【工装夹具类】连杆盖工艺加工和铣底面夹具设计【全套CAD图纸】
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工装
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【工装夹具类】连杆盖工艺加工和铣底面夹具设计【全套CAD图纸】,工装,夹具,连杆,工艺,加工,以及,底面,设计,全套,cad,图纸
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机械加工工艺卡片 工件名称 连杆 盖 工序号 件名称 连杆 盖 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式 铣 床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 铣 3 的面 圆柱铣 刀 游标卡 尺 45 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 的 机械加工工艺过程卡片 零件号 工序号 工序名称 设备 夹具 刀具 量具 名称 型号 名称 规格 名称 规格 名称 规格 铸造 时效处理 以 40 外圆面， 81 内圆面和 基准面铣 立式铣床 用夹具 高速钢端铣刀 25 以 40 外圆面， 81 内圆面和 基准面铣 立式铣床 用夹具 高速钢端 铣刀 25 以 基准加工 81 的孔 卧式镗床 用夹具 弯头镗刀 81 内圆面和 基准面钻 20 孔 立式钻床 用夹具 高速钢锥柄麻花钻 以 81 和 基准铣 面 立式铣 床 用夹具 圆柱铣刀和端铣刀 81 和 41 为基准钻2孔，并攻丝 式钻床 用夹具 锥柄麻花钻 I 以 81 和 41 为基准车21 宽 沟槽 卧式车床 用家具 镗刀 X 以 81 和 41 为基准 铣宽 15 卧式铣床 用夹具 三面刃铣刀 检 库 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 定毛坯的制造形式 4 面的选择 传 5 定工艺路线 4 械加工余 量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 定切削用量及基本工时 8 三 夹具设计 18 题的提出 18 具设计 18 位误差分析算 19 削力及夹紧力计 19 向键与导向装置 20 具设计及操作简要说明 22 总 结 24 致 谢 25 参考文献 26 课程 设计说明书 题目： 连杆体 零件的工艺规程及 铣 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。 连杆体加工工艺规程及其铣 的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。 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 4 5 4 、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 8 三 夹具设计 18 题的提出 18 具设计 18 位误差分析 算 19 削力及夹紧力计 19 向键与导向装置 20 具设计及操作简要说明 22 总 结 24 致 谢 25 参考文献 26 第 1 页 共 30 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。 连杆盖 的加工工艺规程及其铣 的夹具设计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 30 页 一、 零件的分析 零件的作用 连杆盖 的作用，待查 零件的工艺分析 连杆盖 有 3 个加工面他们 有位置度要求。 这三个加工面的分别为 1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括 ， 上下 面，和 的孔，宽 90底面和侧面和整个底面。 2： 以宽 90面为基准的加工面，这组面包括 2： 以直径为 22 的圆和直径为 81 的圆为基准的加工面，这组加工面主要是铣槽。 第 3 页 共 30 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 虑到拖拉机运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此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。 基面的选择的选择 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。 第 4 页 共 30 页 （ 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） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面 作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 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。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取 40 外圆为定位基准，利用 定位元件 。 基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在 多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他 第 5 页 共 30 页 表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 11 和 20孔（一面 2销）为定位精基准，加 工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 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。通过仔细考虑零件的技术要求后， 制定以下两种工艺方案 ： 方案一 工序 ： 铸造 工序 ： 时效处理 工序 ： 铣 工序 ： 铣 工序 ： 镗直径为 81工序 ： 钻 20 的孔 工序 ： 铣 工序 ： 钻 2 工序 ： 车直径为 21，宽 沟槽 工序 X：铣宽 15 第 6 页 共 30 页 工序 质检 工序 入库 方案二 工序 ：铸造 工序 ： 时效处理 工序： 铣上下 2端面 工序： 铣下面各端面和侧面 工序： 镗直径为 81工序： 钻 2工序： 钻 20 的孔 工序： 车直径为 21，宽 沟槽 工序： 铣宽 15 工序 X：质检 工序 库 工艺方案一和方案二的区别在于工序一把把钻 2放在了镗 81 孔的前面，这样为下 一步镗孔选好的定位基准，能更好地保证镗孔的精度，二方案二不能，因此我们选择方案一 具体的方案如下 工序 ：铸造 工序 ： 时效处理 工序： 铣 工序： 铣 工序： 镗直径为 81工序： 钻 20 的孔 工序： 铣 工序： 钻 2 工序： 车直径为 21，宽 沟槽 工序 X：铣宽 15 工序 检 第 7 页 共 30 页 工序 库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 连杆盖 零 件材料为 33，重量为 1 产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、 连杆盖 的 底面 由于 连杆盖 底面要与其他接触面 接触， 同时又是 30 孔的中心线的基准。 作为后序的基准，所以要进行 铣，其加工余量为 3、 连杆盖 的轴孔 直径为 20 孔 毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于照参数文献，确定工艺尺寸余量为 钻 ，扩，绞 721H 孔 钻孔： 扩： 铰： 720H 表面粗糙毒均为 、 孔端面 采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为 据参考文献，其余量为 Z=第 8 页 共 30 页 确定切削用量及基本工时 工序 以 40 外圆面， 81 内圆面和 基准面铣 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 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 rd vn s 第 9 页 共 30 页 按机 床标准选取750 r m 0 0 750401 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时 为 m i 0 3990(2)(2 21 V： 以 40 外圆面， 81 内圆面和 基准面铣 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 50 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 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 5） 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 rd vn s 按机床标准选取750 r 第 10 页 共 30 页 m 0 0 750451 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6006） 计算工时 切削工时： l=110 1 ， 2 ，则机动工时为 m 110921 ： 以 1的孔 加工要求精镗孔 81 机 床： 刀 具：刀具材料为硬质合金、 杆尺寸为 122度为 500 工 步一：镗孔 81 (一 )计算切削用量： 1镗孔至 81边余量 Z=1次加工 确定进给量 查表 3械制造工艺设计手册，加工铸铁，f=4163镗床主轴进给量。