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基于solidworks的焊钳主要零件的工艺工装设计与夹具【全套含CAD及三维图】
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购买后包含有 纸和论文 ,咨询 I 院 毕业设计 课 题： 基于 焊钳主要零件的工艺工装设计 专 题： 专 业： 机械制造及自动化 学 生 姓 名： 班 级 ： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 要 本设计是 基于 焊钳 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 焊钳 零件的主要加工表面是 外圆 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，本设计遵循先面 后 孔 的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证 孔系加工精度。 主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。 夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用 手动 夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词： 焊钳 类零件； 工艺 ； 夹具 ； 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 he is on of of of of In of of to of as a as a to In to of of of of of be so is 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 录 摘 要 1 章 加工工艺规程设计 5 件的分析 5 件的作用 5 件的工艺分析 5 钳加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 6 钳加工定位基准的选择 6 基准的选择 6 基准的选择 6 钳加工主要工序安排 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9 择加工设备及刀、量具 12 定切削用量及基本工时（机动时间） 13 间定额计算及生产安排 22 第 2 章 钻孔夹具设计 23 计要求 23 具设计 25 定位基准的选择 25 切削力及夹紧力的计算 25 位误差的分析 26 套、衬套、钻模板设计与选用 26 具设计及操作的简要说明 28 结 论 32 参考文献 33 致 谢 35 1 第 1 章 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 焊钳 。 焊 钳 的主要作用是传动 连接作用 ， 该 焊钳静臂 在电阻点焊钳中主要连接电极接杆和气缸，其在 X 型电阻点焊钳中的连接方式如图 1示。 。因此 焊钳 零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精 度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 图 1 焊钳 件的工艺分析 由 焊钳 零件图可知。 焊钳 是 一般 类 零件， 25孔 和 底平面 的平行度要求为 45孔 和 底平面 的 垂直 度要求为 是 6孔 ，其深度 较深 ， 钻套过长 ，实际加工时很难同时保证其精度和深度， 不过它只是和 螺孔连通就 行了 ，没有必要保证公差等级。 因 此可将其分为三组加工表面。 此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。 它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： 节约材料，降低成本，更有利于零件的装配。该焊钳静臂零件除了主要的工作面（底座平面、 25孔、 45孔以及 75外，其余表面及孔的加工精度均比较低，一般粗加工即可达到加工要求，主要工作面虽然加工精度相对比较高，但是均属于一般难度的加工类型，正常的生产条件下即可完成这些加工要求。 其它是各个端面及孔倒角等 由此可见， 该零件的工艺性比较复杂，加工不是很方便 ，但是方案可行 。 钳 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 焊钳 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 焊钳来说，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。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 焊钳 孔系加工方案，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，应选择价格最底的机床。 钳 加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）保证各重要支承 的加工余量均匀； （ 2）保证装入 焊钳 的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以 焊钳 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。 基准的选择 从保证 焊钳 孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证 焊钳 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 焊钳零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承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。至于前后端面，虽然它是 焊钳 的装配基准，但因为它与 焊钳 的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难， 所以不予采用。 钳 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 焊钳 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。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 焊钳 加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。对于 焊钳 ，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在 实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 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 根据以上分析过程，现将 焊钳 加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10 铸造 铸造 20 粗精铣 粗精铣底座上平面 30 粗精铣 粗精铣底座下平面 40 粗铣，半精铣 粗铣，半精铣侧面 30 圆端面 50 粗铣 粗铣斜块上平面 60 粗铣 粗铣 3的槽 70 粗精铣 粗精铣侧面 75 圆端面 80 粗精镗 粗精镗 45光孔 90 钻扩铰 钻扩铰 28光孔，钻扩 8 螺孔和 6 光孔 100 钻扩铰 钻扩铰 25 光孔，钻扩 8 螺孔和 11 光孔，钻 18 沉头孔 110 钻扩 钻扩侧面 10 螺孔，钻 18 沉头孔 120 钻扩 钻扩侧面上 4 螺孔 130 钻扩 钻扩两个 螺孔 工艺路线二： 10 铸造 铸造 20 粗精铣 粗精铣底座上平面 30 粗精铣 粗精铣底座下平面 40 粗铣，半精铣 粗铣，半精铣侧面 30 圆端面 50 粗铣 粗铣斜块上平面 60 粗精铣 粗精铣侧面 75 圆端面 70 粗精镗 粗精镗 45光孔 80 粗铣 粗铣 3的槽 90 钻扩铰 钻扩铰 28光孔，钻扩 8 螺孔和 6 光孔 100 钻扩铰 钻扩铰 25 光孔，钻扩 8 螺孔和 11 光孔，钻 18沉头孔 110 钻扩 钻扩侧面 10 螺孔，钻 18 沉头孔 120 钻扩 钻扩侧面上 4 螺孔 130 钻扩 钻扩两个 螺孔 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现该方案一比较合理。 综合选择方案一： 10 铸造 铸造 20 粗精铣 粗精铣底座上平面 30 粗精铣 粗精铣底座下平面 40 粗铣，半精铣 粗铣，半精铣侧面 30 圆端面 50 粗铣 粗铣斜块上平面 60 粗铣 粗铣 3的槽 70 粗精铣 粗精铣侧面 75 圆端面 80 粗精镗 粗精镗 45光孔 90 钻扩铰 钻扩铰 28光孔，钻扩 8 螺孔和 6 光孔 100 钻扩铰 钻扩铰 25 光孔，钻扩 8 螺孔和 11 光孔，钻 18 沉头 孔 110 钻扩 钻扩侧面 10 螺孔，钻 18 沉头孔 120 钻扩 钻扩侧面上 4 螺孔 130 钻扩 钻扩两个 螺孔 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择 零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有 关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经 济意义。 生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择 铸造 成型。 “焊钳” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度 43 269，表 铸造的物理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 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。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的 型材 造型，查取机械制造工艺设计简明手册表 “ 焊钳 ”零件材料采用灰铸铁制造。材料为，硬度 170241，生产类型为大批量生产，采用 铸造 毛坯。 （ 2） 加工余量。 根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 表 2钳静臂的技术要求 加工表面 尺寸 及 偏差 /差及 精度等级 表而粗糙度 m 形位公差 / 座下平面 15 底座上平面 15 45 45 28 28 8 6 6 7560 30端面 66 25孔 25 8孔 1D 11孔 11+ 18头孔 18 侧面10 6 2 个 螺孔 斜块上平面 18 斜块上 11 11 4孔 3 图 2钳静臂毛坯左 视图 择加工设备及刀 、 量具 由于生产类型为大批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质量较大，故需要辅助工具来完成。 