虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削 孔工序专用夹具设计

课程设计题目虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计12班级机电052完成日期200871一、设计题目虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削孔工12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摘要首先了解到自己的设计任务是在虎钳固定钳身上钻削孔，通过画零件图了解零件的结构和工作原理，并进行相应的工12艺性分析。通过查资料、到机电总厂请教，并问老师，不断修正自己的工艺路线，并编制相应的工艺规程，写工艺卡片，对加工过程有了初步了解。接着开始钻床夹具的设计，确定定位方案，夹紧机构，并绘制夹具的装配草图，确定夹具的零件图，并完成说明书的编写。通过这次设计，使自己对机械制造工艺有了了解，并对CAD制图软件达到了熟练的程度，培养了自己分析问题、解决问题的能力。ABSTRACTFIRSTOFALLUNDERSTANDTHATTHEIRTASKISTODESIGNHUQIANFIXEDCLAMPONDRILLINGHOLESTHROUGHTHEPAINTINGPARTSUNDERSTANDINGOFPARTSOFTHESTRUCTUREANDWORKINGPRINCIPLE,ANDTHECORRESPONDINGPROCESSOFANALYSISTHROUGHINVESTIGATION,TOASKTHEELECTRICALANDMECHANICALPLANT,ANDASKEDTHETEACHER,REFINEITSPROCESSLINE,ANDTHEPREPARATIONOFTHECORRESPONDINGPOINTOFORDER,WRITINGOFTHECARD,THEPROCESSHASAPRELIMINARYUNDERSTANDINGTHENSTARTDRILLINGFIXTUREDESIGN,DETERMINEPOSITIONINGPROGRAMME,CLAMPING,ANDTHEMAPPINGOFTHEDRAFTFIXTUREOFTHEASSEMBLYTODETERMINETHEFIXTUREPARTSMAP,ANDCOMPLETEDTHEPREPARATIONOFBROCHURESTHROUGHTHISDESIGN,THEMACHINERYSOTHATTHEIRMANUFACTURINGPROCESSWITHUNDERSTANDING,ANDCADMAPPINGSOFTWAREREACHEDTHELEVELOFPROFICIENCYANDCULTIVATETHEIROWNANALYSIS,PROBLEMSOLVINGABILITIES目录1、工艺分析111结构和工作原理112技术要求213审查工艺性314确定生产类型32、工艺规程设计321选择毛坯322确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量323拟定工艺路线4231定位基准的选择4232表面加工方法的确定4233加工阶段的划分5234工序的集中和分散5235机械加工工序6236确定工艺路线624、加工余量、工序尺寸和公差的确定725、切削用量的计算7251钻孔工步7252粗铰工步7253精铰工步83、专用钻床夹具设计831夹具设计任务832确定夹具的结构方案8321确定定位元件8322确定导向装置8323确定夹紧机构933画夹具装配图934、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求91、工艺分析11结构和工作原理固定钳是身整个平口钳的基体部分，丝杠是通过固定钳口的两个安装孔来定位的，并且在丝杠和固定钳身之间还安装了一个垫圈以减小摩擦。大螺母是和丝杠相互配合的，可以在丝杠上移动。活动钳口是通过固定螺钉安装在大螺母上的，这样活动钳口就可以在大螺母的带动下一起移动另外有两个钳口板分别用螺钉固定在固定钳身和活动钳口上面,这样在丝杠旋转时就可以带动大螺母一起移动,将丝杠的旋转运动转化为活动钳口的直线移动,这时活动钳口上的钳口板就可以相对于固定钳身上的钳口板进行移动,从而实现平口钳的加紧和松开12技术要求固定钳身的两个安装孔和丝杠有配合要求,加工精度要求较高两个安装孔的同轴度为钳口板的左端面和活动钳口的钳口板要加紧04或张开工件,所以要增强其刚度和耐磨性该零件的各项技术要求制定的较为合理13审查工艺性分析零件图可知,MM孔和MM孔的端面均为平面,可以防止加1812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,加工精度要求较高主要工作表面也可以在正常的生产条件下,采用较经加工表面尺寸及偏差MM公差及精度等级表面粗糙度RAM形位公差MM钳身上表面30IT716钳身下表面30IT716安装孔12412IT916安装孔8038IT916工字槽下表面126IT716钳口板左端面7IT1063钳口板下表面20IT86330孔的左端面2IT863钳口板前端面03148IT863钳口板后端面IT863孔下端面252IT1063孔孔的圆周面5IT1063孔11IT1063工字槽前端面工字槽的前端面28IT863工字槽后端面46IT863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14确定生产类型依设计题目知Q5000件/年,备品率和废品率分别取3和05,代入公式11,得N5000件/年1310551758件/年，固定钳身重量为5KG,属中型零件,大量生产2、工艺规程设计21选择毛坯由于该零件的材料是灰口铸铁，且是大量生产，所以应采用砂模铸造中的金属模机器造型，特点是成产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好。22确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量由表21，得毛坯件的公差等级为812，选铸件尺寸公差等级为10，由表23得，钳身上、下表面的尺寸公差为26MM由表25，毛坯的机械加工余量等级选EG，选铸件机械加工余量等级为F，机械加工余量为15MM钳身上、下表面的基本尺寸R1301520526343，上下偏差分别为13、13，钳身左、右表面的基本尺寸R215415205361588，上下偏差分别为18、1823拟定工艺路线231定位基准的选择选钳身的下表面、右端面，孔为精基准，选钳身的上表面18为粗基准，定位加工钳身的下表面。选钳身的左端面为粗基准，定位加工右端面。选钳身的右端面为精基准，定位加工钳口槽的左端面和钳身的左端面。选钳身的下表面为精基准，定位加工孔、孔、1830孔，保证两者的同轴度要求，加工钳身的上表面和钳口板的上表面。12选孔、孔的轴线为精基准，加工其它表面。