插入耳环夹具设计说明书概论

1、零件的分析1.1零件的作用本次设计我们小组的任务是针对生产实际中的一个零件一一 接入耳环。其用于晾衣架的上端固定，当然接入耳环并不仅仅 用于此，还有很多功能。对插入耳环零件图进行工艺审核后，可 知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，加工 要求合理，零件的结构工艺性较好。零件图如下：1.2零件的工艺分析从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、 退刀槽、内孔、键槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面D、 E,粗糙度为Ra50,粗糙度要求最高的是外圆035,表面粗糙度为 RJ.6。该外圆也是接入耳环的主要设计基准。从工艺上看，键槽 对35轴线的对称度公差为0. 1,孔32轴

2、线对35轴线的垂直 度公差为0.5/50,可以通过使用专用机床夹具来保证。35的公 差等级为IT7级，表面粗糙度为&1. 6,可以通过精车来保证。表 面D、E精度要去不高可以通过粗铳来完成，32孔的内孔粗糙度 为Ra6. 3可以通过钻床，钻后再扩钻就可以达到精度。C面通过粗 铳就可以达到要求。A面因为在零件丄作过程中不起作用所以也 通过粗铳。二工艺规程设计2. 1确定毛坯的制造形式按设计任务书，插入耳环年产量为4000件；每日3班，若插 入耳环备品率为8 %,机械加工废品率为1 %,则该零件的年生产 纲领为 N=Qn(l+a%+p%)=4000xlx (1+8%+1%)件=4360 件/年;

3、可见，插入耳环的年生产量为4360件。插入耳环可看成独立的一 部分，属轻型机械。因此，根据A表5-8,由生产纲领与生产类 型的关系可确定该零件的生产为中批生产，其毛坯制造、加工设 备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点。2. 2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。LI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 儿个不需加工的表面，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。（2）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

4、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。（3）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。（4）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。（5）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。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的 生产是非常重要的。先选取端面作为定位基准，。精基准

5、的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定 位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基 准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差, 简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工 余量小而均匀，应选择该加丄表面本身为精基准，该表面与其他 表面之间的位置精度山先行工序保证。(4) “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、 形状精度都要求较高时，可釆用“互为基准”方法，反复加工。(5) 所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可黑、夹具简单、 操作方便。以已经加工

6、好的顶尖为定位精基准，加工其它表面及孔。主 要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的 时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算， 在此不再重复。2. 3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的儿何形状、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 为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 果，以便使生产成本尽量降下来。制定以下两种工艺方案：方案一工序I :铸造工序II：时效处理工序III：粗铳两端面，钻中心孔工序IV：粗车外圆，车27外圆，车24退刀槽，倒角工序V：半精

7、车35外圆工序VI：精车35外圆工序训：粗铳R25两侧面表面工序VIII：钻，扩，较32孔工序IX：钻5孔工序X：车M27xl. 5外圆工序XI：铳25键槽工序XII：粗铳A面工序XIII：车锥面2. 4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为45生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自山度公差，由锻造可直 接获得。2、接入耳环的端面山于端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2. 5比较合 适。3、接入耳环的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7-IT8之间，参照 参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm。2. 5确定切削用量

8、及基本工时工序：粗铳两端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铳刀，刀片采用YG&竹=1.5mm ,= 30?？，v = 25m/ min , z = 4。2. 决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成 a p = 1.5 mm2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出f. = 0.2/齿，贝9lOOOv 1000x25“ z = 576厂 / minnd 兀 x 30按机床标准选取nw =600厂/min1000x 30x600W00=128/?z / min第20页共24贞当 nw =600r/min 时fm

9、 = f .znw = 0.2x4x600 = 4S0mm/r按机床标准选取fin = 480/n/n / r3）计算工时切削工时:I = 50mm 9 /j = 9mm , l2 = 3mm ,则机动工时为/ + /日54 + 9 + 3600.v0.2= 0.52 min工序:半精车35外圆1.确定背吃刀量由前述可知，切削单边加工余量为0.4mm,即背吃刀 量 a r 二0 4mm2 确定进给量:根据金属加工工艺及工装设计第96页表4-54可知，当 加工45钢时,背吃刀量ap=0. 4mm,则进给量f二0. 45、0. 8mm/r, 根据金属加工工艺及工装设计笫91页表4-43进给量值可知

10、, 取 f 横向二0. 5mm/r。3. 确定切削速度根据金属加工工艺及工装设计第98页表4-58切削速度 参考值可知，V二1.52.0m/s,则所需车床主轴转速范圉n二上坐-二511682r/min根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43可 知，n=560r/min, V,二 34沁二98. 4m/min1000T=l/fn=0. 189min工序:精车35外圆1.确定背吃刀量由前述可知，切削单边加工余量为0. 1mm,即背吃刀量a,二0.1mm2 确定进给量：根据金属加工工艺及工装设计第96页表4-54可知，当加工45钢时，背吃刀量a p =0. 1mm ,则进给量 f=0. iro.

