底座的夹具课程设计底座零件的工艺规程及铣Φ40端面的工装夹具设计

1、说明书题目：底座零件的工艺规程及铣40端面的工装夹具设计 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。底座零件的工艺规程及铣40端面的工装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

2、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。ABSTRCTThe design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.The base parts of the

3、 process procedures and milling40 end fixture design including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts

4、processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide all processes equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, cl

5、amping elements, the guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error of fixture structure, rationality and deficiency, and later in the design of improved.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting

6、 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 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5确定切削用量及基本工时 6三 夹具设计7铣40端面的夹具设计73.1问题的提出 73.2夹具设计 73.3切削力及夹紧力计算 73.4定位误差分析 93.5定向键与对刀装置设计103.6夹具设计及操作简要说明13总 结15致 谢16参考文献 17序 言机械制造业是制造具有一定形

7、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。底座零件的工艺规程及铣40端面的工装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

8、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 零件的作用底座的作用，待查1.2 零件的工艺分析底座有七组加工面他们之间没有任何要求，七组加工面分别为：1：112端面2：12088端面3：112端面上4-11孔4：12088端面上4-11孔4：40端面5：D向视图面6：20孔7：14孔、2-5.5孔二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件

9、材料为HT150，在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2 毛坯的设计底座零件材料为 HT150，硬度选用200HBS，毛坯重约1.5Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 112端面112端面，粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.02：铣12088端

10、面 12088端面, 粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.03：112端面上4-11孔，因孔尺寸不大，所以采用实心铸造。4：12088端面上4-11孔，因孔尺寸不大，所以采用实心铸造。5：铣40端面，粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.06：铣D向视图面，粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.07：钻20孔，因孔的尺寸不大，所以采用实心铸造。8：钻14孔、2-5.5孔，因孔的尺寸不大，所以采用实心铸造。2.3 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作

11、之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，底座零件还算比较规则，所以粗基准容易选择。选择底座12088端面及R24孔作为粗基准。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 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

12、，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，方案如下：工序00：铸造工序05：时效处理工序10：铣112端面工序15：铣120X88端面工序20：钻112端面上4-11孔工序25：钻120X88端面上4-11孔工序30：铣40端面工序35：铣D向视图面工序40：钻20孔工序45：钻14孔、2-5.5孔工序50：检验至图纸要求工序55：入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定底座零件材料为HT150，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1. 112端面112端面，粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可

13、满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.02：铣12088端面 12088端面, 粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.03：112端面上4-11孔，因孔尺寸不大，所以采用实心铸造。4：12088端面上4-11孔，因孔尺寸不大，所以采用实心铸造。5：铣40端面，粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.06：铣D向视图面，粗糙度为Ra6.3,只需要一步加工即可满足要求，查机械工艺手册表2-8得：Z=3.07：钻20孔，因孔的尺寸不大，所以采用实心铸造。8：钻14孔、2-5.5孔，因孔的尺寸不大，所以采用实心

14、铸造。2.5 确定切削用量及基本工时工序30：铣40端面 1. 选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，。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X62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.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，决定设计工序30：铣30端面的夹具设计3.1 问题的提出 本夹具主要用于铣30端面，本道工序加工精度要求不高，没有位置度要求，为此，只考

15、虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用已加工的两个11孔为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定

16、用简单的螺母作为夹紧机构。3.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用高速钢端铣刀 60mm 机床： X62卧式铣床 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

17、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3.4 定位误差分析 (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： 3.5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具

18、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=16mm 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D16-0.014-0.045251046.66.815+0.0235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。由于本道工序是完成后底座40端面的铣加工，所以选用圆形对刀块。圆形对刀块的结构和尺寸如图所示：图 3.4 对刀块图对

19、刀块尺寸如下塞尺选用平塞尺，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dC1-0.0060.253.6 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了螺旋夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。铣夹具装配图如下总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。