CA6140车床后托架工艺及钻固定螺钉孔和定位销底孔夹具设计【优秀机械课程毕业设计论文】【A700106】
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ca6140
车床
托架
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固定
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以及
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底孔
夹具
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优秀
优良
机械
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毕业设计
论文
a700106
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。
工序卡一套。
图纸共5张，如下所示
A3-零件图.dwg
A3-毛坯图.dwg
A1-装配图.dwg
A3-夹具体.dwg
A3-连杆.dwg
- 内容简介：
-
目 录 1 目 录 目 录 . 1 1 床后托架加工工艺 . 3 床后托架的工艺分析 . 3 床后托架的工艺要求及工艺分析 . 3 床后托架的技术要求 . 4 工工艺过程 . 4 定各表面加工方案 . 4 选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素 . 4 面的加工 . 4 的加工方案 . 4 定定位基准 . 5 基准的选择 . 5 基准选择的原则 . 6 艺路线的拟订 . 6 序的合理组合 . 7 序的集中与分散 . 7 工阶段的划分 . 8 工工艺路线方案的比较 . 9 床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 12 坯的结构工艺要求 . 12 床后托架的偏差计算 . 13 定切削用量及基本工时（机动时间） . 16 序 1：粗、精铣底面 . 16 序 2 粗、半精、精镗 面三杠孔 . 18 序 3：钻顶面四孔 . 24 序 4：钻侧面两孔 . 28 间定额计算及生产安排 . 30 、精铣底面 . 31 侧面三杠孔 . 31 顶面四孔 . 32 结 论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 目 录 2 床后托架加工工艺 3 1 床后托架加工工艺 床后托架的工艺分析 为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是 所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。 床后托架的工艺要求及工艺分析 锪 平图 床后托架零件图 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺 床后托架加工工艺 4 问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 床后托架的技术要求 其加工有三组加工。底面、侧面三孔、 顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。 以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，a ，平面度公差要求是 另一组加工是侧面的三孔，分别为 其表面粗糙度要求 a 要求的精度等级分别是 8 7 7 以顶面为住加工面的四个孔，分别是以 132 和 202 为一组的阶梯空，这组孔的 表面粗糙度要求是 50 a ，以及以 132 和 102 的阶梯孔，其中 102 是装配铰孔，其中 132 孔的表面粗 糙度要求是 50a ， 102 是装配铰孔的表面粗糙度的要求是 a 。 床后托架毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。 单边余量一般在 ，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为 床后托架的重量只有 年产量是 5000 件，由 7机械加工工艺手册表 知是中批量生产。工工艺过程 由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于 床后托架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由上面的一些技术条件分析得知： 托架的尺寸精度，形状机关 度以及位置机精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。 定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就 床后托架加工工艺 4 是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计 床后托架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。 选择各表面及 孔的加工方法时，要综合考虑以下因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考 虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为 面粗糙度为 m， 并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车 半精车 淬火 粗磨。 面的加工 由参考文献 7机械加工工艺手册表 以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣 精 铣（ 97 ），粗糙度为 般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 的加工方案 由参考文献 7机械加工工艺手册表 定，以为孔的表面粗糙度为 选侧孔（ 的加工顺序为：粗镗 床后托架加工工艺 5 精镗。 而顶面的四个孔采取的加工方法分别是： 因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是 50所以我们采用一次钻孔的加工方法， 132 的孔选择的加工方法是钻，因为 202 的孔和 132 是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了 132 的孔基础上再锪孔钻锪到 202 ，而另一组 132 和 102 也是一组阶梯的孔，不同的是 102 的孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是 a ，所以全加工的方法是钻 扩 铰。 定定位基准 基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： 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。 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。 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。 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。 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。