极限开关座工艺及铣削119.5底面夹具设计带图纸
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目录一 设计任务书 21 设计题目 22 课程设计目的 33 设计内容要求 4二 有关零件说明 51 零件的作用及工作条件 52零件的结构及工艺特点 53零件技术要求分析及主加工面的确定 54零件结构工艺性及选材分析 6三 有关设计条件的说明 6四 毛坯的确定 61 确定毛坯 62 毛坯精度等级 63 估计加工表面的机械加工总余量 64 毛坯技术要求 6五 有关基准选择说明 71 正确选择定位基准 7六 拟定工艺路线及重点工序的说明 81确定各加工表面的加工方法机加工方案 82 确定工序集中与分散 93 加工工艺方案的拟定 9七 确定加工余量，工序尺寸和公差 111 确定各粗铣表面的加工余量及工序尺寸112 确定各须精加工面的加工余量及工序尺寸113 根据以上数据绘制零件毛坯图。12八 确定一个工序的切削用量131 确定刀具132 确定进给量133 确定转速和铣削速度13九 时间定额的确定131 计算机动工时132 计算工序辅助工时143 计算工序作业工时14十 夹具设计151 定位基准的选择152 定位元件与夹紧机构的确定15十一 切削力和夹紧力（包括油、气缸直径）的计算151 切屑力的计算152 计算夹紧力163 确定夹具体机构（见附图）17附参考书和资料目录 18一 设计任务书1 设计题目(1)任务：极限开关座机械加工工艺规程及119.5底面铣削夹具设计。(2)被加工零件零件图：极限开关座零件图2 课程设计目的机械制造工艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，学生在学完了工艺课后并完成了生产实习的基础上，还应通过课程设计受到一次理论联系实际的综合训练，培养运用所学知识分析和解决机械制造工艺技术问题的能力。通过课程设计，学生应在下述各方面得到锻炼：(1) 能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的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，保证零件的加工质量。(2) 提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。(3) 学会使用手册及图表资料。(4) 能具备一定创新能力的培养。3 设计内容要求要求编制一个典型的中等复杂程度的机器零件的机械加工工艺规程，按教师指定设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。具体内容如下：(1) 选择毛坯的制造方法，制定毛坯技术要求。(2) 拟定零件的机械加工工艺过程。(3) 合理选择各工序的定位基准。(4) 正确确定各工序的夹压位置和夹紧力的方向和作用点。(5) 确定各工序所用的加工设备。(6) 确定刀具材料，类型及规定量具种类。(7) 确定一个加工表面的工序余量和总余量。(8) 选定一个工序的切削用量。(9) 确定工序尺寸，正确拟订工序技术要求。(10) 确定工序使用的冷却润滑液。(11) 计算一个工序的单件工时。(12) 设计指定工序的专用夹具（需计算切削力、夹紧力）。绘制夹具装配图。(13) 测绘夹具中的指定零件。(14) 填写工艺文件。(15) 编写设计说明书。二 有关零件说明1 零件的作用及工作条件极限开关又叫限位开关，所谓极限就是最后的一道防线，是作为限位来用的，他的工作原理是：在开关的一端有一可拨动的连杆（此连杆上动或下动均可切断电源），在设备上有一固定的突出凸铁，在线路限位失灵的情况下，开关连杆就会碰到设备上的突出凸铁，直接切断电源，从而保护人身与设备的安全，大多用在设备的往返部分上，比如建筑用的升降机。而我们所设计的极限开关座就是装载极限开关的底座。2零件的结构及工艺特点这次课程设计主要设计是极限开关座的底座，此改必须在绝缘条件下工作。该极限开关座结构简单，无复杂面，用普通机床和刀具即可加工。3零件技术要求分析及主加工面的确定该零件是底座各表面和孔的加工，分析如下：(1)前表面壁厚12mm，锥销孔，宽7mm的槽上端锪平宽13mm；(2)右表面壁厚10mm，螺纹孔，孔，相对于前表面的垂直度是0.02mm。零件工艺项目公差等级偏差()粗糙度位置要求锥销孔GB1804-C螺纹孔IT6前端面12.50.02A后端面3.2左端面12.5右端面3.20.02A孔GB1804-C12.57mm槽IT7锥销孔和螺纹孔公差为0.6mm，其余皆为未注公差，精度等级为14。极限开关座后端面和右端面的表面粗糙度为3.2，其余为不去除材料毛坯粗糙度。4零件结构工艺性及选材分析该极限开关座为底座，形状一般，精度要求不高。铸件要求不能有砂孔、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。三 有关设计条件的说明(1)生产类型大批：大量生产。(2)工艺安排的基本倾向：工序分散原则。(3)设备选择：通用设备+专用工装。(4)工艺手段：常规工艺。四 毛坯的确定1 确定毛坯零件材料为灰铸铁HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于生产类型为大批量生产，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用金属模机械砂型铸造成型。2 毛坯精度等级因选用金属模机械砂型铸造成型，查表铸件的尺寸偏差，毛坯的尺寸偏差为。3 估计加工表面的机械加工总余量根据极限开关座毛坯的最大轮廓尺寸和加工表面的基本尺寸，查表铸件的机械加工余量（按中间等级2级精度查表）可得出，顶面的机械加工余量为4mm，底面及侧面的机械加工余量为3。