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设计说明书浮动底板的工艺工装设计Floating floor of the tooling design 题 目 浮动底板的工艺工装设计 系 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二一二年 三 月 日目录摘要1引 言2第一章 零件的分析3第二章 工艺规程的设计42.1确定毛坯的的制造形式42.2基准的选择42.3制订工艺路线42.4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5第三章 专用夹具的设计203.1铣工件上端面的夹具设计153.1.1 问题的提出153.1.2 定位基准的选择153.1.3定位元件的设计153.1.4 切削力及夹紧力计算153.1.5 定向键与对刀装置设计173.1.6 夹具设计及操作简要说明193.1钻、扩、铰16孔的夹具设计193.2.1问题提出193.2.2 定位基准的选择193.2.3定位元件的设计193.2.4切削力及夹紧力计算203.2.5 夹具设计及操作简要说明20总 结22致 谢23参 考 文 献24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。浮动底板的加工工艺规程及其铣面与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：切削用量 夹紧 定位 误差。ABSTRCT：This 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 cutting specifications clamp the localization the error引 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。浮动底板的加工工艺规程及其铣面与钻孔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。第一章 零件的分析 浮动底板共有八组加工表面，它们相互之间没有要求。现分述如下：1、工件上端面2、4-M12-7H螺纹，4-303、30孔4、工件前端面、右端面、后端面5、长120宽4的槽6、宽17的两端面7、4-M6-7H深10的螺纹8、4-M5-7H深10的螺纹第二章 工艺规程的设计 2.1 、确定毛坯的的制造形式零件材料为45钢。浮动底板在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。2.2 、基准的选择 （1）、 粗基准的的选择 根据粗基准的选择原则，要亦非加工表面为粗基准，且粗基准只能使用一次，对本工件来说选择底面作为粗基准是非常合理的。（2） 、精基准的选择 主要考虑的是基准的重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以基准A作为精基准。2.3 、制订工艺路线工序1：铣工件上端面，保证尺寸25mm,表面粗糙度为Ra12.5工序2：钻削4-10.2mm孔，扩孔至29.8mm,铰孔至30mm，攻丝4-M 12-7H工序3：钻30mm孔工序4：铣工件的前端面、右端面、后端面保证尺寸165mm，表面粗糙度Ra12.5工序5：铣长120mm深4的槽，工序6：粗铣、半精铣、精铣宽17mm两端面，保证尺寸17mm，与基准A的垂直度公差0.05，粗糙度Ra3.2工序7：钻削4-M6-7H深10的螺纹底孔5mm，攻丝M6工序 8：钻削4-M5-7H深10的螺纹底孔4.25mm，攻丝M5工序 9：终检2.4 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“浮动底板”零件材料为45钢，毛坯的重量约为1.2Kg，生产类型为大批量生产，采用锻造成型。1、工件上端面，表面粗糙度为Ra12.5，查切削用量手册表2-8得，单边总余量Z=2.02、4-M12-7H螺纹，4-30，因其尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造。3、30孔，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造4、工件前端面、右端面、后端面，表面粗糙度为Ra12.5，查切削用量手册表2-8得，单边总余量Z=2.05、长120宽4的槽，表面粗糙度为Ra12.5，因其厚度只有4，所以采用实心铸造。6、宽17的两端面，表面粗糙度分别为Ra12.5、Ra3.2，采用实心铸造。7、4-M6-7H深10的螺纹，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造8、4-M5-7H深10的螺纹，因孔的尺寸不大，很难铸造成型，故采用实心铸造9、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直接获得。2.5、确定切削用量及基本工时工序1：铣工件上端面，保证尺寸25mm,表面粗糙度为Ra12.51. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取6753） 计算工时切削工时：，则机动工时为总的工时：T=5 =2.741min工序2：钻削4-10.2mm孔，扩孔至29.8mm,铰孔至30mm，攻丝4-M 12-7H工步一：钻削4-10.2mm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10.2孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z535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=4=2.695min工步二：扩10.2mm孔至29.8mm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，并按机床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为总的工时：T= 4=1.785min工步三：铰29.8mm孔至30mm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：，则机动工时为总的工时：T=4 =1.535min工步四：攻丝4-M12-7H选择M12mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：总的工时：T=4t=0.40min工序3：钻30mm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30孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z535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4：铣工件的前端面、右端面、后端面保证尺寸165mm，表面粗糙度Ra12.51. 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2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取6753） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序5：铣长120mm深4的槽选择刀具刀具选取端铣刀，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，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K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595当595r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时： ，则机动工时为总的时间T=4t=4.168min工序6：粗铣、半精铣、精铣宽17mm两端面，保证尺寸17mm，与基准A的垂直度公差0.05，粗糙度Ra3.2工步一：粗铣宽17mm两端面1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工精度相对较高，故分三次（即粗铣、半精铣、精铣）完成，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取3753） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：半精铣宽17mm两端面1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工精度相对较高，故分三次（即粗铣、半精铣、精铣）完成，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取3753） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步三：精铣宽17mm两端面1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工精度相对较高，故分三次（即粗铣、半精铣、精铣）完成，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取3753） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序7：钻削4-M6-7H深10的螺纹底孔5mm，攻丝M6工步一：钻削4-M6-7H深10的螺纹底孔5mm选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得（切削表2.15）=1019r/min按机床选取n=1000r/min基本工时：总的工时T=4t=0.221min工步二：攻螺纹M6mm 选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取基本工时：总的工时：T=4t=0.20min工序 8：钻削4-M5-7H深10的螺纹底孔4.25mm，攻丝M5工步一：钻削4-M5-7H深10的螺纹底孔4.25mm选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得（切削表2.15）=780.5r/min按机床选取n=800r/min基本工时：总的工时T=4t=0.449min工步二：攻螺纹M5mm 选择M5mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取基本工时：总的工时：T=4t=0.20min工序 9：终检 第三章 专用夹具的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。有老师分配的任务，我被要求设计工序1：铣工件上端面工序7：钻、攻4-M6-7H螺纹，选用机床：X52K铣床，Z535钻床3.1铣工件上端面的夹具设计3.1.1 问题的提出 本夹具主要用于铣工件上端面，属于工序1，以底面为定位基准。3.1.2 定位基准的选择以工件底面及两个侧面作为定位基准。3.1.3 定位元件的设计本工序选用工件底面及两个侧面来定位，对应的定位元件分别是支承板、圆柱销3.1.4 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用端铣刀 40mm 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=12mm，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，3.1.5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。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=18mm 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D18-0.011-0.02725125126.817+0.0236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，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0060.253.1.6 夹具设计及操作简要说明本工件采用三个支承板、两个圆柱销定位， 夹紧则是由挡块、螺栓、滚花螺母等组成，旋转滚花螺母即可实现工件的夹紧和放松，这样操作简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求夹具装配图如下3.2、钻、攻4-M6-7H螺纹的夹具设计3.2.1问题提出本夹具主要用来钻、攻4-M6-7H螺纹，并保证他们之间的尺寸。3.2.2 定位基准的选择以30孔及其端面、另一侧面来定位。3.2.3定位元件的设计本工序选用的定位基准为30孔及其端面、另一侧面，工件被完全定位，所选的定位元件为：心轴，夹具体表面、削边销。3.2.4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）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 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。3.2.5夹具设计及简要操作说明本工件采用一心轴，一面，一削边销来定位，夹紧则是由螺母、快换垫圈、心轴等组成，这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求装配图附图如下：总 结设计即将
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