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证 床 床后托架加工工艺 6 后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 床后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为 床后托架加工粗基准。 基准选择的原则 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度 ，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床 导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证 床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足 整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 艺路线的拟订 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 床后托架加工工艺 7 序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体 生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用 复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 打及 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和 工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 工序分散的特点 床后托架加工工艺 8 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具 组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提 高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为糙度为 00 m。 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 面粗糙度为 m。 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保证零件的形状位置几精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面达到图纸要求 安排在最后 ,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精 床后托架加工工艺 9 度精加工的加工精度一般为 面粗糙度为 m。 光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为 面粗糙度为 m。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之 间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可 以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表： 表 工工艺路线方案比较表 工序号 方案 方案 工序内容 定位基准 工序内容 定位基准 010 粗铣底平面 A 侧面和外圆 粗、精铣底平面 A 侧面和外圆 020 精铣底平 A 粗 侧面和外圆 粗镗孔：40 、 底面和侧面 040 钻、扩孔：40 、 底面和侧面 半精镗孔：40 、 、 底面和侧面 050 粗铰孔：40 、 底面和侧面 精镗孔：40 、 底面和侧面 床后托架加工工艺 10 060 精铰孔：40 、 侧面 和两孔 粗铣油槽 底面和侧面 070 粗铣油槽 底面和侧面 钻：10 、 13 底面和侧面 080 锪钻孔：42 底面和侧面 扩孔13 底面和侧面 090 钻：10 、 13 底面和侧面 精铰锥孔： 10 底面和侧面 110 扩孔13 底面和侧面 锪钻孔：10 、13 底面和侧面 120 精铰锥孔： 10 底面和侧面 去毛刺 130 锪钻孔：10 、13 底面和侧面 钻：6M 、 6 140 钻：6M 、 6 攻螺纹 6M 150 攻螺纹 6M 锪平面 160 锪平面 倒角去毛刺 160 倒角去毛刺 检验 170 检验 加工工艺路线方案的论证： 方案在 120 工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。 方案在 010 工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。 方案符合粗精加工分开原则。 床后托架加工工艺 11 由以上 分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表： 表 工工艺过程表 工序号 工 种 工作内容 说 明 010 铸造 金属型铸造 铸件毛坯尺寸： 长： 宽： 高：孔： 、 、 36 020 清砂 除去浇冒口，锋边及型砂 030 热处理 退火 石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工 040 检验 检验毛坯 050 铣 粗铣、精铣底平面 A 工件用专用夹具装夹；立式铣床 )52( 060 粗镗 粗镗镗孔： ， ， 工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（ 68T ） 070 铣 粗铣油槽 080 半精镗 半精镗镗孔： ， ， 工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（ 68T ） 090 精镗 精镗镗孔： ， ， 工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（ 68T ） 100 钻 将孔132 、 102 、 202 钻到直径 0 工件用专用夹具装夹；摇臂钻床 )3025(Z 110 扩孔钻 将132 扩孔到要求尺寸 120 锪孔钻 锪孔13 、 202 到要求尺寸 130 铰 精铰锥孔102 140 钳 去毛刺 床后托架加工工艺 12 150 钻 钻孔6M 、 6 工件用专用夹具装夹；摇臂钻床 )3025(Z 160 攻丝 攻螺纹6M 170 钳 倒角去毛刺 180 检验 190 入库 清洗，涂防锈油 床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是 度 50产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。 坯的结构工艺要求 床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。 、铸造圆角要适当，不得有尖角。 、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。 、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。 毛坯形状、尺寸确定的要求 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 、各加工面的几何形状应尽量简单。 、工艺基准以设计基准相一致。 、便于装夹、加工和检查。 、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类 形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 床后托架加工工艺 13 床后托架的偏差计算 底平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余粮的计算，计算底平面与孔（ 的中心线的尺寸为 。