虎钳固定钳身的钻、铰Φ18孔夹具设计及加工工艺规程装备含4张CAD图
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虎钳
固定
18
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虎钳固定钳身的钻、铰Φ18孔夹具设计及加工工艺规程装备含4张CAD图,虎钳,固定,18,夹具,设计,加工,工艺,规程,装备,CAD
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固定钳身机械加工工艺规程及钻、铰18孔夹具设计一、零件的分析(一)零件的作用题目所给的零件是固定钳身。固定钳是身整个平口钳的基体部分，丝杠是通过固定钳口的两个安装孔来定位的，并且在丝杠和固定钳身之间还安装了一个垫圈以减小摩擦。大螺母是和丝杠相互配合的，可以在丝杠上移动。活动钳口是通过固定螺钉安装在大螺母上的，这样活动钳口就可以在大螺母的带动下一起移动.另外有两个钳口板分别用螺钉固定在固定钳身和活动钳口上面,这样在丝杠旋转时就可以带动大螺母一起移动,将丝杠的旋转运动转化为活动钳口的直线移动,这时活动钳口上的钳口板就可以相对于固定钳身上的钳口板进行移动,从而实现平口钳的加紧和松开.(二)零件的工艺分析零件的材料为HT150，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是固定钳身需要加工的表面：1、底面。2、2-13孔。3、 左端面4、 右端面5、 25孔6、 18孔7、 2-M6螺纹孔8、 底面宽60长180的槽9、 工字型通槽由上面分析可知，可以粗加工底面，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，并且此固定钳身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。二、确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查机械制造工艺设计简明手册第2页表1.1-2，可确定该固定钳身生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为HT150。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39页表2.2-4，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：加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明底面200H3.0单侧加工左端面120H2.5单侧加工右端面120H2.5单侧加工顶面120H2.5单侧加工高35上端面166H3.0单侧加工底面宽60长180的槽180H2.5单侧加工工字型通槽148H2.5单侧加工3、绘制铸件零件图四、工艺规程设计(一)选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的高35上端面为主要的定位粗基准，以右端面和后端面为辅助粗基准。 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13孔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01 金属性浇铸工序02 时效处理以消除内应力工序03 铣底面，以高35上端面为定位基准，采用X52K立式铣床加专用夹具；工序04 钻2-13孔，以高35上端面为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序05 铣顶面、高35上端面，以底面为定位基准，采用X52K立式铣床加专用夹具；工序06 铣左端面，以底面为定位基准，采用X52K立式铣床加专用夹具；工序07 铣右端面；倒角345，以底面为基准，采用X52K立式铣床加专用夹具；工序08 铣台阶；以底面为基准，采用X62卧式铣床加专用夹具；工序09 钻、铰25孔，以底面为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序10 钻、铰18孔，以底面为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序11 钻、攻2-M6螺纹孔，以底面为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序12 铣底面宽60长180的槽，以高35上端面为定位基准，采用X52K立式铣床加专用夹具；工序13 铣工字型通槽，以底面为基准，采用XK7132数控铣床加专用夹具；工序14 钳工去毛刺；工序15 检验至图纸要求。工序16 包装、入库（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：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大2-13钻6.5CT122512.821325孔钻11.5IT96.322.94823铰1.0IT83.224.9672518孔钻8.5IT96.317.95717铰1.0IT83.217.973182-M6螺纹孔钻2.55IT96.35.075.1攻0.45IT9M66.32、平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大01铣底面3.0200120.752.2502顶面3.0120120.752.2503高35上端面2.5166120.752.2507左端面2.5120120.752.2508台阶2.5120120.752.2510右端面2.5120120.752.2511底面宽60长180的槽2.518090.752.2512工字型通槽2.514890.752.253、 确定切削用量及时间定额：工序01 金属性浇铸工序02 时效处理以消除内应力工序03 铣底面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，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型立式铣床说明书，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475当475r/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04 钻2-13孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工序05 铣顶面、高35上端面工步一：铣顶面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，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型立式铣床说明书，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475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工步二：铣高35上端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，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，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，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型立式铣床说明书，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475当475r/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06 铣左端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，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型立式铣床说明书，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475当475r/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07 铣右端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，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型立式铣床说明书，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475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工步二：倒角345工序08 铣台阶1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra25，要求不高，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X62型卧式铣床说明书，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4753）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序09 钻、铰25孔工步一：钻23孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：铰23孔至25确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序10 钻、铰18孔；工步一：钻17孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：铰17孔至18确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序11 钻、攻2-M6螺纹孔工步一：钻2-M6螺纹底孔5.1孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工步二：攻2-M6螺纹选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.45mm/r398r/min 按机床选取n=392r/min切削工时： ，则机动工时为工序12 铣底面宽60长180的槽1、选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，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型立式铣床说明书，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4753）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序13 铣工字型通槽1、选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀，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，且表面粗糙Ra25，要求不高，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XK7132型数控铣床说明书，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4753）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序14 钳工去毛刺；工序15 检验至图纸要求。工序16 包装、入库 五、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。并设计钻、铰18孔的夹具。本夹具将用于Z525立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。(一)问题的提出本夹具主要用来钻、铰18孔，跟工件的中线有一定的角度要求，在加工时应保证孔的角度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。(二)夹具设计1、定位基准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。此零件图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。由零件图和工艺过程得，选底面和两个13孔作为定位基准。2、切削力及夹紧力计算 查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=1.872，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为12360N=30900N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3、定位误差分析1、移动时基准位移误差 （式3-1）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： =0.018+0+0.016 =0.034（mm) 2、 转角误差 （式3-2）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4-2）得：则：=0.01214、夹具设计及操作的简要说明 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。
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