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1、 机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定底座零件的加工工艺，设计钻4-28孔的钻床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 机电11-2班 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系2013年 11 月 22日目录引 言1第一章 零件的分析2第二章 工艺规程的设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基准的选择32.3 制订工艺路线32.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5确定切削用量及基本工时4第三章 专用夹具的设计133.1问题提出143.2 定位原理说明143.3切削力和夹紧力的计算143.4夹具简要操作说明14总 结16致 谢17参 考 文 献18 引 言现代生产要求企
2、业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期2. 能装夹一组相似性特征的
3、工件3. 适用于精密加工的高精度的机床4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率第一章 零件的分析底座共有五组加工表面，现分述如下：1、基准面A2、456端面3、428H7孔4、18宽槽、36宽槽5、410锥销孔技术要求如下：1.428H7孔平行度公差为0.01mm。2.428H7孔对A面的垂直度公差为0.03mm。3.未注倒角R3R5。4.材料：HT150。第二章 工艺规程的设计 2.1 、确定毛坯的制造形式零件材料为HT150。由于零件年产量为20000件，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造。这从提高生
4、产率，保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 、基准的选择 1、粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的
5、表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （4） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。由零件图及粗基准选择原则得出，底座以56凸台面及工件两侧面作为定位粗基准，具体形式参考工序卡一。 （5） 精基准的选择 主要考虑的是基准的重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，因该进行尺寸换算，在此都不多做说明。2.3 、制订工艺路线工序01：铸造工序02：人工时效工序03：粗铣、半精铣、精铣基准面A工序04：粗铣、精铣4-56凸台面工序05：钻4-26孔；扩4-26孔至4-27.8；4-27.8孔至4-28H7；倒角C1工序06：铣18宽
6、槽；铣38宽槽深2工序07：钻4-10锥销孔（先钻一头，装配时透铰）工序08：去毛刺工序09：检验至图纸要求并入库2.4 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“底座”零件材料为HT150，生产类型为大批量生产1、基准面A的加工余量基准面A，精度等级IT7级，加工余量等级CT-E，查机械设计简明手册表2.3-1知，单边加工余量Z=3.0mm，基准面A的表面粗糙度Ra1.6,查机械设计简明手册表1.4-8知，需经过三步（即粗铣、半精铣、精铣）方能满足其精度要求。粗铣 单边加工余量Z=2.0mm半精铣 单边加工余量Z=0.8mm精铣 单边加工余量Z=0.2mm2、56凸台面加工余量56凸台面，精
7、度等级IT7级，加工余量等级CT-E，查机械设计简明手册表2.3-1知，单边加工余量Z=2.0mm，56凸台面的表面粗糙度Ra3.2,查机械设计简明手册表1.4-8知，需经过二步（即粗铣、精铣）方能满足其精度要求。粗铣 单边加工余量Z=1.5mm精铣 单边加工余量Z=0.5mm3、28H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，28H7孔，表面粗糙度Ra1.6，由机械设计简明手册表1.4-7和表2.2-8知，28H7孔需钻、扩、铰三步方能满足其精度要求。钻 26mm扩 扩26mm至27.8mm铰 铰27.8mm至28H7mm4、18宽槽、36宽槽的加工余量因槽的尺寸不大，故采用实心铸造，1
8、8宽槽、36宽槽表面粗糙度Ra12.5、Ra6.3，由机械设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。5、10锥销孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，10锥销孔，技术要求，先钻一头，装配图时透铰。6、其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。2.5、确定切削用量及基本工时工序01：铸造工序02：人工时效工序03：粗铣、半精铣、精铣基准面A工步一：粗铣基准面A1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=10003
9、） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：半精铣基准面A1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=10003） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步三：精铣基准面A1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=10003） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序04
10、：粗铣、精铣4-56凸台面工步一：粗铣4-56凸台面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=8003）计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：精铣4-56凸台面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=8003）计算工时切削工时：，则机动工时为工序05：钻4-2
