虎钳活动嵌身零件的机械加工工艺规程编制及钻削φ20孔的工序专用夹具设计

课程设计题目虎钳活动嵌身零件的机械加工工艺规程编制及钻削20孔的工序专用夹具设计一、设计题目虎钳活动嵌身零件的机械加工工艺规程编制及钻削20孔的工序专用夹具设计二、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三周的机械制造课程设计即将结束，这三周把这学期学的机械制造技术基础的理论知识与实际的操作能力相结合，在魏老师的悉心指导下，我真正的掌握了基本的工艺规程设计和夹具设计理论，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。为我以后的工作打下坚实的基础。ABSTRACTTHREEWEEKSOFMACHINERYMANUFACTURINGCURRICULUMDESIGNCOMINGTOANEND,THISTHREEWEEKSEMESTEROFTHISSCHOOLOFMECHANICALMANUFACTURINGTECHNOLOGYBASEDONTHETHEORETICALKNOWLEDGEANDPRACTICALABILITYTOCOMBINEOPERATIONS,INWEISWELLUNDERTHEGUIDANCEOFTEACHERS,ITRULYGRASPTHEBASICPROCESSOFORDERFIXTUREDESIGNANDDESIGNTHEORY,MACHINETOOLS,SUCHASTECHNOLOGYANDEQUIPMENTFORTHEFIXTUREDESIGNANDLEARNEDHOWTOUSEANDACCESSTOALLKINDSOFDESIGNINFORMATION,MANUALS,ANDNATIONALSTANDARDSTHEMOSTIMPORTANTTHINGISTHEINTEGRATEDUSEOFTHETHEORYOFKNOWLEDGE,THEACTUALPROCESSDESIGNTOSOLVEMODERNPROBLEMS,ANDTOCONSOLIDATEANDDEEPENTHELEARNEDTHINGSANDINTHEDESIGNPROCESS,LEARNEDALOTOFCLASSNOTTOLEARNTHINGSIWORKFORTHEFUTUREANDLAYASOLIDFOUNDATION目录1虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定211虎钳的用途212虎钳活动钳身的技术要求213审查虎钳活动钳身工艺性214确定虎钳活动钳身的生产类型22确定毛坯、绘制毛坯简图221选择毛坯222确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2221公差等级2222零件表面粗糙度2223绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图23拟定虎钳活动钳身工艺路线231定位基准的选择2311精基准的选择2312粗基准的选择232表面加工方法的确定233加工阶段的划分234工序的集中和分散235工序顺序的安排236确定工艺路线24加工余量、工序尺寸和公差的确定24120H9的孔切削用量的计算2411钻孔工步2412粗铰工步2413精铰工步25夹具设计251设计要求252确定工件的定位方案2521工件的定位基准及定位平面2522定位原件的选用253确定刀具的对刀方案和引导方式2531对刀装置2532确定导向装置2535确定夹紧机构254确定工件的夹紧方案26参考文献不少于5篇21虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定图1111虎钳的用途虎钳，利用螺杆或其他机构使两钳口作相对移动而夹持工件的工具。一般由底座、钳身、固定钳口和活动钳口，以及使活动钳口移动的传动机构组成。按使用的场合不同，有钳工虎钳和机用虎钳等类型。钳工虎钳安装在钳工工作台上，供钳工夹持工件以便进行锯、锉等加工。钳工虎钳一般钳口较高，呈拱形，钳身可在底座上任意转动并紧固。机用虎钳是一种机床附件，又称平口钳，一般安装在铣床、钻床、牛头刨床和平面磨床等机床的工作台上使用。机用虎钳钳口宽而低，夹紧力大，精度要求高。机用虎钳有多种类型，按精度可分为普通型和精密型。精密型用于平面磨床、镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回转式、不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动、液压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。12虎钳活动钳身的技术要求加工表面M尺寸及偏差公差及精度等级RAM表面粗糙度形位公差阶梯面竖直面7IT863阶梯面横面20IT863内侧左端面0748IT963内侧右端面074IT963内底面28IT816外底面36IT863顶端孔2828IT863顶端深孔20052IT9162M8盲孔8IT813审查虎钳活动钳身工艺性分析零件图可知，内侧左端面、内侧右端面、内底面和外底面都要求切削加工，并在轴和阶梯面的方向上均要求较高，孔和孔052的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精28度钳口板槽需进行铣削加工,加工精度要求较高除主要工作面外,其余表面加工精度均较低,通过铣削和钻床的粗加工就可以达到加工要求而主要工作表面也可以在正常的生产条件下,采用较经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确定虎钳活动钳身的生产类型已知此虎钳活动钳身零件的生产纲领为Q5000台/年，M1件/台；结合生产实际，备品率A废品率B非别取3和05。带入公式得NQ5000台/年1件/台（13）（105）51364件/台零件的质量是10KG/个，查机械制造技术基础课程设计指导书第3页表13，可确定该虎钳活动钳身为轻型零件，由表14知，该虎钳活动钳身的生产类型为大批生产。2确定毛坯、绘制毛坯简图21选择毛坯由于该工件在整体工作过程中不受较大的冲击，可选灰铸铁做为材料，而且从其形状来看选择铸造也是比较好的，该虎钳活动钳身轮廓不是很大，且生产属于大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为。522确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量221公差等级查表21得，公差等级为812级。查表25得，毛坯铸件的机械加工余量等级为EG查表24得，整个铸件机械加工余量（RAM）为1MM（F级）222零件表面粗糙度由零件图可知，该虎钳活动钳身各加工表面的粗糙度RA均大于16。M根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械技工余量，由公式21，RF2RMACT/2公式22，RF2RMACT/2可查表确定该铸件的尺寸公差和机械技工余量，所得结果列于下表中。