11、 15mm/r,根据金属加工工艺及工装设计第91 页表4-43进给量值可知，取f横向=0. llmm/ro3.确定切削速度：根据金属加工工艺及工装设计第98页表4-58切削速度参考值可知，V广0. 50833m/s,n=粘如.42沁19根据金属加工丄艺及工装设计第91页表4-43可知2320Vc二 3.14阳二35. 36m/min 1000T=l/fn二1 5min工序：钻，扩绞32孔工步一钻孔至“31确定进给量/：根据参考文献IV表2-7,当钢的(rh SOO MPa ,0=031曲日寸，/=039047也/厂。由于本零件在加工31孔时属于低刚度零件，故进给量应 乘以系数0.75,则f =

12、(0.39 0.47 )x 0.75 = 0.29 0.35讪 / r根据Z525机床说明书，现取f = 0.25”/r切削速度：根据参考文献W表2-13及表2-14,查得 切削速度v = 18?/min所以n -1000 v 1000 x 18z =152/7 nun7alw ttx3根据机床说明书，取nw = 175r/min ,故实际切削速度为1000二叫絆N顾/仙切削工时:1 = 100，/ = 9nvn , /2 = 3irun ,则机动工时为100+9 + 3375 x0.25= 1.19nin工步二:扩孔31.85mm利用钻头将03孔扩大至03185?八根据有关手 册规定，扩钻的

13、切削用量可根据钻孔的切削用量选取f = (1.2 1.8)/.：li = (1.2 1.8)x 0.65 x 0.75=0.585 0.87/w/n/r根据机床说明书，选取f = 0.57mm/r则主轴转速为=51.634min ,并按车床说明书 取nb,=68r/nin ,实际切削速度为加 y x31.85x68 ao / v = 一匚亠=6.8;?/ min1000 1000切削匚时:/ = 100mm 9人=6mm , l2 = 3mm ,则机动工时为I + / + /7100 +6 + 3.= 一!一= 2.81 minnwf68 x 0.57工步3：较 032H1孔根据参考文献W表2

14、-25 , f = 0.20.4mm/r , y = 8 12/7?/min ,得nx = 169.8 254.65广/min查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速, f = 0.35mm/r , nw = 198/-/niin ,实际切削速度v = 9.33m/min。切削工时:/ = 100mm t /)= 9mm $ l2 = 3nun ,则机动工时为U = 10093=1616n.n nwf 198x0.35三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。山指导老师的分配第VI道工序的钻32孔的钻床夹具。3.1问题的提出本夹具主要用于钻32

15、孔，精度要求高，和其他面没有任何 为主度要求，为此，主要考虑如何提高生产效率上和精度要求。3. 2定位基准的选择本道工序加工32孔，我们采用32孔所在外圆定位，因为 孔径自身较大，切削力较大，因此釆用固定V型块，挡销定位， 釆用移动压板夹紧即可以满足要求。3. 3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切 削手册得：钻削力F = 26y 08HB06 式(5-2)钻削力矩T = 10D* 9/08HB06 式(5-3)式中：D = 32HB = HB_-|(/B_-/7Bnun) = 187-|(187-149)= 174f = 0.20mm - r-1 代入公式（

16、52）和（5-3）得F = 26x32x0.20” x 174 & = 4256NT = 1Ox32,9xO.2O8x17406 =45867N.m本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因 此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、 刚度适当即能满足加工要求。3. 4定位误差分析本工序选用的工件以外圆作为定位基准，釆用固定V型块和 挡销定位，挡销为水平放置，III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。在重力作用下定位副只存在单边间 隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位 移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。= 0.015 + 0.024 + 0.033 = 0.072k 2式中定位副间的最小配合间隙（mm）；Td工件圆孔直径公差（mm）；Td定位销外圆直径公差（mm）。3. 5夹具设计及操作