十字头的机械加工工艺规程及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 任务书 一 设计题目： 设计如下十字头的机械加工工艺规程及工装夹具设计 二、原始数据和技术要求： 生产类型：成批生产 三、设计内容与要求： 1、毛坯图 1 张（ 面）； 2、制定零件的机械加工工艺规程，填写机械加工工艺过程卡片十字头 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 及所有工序的机械加工工序卡片 1 套； 3、设计说明书 1 份。 四、进度安排： 序号 内容 时间（天） 1 领取设计任务书 ， 熟悉资料 ，搜集 设计资料 1 2 分析零件图 及加工要求 选择毛坯的种类及制造方法，确定毛坯尺寸，绘 制毛坯图 1 4 选 择加工方法，拟订工艺路线 2 5 进行工序设计和工艺计算 4 6 编写课程 设计说明书 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 第一部分 工艺设计说明书 . 4 . 4 件结构功用分析： . 4 件图纸分析： . 4 要技术条件： . 4 选择 . 4 坯类型 . 4 坯余量确定 . 5 坯零件合图草图 . 5 3机械工艺路线确定 . 5 位基准的选择： . 5 工顺序的安排： . 6 工阶段的划分说明 . 6 工工序简图 . 6 . 7 . 7 6切削用量及工时定额确定 . 8 第二部分 夹具设计说明书 . 14 4螺纹孔夹具 : . 14 镗床夹具设计 (20上偏差为 +偏差为 0 的销孔 ): . 16 （ 20 上偏差为 +偏差为 0）孔夹具 . 21 车外圆夹具的设计 (85 上偏差为 偏差为 . 24 3535 的方孔 ) . 26 1定位基准的选择 . 26 2定位元件的设计 . 26 3定位误差分析 . 27 4铣削力与夹紧力计算 . 27 5夹具体槽形与对刀装置设计 . 27 6夹紧装置及夹具体设计 . 30 . 30 第五部分 设计体 会 . 31 参考文献： . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一部分 工艺设计说明书 件结构功用分析： 十字头零件是机械中常见的一种零件，它的应用范围很广。由于它们功用的不同，该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端平等表面构成。 件图纸分析： 由零件图可知，该零件形状较为复杂、外形尺寸不大，可以采用铸造毛坯。由于该零件的两个 20 孔要求较高，它的表面质量直接影响工作状态，通常对其尺寸要求较高。一般为 工时两 20 孔的同轴度应该控制在 85 外圆的尺寸它直接影响孔在空间的位置，加工时可以将其加工精度降低，通过装配来提高精度。 要技术条件： 20 孔的孔径的尺寸误差和形状误差会造的配合不良，因此对孔的要求较高，其孔的尺寸公差为 由于 85 外圆接影响联接时的接触刚度，并且加工过程中常作为定位基面，则会影响孔的加工精度，因此须规定其加工要求。 坯类型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 考虑到十字头工作时的作用，要求材料要有很高的强度，并且该零件结构较为复杂，故选用铸造毛坯材料为 坯余量确定 由书机械加工工艺设计资料表 得毛坯加工余量为 2，毛坯尺寸偏差由表 得为 坯零件合图草图 3机械工艺路线确定 位基准的选择 ： 基准的选择：选择十字头底面与两 85 外圆作定位基准，因为 85 外圆柱面 ，及底面是装配结合面，且十字头底面又是空间位置的设计基准，故选择十字头底面与外圆作定位基准，符合基准重合原则且装夹误差小。 基准的选择：以十字头上端面和十字头支撑外圆定位加工出买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 精基准。 工顺序的安排： 十字头零件主要由孔和平面构成与箱体类零件大体相同，加工顺序为先面后孔，这样可以用加工好的平面定位再来加工孔，因为轴承座孔的精度要求较高，加工难度大，先加工好平面，再以平面为精基准加工孔，这样即 能为孔的加工提供稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余量较为均匀 工阶段的划分说明 加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。 工工序简图 1、铸 铸造、清理 2、热处理 时效 3、粗车 85 外圆 4、粗铣上顶面 5、粗 ,精铣底平面 6、钻、攻 4 纹孔 7、扩 20 孔 9、铣十字头 10、粗镗 65 内孔 11、粗镗、半精镗、精镗 20 内孔 12、挖 24 环槽 13、精车 85 外圆 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14、去毛刺： 15、终检： 85 工艺路线 基本尺寸 工序余量 经济精度 工序尺寸 铸 车 87 半精车 精车 85 85 20 工艺路线 基本尺寸 工序余量 经济精度 工序尺寸 铸 14 6 14 镗 17 3 17 半精镗 精镗床 20 20 所用的设备有： 验台、钳工台。 