毕业设计（论文）-设计油阀座零件的机械加工工艺规程及夹具设计（全套图纸） .doc

长沙学院课程设计1机械制造工艺及夹具课程设计指导书全套图纸，加153893706一、课程设计任务书题目设计油阀座零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用机床夹具。设计要求熟练使用计算机辅助软件自选，独立完成（1）毛坯图、零件毛坯合图各一张3或4号图CAD出图，手工图为2号2（2）关键工序机械加工工艺规程卡片一张4号图，CAPP出图1（3）指定工序夹具装配图一张2或3号图，CAD出图可拼接1（4）夹具部分零件图12张图幅自定1（5）设计说明书一份，10页，正文小4号字，含插图（6）夹具3D装配效果图一张3或4号图，可渲染1以上均需输出，以书面交设计资料，保留软盘待查。原始资料该零件图样一张；年产量为6000件。二、课程设计指导一设计的目的本课程设计是在学完了机械制造工艺及夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计其目的在于长沙学院课程设计21培养学生运用机械制造工艺学及有关课程工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量等的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。3培养学生熟悉并运用CAD、CAPP设计以及查询手册、规范、图表等技术资料的能力。4进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。二设计要求与内容本次设计要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，按教师指定的任务设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。学生应在教师指导下，按本指导书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定，数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。具体内容如下1确定生产类型一般为中批或大批生产，对零件进行工艺分析。2选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图零件毛坯合图；3运用CAPP软件拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备刀具，夹具，量具，辅具，确定各工序切削用量及工序尺寸。4填写指定工序的工序卡片，并设计该工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图12张5撰写设计说明书。6运用CAD软件绘制专用夹具的3D装配图，并制夹具效果图。长沙学院课程设计3目录摘要6第1章、零件的分析712零件的工艺分析7121以22为中心的加工表面7122以16H10为中心的加工表面713确定毛坯8131毛坯材料8132铸件尺寸公差8133铸件机械加工余量814基面的选择9141粗基准的选择10142精基准的选择1015制定工艺路线10151表面加工方法的确定10152加工阶段的划分11153工序的集中与分散11154工序的顺序安排12155工艺路线方案一12156工艺路线方案二12长沙学院课程设计4157工艺路线的比较与分析1316机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定14161外圆表面（63）14162外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（63端面、32端面）14163孔1614164外圆端面（24）14165铣缺口（16）1417确定切削用量和基本工时14第2章、粗钻油阀座105孔工序的夹具设计2721问题提出2722定位基准和定位方案的选择2723切削力和卡紧力计算2824定位误差分析2825对刀装置2926夹具设计及操作的简要说明2927绘制夹具总体图2928设计心得体会30第3章、油阀座钻35孔专用夹具设计3331确定设计方案3332计算切削用量,决定切削速度V和工作台每分钟进给量F3333选择钻头磨钝标准耐用度3434基本时间3435定位误差的分析3436操作说明3437设计心得体会35长沙学院课程设计5第4章、油阀座圆周上2MM孔工序的夹具设计3741问题提出3742基准的选择比较3743切削力及夹紧力的计算3744定位误差的分析3845夹紧元件强度校核3846夹具操作设计及操作说明3947夹具的优化设计及经济性分析3948设计心得体会40第5章、油阀座铣135缺口专用夹具设计4251确定设计方案4252计算切削用量4253决定每齿进给量FZ4254选择铣刀磨钝标准几耐用度4255决定切削速度V和工作台每分钟进给量FMZ4256效验机床功率4357基本时间4458切削力及夹紧力计算4459定位误差的计算45510操作说明46511夹具的优化设计及经济性分析46512设计心得体会47长沙学院课程设计6第6章参考文献49附录附表一油阀座加工工序总流程工艺卡附表二各工序加工工艺卡附图一毛坯图及零件毛坯合图附图二各工序夹具效果图附图三各工序夹具装配及零件图摘要制造业中尤其是机械制造业在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。