K500-极限开关座加工工艺及钻2-M6螺纹底孔夹具设计带CAD原图
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23辽宁工程技术大学课程设计机械制造技术基础课程设计题目：极限开关座机械加工工艺规程及 36 孔的专用夹具设计班级：机自16-1姓名：刘逸飞指导教师：孙远敬完成日期：2019.7.62任务书1、 设计题目 : 极限开关座机械加工工艺规程及 36 孔工序的专用夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 (2) 生产类型 : 大批大量生产三、上交材料1 所加工的零件图 1 张2 毛坯图 1 张3 编制机械加工工艺过程卡片 1 套4 编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套5 绘制夹具装配图（ A0 或 A1 ） 1 张6 绘制夹具中 1 个零件图（ A1 或 A2 。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1 张7 课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约 5000-8000 字） 1 份四、进度安排本课程设计要求在 3 周内完成。1 第 l 2 天查资料，绘制零件图。2 第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 , 确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3 第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4 第 11 13 天，完成夹具装配图的绘制。5 第 14 15 天，零件图的绘制。6 第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。7 第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。8 第 20 21 天，答辩五、指导教师评语成绩： 指导教师 ：日 期 ：23目 录目 录1摘 要3Abstract .41工艺性分析51.1 零件作用51.2 零件分析52机械加工工艺性设计72.1 确定毛坯的制造形式72.2 定位基准的选择7 2.2.1粗基准面选择.7 2.2.2.精基准面选择.72.3 表面加工方法选择72.4 制定工艺路线82.5 确定机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸9 2.6 加工设备和工艺设备.10 2.7确定切削用量及时间定额.102.7.1主轴转速的确定.10 2.7.2 时间定额计算.11 2.7.3其他时间计算.123指定工序的专用机床夹具设计123.1 问题的提出123.2 设计思想123.3 定位基准的选择143.4 切削力和夹紧力的计算143.5 定位误差分析.153.6 零件加工的夹紧装置及操作说明154方案综合评价与结论.165体会与展望.17 5.1 体会.175.2 展望.176参考文献18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。极限开关座加工工艺规程及铣端面的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。AbstractThis design involves the knowledge of machine manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, etc. Processing procedure of limit switch seat and fixture design of milling end face are three parts, including process design of parts processing, process design and special fixture design. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design.1工艺性分析1.1零件作用极限开关又叫做限位开关，所为极限就是最后一道防线，是作为限位来用。它的工作原理是，在开关的一端有可拨动的连杆（此连杆可上动或下动可以断开电源），在设备上有一固定突出的凸铁，在线路失灵的情况下，开关连杆就会碰到设备上突出的凸铁，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，而我们设计就是极限开关的底座。1.2 零件的分析该零件是底座腔体表面和孔的加工，分析如下： 左端面壁厚10mm，锥销孔5，宽7mm的槽上端锪平宽13mm， 右端面壁厚10mm，锥销孔5，宽7mm的槽上端锪平宽13mm， 后面壁厚10mm，孔36、内螺纹孔M6；相对前端面的平行度是0.03mm，底面壁厚10mm，孔13上端锪平25零件工艺项目公差等级偏差()粗糙度位置要求锥销孔5GB1804-C0.37mm槽IT70 0.018前端表面0.53.2下端表面0.53.2孔360.412.5内螺纹M6IT600.008后端面0.50.03A孔13GB1804-C0.412.5圆角4GB1804-C0.4 2机械加工工艺性设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为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 定位基准的选择2.2.1 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择孔36左端面作为粗基准。采用36圆面定位加工内孔可保证的壁厚均匀；采用左端面作粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。2.2.2 精基准的选择36轴线是设计基准，选择36轴线作为定位基准加工5孔，实现设计基准和工艺基准重合，保证被加工孔轴线平行度的要求。选择右端面为加工内螺纹M6、锥销孔513的工序精基准，设计基准和工序基准重合，保证尺寸要求。2.3表面加工方法选择 底座零件各表面加工方案加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注前端面GB1804-C3.2粗铣-半精铣表1-6下端面GB1804-C3.2粗铣-半精铣表1-6后端面IT9铣表1-1236孔IT712.5钻-扩表1-713孔IT73.2钻-铰表1-75孔GB1804-C12.5钻表1-7内螺纹M6IT63.2钻-攻螺纹表1-10锥销孔5GB1804-C1.6钻铰表1-72.4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，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。工序号工序名称机床装备刀具量具1 粗铣底座外端面铣床铣刀游标卡尺2 粗铣底座内端面铣床铣刀游标卡尺3 精铣底座外端面铣床铣刀游标卡尺4精铣底座内端面铣床铣刀游标卡尺5铣宽7的槽铣床铣刀游标卡尺6钻-扩36孔钻床麻花钻、铰刀塞规.卡尺7钻铰12孔钻床麻花钻、铰刀塞规.卡尺8钻、铰5锥销孔钻床麻花钻锥度铰刀塞规.卡尺9锪宽7的槽钻床麻花钻卡尺10钻铰13孔钻床麻花钻、铰刀塞规.卡尺11锪25孔钻床麻花钻塞规.卡尺12去毛刺钳工台平锉13终检塞规、百分表、卡尺等2.5 确定机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸采用查表法,各工序根据所采用的加工方法的经济精度查工艺手册,确定加工余量以及工序尺寸。一个表面的总加工余量为该表面各工序加工余量之和。各加工面的工序余量和工序尺寸见表2-2。图2-2毛坯图 图2-32.6加工设备和工艺设备1 机床的选择：采用Z525立式铣床、钻床。2 选择夹具：该底座的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用高速钻刀即可保证加工质量。4选择量具：采用塞规.双用游标卡尺。2.7确定切削用量及时间定额2.7.1主轴转速的确定1.钻、扩36孔，以左端面为基准。刀具：钻头直径为35mm的莫氏锥柄麻花钻，扩孔刀直径为30mm机床：Z525立式钻床2.