夹具有：镗 20 孔专用夹具、车床专用夹具、钻 2孔专用夹具、扩 20 孔专用夹具、 刀具有： 90 度车刀、硬质合金铣刀、平板锉、开式自锁夹紧镗刀、 5 钻头、 锥、 20 钻头、圆锉刀 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 量具有：游标卡尺、专用塞规。 6切削用量及工时定额确定 粗车、半精车、精车时：（ 辅 机 工 休） 挖 24 环形槽： 由表 ： f=r 由表 ： v=90m/r 则 n=2200=495 r/时定额： 由表 ：操作机床时间为： 表 ：测量工件时间为： 1=.8 表 机动时间为： .1 m/r T 基 =lz/.2 T 总 =2+T 基 =车 85 外圆时： 由表 3： f=0.5 m/r 由表 ： v=82 m/r 则 n=3185=307 m/r 工时定额： 由表 ：操作机床时间为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 ：测量工件时间为： 1=.8 表 机动时间为： .1 m/r T 基 =lz/ T 总 =2+T 基 =精车 85 外圆时：（车刀刀杆尺寸 16 由表 3： f=0.4 m/r 由表 ： v=100 m/r 则 n=3185=374 m/r 工时定额： 由表 ：操作机床时间为： 表 ：测量工件时间为： 1=.8 表 机动时间为： .1 m/r T 基 =lz/ T 总 =2+T 基 =车 85 外圆时：（车刀刀杆尺寸 16由表 3： f=0.3 m/r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由表 ： v=107 m/r 则 n=3185=400 m/r 工时定额： 由表 ：操作机床时间为： 表 ：测量工件时间为： 1=.8 表 机动时间为： .1 m/r T 基 =lz/ T 总 =2+T 基 = 85 上顶面时： 切削用量： 表 ： f=0.2 m/r 由表 ： v=120 m/r 则 n=318V/D= 318 5=449 m/r 工时定额： 由 表 ： lw+lf/表 ：操作机床时间为： 表 ：测量工件时间为： 1=3=5115 基 =lz/.5 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则 T 总 =2+T 基 =钻 2孔 2 孔时； 切削用量： 表 ： f=m/r 由表 ： v=13 m/r 则 n=318V/D= 318 =826 m/r 工时定额： lw+lf/.1 表 ：装夹工件时间为 表 ：松开卸下工件时间为 表 ：测量工件时间为： 1=3=47 4=15 T 总 =2+T 基 =铣、半精铣 85 底平面时； 粗铣时：切削用量： 表 ： f=0.2 m/r 由表 质合金铣刀铣削灰铸铁时 v=120 m/r 则 n=318V/D=r 工 时定额：由表 ： lw+lf/铣时：切削用量： 由表 ： f=m/r 由表 质合金铣刀铣削灰铸铁时 v=150 m/r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则 n=318V/D=561m/r 工时定额：由表 ： lw+lf/.5 表 ：操作时间为 表 ：测量工件时间为： 1=3=51 4=15 T 总 =2+T 基 =粗镗 17 内孔、半精镗、精镗 20 内孔时； 粗镗时：切削用量： 由表 ： f=0.5 m/r v=80 m/r 则 n=318V/D=r 工时定额： lw+lf/精镗时：切削用量： 表 ： f=r v=100m/r 则 n=318V/D=r 工时定额： lw+lf/镗时：切削用量： 表 ： f=r v=80m/r 则 n=318V/D=1590m/r 工时定额： lw+lf/表 ：装夹工件时间为 表 ：松开卸下工件时间为 表 ：操作机床时间为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 ：测量工件时间为： 1=3=564=15 T 总 =2+T 基 =攻 纹孔 时； 切削用量： 表 ： f=m/r 由表 ： v=15 m/r 则 n=318V/5= 318 =954m/r 工时定额： lw+lf/.5 表 ：装夹工件时间为 表 ：松开卸下工件时间为 表 ：操作机床时间为： 1=3=47 4=15 T 总 =2+T 基 =扩 20 孔时； 切削用量： 表 ： f=m/r 由表 ： v=15 m/r 则 n=318V/D= 318 0=r 工时定额： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 lw+lf/表 ：装夹工件时间为 表 ：松开卸下工件时间为 表 ：操作机床时间为： 1=3=47 4=15 T 总 =2+T 基 =二部分 夹具设计说明书 4 螺纹孔夹具 : 工序尺寸精度分析 :由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻 2孔，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属成批量生产。定位方案确定 ： 根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即 x 移动、 x 转动、 y 转动、 y 移动、 z 转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z 移动，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选 85 外圆、底平面作为定位基准，以 85 外圆端面定位限制移动。 