09 铣 粗铣、半精铣、精铣四周面 金工 铣刀、塞尺、游标卡尺 10 铣 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 金工 铣刀、塞尺、游标卡尺 11 磨 磨 188 外圆 连接部分 、刻线表面 金工 轮、千分尺 12 刻线 刻线宽 工 13 去毛刺 去毛刺 钳工 14 质检 检验至图纸要求 15 入库 入库 设 计（日 期） 校 对（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 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 设计说明书 题目： 床刀架中部 的工艺规程及钻 23 孔 的工装夹具设计 学 生 ： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 本次设计内容涉及了机械 制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 床刀架中部 的工艺规程及钻 23 孔的 工装夹具设计是 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。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 he of to of - 13 is in In of to of to of of of is to of a as is of in of 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 4 4 6 7 三 夹具设计 10 题的提出 10 具的设计 10 总 结 15 致 谢 16 参考文献 17 第 1 页 共 17 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供 装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 床刀架 的工艺规程及钻 23 孔 的工装夹具设计是 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质 量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 第 2 页 共 17 页 一、 零件的分析 零件的作用 装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。 零件的工艺分析 从 有八组加工表面，现分述如下： 1. 基准面 2. 186外圆面、 70外圆面； 186端面、 70端面； 116环形槽； 3. 35孔、 29孔 4. 23孔 5. 132 36 20槽 6. 7. 四周面 8. 刻线表面 第 3 页 共 17 页 技术要求如下： 尺检） 5 10 第 4 页 共 17 页 二 . 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材料为 虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的 。 件材料为 度选用260坯重约 1产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型， 2级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下 ： 1. 基准面 基准面 面粗糙度为 机械制造工艺设计简明手册表 铸件机械加工余量 Z=2. 186外圆面、 70外圆面； 186端面、 70端面； 116环形槽； 186外圆面、 70外圆面； 186端面、 70端面； 116环形槽，表面粗糙度分别为 械制造工艺设计简明手册表 铸件机械加工余量Z=3. 35孔、 29孔 35孔、 29孔 、查机械制造工艺设计简明手册表 第 5 页 共 17 页 知铸件机械加工余量 Z=4. 23孔 23孔 ，因孔的尺寸非常小，很难直接铸造成型，所以采用实心铸造。 5. 132 36 20槽 132 36 20槽 ，如果直接铸造成型，会提高对模具的要求，成本相对较高，故采用实心铸造 。 6. 如果直接铸造成型，会提高对模具的要求，成本相对较高，故采用实心铸造。 7. 四周面 四周面、表面粗糙度分别为 械制造工艺设计简明手册表 铸件机械加工余量 Z=8. 刻线表面 刻线表面的尺寸不大，采用实心铸造。 9. 其它表面均为不加工表面，砂型机器铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来 了，毛坯的具体形状和尺寸见图 零件毛坯简图。 第 6 页 共 17 页 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择 重要 表面为粗基 准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面 。因此，加工 ，应以 70端面及 188外圆面作 为粗基准 。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 第 7 页 共 17 页 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用 通用 机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一 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 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工序 04： 粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 工序 05： 扩、铰 35孔、 29孔 工序 06： 钻 23孔 工序 07： 铣 132 36 20槽 工序 08： 铣 工序 09： 粗铣、半精铣、精铣四周面 工序 10： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工序 11： 磨 188外圆连接部 分、刻线表面 工序 12： 刻线宽 序 13： 去毛刺 工序 14： 检验至图纸要求 第 8 页 共 17 页 工序 15： 入库 方案二 工序 01：铸造 工序 02：人工时效 工序 03： 粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 工序 04： 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工序 05：扩、铰 35孔、 29孔 工序 06：钻 23孔 工序 07：铣 132 36 20槽 工序 08：铣 工序 09：粗铣、半精铣、精铣四周面 工序 10： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工序 11：磨 188外圆连接部分、刻线表面 工序 12： 刻线宽 序 13： 去毛刺 工序 14： 检验至图纸要求 工序 15： 入库 对上述两种方案进行比较 ， 我们发现 方案一与方案二不同在于燕尾槽加工，一先一后，由基准的选择原则（基准先行）知，方案一较为合理。 具体的加工路线如下 工序 01：铸造 第 9 页 共 17 页 工序 02：人工时效 工序 03：粗铣、半精铣、精铣基准面 A 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工序 04：粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 工序 05：扩、铰 35孔、 29孔 工序 06：钻 23孔 工序 07：铣 132 36 20槽 工序 08：铣 工序 09：粗铣、半精铣、精铣四周面 工序 10： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工序 11：磨 188外圆连接部分、刻线表面 工序 12： 刻线宽 序 13： 去毛刺 工序 14： 检验至图纸要求 工序 15： 入库 第 10 页 共 17 页 三 、 夹具设计 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。 