《机械制造技术课程设计左支座的工艺规程几铣5mm槽夹具设计【全套图纸】.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术课程设计左支座的工艺规程几铣5mm槽夹具设计【全套图纸】.doc（21页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、题目：左支座铣5mm槽的工艺规程及工装夹具设计摘 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。左支座加工工艺规程及铣5mm槽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
2、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。目 录（一）序 言1（二）零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析21.3 确定毛坯、画毛坯零件图3（三）工艺规程设计52.1 定位基准的选择52.2 制定工艺路线52.3 选择加工设备及刀、夹、量具82.4 加工工序设计102.5 时间定额计算122.6 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡15（四） 夹具的设计163.1 确定设计方案163.2 计算夹紧力并确定螺杆直径163.3定位精度分析173.4 操作说明18（五）总 结19（六）致 谢21（七）参 考 文 献23全套图纸，加15
3、3893706（一） 序 言机械制造业是制造具有一定形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。左支座加工工艺规程及铣5mm槽的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
4、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。（二） 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是机床上的一个左支座，它用螺钉通过4-13孔连接于支架上，该零件纵横两方向5mm槽使80mm孔部分有一定弹性，利用一端 M20螺纹穿过21mm孔，一端与25H7配合的样件通过旋紧其上的螺母夹紧，使装在80H9孔内的心轴定位夹紧
5、。1.2零件的工艺分析由附图1可知，其材料为HT200,该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件的主要加工表面为下定位基面 A,以及下端面上的4-13的四个孔及4-20沉孔，80H9、21孔和25H7孔。其中80H9孔与基面A有垂直度误差0.03要求和尺寸精度直接影响装在80H9孔内心轴与A面的垂直度。因此加工它们时最好能在一次装夹下将80孔与A面加工出来。两13孔之间的中心距为1100.5,这就要求钻床夹具定位要求有一定的精度，否则将影响标准件与其配合精度。由参考文献【1】中有关的面和孔的加工经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可
6、以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。1.3 确定毛坯、画毛坯零件图（附图）根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的年生产纲领6000件/年。由参考文献【3】表1-4、表1-5可知，其生产类型为大批生产。毛坯的铸造方法选用砂型机械造型。又由于支座零件80孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效。参考文献【1】表2.3-6，该种铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级。铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的面。浇冒口位置分别位于80孔的上顶面。由参考文献【1】表2.3-5，用查表法确定参考面的总余量如表1-1所示。表1-1 各加工表面总
7、余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说 明A 面140G4.0底面，单侧加工80孔80H5.0孔降1级，单侧加工由参考文献【1】表2.3-9可得铸件主要尺寸的公差，如表1-2所示。表1-2 毛坯主要尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTA面中心距尺寸1004.01043.280孔805.0751.6（三） 工艺规程设计2.1 定位基准的选择1、精基准的选择80孔和A面既是装配基准，又是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了“基准统一”的原则。此外，A面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操
