2383--JZSJ-12挂架工艺规程及钻2-φ13孔夹具设计
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夹具
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称挂架零件名称挂架共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号9钻HT200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2-13的孔麻花钻，千分尺设 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 期机械制造技术基础课程设计说明书设计题目： 机械制造工艺及钻孔夹具设计 学生姓名： 学 号： 系 别： 机电工程系 专业班级： 14机械设计制造及自动化专业 班 指导教师： 起止时间：2017年6月 日2017年6月 日东莞理工学院城市学院东莞理工学院城市学院机械制造技术基础课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师姓名及职称设计题目（填写：零件名称）机械制造工艺及钻孔夹具设计设计内容1、 产品零件图1张2、 产品毛坯图1张3、 机械加工工艺过程卡片1份4、 机械加工工序卡片1张5、 夹具设计装配图（1号图）1份6、 夹具零件图：夹具体零件图1张7、 课程设计说明书1份注：零件年产量5000台/年进度安排1、 零件工艺审查，选择毛坯并绘制毛坯图（1天）。2、 机械加工工艺规程设计：1） 选择加工方法和方案，拟定工艺路线（1天）。2） 进行工序设计计算（2天）3） 填写工艺过程卡和钻加工工序卡（2天）3、 夹具设计：1） 设计钻孔工序的钻床夹具机构方案，绘制夹具设计装配图草图（2天）。2） 绘制夹具装配图，1#图幅1张（2天）。3） 绘制夹具体零件图1张（2天）。4、 编写课程设计说明书10页（2天）5、 课程设计答辩（1天）主要参考文献1、 黄健求机械制造技术基础第二版机械工业出版社2、 崇凯机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社本任务书与课程设计说明书一并装订（封面后一页）存档。设计计算说明书提纲目录序言一、 零件分析1、 零件的作用2、 零件工艺分析（参考教材P199-200）3、 确定生产类型（参考指南P7，取备品率10%、废品率1%）二、 工艺规程设计1、 毛坯的选择与设计1） 毛坯种类2） 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（参考指南P10-11，P120-123。步骤：求零件最大轮廓尺寸查表5-5选择毛坯铸件的机械加工余量等级查表5-4求出铸件机械加工余量RMA查表5-1选取铸件公差等级CT查表5-3求铸件尺寸公差计算毛坯基本尺寸P120制作毛坯尺寸公差与加工余量表P11）项目A面B面孔公差等级CT加工面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工余量等级机械加工余量RMA毛坯基本尺寸3） 设计毛坯图（参考指南P12）2、 定位基准的选择（参考教材P219-205）1） 粗基准的选择2） 精基准的选择3、 制定工艺路线1） 工艺路线方案一（参考教材P203-209，根据零件表面加工精度和粗糙度要求，选择各平面、外圆、孔等表面的加工方法，安排加工顺序指南P95）2） 工艺路线方案二（同上，编制第二种加工方案）3） 工艺路线方案比较分析（确定最后的加工工艺路线指南P96）4、 选择机床、夹具、刀具和量具（参考指南P96-98）1） 选择机床（分不同的工序，根据加工件轮廓尺寸、加工形状、加工精度要求，查选择机床型号指南P149）2） 选择夹具（分工序，确定通用夹具类型，专用夹具）3） 选择刀具（查指南P163，确定每道工序的刀具类型和材质）4） 选择量具（查指南P178，确定每道工序的量具类型、测量范围、读数值）5、 工序尺寸、加工余量的确定（根据表面成形方式、加工精度要求，指南P16-19、查P139中的表，分成形面确定工序尺寸、公差及余量。例如：某平面，毛坯：尺寸24mm粗铣：余量Z=3mm工序尺寸21mm精度IT12精铣：余量Z=1mm工序尺寸20mm精度IT10）6、 确定切削用量及基本时间（分工序确定每一工步的ap、f、 v，指南P100-106）1） 加工条件（工件材料、b，加工要求，机床，刀具）2） 计算切削用量（参考教材P225例、指南P181，根据加工余量确定ap；查表选择f，与所选机床的进给量表核对，确定f值；查指南P22-37计算切削速度，换算成主轴转速，与所选的机床转速表核对，确定机床加工时的转速；通过计算切削时消耗的功率，校验机床的功率。）3） 计算基本时间（查指南P37-42计算）以上内容完成，填写机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片（参考指南P111-119）三、 夹具设计1、 确定夹具类型2、 定位方案确定1） 定位基准的选择2） 定位元件的选择（参考指南P52-54、P215-260）3） 定位误差分析（参考指南P55-56和教材相关部分）3、 夹紧机构设计1） 夹紧机构（参考指南P65-70、P215-252）2） 夹紧力的计算（参考指南P62-65）4、 对刀、导向装置设计（参考指南P57-61、P228-235）5、 夹具总体设计及操作说明（参考指南P70-83、P261）四、 总结五、 参考文献六、 附录（附表：工艺过程卡片、工序卡片；附图：产品零件图、毛坯图、夹具体图、钻模板图、夹具装配图）附表1、机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数备注工序号工序名称工 序 内 容车 间工 段设 备工 艺 装 备工 时 准终 单件设 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 附表2、机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液 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基本辅助12 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标题栏明细表图纸折叠方法课程设计说明书例一 CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:序言大三第二学期我们进行了机械制造技术基础课程的学习，并且在大二第一学期也进行过金工实习。