课程设计之平钳口夹具设计1

1、平钳口夹具设计平钳口夹具设计机械制造工艺学课程设计机械制造工艺学课程设计第四组第四组一、零件的功用及工艺水平分析一、零件的功用及工艺水平分析u 零件是零件是WDS-100WDS-100试验机平钳口。平钳口是用在机试验机平钳口。平钳口是用在机床工作台上用来夹持工件、以便于对工件进行加床工作台上用来夹持工件、以便于对工件进行加工的夹具上。平口钳装配图采用了俯视图、主视工的夹具上。平口钳装配图采用了俯视图、主视图、三维立体图和一个表示单独零件的爆炸视图图、三维立体图和一个表示单独零件的爆炸视图来表达。来表达。u 整体工艺为一般加工成型工艺，涉及的都是铸造、整体工艺为一般加工成型工艺，涉及的都是铸造、

2、锻造、车削、磨削等基本的金属加工工艺。锻造、车削、磨削等基本的金属加工工艺。二、确定毛坯二、确定毛坯 由该零件的功用及工作状况知，工作中受力不均匀，由该零件的功用及工作状况知，工作中受力不均匀，常承受交变性载荷及冲击性载荷，因此常承受交变性载荷及冲击性载荷，因此WDS-100WDS-100试验试验机平钳口零件的材料为是一种性能良好的渗碳钢，以机平钳口零件的材料为是一种性能良好的渗碳钢，以使金属尽量不被磨损或者断裂，保证零件工作可靠。使金属尽量不被磨损或者断裂，保证零件工作可靠。其钢坯为锻坯（模锻）。毛坯尺寸为其钢坯为锻坯（模锻）。毛坯尺寸为208x74x33mm208x74x33mm，每块可生

3、产每块可生产5 5件产品。件产品。工序10工序20工序30工序40工序50工序60工序70工序80工序工序1010：粗铣、精铣上表面；粗：粗铣、精铣上表面；粗铣左右两侧面铣左右两侧面工序工序2020：粗铣、精铣下表面（平：粗铣、精铣下表面（平铣面）铣面）工序工序3030：粗铣、精铣前后两侧面：粗铣、精铣前后两侧面工序工序4040：精铣左右两侧面：精铣左右两侧面工序工序5050：粗铣、半精铣、精铣尺：粗铣、半精铣、精铣尺寸寸C C；粗铣、半精铣、精铣宽；粗铣、半精铣、精铣宽8mm8mm深深D D的槽的槽工序工序6060：铣：铣3030的斜面及铣的斜面及铣R10R10工序工序7070：铣齿：铣齿工

4、序工序8080：粗铣、精铣：粗铣、精铣1111斜面斜面 三、制定工艺路线三、制定工艺路线工序90工序100工序110工序120工序130工序140工序150工序160工序工序9090：将毛坯线切割成五等份：将毛坯线切割成五等份 工序工序100100：点钻、钻孔、扩孔、铰：点钻、钻孔、扩孔、铰孔至孔至6H76H7工序工序110110：倒角：倒角C0.5C0.5、C1C1、C3C3、R1R1工序工序120120：热处理，渗碳、淬火、：热处理，渗碳、淬火、低温回火低温回火工序工序130130：精磨左右侧面：精磨左右侧面工序工序140140：精磨：精磨1111斜面斜面工序工序150150：侧面打字：侧

5、面打字“07mm”“07mm”、“714”“714”字样工序字样工序160160：修正：修正6H76H7的孔的孔三三、制定工艺路线、制定工艺路线 该毛坯材料为该毛坯材料为20GrMnTi渗碳钢，抗拉强度渗碳钢，抗拉强度1080MPa，屈服强度，屈服强度885MPa，伸长率，伸长率10%，断面收缩率断面收缩率45%，冲击韧性值（冲击韧度），冲击韧性值（冲击韧度）69J/cm²,硬度硬度207HB。四、毛坯材料参数四、毛坯材料参数零件尺寸零件尺寸/mm/mm单边加工余量单边加工余量/mm/mm毛坯尺寸毛坯尺寸/mm/mm68681.51.574742002001.51.52082

6、0828.528.51.51.53333五、五、毛坯尺寸毛坯尺寸平钳口零件图扩展活动EXTENSION ACTIVITIES u（1 1）工序）工序1010、2020、3030、4040、110 110 铣平面：铣平面：ZA5032ZA5032立式升立式升降台铣床降台铣床 圆柱铣刀圆柱铣刀u（2 2）工序）工序50 50 粗铣、半精铣、精铣尺寸粗铣、半精铣、精铣尺寸C C；粗、半、精铣；粗、半、精铣宽宽8mm8mm深深D D的槽：立式升降铣床、的槽：立式升降铣床、110mm110mm立铣刀立铣刀 尺寸尺寸C C，铣铣槽深度铣铣槽深度19.519.5倒角倒角R2 R2 u（3 3）工序）工序60