本次课程设计通过分析注油器油阀座零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的，它的加工误差在规定的范围内。通过夹紧力的计算，也验证了零件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工件发生变形。关键词工艺装备、夹具设计、定位、夹紧长沙学院课程设计7第1章、零件的分析11零件的作用目所给定的零件是凿岩机注油器上的油阀座，左端通过RC3/4与主机相连，一管套穿过油壶壳体与245孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油130壶内油从2孔流至22孔与高压气体混合后成雾状从套管喷出。16H10孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。12零件的工艺分析油阀座共有两组加工表面。现分述如下121以22为中心的加工表面这一组加工表面包括63的外圆，245的内孔，22的内孔以及130RC3/4锥孔，60锥角，145倒角，2个2的通孔，5，3垂直于5，2的平面及左端垂直平面。长沙学院课程设计8图11以22为中心的加工表面122以16H10为中心的加工表面这一组加工表面包括16H10的孔，105的孔以及135缺口，168内槽以及45倒角。由以上分析可知，RC3/4连接用63定位。245焊管套形位公差靠机床130自身来保证，且粗精加工尽可能一次加工完成。图22以16H10为中心的加工表面13确定毛坯131毛坯材料根据零件材料ZG45确定毛坯为铸件，为了保证孔22的加工质量和便于加工，长沙学院课程设计9将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过22孔中心线，而且垂直16孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。132铸件尺寸公差由于是中批量生产，毛坯制造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10，选取铸件错箱值为10MM。133铸件机械加工余量对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取MA为G级，各表面的总余量见下表1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表2。表1表2主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT16与右端面尺寸22224一般公差C63轴63467一般公差C22与上表面尺寸3962442一般公差C左端面与右端面尺寸55459一般公差C加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上表面396G204单侧加工6363H51轴降1级双侧加工端面55G3505双侧加工长沙学院课程设计10零件毛坯合图14基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。141粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其它表面欠缺。对一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，本零件选用不加工表面32外圆柱面作为粗基准。采用32外圆柱面作为粗基准加工内孔可以保证空的壁厚均匀，而且便于装夹。142精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。阀座的右端面和245孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现阀座零件“一面两孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，B面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。加工105孔时，以右端端面及245内孔为基准。加工内孔长沙学院课程设计11时应以63端面为基准。由于形位公差由机床自身来保证，粗精加工尽可能一次完成。15制定工艺路线制定工艺路线出发点，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大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。151表面加工方法的确定根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度。确定各表面的加工方法如下加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注右端面IT13125车左端面IT13125车上端面凸台IT10125铣22MM孔IT13125钻245孔IT11125车RC3/4锥螺纹孔IT13125车105MM孔IT13125钻16MMH10孔IT1032钻扩3MM孔IT1125钻长沙学院课程设计125MM孔IT13125钻2MM孔IT1125钻25254缺口IT13125铣135退刀槽125铣内槽IT12125镗专用镗刀152加工阶段的划分由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工阶段，一个加工阶段可以完成；且由于工件的精度要求不太高，所以可以把焊工艺放置到最后，影响不太大。