为了巩固所学知识，在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是作为一次理论联系实际的训练，我们进行了本次课程设计。通过这次课程设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们通过认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件上方的20孔与操纵机构相连，而下方的50半孔则是用于与所控制多联齿轮的槽接触。通过施加在上方的力拨动下方的齿轮移动变速。为了加工中定位方便，两件零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，切削性能良好。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1）小头孔20以及与此孔相通的8的锥孔、M6螺纹孔2）大头半圆孔503）拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。（三）确定生产类型（略）二、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41 页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2、确定铸件加工余量及形状：查机械制造工艺设计简明手册第41 页表2.2-5，选用加工余量为MA-H 级，并查表2.2-4 确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：3、绘制铸件毛坯图（略）三、工艺规程设计(一)选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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下降。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 粗铣20、50 下端面，以T2 为粗基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 粗铣20上端面，以T1 为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序 粗铣50上端面，以T4 为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序 钻、扩20 孔，以32 外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序 粗镗50孔，以D1 为定位基准，采用T616 卧式镗床加专用夹具；工序 铣斜肩，以D1 和T2 为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序 精铣20下端面，以T2 为基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 精铣20上端面，以T1 为基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 粗铰、精铰20 孔，以T2和32 外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序 精铣50端面，以D1为基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 半精镗50 孔，以D1做定位基准，采用T616 卧式镗床加专用夹具；工序 钻、铰8 锥孔，以T1 和零件中线为基准，采用Z525 立式钻床加专用夹具；工序 钻M6 底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序 铣断，以D1为基准，采用X60 卧式铣床加专用夹具；工序 去毛刺；工序 终检。（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1、圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：2、平面工序尺寸：3、确定切削用量及时间定额：工序 粗铣 20、50下端面，以T2为粗基准1）加工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2）切削用量确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）时：fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中ae = 72mm，a p = 4mm，Cv = 245，qv = 0.2，xv = 0.15，yv = 0.35，kv = kMv kSv = 1.0 0.8 = 0.8，uv = 0.2，pv = 0，m = 0.32，T = 180min，f z = 0.18mm/ z，Z = 12，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z校验机床功率根据切削手册表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。3）计算基本工时tmL/ vf，L=l+ y+，l=176mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min。工序 粗铣 20上端面，以T1为定位基准切削用量和时间定额及其计算过程同工序。