具体结构如下 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1、选择定位元件： 由于本工序 的定位面是 85 外圆、底平面 ,所以夹具上相应的定位元件选为一个定位孔和两个平面。定位误差分析计算 ： 分析计算孔的深度尺寸 7 的定位误差：用 85 外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定位工作面是 85 外圆面，定位基准是外圆母线，当工件外圆直径发生变化时其中心线在定位孔内左右移动。定位误差计算如下： (d)= 1/ ( D+ d+ (2= T/3 所以 满足要求。 夹紧方案及元件确定 （ 1）计算切削力及所需加紧力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工件在加工时所受的力有加紧力 J、切削力 F 和工件重力 G，三者作用方向一至，由机床夹具设计手册表 1切削力的计算公式： 67p=667.0 26 1083N 实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为： F= 由表 1得为 2）设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板 ： 由于此工件是成批量生产，固选用 换钻套，选用活动式钻模板。 根据钻床 T 型槽的宽度，决定选用 度 B=14，公差带为 A 型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。 夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体，并在夹具体底部两端设计出供 型槽耳座。 镗床夹具设计 ( 20 上偏差为 +偏差为 0 的销孔 ): 镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体，支架等工件上的单孔或孔系。镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇 臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 件。根据基准面重合的原则，选定底面定位基准，限制三个自由度，工序孔限制三个自由度，实现定位。由于定位基准是经过加工过的光平面，故定位元件等用夹具体把两个定位元件 联 成一体，工件放在上面，使重力与加紧方向一致。本夹具属于单支承 前 引导 的镗床夹具，本就加以说明介绍。 单支承 前 引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的 前 方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工 68 820 2025 2532 3240 4050 50 B - b 1 2 3 3 3 4 5 - 2 3 4 5 5 6 8 14 计算定位误差 ： 由于孔定位有旋转角度误差 a,使加工尺寸产生定位误差 1D 和 2D ，应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上的偏转其值相同。因此，只对一个方向偏转误差进行计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a a a a a a 2 式中 中心线与圆柱销中心线交点至左端面的距离 中心线与圆柱销中心线交点至右端面的距离 由于转角误差很小，不计工件左右端面的旋转对定位误差 的影响， 故 ad l 0 0 6 2 1 aD l 0 0 6 2 2 较大的定位误差 1D 尚小于工件公差的三分之一 此方案可取。 2 定位销高度的计算 确定定位销高度时，要注意防止卡住现象，当安装比较笨重的工件时，不太可能将工件托平后同时装入定位销，而是将工件一边支在夹具支承面上，逐渐套入两销。这时，如定位销高度选择不当，将使工件卡在定位销边缘上而装不进去。避免产生卡住的最大高度 可按下列计算。定位装置为一面两销，定位销的最大工作高度为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a x为了装卸工件方便，可使圆柱销低于 35 结论：通过本次的 课程 设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 20 上偏差为 +偏差为 0）孔夹具 设计任务 设计在成 批生产条件下 ,在专用立式钻床上 扩 20孔 的钻床夹具 . 1、 20 可一次 扩 削保证 ，设计基准是以外圆 与另一端面 . 2、定位基准的选择 工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔的设计基准，按照基 准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的 。因此，选择结合面与 外圆 作为定位比较合理。 