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课程设计(论文)底座加工工艺及夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要本设计专用夹具的设计底座零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。通过底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。在随后的步骤中，除了被定位在平面和孔的加工工艺及其他孔单独过程。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，对于大批量，更高的生产力，满足设计要求。关键词：底座类零件；工艺；夹具；ABSTRACTFoundation design of body parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.Key Words: Box type parts;Technology; Fixture;III目 录摘 要IIABSTRACTIII目 录IV第1章 加工工艺规程设计61.1 零件的分析61.1.1 零件的作用61.1.2 零件的工艺分析61.2 底座加工措施61.2.1 孔和平面的加工顺序71.2.2 孔系加工方案选择71.3 底座加工定位基准的选择71.3.1 粗基准的选择71.3.2 精基准的选择81.4 底座加工主要工序安排81.5 机械加工余量、工序及毛坯的确定101.6确定切削用量及基本工时（机动时间）101.7 时间定额计算及生产安排19第2章 铣上端面夹具设计232.1研究原始质料232.2定位基准的选择232.3 切削力及夹紧分析计算232.4 误差分析与计算242.5定向键与对刀装置设计252.6 夹具设计及操作的简要说明26总 结27参 考 文 献28致谢29V31第1章 加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是底座,底座零件的加工质量，底座零件的加工质量，并确保组件正确安装。1.1.2 零件的工艺分析底座类零件图。底座是一个壳体零件，别安装在五个平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面还需加工一系列孔。可分三组加工表面。分析如下：（1）以底平面为加工面。这一组加工表面包括：底面铣削加工；4-11mm孔,加工其中底面为。（2）以上端面为加工面。（3）以40凸台面加工面。这一组加工表面包括：40凸台面铣削加工20孔为，主要加工表面有以下5个主要加工表面;1.端面 通过粗铣精铣达到1.6精度要求2.内圆 粗镗、半粗镗、精镗达到6.3的精度要求3.内表面 先粗铣后精铣的3.2的精度要求4.底面 通过粗铣直接使底面精度达到12.55. 凸台端面 在凸台端面使其达到12.5的精度要求1.2 底座加工措施由以上分析可知。底座零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保证孔精度比较容易一些。因此，在这个过程中的主要问题是确保和孔的位置精度，应对孔与平面间的关系。由于是大生产量生产。要考虑因素如何满足提高加工过程中的效率问题。1.2.1 孔和平面的加工顺序底座类加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原则。处理应遵循先加工面后来加工孔，第一个基准，定位基准的表面处理。然后，整个系统的过程。地基处理的管道应遵循这一原则。平平面定位可保证定位牢固可靠，保证各个孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除铸件不均匀表面，进而孔加工提供前提，也有利于保护刀具。1.2.2 孔系加工方案选择通过底座的加工方案，应选择符合加工方法，加工精度和加工设备。主要考虑加工精度和效率，此外还有考虑经济因素。了满足精度和生产率的要求，应选择在的最终价格。根据基底座部要求显示和生产力的要求，目前应用在镗床夹具镗床组合适于。（1） 镗套加工（2） 在大批量生产中，加工底座通孔通常是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。当镗杆的镗套引导镗，镗模的精度直接保证孔的精度。镗模提高系统抗振动、刚度。同时加工几个工件的过程。生产效率很高。结构复杂，成本高制造困难，镗模制造和装配在夹具误差镗杆镗衬套磨损等原因。加工精度可通过钻孔获得也受到一定的限制。（2）用坐标镗方法在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且可以实现大的品种和数量，和产品的升级换代，所需时间短。普通的镗模加工，生产成本高，周期长，难满足要求，和坐标镗可以满足这一要求。镗加工模板还需要利用坐标镗床。随着坐标镗削的方法，需要底座孔的和在直角坐标转换成的和公差的公差，然后用在笛卡尔坐标系统的运动精度镗。1.3 底座加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择基准的选择应满足下列要求：（1）保证每个重要支持均匀的加工余量；（2）保证零件和管壁有一定的差距。了满足要求，主要支持应作主要参考孔。作粗基准输入轴和输出轴。因此，主轴承孔的精定位，孔的加工余量必须统一。因与孔的位置，墙是相同的核心的位置。1.3.2 精基准的选择从孔与孔的位置，孔与平面，平面与平面的位置。精基准的选择应能确保在整个过程的统一的管道基本上可以使用参考位置。从管底座零件图的分析，支撑孔平行并覆盖大面积的平面与主轴，适合用作精基准。但与平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法对典型的全过程，基本能够满足定位要求的参考。最后，虽然是装配基准，但因它是对垂直主轴承孔的基础。1.4 底座加工主要工序安排用于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。基管的处理的第一步是处理一个统一的基础。具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。由于顶面处理后到管道基础处理已经完成，除了个人的过程，作定位基准。因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。工序安排应该是尽可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺纹孔加工中心的钻头，切削力大，也应在粗加工阶段完成。对于工件，需要精加工是支持前孔与平面结束后。根据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理，所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。螺纹孔攻丝时，切削力小，可以分散在后期阶段。加工完成后，还要检验入库等操作，卫生打扫干净。工艺路线一：10铸造毛坯20时效热处理30涂底漆40铣粗铣底面50铣粗铣上端面60铣半精铣底面70铣半精铣上端面80铣铣40的凸台面90钻钻、扩、铰20孔100钻钻底面4-11mm孔110钻钻上端面4-11mm孔120钻钻C-C端面2-5.5mm孔130钳表面去毛刺140检检验入库工艺路线二：10铸造毛坯20时效热处理30涂底漆40铣粗铣底面50铣粗铣上端面60钻钻底面4-11mm孔70钻钻上端面4-11mm孔80铣半精铣底面90铣半精铣上端面100铣铣40的凸台面110钻钻、扩、铰20孔120钻钻C-C端面2-5.5mm孔130钳表面去毛刺140检检验入库根据加工要求和提高效率时间等因素综合选择方案一：10铸造毛坯20时效热处理30涂底漆40铣粗铣底面50铣粗铣上端面60铣半精铣底面70铣半精铣上端面80铣铣40的凸台面90钻钻、扩、铰20孔100钻钻底面4-11mm孔110钻钻上端面4-11mm孔120钻钻C-C端面2-5.5mm孔130钳表面去毛刺140检检验入库1.5 机械加工余量、工序及毛坯的确定“底座”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT150材料采用HT150制造。材料是HT150，硬度HB170到240，大批量生产，铸造毛坯。（1）底面的加工余量。根据要求，面加工分粗、精铣加工余量如下：粗铣：参照工艺手册第1卷。其余量值规定，现取。精铣：参照手册，余量值。（3）螺孔毛坯实心，不冲孔（4）端面加工余量。端面分粗铣、精铣加工。各余量如下：粗铣：参照工艺手册，其余量规定，取。