取 f=r 根据有关手册，取 V=100m/ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 = 6 1 2 r / m i 1 4 3 . 1 4 5 2vn w D 第 11 页 共 30 页 1 2 3l l l l iT j + +=（ 2 查表 4械制造工艺手册。 标镗床主轴转速取 612r/削工时：查 械制造工艺手册。 31l ， 42 l ， 53 l ， 20l （ 2 5320 I： 81 内圆面和 基准面 钻 扩 铰 钻孔 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 90 时， 。由于本零件在加工 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 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 75191000 第 12 页 共 30 页 切削工时： 3 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 切削工时： 3 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 铰 20 孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 第 13 页 共 30 页 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： 3 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 以 81和 2， 面 ： 以 40 外圆面， 81 内圆面和 基准面铣 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 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 8） 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750 r 第 14 页 共 30 页 m 0 0 750451 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6009） 计算工时 切削工时： l=43 1 ， 2 ，则机动工时为 m 110921 以 81和 41为基准钻 2攻丝 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2 钢的 00， 时， 。由于本零件在加工 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 8 所以 m 6 81 0 0 01 0 0 0 rd 第 15 页 共 30 页 根据机床说明书，取 65 ，故实际切削速度为 m 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 92021 fn I：攻丝 螺纹 15 17 按机床选取 95 ，则 机动时 0 ， 1 ， 2 攻 m 5 )3520()( 21 nf m 工序 以 81和 41为基准车 21宽 直径为21 宽 沟槽 车：直径为 21 宽为 内圆槽 选硬质合金车刀 1） 车削深度，因为所车内圆 有精度要求，故可以选择 第 16 页 共 30 页 多 次走刀即可完成所需长度。 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 式车床 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/ 12+43)/475= 工序 X：铣 宽 15 面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬金三面刃铣刀 ，刀片采用 p ， 2000 d ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 10） 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 11） 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 99120 751 0 001 0 00 rd vn s 第 17 页 共 30 页 按机床标准选取198 r m 981201000 w 当198r/ 按机床标准选取 2） 计算工时 切削工时： 001 ， 2 ，则机动工时为 m 5 31 0 021 fn 18 页 共 30 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。 由指导老师的分配，决定 设计第 工序 铣 的夹具 设计 铣 夹具的设计 题的提出 本夹具主要是 铣 面 ， 面 自身有精度要求，定位要求较高，为了达到精度要求，同时又为了提高生产效率，我们采用已镗过 的 81 的孔 和 20 的孔 为定位精基准， 即 采用一 经典的一面 2销定位 。 定位基准的选择 以镗过的直径为 81 的的孔和 20 的孔定位。即经典的一面2 销定位。 位误差分析 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： （ 1）、移动时基准位移误差 m i = 0 60 70 9 = (2)、转角误差 L m i i 第 19 页 共 30 页 其中： )2(2 m X 0 0 0 2 削力和夹紧力计算 根据机械加工工艺手册可查得： 铣削力计算公式为 圆周分力 1 . 0 0 . 7 5 0 . 8 8 0 . 8 709 . 8 1 9 6 . 7 p f e F zF z a a a Z d k式（ 3 查表可得：0 50d Z 92ea /fa m m z 代入公式（ 3 0 . 7 5 0 . 8 79 . 8 1 9 6 . 7 1 . 5 0 . 0 8 9 2 6 5 0 1 . 0 6 =查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为： F / 0 . 8 0 . 8 3 9 2 9 . 5 1 3 1 4 4 N 0 . 7 5 0 . 7 5 3 9 2 9 . 5 1 2 9 4 7 . 5 N 6 3 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即： （ ） 3144 104800 . 3 计算出的理论夹紧 力 k 既为实际所需夹紧力 F 即： 取 k=2 2 1 0 4 8 0 2 0 9 6 0 第 20 页 共 30 页 由于选用手动夹紧，由 机械设计手册查得，并经计算螺栓水平可承受剪切力 垂直螺纹剪切力 33 由此可见，在工人合理操作夹紧情况下本夹具可以安全工 作。 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中， 一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 80定向键结构如图所示： 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=25向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键 数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 第 21 页 共 30 页 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差D 25 0 14 6 15 6 24 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣加工，所以选用直角对刀块。直角对刀块的结构和尺寸如图所示： 图 对刀块 图 第 22 页 共 30 页 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标记 四周倒圆图 平塞尺 图 塞尺尺寸为： 表 平塞尺 尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 具简要操作说明 工件以 81 内 圆 和 20 内圆 为基准， 采用经典的一面 2 销定位 ， 为了装卸方便，夹紧快速，我们采用转动压板压紧，当需要装上工件的时，我们采用 2 销定好为，然后旋转转动压板，转动一个角度然后开始压紧工件进行加工，加工完毕后，如要取下工件则，旋转转动压板，然后开始取出工件，在旋转的时间为了防止转动压板下滑，我们采用一弹簧支撑转动压板，这样就方便快捷的多，总之对这 套设计方案我还是比较满意的。 第 23 页 共 30 页 装 配 图 附 图 如下 夹具体附图如下 第 24 页 共 30 页 总 结 课程 设计即将结束了，时间虽然短暂但是
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