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：由参考文献 5 机械加工工艺手册第 1 卷表 余量值规定为 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：由参考文献 7机械加工工艺手册表 余量值规定为 铸造毛坯的基本尺寸为 ，又根据参考文献 7机械加工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 。毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 粗铣后最大尺寸为： 粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（ ）的中心线的尺寸为 。 正视图上的三孔的偏差及加工余量计算 参照参考文献 7机械加工工艺手册表 参考文献 15互换性与技术测量表 1以查得： 孔 粗镗的精度等级： 12表面粗糙度 5 ，尺寸偏差是 半精镗的精度等级： 10表面粗糙度 ，尺寸偏差是 精镗的精度等级： 7表面粗糙度 ，尺寸偏差是 床后托架加工工艺 14 孔 镗的精度等级： 12表面粗糙度 5 ，尺寸偏差是 半精镗的精度等级： 10表面粗糙度 ，尺寸偏差是 精镗的精度等级： 7表面粗糙度 ，尺寸偏差是 孔 镗的精度等级： 12表面粗糙度 5 ，尺寸偏差是 半精镗的精度等级： 10表面粗糙度 ，尺寸偏差是 精镗的精度等级： 7表面粗糙度 ，尺寸偏差是 根据工序要求，侧面三孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下： 粗镗： ，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 孔，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 孔，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 半精镗： ，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 孔，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 孔，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 精镗： ，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 孔，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 孔，参照 7机械加工工艺手册表 余量值为 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 孔毛坯基本尺寸为 ： ； 孔毛坯基本尺寸为 ： ； 孔毛坯基本尺寸为 ： 。 根据参考文献 7机械加 工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 床后托架加工工艺 15 查表 得铸件尺寸公差分别为： 。、 孔毛坯名义尺寸为 ： ； 毛坯最大尺寸为 ： ； 毛坯最小尺寸为 ： ； 粗镗工序尺寸为 ： 精镗工序尺寸为 ： 镗后尺寸是 已达到零件图尺寸要求 孔毛坯名义尺寸为 ： ； 毛坯最大尺寸为 ： ； 毛坯最小尺寸为 ： ； 粗镗工序尺寸为 ： 半精镗工序尺寸为 ： 镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 ： 孔毛坯名义尺寸为 ： ； 毛坯最大尺寸为 ： ； 毛坯最小尺寸为 ： ； 粗镗工序尺寸为 ： 精镗工序尺寸为 ： 镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 顶面两组孔 132 和 202 ，以及另外一组 102 的锥孔和 132 毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为 1表面粗糙度要求为 50参照参考文献 7机械加工工艺手册表 定工序尺寸及加工余量为： 床后托架加工工艺 16 第一组： 132 和 202 加工该组孔的工艺是：钻 扩 锪 钻孔： 10 扩孔： 13 2 （ Z 为单边余量） 锪 孔： 20 7 （ Z 为单边余量） 第二组： 102 的锥孔和 132 加工该组孔的工艺是：钻 锪 铰 钻孔： 10 锪 孔： 13 2 （ Z 为单边余量） 铰 孔： 10 定切削用量及基本工时（机动时间） 序 1：粗、精铣底面 机床：双立轴圆工作台铣床 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 3 齿数 6Z 粗铣 铣削深度每齿进给量据参考文献 7机械加工工艺手册表 f /铣削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m i n/ 0 01 0 0 00n ， 70 式（ 实际铣削速度 V ： 式（ 进给量式（ 床后托架加工工艺 17 工作台每分进给量m 9/66.6 a：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 0被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 6 刀具切入长度 1l ： )31()(21 式（ 1()606363(2 取 51 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m 922576211 mj 式（ 精铣： 铣削深度齿进给量根据参考文献 7机械加工工艺手册表 f /铣削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ，由式（ ： m i n/ 0 01 0 0 00n ， 60 实际铣削速度 V ，由式（ ： 0 0 4 6 0 00 进给量式（ ： 工作台每分进给量 m 14/9 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 6 刀具切入长度 1l ：精铣时 31 床后托架加工工艺 18 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1。 机动时间2式（ ： m mj 本工序机动时间 m 序 2 粗、半精、精镗 面三杠孔 机床：卧式镗床 68T 刀具：硬质合金镗刀， 镗刀材料： 5粗镗 孔 切削深度，毛坯孔径 。 进给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 。 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 1/35.0 机床主轴沈阳理工大学应用技术学院课程设计任务书 班级： 081015 姓名： 何艳丽 学号： 02 课程名称 : 机械制造装备设计 题 目： 后托架 固定螺钉孔和定位销底孔加工钻床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 主要 内容及要求： 1、根据所给的 零 件草图，画出 零 件工作图。 2、完成 托架 工件的 固定螺钉孔和定位销底孔加工钻床 的专用夹具总装配工作图。 3、完成 专用夹具部分零件工作图。 4、编写设计计算 说明书。 5、总工作量要求：总图量为： 0#图纸 1 张； 设计计算 说明书 15 页。 主要参考资料 ： 夹具设计手册、夹具设计图册、机械零件设计手册。 进度安排： 1、 1件工作图绘制及夹具 设计方案。 2、 3具总装配图设计。 