8、作方便。2、粗基准的选择考虑到以下几点要求，选择R55孔外壁与毛坯上顶面作为粗基准，第一：在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀。第二：装入箱体内的旋转零件与箱体内壁有足够的间隙；此外还应能保证定位准确、夹紧可靠。2.2 制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：10锥销：钻铣；A面：精车精铣；80孔：粗镗精镗；21孔：钻扩铣； 25H7：孔钻扩铰；纵横方向上5mm的槽：粗铣；4-13孔：钻扩铰；M8-7H、M10-7H螺纹孔：钻孔攻螺纹。因80孔与A面有较高的垂直度要求，它们易采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将该孔和
9、底面同时加工出来，以保证其位置精度。根据先面后孔，先主后次，先粗后精的原则，将以下槽和21孔、25H7孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，螺纹孔M8-7H、2-10铰销放在后面。初步拟定加工工艺路线如下：工序号工 序 内 容铸造时效涂漆10粗车A面，留加工余量20粗镗80孔，留精加工余量30粗铣A面40精扩铰80孔50钻21孔60铣削5纵横两槽70钻扩铰25 H7孔，留精加工余量80精铰25H7孔90钻孔、攻螺纹加工M8-7H、M10-7H螺纹孔100钻4-13孔110扩4-20沉孔120钻铰2-10锥销孔，留加工余量130精铰2-10锥销孔140检验入库上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，
10、但某些工序有些问题还需进一步讨论。如粗车A面时，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们的惯性力较大，平衡较困难；又由于该平面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，容易引起工艺系统的振动，故改用铣削加工。考虑到21孔加工时装夹方便，应先加工4-13孔，以利用螺钉定位加工。因为80孔加工面与A面有垂直度要求，其垂直度误差难以通过精扩铰孔纠正，故对80孔精扩铰改为精镗。修改后的工艺路线如下：工序号工 序 内 容说 明铸造时效涂漆10粗铣A面先加工基准面20粗镗80H9孔留精扩铰余量30钻4-13孔、扩4-20沉孔40钻扩21孔50钻M10-7H和M8-7H螺纹底孔60铣削5mm纵横两槽70
11、钻扩铰25 H7孔，镗38、43平槽粗加工结束80精铣A面精加工开始90精镗80H9孔提高工艺基准精度100精铰25H7孔110攻M8-7H、M10-7H螺纹孔120钻铰2-10锥销孔次要表面在后面加工130精铰2-10锥销孔140检验入库2.3 选择加工设备及刀、夹、量具由于该生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床主，辅以少量专用机床。其生产方式以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各种机床上的装卸及各机床间的传送由人工完成。粗铣A面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选择X62K卧式铣床（参考文献【1】表3.1-73）。选择直径D为200的
12、套式面铣刀（参考文献【1】表4.4-40）、专用夹具及游标卡尺。精铣A面也选择X62K卧式铣床，选择直径D为200的套式面铣刀，宜采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。粗镗80H9孔采用卧式镗床7620K，选择功率为1.5KW的ITA20镗削头（参考文献【1】表3.2-44）。选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。精镗80H9孔也采用卧式镗床7620K，选择功率为1.5KW的ITA200镗削头。选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。钻4-13孔、扩4-20沉孔，钻扩21孔。选用摇臂钻床Z3025加工（参考文献【1】表3.1-30）。选用锥柄麻花钻（参考文献【1】表4.3-9）、专用锥柄扩孔复
13、合钻，采用专用夹具及游标卡尺。铣削5mm纵横两槽，采用X62K卧式铣床（参考文献【1】表3.1-73）。选择切口铣刀（参考文献【1】表5-49），采用专用夹具及游标卡尺。钻扩铰25H7孔，镗38、43平槽选用摇臂钻床Z3025（参考文献【1】表3.1-30），选用锥柄麻花钻（参考文献【1】表4.3-9）锥柄扩孔复合钻；镗38、43平槽选择锥柄机用镗刀、采用专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。精铰25H7孔还选用摇臂钻床Z3025，选择锥柄螺旋机用铰刀（参考文献【1】表5-16），采用专用夹具、游标卡尺。M8-7H螺纹底孔及M10-7H螺纹底孔选用摇臂钻床Z3025加工（参考文献【1】表3.1-
14、30）留1.0mm加工余量。选用直柄阶梯麻花钻（参考文献【1】表4.6-16）。采用专用夹具、游标卡尺和塞规检查孔径。攻M8-7H、M10-7H螺纹孔选用摇臂钻床Z3025加工。采用机用丝锥（参考文献【1】表4.6-3）、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。 钻铰2-10锥销孔留精铰余量，用Z3025摇臂钻床（参考文献【1】表3.1-30）。选用锥柄麻花钻（参考文献【1】表4.3-9），精铰2-10锥销孔用直柄螺旋机用铰刀（参考文献【1】表5-16）。采用专用夹具、游标卡尺和塞规检查孔径。2.4 加工工序设计（粗铣A面为例）工序：1、粗铣A面（1）工件材料：HT200铸造，HB150225（取200