工序 粗铣 50上端面，以T4为定位基准刀具：YG6硬质合金端铣刀， d0 = 40 mm, z =6机床：X51立式铣床根据切削手册查的， f z = 0.13mm/ z, a p = 4mm 现采用X51立式铣床，根据简明手册4.2-36查得取nw =300r /min ，故实际切削速度当n w = 300r /min 时，工作台每分钟进给量应为f m =f z z n w =0.13 10 300 =390mm/min 查说明书，取f m =400mm/min 计算切削工时L = 72 + y + D = 72 +10 = 82mm因此工序 钻、扩 20孔，以32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1）选择钻头根据切削手册表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o12，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度l1 =1.5mm ，2 = 100 ， = 30 2）选择切削用量确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册， f = 0.43 0.53mm/ r，l /d = 30/18 =1.67 3，由切削手册表2.7,系数为0.5,则：f = (0.43 0.53) 0.5 = (0.215 0.265)mm/ r按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为：f = 2.0mm/ r；按机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f = 0.93mm/ r。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量f = 0.22mm/ r。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf，故所选进给量可用。确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.6mm，寿命T = 45min切削速度查切削手册表2.30，切削速度计算公式为：其中，Cv = 9.5，d 0 = 18mm，zv = 0.25，m = 0.125，ap = 9，xv = 0，yv = 0.55，f = 0.22，查得修正系数：kTv = 1.0，=，klv = 0.85，ktv = 1.0，故实际的切削速度：检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20，当f0.26, do19mm时，Mt=31.78Nm，修正系数均为1.0，故MC=31.78 Nm。查机床使用说明书：Mm =144.2 Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。查机床使用说明书，PE = 2.80.81 = 2.26kw。由于McMm，PCPE，故切削用量可用，即：f = 0.22mm/ r，n = nc = 272r /min，vc = 15.4m/min3）计算工时4）扩孔至19.8查切削手册表2.10，扩孔进给量为： f = 0.7 0.8mm/ r，并由机床使用说明书最终选定进给量为： f = 0.81mm/ r。根据资料，切削速度v = 0.4v钻，其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故v = 0.4 9.5 = 3.8m/min根据机床使用说明书选取nw = 97r /min。基本工时工序 粗镗 50孔，以D1为定位基准机床：T68卧式镗床单边余量z = 2.5mm, a p = 2.5 mm由简明手册4.2-20查得取：f = 0.52mm/ r由简明手册4.2-21查得取：n = 200r /min计算切削工时工序 铣斜肩，以 D1和T2为定位基准刀具：硬质合金三面刃铣刀机床：X51立式铣床根据简明手册查得：dw = 63mm，Z = 16。根据切削手册查得： f z = 0.10mm/ z,因此：现采用X51 立式铣床，取：nw = 100r /min，故实际切削速度为：当nw = 300r /min时，工作台每分钟进给量应为：f m= f z Z nw = 0.10 16 100 =160mm/min 根据切削手册表4.2-37查得,取： f m = 165mm/min。计算切削基本工时：L = l + y + D = 12.5 + 25 = 37.5mm因此： 工序 精铣 20下端面，以T2为基准刀具：YG6硬质合金端铣刀；机床：X51立式铣床；查切削手册表3.5，进给量f z = 0.5 1.0mm/min，取为0.5mm/r参考有关手册，确定v = 124m/min，采用YG6硬质合金端铣刀，dw = 125mm, z = 12，则：现采用X51立式铣床，根据简明手册表4.2-36，取nw = 300r /min故实际切削速度：当nw = 300r /min时，工作台每分钟进给量：f m = f z z nw= 0.5 12 300 =1800mm/min ，取为980mm/min本工序切削时间为：工序 精铣 20上端面，以T1为基准切削用量同工序精铣时y + D = d0 = 125mm基本工时： 工序 粗铰、精铰20孔，以T2和32外圆为基准1）粗铰至19.94mm刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为f z = 0.81.2mm/z，进给量取f z = 0.81mm/r，机床主轴转速取为nw =140r/min，则其切削速度为：v = npd = 8.77m/min。机动时切削工时，l = 30 + 8 =38mm，2）精铰至F20mm刀具：d w = 20mm机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取f = 0.48mm/r，机床主轴转速取为：nw =140r/min，则其切削速度为：v = npd = 8.8m/min机动时切削工时，l = 30 + 8 =38mm工序 精铣 50端面，以D1为基准。机床：X51立式铣床刀具：硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），由切削手册表3.6查得：d = 40， z =6，f z =0.08mm/min , v = 0.45m/ s即27m/min，因此，。现采用X51立式铣床，取nw = 210r /min，工作台每分钟进给量f m应为：f m =f z z nw = 0.08 6 210 =100.8mm/min查机床使用说明书，取f m = 100mm/min 。铣削基本工时：工序 半精镗50孔，以D1做定位基准。单边余量z = 1.0mm ,可一次切除，则ap = 1.0mm。由切削手册表1.6查得，进给量f z = 0.25 0.40mm/ r,取为0.27mm/r。由切削手册表1.1查得，v = 100m/min，则：查简明手册表4.2-20，nw取为630r/min。加工基本工时： 工序12 钻、铰8锥孔，以T1和零件中线为基准。