1.6确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：无切削加工，无需计算工序30：粗铣底面机床：加工中心VMC850刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：,取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序40：粗铣上端面机床：加工中心VMC850刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序60：半精铣底面机床：加工中心VMC850刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照参考取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据文献取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序80：铣40的凸台面机床：加工中心VMC850刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序90：钻、扩、铰20mm孔机床：加工中心VMC850刀具：根据参照文献选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：，按照文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔刀具：选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： 铰孔刀具：根据参照文献选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度：，且。进给量：根据文献取。切削速度：参照文献取。机床主轴转速：按照文献3表3.131取实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入，刀具切出： 取走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是：工序8：钻顶平面11mm孔机床：加工中心VMC850刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： 铰孔刀具：选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度：，且。进给量： 取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入，刀具切出： 取走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是：工序120:钻C-C端面2-5.5mm孔机床：加工中心VMC850刀具：根据参照文献选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度：根据文献：进给量,切削速度。机床主轴转速：，按照文献，取。实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入：刀具切出： 取。加工基本时间： 1.7 时间定额计算及生产安排设年产量是10万件。一年有250个工作日。一个日产量420。一天工作时间的计算8个小时，每部分的生产时间不应超过1.14min。机械加工单（在上述生产类型）时间定额：大规模生产）大规模生产：参照工艺手册（生产类型：中批以上）时间计算公式： （大量生产时）因此大批量单件时间计算： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。 布置场所地、休息时间占操作时间的百分比值工序1：粗、精铣底面机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。在加工过程中装卸短暂，所以取装时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 工序2：钻底面孔机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。装卸短暂所以取装时间。则：根据工艺手册单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序3：粗铣凸台机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。加工过程中装卸短暂，所以取装时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4：钻侧面孔机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。由于生产线上装时间很短，所以取装时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序5：粗铣端面机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 一台机床即能满足生产要求。工序6：铣端面机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。所以取装时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序7：粗镗48孔机动时间：辅助时间：参照工艺手册取工步辅助时间。所以取装时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 即能满足生产要求工序10：精铣端面机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。取装卸时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 即能满足生产要求工序11：精铣侧面机动时间：辅助时间：参照工艺手册，取工步辅助时间。所以取装时间。则：根据工艺手册，单间时间定额： 即能满足生产要求第2章 铣上端面夹具设计2.1研究原始质料利用本夹具主要用来半精铣上端面，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。2.2定位基准的选择由零件图可知：在对进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工（1）V形块加小平面限制5个自由度，定块限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合V形块夹紧工件。 （3）怎样使夹具使用合理，便于装卸。2.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如2.1.由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。2.4 误差分析与计算该夹具以一面两销定位，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尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得：定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。Y=0.707d=0.7070.025mm=0.0177mm 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：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。2.5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示： 图2.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表2.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图2.3所示： 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表2.5：表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.252.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。总结总 结在设计过程中，我们读到一些技术资料和设计手册，在机械领域中的一些基本问题的探讨。因此，这样的设计不仅要加强自己的理解和知识，和他们的知识，拓宽。此外，该拉延工艺的设计，AutoCAD绘图软件的使用，并在同一时间，手绘，所有这些因素都使我们学到更多的知识，图像识别和提高我们的绘图能力。但知识有限，实际的经验更多的问题，所以我的设计也有许多不足之处。如：每个时间分配不合理，虽然计算机图形练习，但与手工绘图相比，少，夹具设计的比例，步进机构为手动，并降低成本，但它太简单了。需要在未来的设计改进。最后，在这里，感谢老师的悉心指导和同学们的帮助。参 考 文 献1 李 洪工艺手册M 北京出版社，200612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社，200347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社，19941211 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社，200712 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，20028致谢致谢这次毕业设计是在老师悉心指导下完成的。在毕业设计结束后我的所有帮助过我的老师和同学说，谢谢你,如果没有他们帮助，毕业设计很难完成。本毕业设计是在老师的指导下完成的。老师让我受益不浅，他渊博的知识，严谨的风格，高度的责任感。在做设计的过程中也遇到了很多问题，老师给了我很多的关心和帮助，并要求任何进展，我毕业于精心的指导我们的设计，也经常打电话或发送电子邮件来指导我们的设