153工序的集中与分散本零件选用工序集中原则安排油阀座的加工工序，端面5、3的孔一次装夹完成加工，63外圆、端面，22孔，245MM内圆一次装夹完成。该油阀座的生产类型为批量生产（6000件），为了提高生产效率；运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩减辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了多个表面，有利于保证各加工面之间的相对位置要求。154工序的顺序安排根据先基准后其它的原则，首先加工精基准63MM圆柱面、右端面，245孔；根据先主后次的原则，先加工主要面右端面，22MM孔,后加工次要面105MM孔，16MMH10孔；根据先面后孔的原则，先加工右端面，后钻轴向孔；先加工凸台面，后钻105孔。155工艺路线方案一工序1车63外圆、端面工序2钻22孔工序3车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角工序4半精车245、精车245工序5钻105孔工序6粗镗168的孔工序7车24端面、车倒角长沙学院课程设计13工序8钻3孔、工序9钻5孔工序10钻圆周上2孔工序11钻端面上2孔工序12精镗16的孔、镗内槽168的孔工序13铣缺口工序14焊封、去毛刺156工艺路线方案二工序1铸造工序2车63外圆、端面，钻22孔，扩245MM内圆，粗镗退刀槽；工序3车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角工序4铣24端面，保证至定位基准长度为396MM工序5钻105孔，锪倒角；工序6用专用镗刀镗内槽，距24MM面25MM，宽度为11MM240816扩孔16H10MM，保证266011MM；工序7铣16孔的下端面，半粗铣上端面平台；工序8钻3孔，钻5孔，保证深度6MM；工序9钻端面上2孔，保证长度14MM；工序10钻圆周上2孔；工序11铣130度的缺口；工序12焊封、去毛刺；工序13终检，按零件图样要求全面检查；157工艺路线的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于方案一工序4重复使用了初32的外圆，方案二把此工序放在了工序2中一次装夹加工，且精度要求能够保证；方案一中工序5钻孔时没有遵循先面后孔的原则，方案二保证了这一原则；16MM孔和168内槽一次加工就能保证精度，所以无需像方案一中那样分粗加工和精加工，且把镗孔的工序先于扩直径为16的孔，减小了因镗工艺造成工件变形的影响，加之对两个直径为2的油孔，先加工右端面的，而后加工圆周面上的孔，易于排屑和减小了加工的难度和增加刀具的使用寿命。综上从优考虑，选择工艺路线为方案二。首先以32外圆为粗基准加工端面，63外圆，钻22孔，车245MM内长沙学院课程设计14圆，尺寸公差由机床保证。利用63外圆和245MM内圆加工32端面、锥孔、倒角、车螺纹。利用63端面和245MM内圆以及24MM外圆加工24MM端面。由于2孔和3孔不能在同一机床上完成，所以应分成2道工序在2个不同的机床上加工。而两个2孔相通，所以先钻端面2孔，再钻另一个2孔时应以端面2MM为定位基准。图22主要加工尺寸16机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定油阀座零件材料为ZG45，强度和切削性能良好，塑性、韧性较低。生产类型为大批量生产，采用砂型机器铸造（压实式或震压式）。查机械加工工艺手册及相关资料，长度方向上的余量为4。铸造精度为IT9IT11，尺寸公差为1632MM根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下161外圆表面（63）考虑其加工长度为9，与其联结的非加工外圆表面直径为70，为简化铸造毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为70。63表面为自由尺寸公差162外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（63端面、32端面）分2次加工。第1次加工3，余下的051次加工。长沙学院课程设计15163孔16由于孔的直径都小于24毫米，故采用毛坯为实心，不冲出孔来。内孔精度要求界于IT8IT10之间。参照机械加工工艺手册确定工序尺寸及余量为钻孔105粗镗15852Z535精镗15952Z01164外圆端面（24）查机械加工工艺手册24端面的余量为4。分两次加工，第一次加工3，第二次加工1。165铣缺口（16）由于题目中对16圆柱缺口的精度要求不高。故粗铣余量为4。经过粗铣后即可达到题目的要求。17确定切削用量和基本工时工序2车63外圆及端面，钻22孔，车245MM内圆，粗镗退刀槽1、加工条件加工材料ZG45，005GP,铸造B加工要求粗车63外圆及端面机床CA6140车床刀具刀片材料YT15，刀杆尺寸1625，90，15，KR0R12，05。0A0R2、计算切削用量（1）车63外圆端面1）已知毛坯长度方向的加工余量为，分2次加工，3，长度加工公差按PAIT10级。