812232表面加工方法的确定加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案钳身的左端面粗铣钳身的右端面粗铣MM孔30IT1063钻、粗扩、精扩MM孔12IT916钻、粗铰、精铰MM孔8IT916钻、粗铰、精铰钳口板左端面IT1063粗铣、精铣工字槽的下表面IT716粗铣、精铣钳身上表面IT716粗铣、精铣钳身下表面IT716粗铣、精铣钳口板下表面IT863粗铣、精铣钳口板的前端面IT863粗铣、精铣钳口板的后端面IT863粗铣、精铣MM孔25IT1063钻、粗扩、精扩MM孔1IT1063钻、粗扩、精扩工字槽的前端面IT863粗铣、精铣工字槽的后端面IT863粗铣、精铣233加工阶段的划分将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（孔和钳身下表面、右端面）准备18好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣钳身的上表面、左端面。在半精加工阶段，完成钳身的上表面的精铣加工；在精加工阶段，进行钳身上表面的磨削加工。234工序的集中和分散选用工序集中原则安排零件的加工工序，由于生产类型为大量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，可使工件的装夹次数少，减少辅助时间，保证各加工表面的相对位置精度要求。235机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准（孔，钳18身下表面和右表面）（2）遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（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”的原则，先加工钳身下表面，再加工孔12和孔。18236确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具1粗铣钳身下表面和右端面立式铣床端铣刀2钻、粗铰、精铰MM孔30组合钻床麻花钻、铰刀3钻、粗铰、精铰MM孔18组合钻床麻花钻、铰刀4钻、粗铰、精铰MM孔2组合钻床麻花钻、铰刀5粗铣钳身、钳口板上表面立式铣床端铣刀6粗铣钳口板下表面立式铣床铣刀7粗铣工字槽的下表面立式铣床铣刀8粗铣钳口板的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀9粗铣工字槽的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀10精铣钳身上表面立式铣床端铣刀11精铣钳口板下表面立式铣床铣刀12精铣工字槽的下表面立式铣床铣刀13精铣钳口板的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀14精铣工字槽的前、后端面卧式双面铣床三面刃铣刀15钻、粗扩、精扩孔25组合钻床麻花钻、扩孔钻16钻、粗扩、精扩孔1组合钻床麻花钻、扩孔钻24、加工余量、工序尺寸和公差的确定工序4粗铰、精铰孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定12由表228可查得，精铰余量005MM粗铰余量095MM钻Z精铰Z粗铰孔余量11MM。Z钻由表120得，各工序尺寸的加工精度等级为，精铰IT9粗铰IT10；钻IT12查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰0043MM；粗铰0070MM；钻018MM综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰04312MM粗铰MM钻孔MM0719501825、切削用量的计算251钻孔工步2511背吃刀量的确定取11MMPA2512进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F018MM/R2513切削速度的计算由表522，切削速度14M/MIN,由公式N1000V/D,得该工序钻头转速N4053R/MIN,取V四面组合钻床主轴转速为530R/MIN,再代入N1000V/D，得该工序的实际钻削速度183M/MINV252粗铰工步2521背吃刀量的确定取095MMPA2522进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F070MM/R2523切削速度的计算由表531，切削速度4M/MIN,由公式N1000V/D,得该工序铰刀转速N1066R/MIN,V取四面组合钻床主轴转速为140R/MIN,再代入N1000V/D，得该工序的实际切削速度525M/MIN253精铰工步2531背吃刀量的确定取005MMPA2532进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F050MM/R2533切削速度的计算由表531，切削速度5M/MIN,由公式N1000V/D,得该工序铰刀转速N1327R/MIN,V取四面组合钻床主轴转速为140R/MIN,再代入N1000V/D，得该工序的实际切削速度528M/MIN3、专用钻床夹具设计31夹具设计任务目的是钻孔。已知工件材料为HT200，毛坯件为铸件，所用12机床为四面组合钻床，大量生产，任务是为该工序设计一钻床夹具。32确定夹具的结构方案321确定定位元件钳身的下表面用斜槽式支承板实现定位，由表83，高H16MM,选长L160MM,宽B25MM,A60MM,L20MM,D115MM,D9MM,H6MM,H115MM,B17MM右表面用平板式支承板实现定位，由表83，H12MM,L80MM,B20MM,A40MM，L20MM,D115MM,D9MM,H6MM，孔与菱形销配合，由表5181，B16MM,B2MM，根据工序简图规定的定位基准，两个支承板对工件下表面定位，限制三个自由度，菱形销和孔配18合，限制一个自由度，加工时保证工件孔和孔的同轴12度，工件右表面用一个支承板板定位，限制两个自由度，实现工件正确定位。定位孔与定位销的配合尺寸取为18H7/F6（在夹具上标出定位销配合尺寸F6）。对于工序188尺寸16MM,定位基准和工序基准重合，定位误差（16）DW0；对于加工孔的同轴度公差要求，0；加工孔径尺寸DWMM由刀具直接保证，（）0。由上述分析可知，该2DW12定位方案合理、可行。322确定导向装置钻床夹具的刀具导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工工具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。由表97，知虎钳钳身应选快换钻套。钻套几何参数的确定1钻套的导向高度H本零件要求加工工序精度较高的孔，并且是加工小孔，所以取H3D311MM33MM2排屑间隙H1钻套的下表面与工件的切入表面间的距离称排屑间隙，由于被加工材料为铸铁，所以H10307D3377MM,取H16MM323确定夹紧机构此夹具选用偏心螺旋压板夹紧机构，其中的各零件均采用标准夹具元件。33画夹具装配图34、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求参考文献1蔡