由指导老师 分配，决定设计 工序 06： 钻 23孔 的钻床夹具 题的提出 本夹具主要用于 钻孔 ，精度要求 不 高， 为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑 。 我们采用已经加工好的 燕尾槽及基准面 具的设计 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基 准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。 选择 已经加工好的 燕尾槽及基准面 A 来定位，夹紧则是由螺母、心轴、快换垫圈等组成的螺旋夹紧机构来实现。 削力及夹紧力计算 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 第 11 页 共 17 页 式中： 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 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本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。 位误差分析 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知， T= 。已知孔的形状公差为 据经验公式， 易知此结果符合。 第 12 页 共 17 页 套设计 钻 23孔，中大批量生产，故采用可换钻套，以便钻套磨损后，可迅速更换。 可 换钻套图如下： 钻套尺寸如下图： 第 13 页 共 17 页 具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为 钻 床夹具选择了 螺旋夹紧机构 的 夹紧方式。本工序为钻 切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 夹具装配图附图如下 第 14 页 共 17 页 夹具体附图如下 第 15 页 共 17 页 总 结 课程 设计即将结束了 ，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 制图软件，为我们踏入 毕业 设计打下了好的基础。 课程 设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计 的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。 第 16 页 共 17 页 致 谢 这次课程 设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了 课程 设计。 这次 课程 设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下 他 的休息时间，耐心地帮助我解决技术 上的一些难题， 他 严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成， 他 都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜， 他 不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩 指导 老师的专业水平外， 他 的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向 指导 老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 第 17 页 共 17 页 参 考 文 献 1. 切削用量简明手册 ,艾兴、肖诗纲主编 ,机械工业出版社出版，1994年 益民主编，机械工业出版社出版， 1994年 尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版， 1983年 北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版， 1990年 海科学技术出版社， 1981年 10月 宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版， 1997 年 设计说明书 题目： 床刀架中部 的工艺规程及钻 23 孔 的工装夹具设计 学 生 ： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 本次设计内容涉及了机械 制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 床刀架中部 的工艺规程及钻 23 孔的 工装夹具设计是 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。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 he of to of - 13 is in In of to of to of of of is to of a as is of in of 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 4 4 6 7 及基本工时 9 三 夹具设计 32 题的提出 32 具的设计 32 总 结 40 致 谢 41 参考文献 42 第 1 页 共 42 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械 制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 床刀架 的工艺规程及钻 23 孔 的工装夹具设计是 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线 安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 第 2 页 共 42 页 一、 零件的分析 零件的作用 装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。 零件的工艺分析 从 有八组加工表面，现分述如下： 1. 基 准面 2. 186外圆面、 70外圆面； 186端面、 70端面； 116环形槽； 3. 35孔、 29孔 4. 23孔 5. 132 36 20槽 6. 7. 四周面 8. 刻线表面 第 3 页 共 42 页 技术要求如下： 尺检） 5 10 第 4 页 共 42 页 二 . 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材料为 虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的 。 件材料为 度选用260坯重约 1产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型， 2级精度组。 根据上述原始资料 及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 基准面 基准面 面粗糙度为 机械制造工艺设计简明手册表 铸件机械加工余量 Z=2. 186外圆面、 70外圆面； 186端面、 70端面； 116环形槽； 186外圆面、 70外圆面； 186端面、 70端面； 116环形槽，表面粗糙度分别为 械制造工艺 设计简明手册表 铸件机械加工余量Z=3. 35孔、 29孔 35孔、 29孔 、查机械制造工艺设计简明手册表 第 5 页 共 42 页 知铸件机械加工余量 Z=4. 23孔 23孔 ，因孔的尺寸非常小，很难直接铸造成型，所以采用实心铸造。 5. 