2）进给量F根据机械加工工艺手册P507表243,当刀杆尺寸为16长沙学院课程设计1625，3以及工件直径为63时F0507/R，按CA6140车床说明机械PA加工工艺手册P871表3119取F051/R3）计算切削速度。据切削用量简明手册P30，切削速度计算公式为（寿命选T60MIN）M/MIN（21）VCKVFTVYPMXA其中242，015,035,08V将上述数据带入公式中08915M/MINVC3501502644确定机床主轴转速399R/MINNSDWC79按机床说明（见切削用量简明手册表113）与399R/MIN相近的机床转速为320R/MIN以及400R/MIN，现取400R/MIN。若选320R/MIN，则速度损失太大。所以，实际切削速度V9169M/MIN10WN40735切削工时，据机械加工工艺手册P694表253T0245MINIFNL2456效验机床功率主切削力按切削用量简明手册P37表129所示公式计算（22）FCKVFAFNYXCFCCP其中2795，10,075,015CCCFCKC08909510100845527950845521694NF23750115069切削时消耗功率为FCPC332KW10VC1064根据中CA6140机床说明可知，CA6140主电动机功率为75KW，所以机床功率已足够，可以正常加工。长沙学院课程设计177）效验机床进给系统速度。已知主切削力21694N，径向切削力按切削用FC量简明手册表129公式计算（23）PFKVFACFNYXPFPPPC其中1940,06,06,09PPPXP050851006608455KP194030691024682244NC90305而轴向切削力KVFAFNYXFFFFFFFCP（24）其中2880,05,04,10FFFXF11708510101445FFK28800131445143325NF5040691取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数为01，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为FU（）FFCP14332501216942244167263N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力远远大于167263N。故机床进给系统可正常工作。|1|车63外圆切削深度单边余量Z4。分两次切削，第一次切3。进给量据切削用量简明手册表116，选用F05/R计算切削速度（25）VCKFATVPMVYX其中38，0，08,08,M02V235R/MINC5020368长沙学院课程设计18确定主轴转速10252R/MINNSDVWC107352按机床选取N100R/MIN所以实际切削速度V2292M/MIN10WN73切削工时按机械加工工艺手册P694表253T08MINIFNL2105|2|钻22孔选用机床Z550型立式钻床进给量F041/R（切削用量简明手册表27）切屑速度V1025M/MIN切削用量简明手册表213及表214按5类加工性考虑14838R/MINNSDVWC102510按机床选取125R/MIN切削用量简明手册表236所以实际切削速度V8635M/MIN10WN25切削工时T1346MINFNL25469其中切入10，切出4，L551L2|3|半精车245、精车245沉孔，孔深为10（1）半精车245，半精车至24。单边余量Z1，一次车去全部余量，1。查切削用量简明手册表16可知F051/RAP长沙学院课程设计19计算切削速度。根据切削用量简明手册表127，切削速度的计算公式为（M/MIN）（28）VCKFATVPMVYX其中38，0，08,08,M02VVV4058R/MINC8020516352749R/MINNSDWC4按机床说明，取560R/MIN实际切削速度V422M/MIN10WN2456切削工时T0507MINIFNL2563精车至。单边余量Z025、F025/R、0254130AP计算切削速度。根据切削用量简明手册表127，切削速度的计算公式为（M/MIN）（29）VCKFATVPMVYX其中38，0，08,08,M02VVV4058R/MINC802056352749R/MINNSDWC14按机床说明，取560R/MIN实际切削速度V422M/MIN10WN2456切削工时T0507MINIFNL2563工序3车左端端面、车锥孔RC3/4、车60内倒角、车内螺纹、车145倒角。（1）车左端端面确定进给量。当刀杆尺寸为1625，3以及工件直径为32时，APF051/R。查切削用量简明手册表110及机械加工工艺手册P507表243长沙学院课程设计20计算切削速度根据切削用量简明手册表127，切削速度的计算公式为（M/MIN）VCKFATVPMVYX（26）其中38，0，08,08,M02CVXVYVV2911R/MIN8020362897R/MINNSDWC119按机床说明（见切削用量简明手册表131）与2897R/MIN相近的机床转速为320R/MIN以及250R/MIN，现取320R/MIN。若选250R/MIN，则速度损失太大。所以实际切削速度V3215M/MIN10WN32切削工时T0444MINFNL32872车锥孔确定进给量。