K092-套盘零件[连接盘]的工艺规程及铣宽8槽的工装夹具设计
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号IV车HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床CA61401夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 车工件左端面三爪卡盘20040.80.531.010.481 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号V车HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床CA61401夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 车工件右端面三爪卡盘20040.80.531.022.056 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号VI钻HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 钻14孔专用夹具42518.680.25710.3202 扩30孔至31.8专用夹具686.80.570.911.5223 铰31.8至32H7专用夹具1989.330.350.110.85 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号VII铣HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 铣24的凸台专用夹具1300122.460.21.010.108 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号VIII钻HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z30801夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 钻108面上的3-12孔专用夹具47517.90.256.030.581 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号IX钻HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 钻24凸台上的12孔专用夹具47517.90.256.010.244 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号 X钻HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 钻8孔专用夹具70017.60.254.010.091 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共8第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号XI铣HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 铣宽8的槽专用夹具197549.60.24.020.137 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称套盘零件名称套盘共1页第1页材 料 牌 号HT150毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1备件准备铸件毛坯铸2清砂洗去上面的砂粒，以及尘土洗3上漆在套盘表面涮上油漆表4车车工件左端面金工CA6140三爪卡盘5车车工件右端面金工CA6140三爪卡盘6钻钻14的孔，扩、铰32H7的孔金工Z525专用夹具7钻铣24的凸台金工X51专用夹具8钻钻108面上的3-12孔金工Z3080专用夹具9钻钻24凸台上的12孔金工Z525专用夹具10钻钻8孔金工Z525专用夹具11铣铣宽8的槽金工X5112检检验合格后，交付装配检 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字设计说明书题目：套盘零件的工艺规程及铣宽8槽的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。套盘零件的加工工艺规程及其铣宽8槽的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 32.3制定工艺路线 32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 42.5确定切削用量及基本工时4三 夹具设计153.1问题的提出153.2切削力及夹紧力计算153.3定位误差分析173.4定向键和对刀块装置的设计183.5夹具设计及操作简要说明21总 结24致 谢25参考文献 26序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。套盘零件的加工工艺规程及其铣宽8槽的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一、 零件的分析二、1.1 零件的作用套盘的作用，待查1.2 零件的工艺分析套盘有2组加工面他们之间没有任何要求这2组加工面的分别为1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身，左右端面，32及14的孔2：一个是以32的孔为基准的加工面，这组加工面包括，24的凸台面，3-12孔，12孔，8孔，宽8的槽二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT150，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对套盘这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用30H7的孔作为精基准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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺方案：工序：准备铸件毛坯工序：洗去上面的砂粒及尘土工序：在套盘表面涮上油漆工序：车工件左端面工序：车工件右端面工序：钻14的孔，扩、铰32H7的孔工序：铣24的凸台工序：钻108面上的3-12孔工序：钻24凸台上的12孔工序X：钻8孔工序XI：铣宽8的槽工序XII：检验合格后，交付装配2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定套盘零件材料为HT150，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1.套盘的外圆，左右端面，32的孔套盘的外圆，左右端面，32孔的精度要求为12.5、25，3.2相对较低，查机械制造工艺学与夹具设计参考资料，表2-12得，Z=1.0mm2、套盘24的小凸台套盘24的小凸台，粗糙度为25，查机械制造工艺学与夹具设计参考资料，表2-12得，Z=1.0mm3. 套盘14，3-12，12，8的孔因为孔的直径最大才有14mm,很难直接铸造出，所以采用实心铸造2.5 确定切削用量及基本工时工序I：准备铸件毛坯工序II：洗去上面的砂粒及尘土工序III：在套盘表面涮上油漆工序IV：车工件左端面1.加工条件工件材料：灰口铸铁HT150，b=145MPa，铸造。加工要求：车工件左端面刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 rE=0.5 Kr=90 n=15（1）已知加工余量为1.0mm。实际最大加工余量为1.0mm，故分一次加工（2）进给量的确定，根据机械加工工艺是手册，当刀杆尺寸为16mmX25mm，车削深度ap0.7时，以及工件的尺寸为58mm，得f=0.50.7mm/，按CA6140车床说明书,取f=0.6 mm/由于存在间歇加工所以进给量乘以K=0.750.85，所以实际进给量:f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r按CA6140车床说明书f0.53（3）计算切削速度 切削速度的计算公式为（寿命选T=60min，刀具材料为YG6） V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：根据机械加工工艺师手册表2712加工外形：外圆纵车（kr00）、刀具材料YG6、进给量f 0.40可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Kv：kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按CA6140车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min （5）切削工时由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=51/200x0.53=0.481（min） L=50mm L1=1.0. L2=0. L3=0工序：车工件右端面1.加工条件工件材料：灰口铸铁HT150，b=145MPa，铸造。加工要求：车工件左端面刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 rE=0.5 Kr=90 n=15（1）已知加工余量为1.0mm。实际最大加工余量为1.0mm，因为台阶面，故两次加工完成（2）进给量的确定，根据机械加工工艺是手册，当刀杆尺寸为16mmX25mm，车削深度ap0.7时，以及工件的尺寸为58mm，得f=0.50.7mm/，按CA6140车床说明书,取f=0.6 mm/由于存在间歇加工所以进给量乘以K=0.750.85，所以实际进给量:f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r按CA6140车床说明书f0.53（3）计算切削速度 切削速度的计算公式为（寿命选T=60min，刀具材料为YG6） V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：根据机械加工工艺师手册表2712加工外形：外圆纵车（kr00）、刀具材料YG6、进给量f 0.40可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Kv：kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按CA6140车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min （5）切削工时由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=109/200x0.53=1.028（min） L=108mm L1=1.0. L2=0. L3=0总的工时：T=2t=2.056min工序：钻14的孔，扩、铰32H7的孔工步一：钻14的孔工步一钻14孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步三：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序：铣24的凸台1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，精度要求不高，故一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1300当1300r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：钻108面上的3-12孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工12孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z3080机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为总的工时：T=3t=0.581min工序：钻24凸台上的12孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工12孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z3080机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序X：钻8孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工12孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z3080机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序XI：铣宽8的槽选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在二次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为1.1kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1975当1975r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：l=22 ，则机动工时为总的工时：T=2t=0.137min工序XII：检验合格后，交付装配三、 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。由指导老师的分配工序XI：铣宽8的槽的铣床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于铣宽8的槽，和其他面没有任何位置度要求，因此我们选用已经加工好的14和12孔及工件右端面来定位，也就是经典的“一面两销”3.2切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 采用端铣刀 8mm z=4机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=15mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.3定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：则： 3.4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。根据GB220780定向键结构如图所示：图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D14-0.011-0.0272083103.5140.0184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。由于本道工序是用来铣套盘宽8的槽，故选用直角对刀块图 3.4 对刀块图对刀块尺寸如下塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5
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