132 36 20槽 132 36 20槽 ，如果直 接铸造成型，会提高对模具的要求，成本相对较高，故采用实心铸造。 6. 如果直接铸造成型，会提高对模具的要求，成本相对较高，故采用实心铸造。 7. 四周面 四周面、表面粗糙度分别为 械制造工艺设计简明手册表 铸件机械加工余量 Z=8. 刻线表面 刻线表面的尺寸不大，采用实心铸造。 9. 其它表面均为不加工表面，砂型机器铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，确定 了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图 零件毛坯简图。 第 6 页 共 42 页 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择 重要 表面为粗基 准。所谓重要表面一般是工 件上加工精度以及表面质量要求较高的表面 。因此，加工 ，应以 70端面及 188外圆面作 为粗基准 。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 第 7 页 共 42 页 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用 通用 机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽 量降下来。 方案一 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 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工序 04： 粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 工序 05： 扩、铰 35孔、 29孔 工序 06： 钻 23孔 工序 07： 铣 132 36 20槽 工序 08： 铣 工序 09： 粗铣、半精铣、精铣四周面 工序 10： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工序 11： 磨 188外圆连接部分、刻线表面 工序 12： 刻线宽 序 13： 去毛刺 工序 14： 检验至图纸要求 第 8 页 共 42 页 工序 15： 入库 方案二 工序 01：铸造 工序 02：人工时效 工序 03： 粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 工序 04： 粗铣、半精铣、精铣基准面 A 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工序 05：扩、铰 35孔、 29孔 工序 06：钻 23孔 工序 07：铣 132 36 20槽 工序 08：铣 工序 09：粗铣、半精铣、精铣四周面 工序 10： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工序 11：磨 188外圆连接部分、刻线表面 工序 12： 刻线宽 序 13： 去毛刺 工序 14： 检验至图纸要求 工序 15： 入库 对上述两种方案进行比较 ， 我们发现 方案一与方案二不同在于燕尾槽加工，一先一后，由基准的选择原则（基准先行）知，方案一较为合理。 具体的加工路线如下 工序 01：铸造 第 9 页 共 42 页 工序 02：人工时效 工序 03：粗 铣、半精铣、精铣基准面 A 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工序 04：粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 工序 05：扩、铰 35孔、 29孔 工序 06：钻 23孔 工序 07：铣 132 36 20槽 工序 08：铣 工序 09：粗铣、半精铣、精铣四周面 工序 10： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工序 11：磨 188外圆连接部分、刻线表面 工序 12： 刻线宽 序 13： 去毛刺 工序 14： 检验至图纸要求 工序 15： 入库 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 和其一侧的阶梯面及燕尾槽 工步一： 粗铣基准面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端 铣刀 、燕尾槽铣刀 ，刀片采 第 10 页 共 42 页 用 p ， 00 ， 25 ， 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/2.0 z ，则 m 63601251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取675 r m i n/i n/1000 675601000 w 当675r/ 5 4 06 7 按机床标准选取 5003） 计算工时 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m i 5 121 fn 精 铣基准面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式 端 铣刀 、燕尾槽铣刀 ，刀片采 第 11 页 共 42 页 用 p ， 00 ， 25 ， 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/2.0 z ，则 m 63601251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取675 r m i n/i n/1000 675601000 w 当675r/ 5 4 06 7 按机床标准选取 5003） 计算工时 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m i fn ： 精 铣基准面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端 铣刀 、燕尾槽铣刀 ，刀片采 第 12 页 共 42 页 用 p ， 00 ， 25 ， 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/2.0 z ，则 m 63601251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取675 r m i n/i n/1000 675601000 w 当675r/ 5 4 06 7 按机床标准选取 5003） 计算工时 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m i fn 4：粗车、半精车 186 外圆面、 70外圆面；粗车、半精车 186 端面、 70 端面；粗车、半精车 116 环形槽；精车 186端面 第 13 页 共 42 页 工步一：粗车 186外圆面、 70外圆面 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ )/（ 475 工步二：半精车 186外圆面、 70外圆面 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 第 14 页 共 42 页 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ )/（ 475 工步三： 粗车 186端面、 70 端面 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f 第 15 页 共 42 页 fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 59+)/（ 475 工步四： 半精车 186端面、 70端面 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 第 16 页 共 42 页 L/ 59+)/（ 475 工步五： 粗车 116环形槽 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 23+)/（ 475 工步六： 半精车 116环形槽 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 第 17 页 共 42 页 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 23+)/（ 475 工步七： 精车 186端面 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V 第 18 页 共 42 页 c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 23+)/（ 475 工序 05：扩、铰 35孔、 29孔 工步一：扩 30孔至 定进给量 ：根据参考文献表 2钢的， d= ， f =r。