查机械加工工艺手册P507表245，知F037/R计算切削速度根据切削用量简明手册表127，切削速度的计算公式为（M/MIN）（27）VCKFATVPMVYX其中38，0，08,08，M02VVV2976R/MINC802037647389R/MINNSDWC169按机床说明，取500R/MIN所以实际切削速度V314M/MIN10WN205切削工时T019MINFNL537工序4铣24端面，保证至定位基准长度为396MM长沙学院课程设计21铣24端时3，F038MM/R（查机械加工工艺手册P507）AP切削速度根据切削用量简明手册表127，切削速度的计算公式为（M/MIN）（210）VCKFTVPMVYX其中38，0，08,08,M02V2911R/MINC80203638628R/MINNSDWC1419按机床说明，取400R/MIN实际切削速度V30144M/MIN10WN24切削工时T0237MINIFNL2438工序5钻105孔，锪倒角确定进给量F根据切削用量简明手册,当钢的800MP,D105时，BF022MM/R028MM/R切削速度据机床说明（切削用量简明手册P55表213及214按5类加工性考虑）查得切削速度V127M/MIN所以3852R/MINNSDVWC105712按机床说明，（切削用量简明手册P79表236）取351R/MINNW故实际切削速度V1157M/MIN10WN53切削工时按机械加工工艺手册P696表257T0387MINFNL3524工序6镗内槽168的孔，扩16的孔、据有关手册，确定镗床的切削速度为30M/MIN。则5971R/MINSDVC10630长沙学院课程设计22由于T68卧式镗床说明中有100R/MINNW故实际切削速度V5024M/MIN10DN6切削工时T066MINFNL53扩孔至16。单边余量Z275。一次切除全部余量。275，进给量APF05MM/R工序7铣16孔的下端面，半粗铣上端面平台；铣16端时3，F038MM/R（查机械加工工艺手册P507）AP切削速度根据切削用量简明手册表127，切削速度的计算公式为（M/MIN）（210）VCKFTVPMVYX其中38，0，08,08,M02V2911R/MINC80203638628R/MINNSDWC1419按机床说明，取400R/MIN实际切削速度V30144M/MIN10WN24切削工时T0237MINIFNL2438工序8钻3孔，钻5孔，保证深度6MM；一、钻3孔选用钻床为Z550F002MM/R（查切削用量简明手册P59表218）长沙学院课程设计23V25M/MIN（查切削用量简明手册P59表218）265393R/MINNSDVWC10325按机床说明，取1500R/MIN故实际切削速度V1413M/MIN10WN35切削工时T0633MINFNL529钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查切削用量简明手册P77表232轴向力（211）FFKFDCFYZ0其中600，10,07,095ZYKF60009511059NF13702扭矩（212）MCKFDMYZM003050950114NM2380功率（213）PCVC030018KW14二、钻5孔钻5孔时F0015MM/R（查切削用量简明手册P59表218）V28M/MIN（查切削用量简明手册P59表218）17834R/MINNSDVWC10528按机床说明，取1500R/MIN长沙学院课程设计24故实际切削速度V2355M/MIN10DWN5切削工时T0533MINFNL502钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查切削用量简明手册P77表232轴向力（213）FFKFDCFYZ0其中600，10,07,095ZYKF60009515069NF1570扭矩（214）MCKFDMYZM003050950317NM25801功率（215）PCVC03005KW5217工序9钻端面上2孔选用钻床Z515F005MM/R（查机械加工工艺手册P545表2438）V075M/S（查机械加工工艺手册P547表2441）71656R/MINNSDVWC1026075按机床说明，取2900R/MIN故实际切削速度V18212M/MIN10WN29长沙学院课程设计25切削工时T0124MINFNL290518钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查切削用量简明手册P77表232轴向力（215）FFKFDCFYZ0其中600，10,07,095ZYKF60009514002NF12705扭矩（216）MCKFDMYZ0030509501055NM2805功率（217）PCVC030032KWP2185工序10钻圆周上2孔由于此道工序与上一道工序机床选择相同。故切削用量和基本工时与上一步相同。F005MM/R2900R/MIN，V18212M/MINNWT0193MIN工序11铣缺口工件材料ZG45刀具硬质合金立铣刀。材料为YT15/Z16/3,F003MM/ZD0V266M/S1596M/MIN21178R/MINNSVWC12461590按机床说明，取1450R/MIN长沙学院课程设计26故实际切削速度V10927M/MIN10DWN245切削工时T0077MINZFL3工序12焊封、去毛刺（2007级）本科生设计说明书油阀座钻105MM孔专用夹具设计系部机电工程系专业机械设计制造及其自动化长沙学院课程设计27学生姓名叶青班级07机本一学号2007011120指导教师姓名唐勇职称副教授最终评定成绩2010年6月长沙学院课程设计28第2章、粗钻油阀座105孔工序的夹具设计本章由叶青执笔经小组讨论及分配，决定设计第5道工序在24面上钻105的通孔的工装夹具，对本序的主要要求考虑尺寸22，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。