3、 7完成专用夹具部分零件图及设计计算 说明书编写。 课程设计 指导教师 ： 张 福 2011 年 6 月 17 日 教研室主任 ： 赵艳红 2011 年 6 月 17 日 机械制造装备 设计 课程设计 计划 书 一、 课程设计 目的 1、 本 课程设计 是 机械 制造装备 设计 课 程 的延续，通过设计实践，进一 步 掌握机械 制造装备 设计的一般方法。 2、培养 学生 综合运用机械制图、机械设计基础、金属材料 及 热处理 、机械制造 结构工艺等相关知识， 培养 工程设计的能力。 3、培养 学生 使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4、提高 学生 技术总结及编制技术文件的能力。 5、 为 毕业设计 打下良好的基础 。 二、 课程设计 题目 托架 固定螺钉孔和定位销底孔加工钻床夹具 三 、 课程 设计 的 内容 与基本要求 （一 ） 内容 1、完成 托架 的固定螺钉孔和定位销底孔加工钻床 专用夹具总装配图。 2、 完成专用夹具部分零件工作图。 3、编写设计计算说明书。 4、总工作量要求：总图量为： 0#图纸 1 张；设计计算说明书 15 页。 （二） 基本要求 1、 课程设计必须独立的进行，每人必须完成 总工作量要求 。 2、根据 设计题目 ， 完成规定的设计内容和工作量要求 。 3、正确的运用手册、标准， 设计图样 必须符合国家标准规定。 4、 设计计算 说明书力求用工程术语， 简明扼要 ，计算合理、准确，表达清晰，文字通顺简练，字迹工整。 四、进度安排 1、 1 件工作图绘制及夹具 设计方案。 2、 3具总装配图设计。 3、 7完成专用夹具部分零件图及设计计算 说明书。 课程设计 指导教师 ： 张 福 2011 年 6 月 17 日 教研室主任 ： 赵艳红 2011 年 6 月 17 日 机械制造装备设计 课程设计说明书 题目 后托架 固定螺钉孔和定位销孔加工钻床夹具 系 机械与运载学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 081015 姓名 何艳丽 学号 02 指导教师 张福 完成日期 2011 年 7 月 1 日 沈阳理工大学应用技术学院 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 1 目录 目录 .言 .生产纲领 .产条件 .件工艺分析 .位机构 .紧机构 .向装置的选择 .床夹具的总体形式 . 确定夹具体 ： . 确定联接体 ： . 夹具体的总体设计图 : .制夹具零件图 .制夹具装配图 .差分析 . 定位误差 . 产生定位误差的原因 .位误差的计算 .论 .谢 .考文献 .阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 2 前言 机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计 。 在机械制造厂的生产过程中 ,用来安装工件使之固定在正确位置上 ,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作 ,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。 机床 夹具的作用可归纳为以下四个方面： 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计 训练。其目的在于： 过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。 养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。 范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加 有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 3 生产纲领 工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。 如 5 万件以上夹具复杂用全自动化的设备， 5000 件小批量生产用手动设备。 产条件 直 径从 1 毫米以下至 120 毫米的所有规格钻头都可以使用钻床加工。 台式钻床的加工范围通常在 15 毫米以下。立式钻床的最大加工范围通常在 1575毫米之间。摇臂钻的最大加工范围在 25120 毫米之间。各种钻床主轴的锥孔型号和功率不同。最小的高速台钻的功率只有 200W，最大的摇臂钻的功率可以达到 25 台钳常用在立式钻床和台式钻床上，只能夹持小型零件，大中型零件通常在摇臂钻上加工，直接夹紧在工作台上。 号立式钻床，最大钻孔直径 25轴端至底面距离 1000轴级数 9 级，主轴转速范围 500每分钟，主轴行程200形尺寸 10506871980。 件工艺分析 本次课设是要为此图 1的 计一个 固定螺钉孔和定位销 孔的 加工钻床 夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 4 图 1 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据 ,本工件放置方法应如图1示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案 不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 5 位机构 图 2位机构 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是 夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。 由于该零件的加工是钻 2底孔和 2因此本次设计采用的定位机构为支承钉和支撑板与底面、侧面、顶端相结合，实现完全定位。并采用手动螺旋压板机构夹紧工件。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 6 紧机构图 2件放置方式 工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。 2 确定 ： 1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。 3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一 致，有利于减小夹紧力。 3 选择 ： 1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 4. 选择夹紧机构： 设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则： 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 7 1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。 2)工件和夹 具的变形必须在允许的范围内。 3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。 5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。 6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 向装置的选择 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等， 钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。 这些装置均已标准化，可按 标准选择。 