各加工表面的机械加工余量统一取4mm。4 毛坯技术要求铸件要求不能有砂孔、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。五 有关基准选择说明1 正确选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，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，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。由于零件加工表面较多，为了清楚的进行工艺路线的拟定，对各表面进行如图所示大写字母标注，以方便说明。根据零件图纸及零件的使用情况分析，知锥销孔，螺纹孔，孔，宽7mm的槽沉头槽宽13mm以及前端面A、右端面D均需正确定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。各面代号表达简图1.1 选定粗基准选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，进行粗加工，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的原则要注意的主要为：一是选择后对各加工表面的余量表面的影响；而是考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。综合考虑，选取加工余量最小的面（余量足够原则）及需保证表面质量的面（余量均匀原则）为粗基准。现选取E面、F面和A面为粗基准，A面为主要工序尺寸定位基准，在铣床夹具上用平口钳夹住工件E面F面，消除工件的六个自由度，达到完全定位，铣削工件底座表面即视图前端面B面，为之后的工序作准备。1.2 选定精基准为保证零件的加工及零件的装夹准确方便，主要依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算，其后有专门计算。因极限开关座有A面、D面、锥销孔，螺纹孔，孔，宽7mm的槽沉头槽宽13mm须精加工，牵涉多个表面，主要以底座B面为精基准，特殊之处采用互为基准原则，另选去基准以保证位置精度。各工序工件的定位基准、夹压位置、夹紧力的方向和作用点将在工艺路线的拟定中详细说明。六 拟定工艺路线及重点工序的说明1确定各加工表面的加工方法机加工方案本零件的加工面有平面孔、槽孔和螺纹孔等，材料为HT200，一零件图标的表面粗糙度及所得的公差等级等要求，由机械加工工艺手册查表表5.2-8及表5.2-9确定各表面加工方法如下：1）A平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 ，与D平面垂直度为0.02。工艺路线：粗铣半精铣。2）B平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。3）C平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。4）D平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 ，与A平面垂直度为0.02。工艺路线：粗铣半精铣。5) E平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。6) F平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。7) G平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。8) H平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。9) I平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：粗铣。10) 两个锥销孔：未注明表面粗糙度，公差等级按IT14级，表面粗糙度。工艺路线：钻。11）两个槽孔：未注明表面粗糙度，公差等级按IT14级，表面粗糙度。工艺路线：钻，槽在钻孔时平移动加工而成。12）孔：尺寸精度要求不高，表面粗糙度。工艺路线：钻。13）两个螺纹孔。工艺路线：钻攻丝。14）两个倒角：未标注表面粗糙度，取表面粗糙度。工艺路线：锉。2 确定工序集中与分散根据给定条件，及零件各表面的加工情况，以及本次课程设计的工艺安排倾向，主要依据工序分散原则，对工件实施拟定加工工艺方案。具体方案见下文加工工艺方案的拟定3 加工工艺方案的拟定工序 01：铸造毛坯工序 02：热处理 时效处理工序 03：以A面工序基准为粗基准，辅以E面F面定位，夹紧力主要施加在E面F面,粗铣B面。选用x62w万能铣床。工序 04：以B面工序基准为定位基准，辅以E面F面定位，夹紧力主要施加在E面F面,粗铣A面。选用x62w万能铣床。工序 05：以B面工序基准为定位基准，辅以C面D面定位，夹紧力主要施加在C面D面,粗铣I面。选用x62w万能铣床。工序 06：以C面工序基准为定位基准，辅以I面B面定位，夹紧力主要施加在I面B面,粗铣D面。选用x62w万能铣床。工序 07：以D面工序基准为定位基准，辅以I面B面定位，夹紧力主要施加在I面B面,粗铣C面。选用x62w万能铣床。工序 08：以E面工序基准为定位基准，辅以A面B面定位，夹紧力主要施加在A面B面,粗铣F面。选用x62w万能铣床。工序 09：以F面工序基准为定位基准，辅以A面B面定位，夹紧力主要施加在A面B面,粗铣E面。选用x62w万能铣床。