21问题提出本夹具用来加工24端面的105MM的孔。孔的定位精度一般，加工精度可由钻床保证。22定位基准和定位方案的选择由零件图可知，加工105MM孔必须对工件进行完全定位。使用钻床进行加工，2种方案如下方案一用63MM端面放在平面上限制3个自由度，用心轴穿过22MM中心孔，在心轴上做成245MM的短销限制2个自由度，再用24上端面限制一个自由度。定位方案二用63MM的端面放在平面上限制3个自由度，用心轴穿过22MM中心孔，再用24的外圆面限制一个自由度。由比较可知，方案一24上端面面积较小，不足以限制零件的旋转自由度，而方案二则能较好的限制其旋转自由度。方案1方案2图221长沙学院课程设计29出于定位简单和快速的考虑，选择方案二即以孔245MM和端面为基准定位，侧面加V形块与24圆柱外圆面相切辅助定位，使工件完全定位，再使用螺旋卡紧机构推动紧推块压紧零件进行卡紧。最终的定位原理图如图图22223切削力和卡紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力NDFKCFZFYI25801017扭矩MFTTYZT68035卡紧力为NF42取系数S115S2S3S411则实际卡紧力为FS1S2S3S4F1677N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。24定位误差分析长沙学院课程设计30本工序采用孔245和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。25对刀装置本夹具采用可换钻套作为对刀装置，其中钻套配用M8的开槽盘头螺钉压紧，其优点是可迅速方便地调换钻套。图2526夹具设计及操作的简要说明夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧，为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构，为操作方便轻松，采用手轮转动推力螺栓加紧定位。加工时转动手轮使紧推块退至适当距离，将工件装在心轴上，略微对正，再转动手轮使V块接触工件24外圆使零件完全对正，最后继续转动手轮紧固工件。27绘制夹具总体图绘图时，工件用双点画线表示，将夹具的各个元件连接在一起，形成夹具的整体图，螺纹，销等配合部分采用局部剖视图表示。长沙学院课程设计31图2728设计心得体会经过为期三周的努力，有关夹具的课程设计最终完成了，个中的辛苦与体会，让我感触颇深。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了很大提高。遇到不懂的问题时，通过几次与指导老师的交流也都能迎刃而解。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们解决了很多难题。这次的课程设计，各种辅助设计的计算机软件必不可少，有我们曾经接触过的AUTOCAD，也有我们以前一无所知的PRO/E，C4D等等软件，通过这段时间的使用及实践，让我对这些软件也或能够熟练的使用，或能进行一些初步的操作了。对于已经大三并且即将大四的我们来说，这次的课程设计在我们以后的社会工作中的作用是十分长沙学院课程设计32重要的，相信通过这次的课程设计，能够让我认清了自己的不足，并将在以后的工作生活中加以完善，在未来的工作中更好的发挥自己。长沙学院课程设计33（2007级）本科生设计说明书油阀座钻105孔专用夹具设计系部机电工程系专业机械设计制造及其自动化学生姓名周蓉班级07机本一学号2007011117指导教师姓名唐勇职称副教授最终评定成绩2010年6月长沙学院课程设计34第3章、油阀座钻35孔专用夹具设计本章由周蓉执笔31确定设计方案本夹具是工序钻35孔的专用夹具本夹具将用于立式钻床1定位方案工件以右端面及245孔为定位基准,采用平面与定位销组合定位方案,在右端面及245孔面上定位,其限制了5个自由度16孔用菱形销限制1个自由度,所以工件被完全定位2夹紧方案用于钻小孔的夹具,常常不另设夹紧装置,这种处理方法既能缩短夹具的制造周期,降低夹具制造成本,又能节省安装工件的时间,提高生产率,但必须保证安全采用手动螺旋拧紧是可靠的,可免去夹紧力的计算3导向装置采用固定钻套,保证钻孔的位置32计算切削用量,决定切削速度V和工作台每分钟进给量F钻3孔，钻5孔，保证深度6MM；一、钻3孔、选用钻床为Z550F002MM/R（查切削用量简明手册P59表218）V25M/MIN（查切削用量简明手册P59表218）265393R/MINNSDVWC10325按机床说明，取1500R/MINW故实际切削速度V1413M/MIN10WN35切削工时T0633MINFNL5029二、钻5孔长沙学院课程设计35F0015MM/R（查切削用量简明手册P59表218）V28M/MIN（查切削用量简明手册P59表218）17834R/MINNSDVWC10528按机床说明，取1500R/MINW故实际切削速度V2355M/MIN10WN533选择钻头磨钝标准耐用度查表5130知,钻头的磨钝限度为050834基本时间切削工时T10633MINFNL15029T20533MIN总时间大约为1066分35定位误差的分析本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。