11、6孔；扩4-26孔至4-27.8；4-27.8孔至4-28H7；倒角C1工步一：钻4-26孔机床：Z3025摇臂钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻261) 给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=50m/min.3) 定机床主轴转速ns= 612r/min,与612r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =13mm; =3mm; t= =2.103(min)工步二
12、：扩4-26孔至4-27.8机床：Z3025摇臂钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢扩孔钻1) 给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=50m/min.3) 定机床主轴转速ns= 573r/min,与573r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =0.9mm; =3mm; t= =1.482(min)工步三：铰4-27.8孔至4-28H7机床：Z3025摇臂钻床 刀具：根
13、据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢铰刀1) 给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=50m/min.3) 定机床主轴转速ns= 569r/min,与569r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =0.1mm; =3mm; t= =1.441(min)工步四：倒角C1工序06：铣18宽槽；铣38宽槽深2工步一：铣18宽槽1. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用
14、量3.决定铣削深度4.决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=5005.计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：铣38宽槽深21. 选择刀具刀具选取立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量3.决定铣削深度4.决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=5005.计算工时切削工时：，则机动工时为工序07：钻4-10锥销孔（先钻一头，装配时透铰）机床：Z3025摇臂钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻101) 给量 查
15、机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=20m/min.3) 定机床主轴转速ns= 636r/min,与636r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=14mm; =5mm; =3mm; t= =1.128(min)工序08：去毛刺工序09：检验至图纸要求并入库第三章 专用夹具的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。有老师分配的任务，我被要求设计工序5：钻、扩、铰4-28H7孔的
16、钻床夹具，机床选用：Z3025摇臂钻床。3.1问题提出本夹具主要用来：钻、扩、铰4-28H7孔，4-28H7孔平行度公差0.01mm，4-28H7孔对A面的垂直度公差0.03mm,这些要求，在设计夹具时要考虑在内。3.2 定位原理说明基准面A作为第一定位基准，与支承板相配合限制三个自由度，工件后端面作为第二定位基准，与两个定位销相配合限制两个自由度，工件左端面作为第三定位基准，与定位块相配合限制一个自由度，工件六个自由度被完全控制，属于完全定位。3.3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：D=28mm 代
17、入公式（5-2）和（5-3）得 F=26280.2174=1942N T=10180.2174=47268m.N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。3.4夹具简要操作说明本工件采用基准面A、后端面及左端面定位，对应的定位元件为：支承板、两定位销和定位块，夹紧则是由移动压板、螺母、螺杆等组成的夹紧机构来完成，本套夹具结构紧凑，操作方便，夹具如下图所示：总 结本设计中是对底座零件加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工
18、工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决。而且它们都有一个共同的特点，都采用了一面两销定位，夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此手动夹紧满足夹紧要求。通过做这次的设计，使对专业知识和技
19、能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。 致 谢本次课程设计受到了院系各级领导的高度重视，得到了全校教师的大力支持与帮助。在此，我衷心的向你们道一声：你们辛苦了。通过课程设计，是对我们三年来所学知识的综合的检测，更是一个对所学知识的回顾及综合复习的过程；对机械绘图、工程材料、机械设计、夹具设计等过程等都有了更进一步的认识。感谢院系领导给了我足够时间来完成整套夹具设计，在设计过程中，得到了老师和同学的帮助与指导，在此表示感谢；也对做相关题目的同学的资助表示感谢，感谢他们在模具设计过程中对我的帮助和指导，尤其对担任本次设计的指导赵金涛老师表示深深敬意，在设计过程中遇到一些困
20、难，在赵金涛老师的帮助下我才顺利的完成了该夹具的设计，他对我设计过程中出现的疏忽与不足之处提出批评与修改建议，使我的设计的夹具最终更加的完善。 这次设计我深知有很多不足，在此恳请大家给予指导。 参 考 文 献1. 艾兴、肖诗纲主编,切削用量简明手册,机械工业出版社，1994年2.李益民主编，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社出版，1994年3.哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，机床夹具设计，上海科学技术出版社出版，1983年4.东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，机床夹具设计手册，上海科学技术出版社出版，1990年5.上海科学技术出版社，金属机械加工工艺人员手册，1981年10月6.郭宗连、秦宝荣主编，机械制造工艺学，中国建材工业出版社出版，1997年