工序 10：以G面工序基准为定位基准，辅以A面B面定位，夹紧力主要施加在C面D面,粗铣E面。选用x62w万能铣床。工序 11：以C面工序基准为定位基准，辅以E面F面定位，夹紧力主要施加在A面B面,粗铣E面。选用x62w万能铣床。工序 12：夹紧E面F面，平锉刀倒角。工序 13：以G面工序基准为定位基准，辅以E面F面定位，夹紧力主要施加在E面F面，钻锥销孔及宽7mm的槽孔锪槽宽13mm。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 14：以锥销孔轴线工序基准为定位基准，辅以I面B面定位，夹紧力主要施加在I面B面，钻孔。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 15：以B面工序基准为定位基准，辅以E面F面定位，夹紧力主要施加在E面F面,精铣A面。选用x62w万能铣床。工序 16：以C面工序基准为定位基准，辅以I面B面定位，夹紧力主要施加在I面B面,精铣D面。选用x62w万能铣床。工序 17：以孔轴线工序基准为定位基准，辅以I面B面定位，夹紧力主要施加在I面B面,钻螺纹孔、攻丝。选用x62w选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 18：去锐边毛刺，吹铁屑。工序 19：按检验工序卡片的要求检验。以上工序更详尽部分见“机械加工工序卡片”。七 确定加工余量，工序尺寸和公差1 确定各粗铣表面的加工余量及工序尺寸已知：（1）各粗铣表面只需一次粗铣加工，包括以下平面： E面、F面、G面和H面；（2）毛坯尺寸机器偏差；粗铣各表面的公差等级取IT12级，表面粗糙度取。因为为壁厚单边铣削加工余量，毛坯加工余量取2mm。根据工序尺寸和公差等级，各粗铣表面的加工余量及工序尺寸见下表工序基本尺寸/mm工序余量Z/mm公差等级偏差/mm尺寸及其公差/mm表面粗糙度粗铣E、F面2x4mmIT12粗铣G、H面2x4mmIT122 确定各须精加工面的加工余量及工序尺寸已知：（1）各精加工表面需粗铣半精铣加工，包括以下平面： A面、B面、C面和D面；（2）毛坯尺寸机器偏差；查表平面加工余量及公差得出，半精加工的加工余量经验值是1.0mm公差，因定位基准采取精基准中的基准统一原则，粗铣半精铣不存在定位误差，加工余量均取1mm。根据工序尺寸和公差等级，各精加工表面的加工余量及工序尺寸见下表工序基本尺寸/mm工序余量Z/mm公差等级偏差/mm尺寸及其公差/mm表面粗糙度半精铣A面1mmIT9粗铣A、B面2x4mmIT12毛坯9mm半精铣D面1mmIT9粗铣D面4mmIT12毛坯5mm（3）各孔槽直径均小于40mm皆铸造成实心孔。3 根据以上数据绘制零件毛坯图。八 确定一个工序的切削用量粗铣工序所规定的设计任务为视图前端面B平面的粗铣夹具设计，所以对B平面的粗铣铣削用量进行计算。1 确定刀具底面由粗铣加工完成，采用高速钢铣刀，机床的型号X62W卧式。2 确定进给量根据加工材料（因表中未列出铸铁材料，可根据材料的硬度170241），确定加工余量，由毛坯图可知，总加工余量为4mm。由常见通用机床的主轴转速表查得进给量为23.51180mm/r,取粗铣每齿粗铣的进给量为3mm/r。铣削速度查表取30m/min。3 确定转速和铣削速度根据工序中最大尺寸119.5mm取120mm和转速30m/min故相应的切削速度分别为：查表常见通用机床的主轴转速和进给量表铣床技术参数（X62卧式），取n=95r/min，实际切削速度为九 时间定额的确定粗铣工序工时定额所规定的设计任务为视图前端面B平面的粗铣夹具设计，所以对B平面的粗铣工序工时定额进行计算。1 计算机动工时根据表典型加工情况下T基本的计算查的，铣削工序的基本工时定额计算：基本工时计算见下表基本工时时间表工序工步内容背吃刀量/mm进给量s/(mm/r)n/(r/min)粗铣粗铣B面4395工件长度L/mm切入长度L1/mm切除长度L2/mm走到次数机动时间12020201342 计算工序辅助工时辅助工时时间表动作时间动作时间拿取清扫工件0.03工件退离并复位0.05清扫工件和夹具定位基面0.1停止机床0.01放下清扫工具0.02放松夹紧0.04x60拿取工件并放在夹具上0.5取下工件0.5夹紧工件0.05x60取量具0.04启动机床0.01测量尺寸（样板测平面）0.04x60工件快速趋近刀具0.06放下量具0.1接通自动进给0.01断开自动进给0.01合计9.243 计算工序作业工时该工序作业工时时间的公式如下工序工时计算=该工序基本公式+辅助工时=9.24+34s=43.24s此外还应考虑工作地点服务时间与供人休息和自然需要时间。且应满足十 夹具设计所规定的设计任务为视图前端面B平面的粗铣夹具设计。1 定位基准的选择本夹具主要用来铣削极限开关座底座即视图前端面B面，此面的形位公差和表面粗糙度要求均不高，无特殊要求，主要铣削面在于上部分部分，由粗基准的选择原则，主要以A面、E面和F面来定位。因此在本道工序，在保证提高劳动生产率的同时可以设计选用比较简单的夹具。以A面为主要基准，另选取E面和F面做辅助定位。为降低生产成本和使得夹具简单，本设计采用螺旋夹紧的方式。2 定位元件与夹紧机构的确定（1）确定定位元件加工主要为铣削，各零件毛坯需定位位置均为平面，主要采用支撑板与支撑钉定位。由于工件两部分主要表面呈，所以还需添加可调式辅助支撑。（2）确定夹紧机构针对批量生产的工艺特性，此夹具采用螺旋夹紧机构压紧工件。夹紧工件时，把压板转动到工件上方，然后调节压板高度，使压板缓缓降下，当压板接近工件时，再拧紧螺母夹紧机构。
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