36操作说明由零件图可知，两定位孔一个与5孔同轴,一个与5孔垂直，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求。为了保证所钻的孔与侧面垂直,根据基准重合、基准统一原则,在选择两定位孔的加工定位基准时，应尽量选择同一定位基准,即粗车、半精车的右端面。因此加工定位孔的定位基准应选择63外圆端面为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以245轴限制工件的两个自由度，用一个菱形销定位限制工件的另一个长沙学院课程设计36自由度。长沙学院课程设计3737设计心得体会设计是对我们在学校所学知识的总结。通过课程设计可以将所学知识串通起来,从而对我们所学专业知识进行巩固和复习。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。于是我在图书馆借了很多相关的书籍,并上网查阅了一些资料,详细了解了机械设计应注意的问题及设计步骤我开始知道要先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图,然后定出工艺规程路线,最后设计出需要的专用夹具在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了很大提高。遇到不懂的问题时，指导老师及同学们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不仅学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他在设计期间为我们解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会对我们以后的学习有更好的帮助。（2007级）本科生设计说明书油阀座钻3MM孔工序的夹具设计系部机电工程系长沙学院课程设计38专业机械设计制造及其自动化学生姓名扶翰章班级07机本一学号2007011122指导教师姓名唐勇职称副教授最终评定成绩2010年6月第4章、油阀座圆周上2MM孔工序的夹具设计本章由扶翰章执笔41问题提出本夹具用来加工圆周上2MM孔。孔的定位精度一般，加工精度可由钻床保证。42基准的选择比较由零件图可知，加工2MM孔必须对工件进行完全定位。使用钻床加工，定位方案一用63MM端面放在平面上限制3个自由度，用心轴穿过22MM中心孔，在心轴上做成245MM的短销限制2个自由度，再用16MM的孔限制1个自由度。定位方案二用63MM的端面放在平面上限制3个自由度，用心轴穿过22MM中心孔，在心长沙学院课程设计39轴上做成245MM的菱形短销与平面一起限制4个自由度，再配合2MM的短销限制2个自由度来实现定位。比较两个方案可知，方案二较好，因为端面上2MM的孔和圆周上2MM的孔要求垂直相通，方案二用前一步工序加工的端面2MM的孔来进行定位，可以很好的保证加工精度。故选择方案二。图32工件定位方案一工件定位方案二43切削力及夹紧力的计算选用钻床为Z515F005MM/R（查1P545表2438）V075M/S（查1P547表2441）71656R/MINNSDVWC0260751按机床说明，取2900R/MIN故实际切削速度V18212M/MIN10WN29切削工时T0193MINFL9058钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查6P77表232轴向力31FFKFDCFYZ0长沙学院课程设计40其中600，10,07,095CFZFYFKF60009514002NF21057扭矩32MCKFDMYZM030509501055NMC280功率33PCV030032KWC2180544定位误差的分析夹具的主要定位元件是立板及与立板配合使用的心轴。所以立板和心轴的制造误差为本工序的主要误差。立板与心轴的配合处要磨精度等级为6级，公差为0013MM，平面度公差为005MM，心轴的表面与立板面的垂直度公差为003MM，所以加工孔的垂直度误差为0013003005MM0093MM。45夹紧元件强度校核受力分析当压紧工件时，螺栓除受夹紧力作用产生拉应力外，还受转矩T的JF扭转而产生扭转剪应力的作用。拉伸应力MPADFJ910413242扭转剪应力550由第四强度理论，可知螺栓预紧状态下的计算应力PAC214039132元件材料为45钢，屈服强度为450，取安全系数N19SM则许用挤压应力NS7915长沙学院课程设计41。强度满足要求C46夹具操作设计及操作说明夹具的装配是先把2MM短销装入夹具座中，再装心轴，其一端过盈配合，并用双螺母反向锁死，再装钻模板，夹具安装完毕。加工时把工件装在心轴上，保证定位要求，加开口垫片，用螺母拧紧。加工孔完成后，拧松螺母至能拿出开口垫片即可，拿出开口垫片，取出工件。47夹具的优化设计及经济性分析这种优化设计的特点可以正确确定适用对象种数。根据优化设计的结果，对可调、可换元件和通用基体的结构设计从成本比例的角度进行调整，从而使之满足优化设计，达到整体经济性的目的。从成组夹具适用对象种数所分摊的夹具成本看，可以认为适用对象在成组夹具满负荷的范围内，对象种数愈多则夹具分摊到适用对象种数上的单位成本就愈低。从夹具上的可调、可换元件看，随着夹具适用对象种数的增加，则夹具上的可调、可换元件也随着增加，这时，可调、可换元件的设计、制造费用以及夹具的调整次数和调整、保管费用也随之相应增加。