项目MM基本尺寸MM（F）机械加工余量MMRMA尺寸公差MM（CT）毛坯尺寸MMR阶梯面竖直面7124阶梯面横面20124168内底面28126313外底面36126393阶梯面竖直面与阶梯面横面毛坯尺寸增量一致，考虑其尺寸较小，铸造困难，所以直接铸造成直角面；同理，内底面与外底面也是如此。如图所示21毛坯简图223绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图图213拟定虎钳活动钳身工艺路线31定位基准的选择定位基准有精基准和粗基准之分，通常先确定精基准，再确定粗基准。311精基准的选择根据该虎钳活动钳身的技术要求和装配要求，选择左端面和上表面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。顶面是设计基准，选用其作精基准定位加工内底面与外底面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的要求。选用左端面作为精基准同样是遵循“基准重合”原则。312粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。本例选择虎钳活动钳身的底面和R40的轴线为粗基准。采用虎钳活动钳身R40的轴线作为粗基准加工左端面，以底面作为粗基准加工上表面，可以为后续工序准备好精基准。32表面加工方法的确定根据虎钳活动钳身简图各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表所示加工表面尺寸精度等级表面粗糙度M加工方案阶梯面竖直面IT863粗铣半精铣阶梯面横面IT863粗铣半精铣内侧左端面IT963粗铣半精铣内侧右端面IT963粗铣半精铣内底面IT816粗铣精铣磨削外底面IT863粗铣精铣顶端孔28IT863钻粗铰顶端深孔20IT916钻粗铰精铰2M8盲孔IT8钻粗铰精铰33加工阶段的划分该虎钳活动钳身加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣虎钳活动钳身的阶梯面竖直面、阶梯面横面、内侧左端面、内侧右端面。在半精加工阶段，完成顶端孔28、顶端深孔20、2M8盲孔的钻、铰加工。在精加工阶段，完成顶端深孔20的精铰，内底面的磨削加工。34工序的集中和分散本例选用工序集中原则安排虎钳活动钳身的加工工序。该虎钳活动钳身的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工具、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多加工表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。35工序顺序的安排机械加工工序1遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准。2遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。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”原则。综上所述，该虎钳活动钳身的安排顺序为粗加工及一些余量大的表面，半精加工次要表面，精加工主要表面，以及精度要求较高的表面。36确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具1粗铣半精铣阶梯面竖直面卧式铣床端铣刀2粗铣半精铣阶梯面横面立式铣床端铣刀3粗铣半铣内侧左端面卧式双面铣床端铣刀4粗铣半铣内侧右端面卧式双面铣床端铣刀5粗铣半精铣内底面立式铣床钻头复合铰刀6粗铣半精铣外底面立式铣床端铣刀7钻粗铰顶端孔28四面组合钻床钻头复合铰刀8钻粗铰精铰顶端深孔20四面组合钻床钻头复合铰刀9钻粗铰精铰2M8盲孔四面组合钻床钻头复合铰刀10去毛刺钳工台平锉11中检12磨削内底面平面磨床M7120A砂轮13清洗清洗机14终检4加工余量、工序尺寸和公差的确定由表228可查得，精铰余量；粗铰余量06ZM精铰；钻孔余量。查表120可以确定各工序尺寸的194ZM粗铰18钻加工等级为精铰T9；粗铰T10钻T12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰0021MM粗铰0084MM；钻021MM。综上所述，该工序各工步尺寸及公差分别为，精铰；粗铰；钻孔。508419M02184120H9的孔切削用量的计算411钻孔工步1）背吃刀量的确定取18MM。PA2）进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F02MM/R。3）切削速度的确定由表522,按工件材料HT200的条件选取，切削速度可取为14M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N2477R/MIN，参照表49所列的Z535型立式钻床的主轴转速，取转速N275R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/10001554M/MIN412粗铰工步1）背吃刀量的确定取194MM。PA2）进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F12MM/R。3）切削速度的确定由表522,按工件材料HT200的条件选取，切削速度可取为2M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N3194R/MIN，参照表49所列的Z535型立式钻床的主轴转速，取转速N68R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000425M/MIN413精铰工步1）背吃刀量的确定取006MM。PA2）进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F10MM/R。3）切削速度的确定由表522,按工件材料HT200的条件选取，切削速度可取为4M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N6369R/MIN，参照表49所列的Z535型立式钻床的主轴转速，取转速N68R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000427M/MIN5夹具设计设计虎钳活动钳身加工过程中的第八道工序，钻粗铰精铰顶端深孔20的专用夹具，本夹具用于卧式钻床。51设计要求保证加工工序正常进行，对下步工序没有影响，比对加工要求没有影响。保证加工精度，通过夹具的合理设计，可以提高生产效率，减轻工人劳动强度，并扩大机床的使用范围。52确定工件的定位方案521工件的定位基准及定位平面由零件图和前期的工序设计和工艺规程设计可知，20孔与80的外圆同轴。故把中心孔轴线作为基准，即以外圆为定位基准，以左端的阶梯面为定位平面。522定位原件的选用根据机械制造技术基础课程设计指导书及六点定位原理的工件分析，可采用长V型