刀具：专用刀具机床：Z525立式钻床确定进给量f ：根据切削手册表2.7查得， f = 0.22 0.26mm/ r，查Z525机床使用说明书，现取f = 0.22mm/ r。查切削手册表2.15，v = 17m/min，计算机床主轴转速：按机床选取nw = 680/min，所以实际切削速度为：计算切削基本工时：工序 钻 M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准1）钻螺纹底孔F4.8mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻根据切削手册查得，进给量为f = 0.180.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：查简明手册表4.2-15，取nw = 960r /min。所以实际切削速度为：计算切削基本工时： 2）攻螺纹M6机床：Z525立式钻床刀具：丝锥M6，P=1mm切削用量选为：v = 0.1m/ s = 6m/min，机床主轴转速为：ns = 318r /min，按机床使用说明书选取：nw = 272r /min，则v = 5.1m/min；机动时，l = 6 + 4 = 10mm，计算切削基本工时：工序 铣断，以D1为基准。选择锯片铣刀，d=160mm，l=4mm，中齿，Z=40采用X61卧式铣床，查简明手册，选择进给量为： f = 0.10mm/ z ,切削速度为：v = 27m/min，则：根据简明手册表4.2-39，取nw = 100r /min，故实际切削速度为：此时工作台每分钟进给量f m应为：f m =f z Z nw = 0.1 40 100 =400mm/min 查简明手册表4.2-40，刚好有f m = 400mm/min。计算切削基本工时：四、 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。经过与老师协商，决定设计第14道工序铣断的铣床夹具。本夹具将用于X61卧式铣床，刀具为锯片铣刀。(一)问题的提出本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。(二)夹具设计1、定位基准选择考虑工件的加工结构，可以采用“一面两销”的定位方式。如果以20孔的下端面作为定位基准，由于距加工表面较远，易引起较大的误差，因此采用两个20mm的孔作为两销的位置，而以72的端面作为主要定位面。同时考虑到生产率要求不是很高，故可以采用手动夹紧。2、切削力及夹紧力计算刀具：锯片铣刀，160mm，B=3，中齿，Z=40由切削手册表3.28查得切削力公式：其中，其中，水平分力：FH = 1.1 F N = 1.1151 = 166垂直分力：FV = 0.3 F N = 0.3151 = 45在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数K =K 1K 2 K 3K 4 其中，K1为基本安全系数1.5；K2为加工性质系数为1.1；K3为刀具钝化系数为1.1；K4为断续切削系数为1.1。所以， F = K FH= 1.51.11.11.1166 = 301 N为克服水平切削力，实际夹紧力N应为：N(f 1 + f 2 ) = K FH其中f1 , f 2分别为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1 = f 2 =0.25 。则此时N大于所需的550N的夹紧力，故本夹具可以安全工作。3、定位误差分析前几道工序中已经使工件尺寸达到要求，零件中两端孔尺寸为mm ，与定位销的配合尺寸为，由相关手册查得，定位销尺寸为，因此可以求得其最大间隙为D max = 0.021 -0.015 = 0.006mm，满足精度要求。所以能满足精度要求。4夹具设计及操作的简要说明如前所述，由于是中批量生产，故采用手动夹紧即可满足要求。由于本工序处于加工的最后阶段，故对精度有较高的要求，必须保证刀具与工件的相对位置精度。夹具装有对刀块，可以使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时夹具体底面的一对定位键可以使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位置，以有利于铣削加工。夹具装配图及夹具体零件图分别见图。参考文献:1赵家奇机械制造工艺学课程设计指导书 第 2版，机械工业出版社，2000.10.2艾兴,肖诗纲切削用量简明手册第3版， 机械工业出版社，1997.83曾志新,吕明机械制造技术基础武汉理工出版社，2001.74李益民机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社，1993.45王明珠工程制图学及计算机绘图国防工业出版社，1998.3。机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称挂架零件名称挂架共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 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铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣40的左端面X51专用夹具，铣刀，游标卡尺4铣粗精铣40的右端面X51专用夹具，铣刀，游标卡尺5钻钻扩铰25的孔Z525专用夹具，麻花钻，扩，铰刀，千分尺6铣粗精铣11058的端面X51专用夹具，铣刀，游标卡尺7铣粗精铣11038的端面X51专用夹具，铣刀，游标卡尺8钻钻2-15的孔Z525专用夹具，麻花钻，千分尺9钻钻2-13的孔Z525专用夹具，麻花钻，千分尺10检验检验11入库入库设 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 期设计说明书题目：挂架工艺规程及夹具设计摘 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。挂架加工工艺规程及钻孔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 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 零件的分析21.1零件的作用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32.3制定工艺路线52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5 确定切削用量及基本工时8三 夹具设计163.1问题的提出163.2定位基准的选择163.3切削力和夹紧力的计算173.4定位误差分析183.5夹具设计及操作的简要说明19总 结20致 谢22参 考 文 献2319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。