当所设计的成组夹具，其适用对象零件种数等于或接近NK值时，可以认为这套成组夹具符合经济性的原则；反之，从经济的角度可以认为是不合理的。这时，应该从各方面采取调整措施，如修改通用基体或可调、可换元件的结构设计，使之CT值与P值的比例关系得到调整，最终符合经济性的原则。在成组夹具设计中，根据夹具的复杂程度，从已积累的统计资料中取得CT值与P值的当量值，以预定成组夹具适用对象零件种数，然后对实际的CT值与P值进行评价，这样可以达到减少过程损失的目的。大幅度提高单机设备的通过能力，提高产品质量。现场同类设备由于工装的差异影响了设备本身较宽的工艺通过能力，通用工装使现场整体的设备通过能力得到提高，有利于均衡生产，提高了工艺质量和产品质量。提高现场应变能力和单一品种的加工能力，有利于物流顺畅和均衡生产。48设计心得体会为期两周多的夹具课程设计终于结束了。我们在整个过程中，一组成员相互配合、互相监督。努力地将设计尽早赶完。在过程中，我懂得了，怎样去锻炼我们的实践面和对理论面的理解和消化，长沙学院课程设计42要明白怎样去讲我们的专业知识与课程设计联系起来。我想做累世的大作业就为我们提供了良好的实践平台。为了让自己的设计搞好。我查了大量的关于机械方面的资料。一次次翻阅手册让自己的设计更加标准化。在有时高设计的时候我们就像一个个空想家，仅凭自己的印象在做啊，算啊。没有吧设计手册放在手上，抛开了实际。搞出来的却是不切合实际的，所以我们做设计一切要从实际出发，从手册出发，这样才会有所收获。对于夹具设计，主要是解决零件定位问题和夹紧问题，而零件定位夹紧是比较灵活的，方案比较多，需要我们对加工零件进行认真的分析，选择出比较成熟的方案。在整个夹具课程设计的过程中，我们遇到了很多的问题，才发现自己学习的不到位。也了解到书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，在设计中才发现，有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。实践才是检验真理的唯一标准这次设计中要求用到制图软件，使我们对AUTOCAD,PROE又重新熟悉了一遍。记得CAD还是大一时候学的，刚开始画的时候基本上都不记得了，于是我又把书拿出来重新看了一遍，在一边画图一边熟悉软件中，我的作图速度越来越快。这样带着问题来学，我发现效率很高。同时，由于要求我们做出渲染图，我又初步学会了一门新软件C4D的使用。这次夹具的课程设计为我们提供了一个理论联系实际的平台。将培养我们在以后的设计中能更加快速，更加完善地完成任务的能力，思考问题也会更加全面。这对一个设计人员来说，是一个很重要的因素和能力。同时，经过这次设计，我们也能更加清楚地知道自己哪些方面存在不足，以使自己在缺陷的地方多多努力，完善自我。长沙学院课程设计43（2007级）本科生设计说明书油阀座铣135缺口专用夹具设计系部机电工程系专业机械设计制造及其自动化学生姓名戴金钢班级07机本一学号2007011119指导教师姓名唐勇职称副教授最终评定成绩2010年6月长沙学院课程设计44第5章、油阀座铣135缺口专用夹具设计本章由戴金刚执笔这次设计的夹具为第11道工序在24面上粗铣135的缺口，其深度为4，粗铣缺口。51确定设计方案这道工序所加工在圆柱24面上，按照基准重合原则并考虑到目前有22孔，孔16经过加工，并以22孔和竖孔定位，因为16孔在加工位置，在此定位比较适宜。从对工件的结构形状分析，需在工件中装上锁紧螺母，定位夹紧都比较稳定可靠，也容易实现，外围须加上外框。在此框架上还须加上圆柱销，用来定位竖孔。夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，用锁紧螺母联接。工件以外框侧面和锁紧螺母，定位销定位，限制了6个自由度。这种方案定位可靠，夹紧也很方便，由于加工空间需要，在夹紧后，把定位销撤除。由于缺口有角度要求，所以采用一类似分度装置，并将直角对刀块安装在支架上，并由夹紧元件定位。本道工序的夹具为铣夹具故选手动夹紧，且夹具简单，操作可靠。52计算切削用量所选用刀具为高速钢直柄立铣刀。铣刀直径D5MM,宽度L5MM,齿数Z353决定每齿进给量FZ根据表33X52型卧式铣床的功率为75KW,工艺系统刚性为中等，粗辞铣刀加工钢料，查得每齿进给量FZ003015MM/Z。现取FZ01MM/Z。54选择铣刀磨钝标准几耐用度根据表37，直柄立铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为05MM刀直径D5MM,耐用度T60MIN表38。55决定切削速度V和工作台每分钟进给量FMZ根据表327公式计算长沙学院课程设计45VPUEYZXPMVKAFTDCV式中01,5,3,4,/4IN63,0,5,76VEZPVVKDZZFAUQCMIN/470I/5132IN/0MIN/36704RRV根据X62型卧式铣床主轴转速，选择N475R/MIN79R/S实际切削速度V157M/S工作台每分钟进给量为FMZ01660MM/MIN36MM/MIN根据X62型铣床工作台进给量，选择FMZ36MM/MIN则实际的每齿进给量为FZ02MM/Z60356效验机床功率根据计算公式，铣削时的功率（单位KW）为10VFPCZADACPFEFZZ860728609，268ZFCMAE4，AF0P，D53长沙学院课程设计4610VFPZC236KWX62铣床主电动机的功率为75KW，