7、60、80 80 铣铣3030斜面：斜面：XA5032XA5032立式升降台铣床立式升降台铣床 角铣刀角铣刀=60=60、d=63d=63、L=16mm D=22 L=16mm D=22 铣铣R10R10：半圆键槽铣刀：半圆键槽铣刀 d=19.5 b=4.0 d1=10d=19.5 b=4.0 d1=10六六、各各工序工序机床选择机床选择及及刀具刀具u（4 4）工序）工序70 XA503270 XA5032立式升降台铣床立式升降台铣床 专用铣齿刀专用铣齿刀 u（5) 5) 工序工序90 90 线切割专用机床线切割专用机床u（6 6）工序）工序100100、160 160 钻孔：钻孔：Z3025

8、Z3025型型 摇臂钻床摇臂钻床 钻头：钻头：d=6 L=138 l1=57 1d=6 L=138 l1=57 1号锥柄麻花钻号锥柄麻花钻u（7 7）工序）工序130130、140 140 ： M7232 M7232型立轴平面磨床型立轴平面磨床u（8 8）工序）工序150150、170 170 打字上色打字上色六六、各各工序工序机床选择机床选择工序10粗铣上表面 已知加工材料为已知加工材料为20GrMnTi20GrMnTi的渗碳钢，机床型号的渗碳钢，机床型号为为XA5032XA5032型立式铣床，所选刀具为高速钢圆柱铣刀，型立式铣床，所选刀具为高速钢圆柱铣刀，其参数：直径其参数：直径d=75m

9、md=75mm，齿数，齿数z=8z=8，据表，据表5-265-26确定铣确定铣刀主偏角刀主偏角Kt=90Kt=90。已知铣削宽度。已知铣削宽度aw=74aw=74，铣削背吃，铣削背吃刀量刀量ap=0.5mmap=0.5mm。七、确定切削用量和基本时间七、确定切削用量和基本时间O（1 1）确定每齿进给量）确定每齿进给量af af 根据根据5-135-13只只XA5032 XA5032 型立式铣床型立式铣床的主电动机功率为的主电动机功率为7.5kw7.5kw，查表，查表5-275-27知当工艺系统刚性中等、知当工艺系统刚性中等、圆柱铣刀加工钢材时，其每齿进给量圆柱铣刀加工钢材时，其每齿进给量af=

10、0.12af=0.120.200.20。由于。由于本工序背吃刀量较小，选择的每齿进给量本工序背吃刀量较小，选择的每齿进给量af=0.15mm/zaf=0.15mm/z。O（2 2）选择铣刀磨钝标准和耐用度）选择铣刀磨钝标准和耐用度 根据表根据表5-285-28，用高速钢，用高速钢圆柱铣刀粗加工钢料时，选择铣刀后刀面磨损极限值为圆柱铣刀粗加工钢料时，选择铣刀后刀面磨损极限值为0.6mm0.6mm，查表，查表5-295-29知铣刀直径知铣刀直径d=75mmd=75mm，得圆柱铣刀的合理耐，得圆柱铣刀的合理耐用度用度T=280minT=280min。七、确定切削用量七、确定切削用量u（3 3）确定切

11、削速度）确定切削速度v v和工作台每分钟进给量和工作台每分钟进给量vf vf 铣削速度可以通过计算得出。查表铣削速度可以通过计算得出。查表5-305-30知，高速知，高速钢铣刀速度为钢铣刀速度为202040m/min40m/min，则所需铣床主轴转速，则所需铣床主轴转速范围是范围是:n=1000v/d=84.88:n=1000v/d=84.88169.77r/min169.77r/minu根据根据XA5032XA5032机床的标准主轴转速，由表机床的标准主轴转速，由表5-135-13选取选取n = 9 5 r / m i n ,n = 9 5 r / m i n , 则 实 际 铣 削 速 度

12、则 实 际 铣 削 速 度为为:v=dn/1000=:v=dn/1000=* *7575* *95/1000m/min=22.38m/mi95/1000m/min=22.38m/min n七、确定切削用量七、确定切削用量u工作台每分钟进给量为工作台每分钟进给量为: : vf=fn=afzn=0.15 vf=fn=afzn=0.15* *8 8* *95mm/min=114mm/min95mm/min=114mm/minu根据表根据表5-135-13中工作台标准总想进给量，选取中工作台标准总想进给量，选取vf=95mm/min,vf=95mm/min,则实则实际的每齿进给量为际的每齿进给量为:a