钻孔工步背刀吃量p的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定p=0.20mm。进给量的确定 由表5-21，选取该工步得进量f=0.13mm/r。切削速度的计算 由表5-30，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=30m/min选取。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头钻速n=735r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床得主轴转速，取转速n=960r/min。再将此转速代入公式v=nd/1000=39.2m/min。3.扩孔工步1）背吃刀量的确定 取p=3.0mm。2）进给量的确定由表5-30，选取该工步得进给量f=1.2mm/r。3）切削速度的计算 由表5-30，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=67.4m/min选取。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头钻速n=596r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床得主轴转速，取转速n=680r/min。再将此转速代入公式v=nd/1000=76.87m/min2.7.2时间定额的计算：工序：钻、扩36孔钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 求得。,;f=0.13mm/r;n=960r/min。则该工步的基本时间t=(10+2.4+2)/0.13mm/r =110.77s扩孔工步 根据表5-41，扩孔基本时间可由公式求得, l1=（D-d1）/2*cotkr+（1-2）=4.028，l=10，l2=3，f=1.2mm/r，n=680r/min则该工步的基本时间t=43s。辅助时间的计算tf辅助时间tf基本时间t之间的关系为tf=（0.15-0.2）t钻孔辅助时间tf=0.2110.77=22.154s扩孔辅助时间tf=3.015=45s2.7.3其它时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间tb是作业时间的2%-7%，休息与生理时间tx是作业时间的2%-4%，本设计均取3%，则工序的其他时间（tb +tx）可按关系式（3%+3%）（tf+t）计算。工序9的其他时间：tb +tx=6%（10.8s+20s+4s）=2s单件计算时间td=2s+111s+43s+4s+86s=246s3指定工序的专用机床夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。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。3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻扩直径为36的孔，精度要求不高，故可直接进行加工。（ 1 ）怎样限制零件的自由度；一个面限制 3 个自由度，短圆柱销限制 2 个自由度，削边销限制 1 个自由度。（ 2 ）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合 V 形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。（ 3 ）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（ 4 ）怎样使夹具使用合理，便于装卸。3.2（二）设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对 36 孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为 GB1804-C ，表面粗糙度 12.5 ，钻、 扩 以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。3.3 定位基准的选择本道工序加工直径为36的孔，精度不高，因此我们采用以一端面定位，因为端面的粗糙度对加工面影响较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求。3.4 切削力和夹紧力的计算刀具：10的麻花钻，5的锥度铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 P钻削力t钻削深度, 12mmS每转进给量, 0.1mmD麻花钻直径, 10mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =733（N）扩孔时的切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式：式中 P切削力t钻削深度, 12mmS每转进给量, 1mmD镗孔钻直径, 13mmHB布氏硬度，140HBS 所以 = 495（N）式中 t钻削深度, 12mmS每转进给量, 0.1mmD麻花钻直径, 13mmHB布氏硬度，140HBS =630（NM）钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径 螺纹升角Q 切削力L 孔到定位面距离则所需夹紧力 =399（N）本道工序加工端面时，夹紧力方向与钻削力方向相同，切削力向下，靠支撑板和支撑钉来承受力。因此只需定位部件的支撑板和支撑钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.5 定位误差分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工直径36的孔面时，采用一面端面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个三个支撑钉定位，因为该定位元件的定位基准为后端面，所以基准重合b=0，由于加工向下孔即不存在基准位移误差j=0。3.6 零件加工的夹紧装置及操作说明本道加工工序中零件采用铰链压板夹紧方式。将工件由定位元件定位好之后，安放铰链压板，拧紧螺母，将工件压紧。一面两销确定了六个自由度，一圆柱销一面已经限制了5个自由度，只有一个绕销旋转的自由度未限制，如果第二个销仍然用圆销，那两销间距离一定，就多限制了一次两销连线方向的自由度，形成过定位。菱形销不限制连线方向自由度，只限制垂直于连线方向自由度所以第二个销选取削边销。4方案综合评价与结论这次设计的是 极限开关座 的夹具。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量，拟定工艺路线图，根据零件外形确定装夹位置和夹具形状，一面两销确定基准，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。该夹紧方案可靠性良好，能将零件夹稳。5体会与展望5.1体会机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的 . 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 , 也是一次理论联系实际的训练 , 因此 , 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的 能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。5.2展望 国家现阶段的工业化发展目标不再仅仅着眼于提高经济发展上，而是兼顾环境保护和资源合理利用的问题。因此在机械设计过程中，节能环保的设计技术即将成为主流，这一技术集环保，高效，节能于一体，包括以下几种具体技术：第一，节能设计技术，在机械设计中主要以节约能源为核心，通过优化机械产品的结构实现资源利用的最大化。且这一设计技术为机械产品增加了材料重复利用的工艺手段，让节能设计充分的发挥作用。第二，环保设计技术，这一机械设计技术让机械产品具有可回收或可重复利用的特点，从而在有效的使用期限内能够做好对环境的零污染或者是低污染。这一技术不仅强调产品的环保性能，还对产品质量严格的把控。第三，人性化设计技术，这一设计技术充分考虑到了人的实际需要，
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