平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（ ,测量范 围 0 1000考文献 2表 6 7）。采用车床加工，床选用卧式车床考文献 2表 4 3），专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见（参考文献 2第五篇金属切削刀具，第 2、 3节），采用相匹配的钻头，专用夹具及检具。 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 10 无切削加工，无需计算 工序 20 粗精铣底座上平面 机床：铣床 具：面铣刀 (硬质合金材料 )，材料： 15 100D ，齿数 5Z 。 单边余量： Z=3以铣削深度 2pa 铣面余量： Z=削深度 每齿进给量 取 0 /fa m m Z ：取铣削速度 V m s 每齿进给量 取 f /取铣削速度 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i 1 4 1 0 0 按照文献，取 4 7 5 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量 0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /a Z n m m s 工作台每分进给量 7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i m m s m m a ： ,取 0 切削工时 被切削层 l ：由毛坯可知 141l ， 68l 刀具切入 1l ： 221 0 . 5 ( ) (1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 2 刀具切出 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动 时间 1 1211 4 1 1 2 2 0 . 3 6 m i 7 . 5j ml l lt f 机动时间 1 1216 8 1 2 2 0 . 1 9 m i 7 . 5j ml l lt f 所以该工序总机动时间 11 0 . 5 5 m i nj j jt t t 工序 30： 粗精铣底座下平面 。 选择高速钢圆柱铣刀直径 d=60数 z=10。根据资料选择铣刀的基本形状 ,0， 2， =45已知 铣削宽度 削深度50机床选用 式铣床。 根据资料所知， 式卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查得每齿进给量 f Z =z、现取z。 根据资 料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 d=60耐用度 T=180 根据资料所知，依据铣刀直径 d=60齿数 z=10，铣削宽度削深度 50用度 T=180查取 8mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 式 铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =实际进给量 ： 0300475=z 根据 资料所知 ，铣削时的功率（单位 :当 f Z =z, 5090mm/s 时由 切削功率的修正系数 ，则 .8 根据 立式铣床 说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 此机床功率能满足要求。 基本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 6050(2 =序 40： 粗铣，半精铣侧面 30圆端面 机床： 铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取00 实际铣削速度 V ： 进给量 工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 8 84 0 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量 m 30/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间2mj 本工序机动时间 m 工序 60： 粗铣斜块上平面 机床： 铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 铣削深度 每齿进给量根据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 工序 60 粗铣 3的槽 铣削深度3pa 齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 8 84 0 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给 量 m 30/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间 2 mj 本工序机动时间 m 工序 70： 粗精铣侧面 75圆端面 机床： 铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 铣削深度每齿进给量据机 械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 工序 90 钻扩铰 28光孔，钻扩 8 螺孔和 6 光孔 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 切 削 速 度 计 算 公 式 为 m 3 查得参数为 , 刀具耐用度T=35则 v = =1.6 所以 n = =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 工序 110： 钻扩侧面 10螺孔，钻 18沉头孔 机床： 立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9选 高速钢 锥柄麻花钻头。 进给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 7 ， 按照参考文献 3表 31，取 6 3 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 扩孔 刀具：根据参照参考文献 3表 31选择硬质合金锥柄麻花 扩孔钻头。 片型号： 削深度给量 f ：根据参考文献 3表 52，取 0 f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 53，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 4 6 0 4 2 6 . 7 8 / m i 1 4 1 9 . 7 按照参考文献 3表 31，取 5 0 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 9 . 7 5 0 0 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l 有： 11 1 9 . 7 1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 ， 取 2 走刀次数为 1 机动时间24 2 3 3 0 . 1 6 m i 6 5 0 0 铰孔 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度 进给量 f ：根据参考文献 3表 58， 取。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 60，取 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 按照参考文献 3表 31取 3 1 5 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i 1 5 该工序的加工机动时间的总和是0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i 130 钻扩 钻扩两个 螺孔 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 削 速 度 计 算 公 式 为 m 3 查得参数为 , 刀具耐用度T=35则 v = =1.6 所以 n = =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v = 确定切削时间（一个孔） t = 28 160 去毛刺 无切削计算 170 清洗 无切削计算 180 检验 无切削计算 190 油封、入库 无切削计算 间定额计算及生产安排 假设该零件年产量为 10 万件。一年以 240 个工作日计算，每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再以每天 8 小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于 参照机械加工工艺手册表 械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： %)1)( （大量生产时 0/ 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)( 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序：粗、精铣结合面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，则 m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m 131)()1)( 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， dd 即能满足生产要求 工序：粗铣平 面 机动时间照机械加工工艺手册表 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以 则 m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 ：铣 端面 机动时间照机械加工工艺手册表 由于在生产线上装卸工件时间很短，则 m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 第 2 章 钻 孔 夹具设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为 钻孔 )的专用夹具，本夹具将用于 。 在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。 机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证 工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。 3、对刀或
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