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刀架 加工 工艺 48 夹具 设计 CAD 原图

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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 7钻毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造 11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z51351夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铰48H7的孔专用夹具、铰刀、游标卡尺15018.840.2811.65 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称共1页第1页材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造2时效时效处理3铣 铣底端面X51专用夹具、端面铣刀、游标卡尺4铣 铣顶端面X51专用夹具、端面铣刀、游标卡尺5铣铣零件四周表面，尺寸132x132X51专用夹具、立铣刀、游标卡尺6铣铣尺寸38的四周槽面X51专用夹具、立铣刀、游标卡尺7钻 铰48H7的孔Z5135专用夹具、铰刀、游标卡尺8钻锪孔48.2Z5135专用夹具、锪钻、游标卡尺9镗 镗64H9的孔T616专用夹具、镗刀、游标卡尺10钻 钻16的孔，锪孔18Z5135专用夹具、麻花钻、锪钻、游标卡尺11钻 钻M12螺纹底孔，锪孔19.2Z5135专用夹具、麻花钻、锪钻、游标卡尺12钻 攻丝M12Z5135专用夹具、丝锥、游标卡尺13钻钻8-M16螺纹孔Z5135专用夹具、麻花钻、丝锥、游标卡尺14检验检验15入库入库设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期 机械制造工程与机床夹具课程设计说明书 设计题目：方刀架零件的机械加工工艺规程及夹具设计院 （系）： 机械工程学院 专 业： 机械工艺技术 班 级： 姓 名： XXX 学 号： XX 指导教师： 设计时间： 目 录序言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2零件的工艺分析3第2章 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式42.2基准的选择52.3 制定加工工艺路线62.4 确定切削用量及基本工时7第4章专用夹具设计84.1夹具类型及使用机床选择84.2定位方案的确定84.3 夹紧方案设计94.4 夹具体设计94.5 钻模板的设计104.6 切削力和夹紧力的计算104.7 夹具结构特点11结 论12致 谢13参考文献14II序言机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。因此，机械加工工艺规程在机械加工中起着重要的作用，主要包括以下的几个方面：（1） 工艺规程是指导生产的主要技术文件，机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 （2） 工艺规程是生产准备工作的主要依据 车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。（3） 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件 。新建（改.扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。 此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。方刀架零件的机械加工工艺规程制订及专用机床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。0第1章 零件的分析1.1 零件的作用方刀架是在卧式车床四方刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，其功能和普通四方刀架一样：有 四个刀位，能装夹四把不同功能的刀具，普通车床普通车床方刀架回转 90时，刀具交换一个刀位，但方刀架的回转和刀位号的选普通车床择是由加工程序指令控制。换刀时方刀架的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、加工中心加工中心刀架定位和夹紧刀架。方刀架在数控卧式车床中的还是发挥着很重要的作用的。图1.1零件图1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，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。在分析零件的时候要考虑以下3方面：1、加工零件主要表面的要求及保证的方法；2、怎么样达到重要的技术要求及保证方法；3、零件的表面位置尺寸标注。对零件进行工艺分析 工艺分析的目的，一是根据图纸审查零件的形状结构及尺寸精度、性能（包括物理性能、化学性能、机械性能等）以及相对位置关系的过程、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；是否符合实际。二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 第2章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，中小批量生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用砂型铸造。 由于零件上孔都较小，且都有严格的表面精度要求，故都不铸出，留待后续机械加工反而经济实用。由机械加工工艺手册表2.3-5，确定此铸造毛坯的尺寸公差和机械加工余量为2mm，不加工位置直接铸造成型，孔的孔径较小，故采用实心铸造。