13、f=vf/zn=95/(8:af=vf/zn=95/(8* *95)=0.125mm/z95)=0.125mm/zu(4)(4)校验机床功率校验机床功率 由表由表5-315-31和表和表5-325-32知，铣削力知，铣削力FzFz和铣削功率和铣削功率PmPm计算公式如下：计算公式如下： Fz=(CFapxFafyFawuFz/d0qFnwF)kFz(N) Fz=(CFapxFafyFawuFz/d0qFnwF)kFz(N) Pm=Fzv/(60 Pm=Fzv/(60* *1000) 1000) （kw)kw) CF=650 CF=650，xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,

14、qF=0.86,xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86, kFz=0.85,aP=0.5mm,aF=0.125mm kFz=0.85,aP=0.5mm,aF=0.125mm/ /z,aw=74mm,z=8z,aw=74mm,z=8七、确定切削用量七、确定切削用量CF=650CF=650，xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86,xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86,kFz=0.85,aP=0.5mm,aF=0.125mmkFz=0.85,aP=0.5mm,aF=0.125mm/ /z,aw=74mm

15、,z=8z,aw=74mm,z=8v=22.38mm/min,d0=75mm,n=95r/min,v=22.38mm/min,d0=75mm,n=95r/min,所以铣削力为所以铣削力为Fz=(650Fz=(650* *0.510.51* *0.1250.720.1250.72* *740.86740.86* *8)/(750.868)/(750.86* *95950)0)* *0.85 =488.83 N0.85 =488.83 N铣削时的功率铣削时的功率Pm=(488.83Pm=(488.83* *22.38)/(6022.38)/(60* *103)=0.182 kw103)=0.182

16、 kwXA5032XA5032铣床主电动机功率为铣床主电动机功率为7.5kw7.5kw，故所选切削用量合适。，故所选切削用量合适。最后确定的切削用量为：最后确定的切削用量为： aP=0.5mm; aF=0.125mm/z aP=0.5mm; aF=0.125mm/z；vF=95mm/min; V=0.24mm/s(n=95r/min)vF=95mm/min; V=0.24mm/s(n=95r/min)七、七、确定切削用量确定切削用量八、基本时间八、基本时间 已 知 主 偏 角已 知 主 偏 角 K r = 9 0K r = 9 0 ， 对 称 铣 削 的 基 本 时 间 为 ： ， 对 称 铣

17、 削 的 基 本 时 间 为 ：tm=(lw+l1+l2)/vftm=(lw+l1+l2)/vf式中，式中，l lww-工件铣削部分长度，单位工件铣削部分长度，单位mmmm； l l1 1-切入行程长度，单位切入行程长度，单位mmmm，l1=aw(d0-aw)l1=aw(d0-aw)； l l2 2-切出行程长度，单位切出行程长度，单位mmmm； v vf f-工作台每分钟进给量，单位工作台每分钟进给量，单位mm/minmm/min。 已 知已 知 v f = 9 5 m m / m i n , l w = 7 4 m mv f = 9 5 m m / m i n , l w = 7 4 m

18、m 。 计 算 可 得 ：。 计 算 可 得 ：tm=(208+75+4tm=(208+75+4）/95 min=3.03 min/95 min=3.03 min输入副标题九、夹具体的设计九、夹具体的设计 根据零件根据零件WDS-100WDS-100试验机平钳口，设计出一副专用试验机平钳口，设计出一副专用的对其做线切割加工的夹具。由于所需加工的工件平的对其做线切割加工的夹具。由于所需加工的工件平钳口外型比较简单，有平面、斜面和圆柱面组成，且钳口外型比较简单，有平面、斜面和圆柱面组成，且在加工过程中采用的是小切割，故受力作用很小，几在加工过程中采用的是小切割，故受力作用很小，几乎不受切削力，因而只需要对其做定位设计。乎不受切削力，因而只需要对其做定位设计。紧固螺钉十、夹具精度分析十、夹具精度分析 在夹具的使用过程中，加工误差的来源有工件的安装误在夹具的使用过程中，加工误差的来源有工件的安装误差、夹具的对定误差和加工过程中各种因素造成的误差。差、夹具的对定误差和加工过程中各种因素造成的误差。一般的夹具设计中，工件和夹具定