15、）。加工要求：铣削；A面的粗糙度Ra为3.2m；机床：X62卧式机床；刀具：200的套式面铣刀，选铣刀直径为200，d=50，l=45，z=10，材料为高速钢。（2）计算切削用量确定底面最大加工余量为4mm，留精余量1mm，切削深度dp=3，精加工余量1.5mm，粗加工后尺寸为104-3=101，公差等级为IT12IT14。确定进给量f参考文献【1】表2.4-73，取200的套式面铣刀的每齿进给量fz=0.10.35，z=10-ap=3，则f= fzz=(0.10.35)10=13.5，取f=2。确定切削速度Vc参考文献【1】表3.1-74，可知切削材料为HT200，刀具材料为高速钢的铣削速度
16、为0.250.35，取0.3m/s，则：Vc=600.3=18m/min。确定机床主轴转速ns参考文献【1】表4-17-1（附表），ns= =92.46取95r/min。计算切削力F参考文献【1】表2.2-2，F=6Fza-af0.26doap0.92查表325（参考文献【1】），6Fz =50,查续表3-29，a=3mm,且af=0.2，do =220，=10,则F=334N。计算切削消耗功率Pc为：Pc=FvVc10-3=3340.3=100.2W。2.5 时间定额计算只计算钻21孔的定额时间（1）机动时间。参考文献【1】表2.5-7得钻孔的计算公式为tj=ctgkr+(12)=14，钻盲
17、孔时=0钻21孔时：=ctg+1.5=9.3mm=80mm，取=2mm。确定进给量根据文献【1】表3-38，查d1=21mm时，=0.780.98mm/r,根据机床说明书，现取=0.9mm/r。切削速度根据文献【1】表3-42可知，灰铸铁HT200用高速工具钢钻削时的切削速度：V=0.36m/s，Vc= V60=21m/min。切削时主轴转速:n=318r/min。由机床说明书取n=318r/min。故实际切削速度V= =20.97m/min。将以上数据代入公式tj=，得总机动时间tj也就是基本时间Tb：tj=0.32min（2）辅助时间。参考文献【1】表2.5-41确定如下表2-5所示：操作
18、内容每次需用时间钻21孔操作次数时 间主轴变速0.025变换进给量0.02510.025移动摇臂0.01510.015升降钻杆0.01510.015装卸套筒刀具0.0610.06卡尺测量0.110.1塞规测量0.25开停车0.015主轴运转0.02消除铣屑0.04装卸工件时间由参考文献【1】表2.5-42取1.5min。则：Ta=0.025+0.015+0.015+0.06+0.1+1.5=1.715min（3）作业时间。TB=Tb+Ta=0.32+1.715=2.035(min)（4）布置工作地时间Ts。参考文献【3】取=3%。则：Ts= TB=2.0353%0.061（5）休息与生理需要时
19、间Tr。由参考文献【3】取=3%。则：Tr= TB=2.0353%0.061（6）准备与终结时间Te。参考文献【1】表2.5-44，取各部分时间为：中等件 33min；摇臂 2min；使用回转夹具 10min；试刀 5min。由题目已知生产批量生产为6000件，则：Te/n=(33+2+10+5)/60000.0083min（7）单件时间Tp。Tp=Tb+Ta+Ts+Tr=（0.32+1.715+0.061+0.061）=2.157min（8）单件计算时间Tc。Tc=Tp+Te/n=2.157+0.0083=2.1653min2.6 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡（四） 夹具的设计本次
20、设计的夹具为第60道工序铣5mm槽。该夹具适用于X62k卧式铣床。3.1 确定设计方案这道工序所加工的基准A面在顶面上，且与80H9孔的轴线垂直。按照基准重合原则并考虑到目前没有基准面，为避免定位误差增大，所以把顶面清除平整，工作台面清除干净。从对工件的结构形状分析，若工件倒装放入夹具内，定位夹紧比较稳定，可靠，也容易实现，待夹紧后需要用压板紧固在工作台面上，满足工作要求。因为加工5mm槽的期间，4-10孔，已经加工好，我们可以以已经加工好的2个10孔和底面为定位基准，即采用经典的一面2销定位。采用开口压板压紧3.2 计算夹紧力并确定螺杆直径参考文献【4】表1-2-11，因夹具的夹紧力与切削力
21、方向垂直，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的关系为：F夹= Wk：实际所需夹紧力F ：切削力K ：安全系数：夹紧元件与工件间的摩擦系数：工件与夹具支撑面间的摩擦因数（参考文献【6】表1-2-12）,=0.16-0.18K=K0K1K2K3K4K5K6K0=1.2-1.5，K1=1.2，K2=1.0-1.9，K3=1.2（断续切削），K4=1.3（手动夹紧），K5=K6=1.0由前面的计算可知F=334N所以 F夹 =3900N参考文献【4】表1-24，从强度考虑，因一个M10的螺栓能承受3954N的许用夹紧力，所以用M10的螺栓完全满足要求。但从夹具的刚度及整体对称性考虑，这里选用M20的螺栓
22、。3.3定位精度分析 5mm槽是在一次装夹下完成粗加工的，它们之间的位置精度由上顶面和工作台面保证，与其有关的专用夹具尺寸如110mm、55mm的尺寸公差参考文献【4】表1-10-1，取工件公差的1/4，即夹具尺寸公差为0.125mm。3.4 操作说明将工件反装，置入夹具的型槽内，使工件的底面平稳置于工作台面上，圆内侧与夹具紧密接触，用螺栓分别紧固工件，用压板把夹具工件体紧压到工作台上。 （五） 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年