图2.1毛坯图2.2基准的选择基准的选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，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，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择 粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于该零件毛坯图上已经铸造出孔，所以可以以此孔作为加工基准，进行外圆加工。 2、精基准的选择 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，以加工好的端面和外圆作为基准，进行内孔的精加工，然后再以内孔作为基准进行后续的加工，如钻孔和攻丝等，均以此为基准。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准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，加工工艺过程中问题百出，更我甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。定位基准分为粗基准和精基准。在初始加工过程中，以毛坯上的粗糙表面作为加工零件的粗糙基准。在下一步骤中，加工表面被用作加工的精细基准。主要考虑以下要求。第一，确保加工表面和非加工表面之间的正确位置；二是保证了加工面与专用加工面之间的正确位置，使专用加工面的加工余量小且均匀；第三，提高加工面与定位基准面之间的定位精度。四是装夹方便，定位可靠，装夹结构简单。2.3 制定加工工艺路线拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。制定的工艺路线如下：表3-11铸造铸造2时效时效处理3铣 铣底端面4铣 铣顶端面5铣铣零件四周表面，尺寸132x1326铣铣尺寸38的四周槽面7钻 铰48H7的孔8钻锪孔48.29镗 镗64H9的孔10钻 钻16的孔，锪孔1811钻 钻M12螺纹底孔，锪孔19.212钻 攻丝M1213钻钻8-M16螺纹孔14检验检验15入库入库2.4 确定切削用量及基本工时铰48H7的孔 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） 按机床选取 基本工时： min第4章专用夹具设计为了提高生产效率，保证端面及孔的加工质量，提高精确率，得到标准的数据来源，需要使用专用夹具。4.1夹具类型及使用机床选择根据本次设计要求，设计一套钻48孔的专用夹具。选用Z5135立式钻床（图4-1）更合理。它适用于各种零件的钻孔、扩孔、绞孔、锪平面及攻丝加工，操作简单，夹具一次装夹就可加工所有孔。图4.1立式钻床4.2定位方案的确定工件的定位面是工件上直接和接触的部分，选择定位面时应该遵循以下原则：选择大而平整的平面或内圆外圆进行定位、选择定位面后要方便后续的装夹、定位面所对应的装夹位置应该结构牢固，在装夹时保证不得有变形现象。根据上述原则选择底端面作为加工基准。我们设计夹具主要被用在立式钻床，因为零件的端面已经加工完成，所以在进行定位时我们可以选择端面作为定位的基准。使用支承板和支撑钉作为定位元件，支承板限制三个自由度，分别是一个移动自由度和两个旋转自由度，支撑钉限制了一个旋转自由度和一个旋转自由度，定位销限制一个移动自由度，这样限制了空间的6个自由度，完成零件的定位。4.3 夹紧方案设计考虑到本次设计的夹具其零件并不是十分的复杂，并且为本夹具是进行钻孔加工，其切削力是垂直于水平面的。因此，采用的是对其垂直方向进行夹紧。从夹具图上可以看出，我们考虑夹紧这个用压板压紧就能完成零件的夹紧。压板压住零件，拧紧螺母的同时压紧零件。图4.2夹紧机构4.4 夹具体设计夹具体是整个夹具的基础和骨架，是夹具上最大和最复杂的基础零件，该夹具是钻夹具，所以不需要安装定位原件也不需要对刀块。故为了满足有足够的强度和刚度、安放稳定可靠、结构紧凑和工艺性好，并且重量尽可能轻巧，便于操作，使用安全，所以选择夹具体为铸造体。夹具体是夹具的重要零件，他的主要作用是作为整个夹具的支撑部件，同时还连接了如钻模板、定位销、支撑钉、支撑板、压板等零件，是一套夹具中最为重要的零件，夹具体的加工精度是否能够达到要求直接关系到工件的加工质量。如夹具体底面与顶面的平行度直接关系到钻孔加工中孔的垂直度。该夹具体结构较为简单，选用易于得到毛坯的灰铸铁作为夹具体材料。4.5 钻模板的设计钻模板是引导刀具在工件上钻孔用的零件。钻模板的作用是支撑钻套，让钻套和夹具体上的定位元件保证一定的位置关系。钻模板的精度直接影响到工件钻孔的精度。在设计钻模板的结构时，主要要根据工件的外形大小、加工部位、结构特点和生产规模以及机床类型等条件而定。要求所设计的钻模板结构简单、使用方便、制造容易。对于本次设计的夹具，由于其定位和夹紧的特殊性，钻套与工件的距离也有要求，所以，设计为固定式钻模板，用两个定位销和两个螺栓固定，加工工件时安装，加工完后需要将钻模板拆下。4.6 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。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.7 夹具结构特点钻模板固定安装到夹具体上，用两个定位销和两个螺栓固定，导向装置用快换钻套，钻头从钻套进入，进行加工。加工完成后，松开手柄螺钉，取下压块，拆下钻模板，将零件从夹具上取下。加工由钻套作为导向，增加了加工的准确性，确保零件和合格率。图4.3 夹具装配图结 论本次的夹具设计及加工工艺过程设计是机械专业里面一次重要的考验题目，也是现在加工企业的研究课题，这次设计需要用到学校学习的所有知识内容，例如：金属工艺学，机床加工学，配合与公差，机械制造，夹具设计原理等学科，需要将这些内容和实践进行整体的结合与考虑，培养我们的创新能力。所有本次设计不仅仅是要理解和学习客户的理论知识、基本概念等，还要注重生产实践与知识的想结合，要进行全方面的实践考虑。本次设计是考验最全面、涉及最广泛的一次考验。 致 谢设计完成后，我真的需要感谢的人是老师的指导，我体会到了他的和蔼可亲，不仅更谦虚，知识和知识是，做事更严重，他是我们的学习模式和 行动指南。 我们的指导老师在平常的时候很难，但他可能每周需要时间来帮助我们解决设计中存在的问题和设计中存在的问题。 在这里，我想我老师在我心里说的最崇高的尊重和感激，感谢我的团队成员，在设计的过程