挂架的加工工艺规程及其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1.1零件的作用挂架的作用：定位和支撑的作用。1.2零件的工艺分析挂架有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以右端面和侧面为基准的加工面，这组加工面主要是粗精铣40的两端面端面，钻扩铰25的孔。2：以25孔和一端面为基准的加工面，这组加工面主要是其他端面和孔的加工。二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。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。目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几个不需加工的表面，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。先选取右端面和侧面作为定位基准，。精基准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，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（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，可采用“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、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的25孔和一端面为定位精基准，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：方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣40的左端面4铣粗精铣40的右端面5钻钻扩铰25的孔6铣粗精铣11058的端面7铣粗精铣11038的端面8钻钻2-15的孔9钻钻2-13的孔10检验检验11入库入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3钻钻扩铰25的孔4铣粗精铣40的左端面5铣粗精铣40的右端面6铣粗精铣11058的端面7铣粗精铣11038的端面8钻钻2-15的孔9钻钻2-13的孔10检验检验11入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先铣端面，再钻孔，工序安排紧凑合理，可以更好的保证加工精度要求和位置度要求。不能保证加工精度要求，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2时效处理时效处理3铣粗精铣40的左端面4铣粗精铣40的右端面5钻钻扩铰25的孔6铣粗精铣11058的端面7铣粗精铣11038的端面8钻钻2-15的孔9钻钻2-13的孔10检验检验11入库入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。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由度公差，由铸造可直接获得。2、 挂架的端面由于挂架端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留3mm比较合适。3、挂架的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为3mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：粗精铣40的端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，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，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750当750r/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，扩，绞25孔工步一钻孔至24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11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3：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：钻2-13孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻131)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1190r/min与1190r/min相近的机床转速为1200r/min。现选取=1200r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.429min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的钻2-13孔的钻床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于钻2-13孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序钻2-13孔，精度不高，因此我们采用已加工好的25孔定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口垫圈的压紧力即可以满足要求。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 式（5-2）
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