综上分析，本次设计采用 固定导向套加工工件 ，来提高其工作的连续性和其工作效率。 选择导向装置： 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。 用于钻床零件加工的 是可 换钻套装置 。换钻套时，只需将钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。 钻夹具中的钻套 ,除要求它引导钻头 ， 钻出正确的孔外 ，还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的是可换 钻套 ， 虽然这种钻套具有 可 换的优点 ， 但在制造上较复杂 ； 由于采用螺钉来压紧 ,所以占面大 ，而又增加制造步骤。 床夹具的总体形式 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。 夹具的组成归纳为 ： 1） 定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。 2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。 3） 导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。 4） 动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 8 动等动力装置。 5） 夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。 6） 其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。 定夹具体 ： 夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。 定联接体 ： 联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过 内六角螺栓和圆柱销 、定位销、固定螺钉 来 定位，考虑到刚性问题， 同样用内六角螺栓定位。 具体的总体设计图 : 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 9 制夹具零件图 对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。 :1 绘制。 位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。 尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整 。 零件图 1 夹具体 零件图 2 连杆 零件图 3 底板 制夹 具装配图 :1 的比例 绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 10 的工作原理。 双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。 接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。 此机床夹具要用到的零件如下： （ 1） 夹具体 （ 2） 固定螺钉 （ 3） 钻套用衬套 （ 4） 可换钻套 （ 5） 内六角 螺钉（ （ 6） 圆柱销 （ 7） 卡环 （ 8） 弧形压块 （ 9） 支撑钉 （ 10） 内六角螺钉（ （ 11） 定位销 （ 12） 六角头螺栓 （ 13） 带肩六角螺母 （ 14） 铰链螺钉 合、公差等 (1)夹具的外形 轮廓 尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 (2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 (3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表 面到定位表面的尺寸及 公差。 (4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 (5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 11 上应 标注 的技术要求 (1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面 、定向基面间 的 相互 位置精度。 (3)定位表面与导向元件 工作面 间的 相互 位置精度。 (4)各 导向元件 的 工作面间的 相互 位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。 写标题栏和零件明细表 ： 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。 具应满足的基本要求包括下面几方面： 1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。 2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。 3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方 便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。 4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。 5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 12 差分析 位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的 ： 1） 工件在夹具中的定位、夹紧误差。 2） 夹具带着工件安装在机床上， 夹具 相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。 3） 加工过程中 误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。 生定位误差的原因 夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。 在使用心轴 、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。 2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。 3） 夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 13 4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 位误差的计算 该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面 间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 由 资料 10机床夹具设计手册可得： 定位误差： 定位尺寸公差 ，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即： 故 夹紧 安装 误差， 对工序尺寸的影响均小。即： 0 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即 误差总和： 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。 沈阳理工
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