由于本零件在加工 时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 5 所以 51 0 0 01 0 0 0 ws d 86.4(m/根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 1 0 0 0 6 7 0 0 ww 3.8(m/ 第 19 页 共 42 页 切削工时： l =1l =2l =机动工时为 工步 二 ：铰孔至 35定进给量 ：根据参考文献表 2钢的 ，d= 35 时， 。由于本零件在加工 35 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 5 所以 35 751 0 0 01 0 0 0 ws d 82.4(m/根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 1000 675351000 ww 3.8(m/切削工时： l =1l =2l =机动工时为 6(工步三：扩 25孔至 29 确定进给量 ：根据参考文献表 2钢的， d= 29 时， f =r。由于本 第 20 页 共 42 页 零件在加工 29 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 5 所以 29 751 0 0 01 0 0 0 ws d 23.6(m/根据机床说明书，取 00 ，故实际切削速度为 1000 800291000 ww 2.8(m/切削工时： l =1l =2l =机动工时为 工序 06：钻 23孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=13孔，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13钻头几何形状为（根据切削用量手册表 表 标准钻头， 25， 2 120 ,，后角 0 11 ， 50，横刃 第 21 页 共 42 页 长度 ，弧面长度 5l 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220 0 /f m m r , 0 20d 时， 1 8 / m m m 。 切削速度的修正系数为： ， ，0.1 故 vc 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i 01000vn d= =据 钻床技术资料（见简明手册表 选择 n=500r/ 1 3 . 0 6 / m i m m 。 4计算基本工时 第 22 页 共 42 页 根据公式 式中， l=17切量及超切量由切削用量手册表 出 6y ，计算 得， L=（ 17+6） 3 故有： t= 3=的时间： T=2t=序 07：铣 132 36 20槽 1. 选择刀具 刀具选取 立 铣刀，刀片采用 p ， 0 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 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/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取1600 r m i n/i n/1000 160051000 w 当1600r/ 第 23 页 共 42 页 1 2 8 01 6 0 按机床标准选取 12003） 计算工时 切削工时： 64 ， 21 ， 2 ，则机动工时为 m i 0 0 2722 6 421 fn 8：铣 1. 选择刀具 刀具选取立 铣刀，刀片采用 p ， 40 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 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/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取275 r m i n/i n/1000 275341000 w 当275r/ 第 24 页 共 42 页 按机床标准选取 2003） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 26521 fn 9：粗铣、半精铣、精铣四周面 工步一：粗铣四周面 1. 选择刀具 刀具选取立 铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 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/2.0 z ，则 m 51 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取375 r m i n/i n/1000 375201000 w 当375r/ 3 0 03 7 第 25 页 共 42 页 按机床标准选取 3003） 计算工时 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m i fn 精铣四周面 1. 选择刀具 刀具选取立 铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 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/2.0 z ，则 m 51 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取375 r m i n/i n/1000 375201000 w 当375r/ 3 0 03 7 按机床标准选取 300 第 26 页 共 42 页 3） 计算工时 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m i 5 621 fn 铣四周面 1. 选 择刀具 刀具选取立 铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 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/2.0 z ，则 m 51 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取375 r m i n/i n/1000 375201000 w 当375r/ 3 0 03 7 按机床标准选取 3003） 计算工时 第 27 页 共 42 页 切削工时： ， ， 2 ，则机动工时为 m i 5 621 fn 0： 粗铣、半精铣、精铣刻线表面 工步一：粗铣 刻线表面 1. 选择刀具 刀具选取立 铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ，
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