3、切削力及夹紧力的计算 刀具：麻花钻， 0则 F=54.5 z (切削手册 ) 查表得： 0mm,95, 以： F=(192 20 20=79401N 查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值： E =79401=63521N E=79401=47640N E=79401=42082N 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中： 基本安全系数， 2 加工性质系数， 刀具钝化系数， 2 断续切削系数， F/=K 63521 =211366N 选用螺旋 板夹紧机构，故夹紧力 ， f= N=211366 2841N 4、操作的简要说明 在设计夹 具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的 钻 床夹具就是选择了手动螺旋 板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5、工序精度分析 在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。影响 设计 尺寸的各项误差分析 1、重合 ,故产生定位误差 。 定位尺寸公差 I =02加工尺寸方向上的投影， 的方向与加工方向是一致的，所以 =为平面定位。所以 0. 故 2、垂直度所引起的夹具安装误差，对工序尺寸的影响均小，既 a 可以忽略不计。面到钻套座孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一 ， 。 通常不超过 偏移 t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 30525(300 5 (2用概率法相加总误差为： 9 1 3 9 22098137以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 车外圆 夹具的设计 ( 85 上偏差为 偏差为 问题的提出 ： 夹具的种类很多，有通用夹具，专用夹具和组合夹具等，本夹具是用来车削粗车和半精车轴的外圆，由于本零件比较特殊，为了使定位误差为零 ，我们设计基准为轴顶尖位置，作为主要的基准。在刀具方面我们选用硬质合金车刀刀具加工。 确定定位方案，设计定位元件 ： 工件上的加工为车削轴的外圆，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响，所以根据 轴本身的加工特点来选择定位的方式。我们选择用两边的顶尖夹紧，来实现定位加工。 夹紧力计算： 计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在车买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 削加工过程中切削力为圆周切削分力，因此，在计算夹紧力时可以不计算径向切削分力和轴向切削分力。为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力。即： k ，即： ，其中 6543210 ，查机床夹具设计手册表 1： K ； K ； 2K K ； K ；K ； K ，所以 K =机床夹具设计手册表 1表 1 z ，其中 ，查机床夹具设计手册表 1： 17.1；7.1； 0.1； 0.1所以 K = 所 以1 4 0 7 3 此，实际所需要的夹紧力为23 7 7 86 9 0 4 k 。 由于两端是顶尖装夹，左顶尖直接装夹在机床尾座上， 右 顶尖装夹在机床主轴上，所以加紧力是满足要求的。 绘制夹具总体图 如下 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 当上述各种元件的结构和布置确定之后，也就基本上决定了夹具体和夹具整体结构的型式。 绘图时先用双点划线（细线）绘出工件，然后在各个定位面绘制出定位元件和夹紧机构，就形成了夹具体。并按要求标注夹具有关的尺寸、公差和技术要求。 35 35的方孔 ) 本夹具主要用来铣十字头方孔。由于加工本道工序的工序简图可知。铣十字头方孔时，粗糙度要求 ，十字头上平面与下平面有平行度要求 ,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对十字头方孔进行加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。 1 定位基准的选择 由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面与外圆，设计基准也是要求保证方孔应与上 ,下两平面的垂直度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的垂直度，便可保证垂直度的要求。在本工序只需 保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。 为了提高加工效率，现决定用两把铣刀垂直的方孔面同时进行粗精铣加工。同时进行采用手动夹紧。 2 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为外圆与平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面与 V 型。因此进行定位元件的设计主要是对 V 型和压头进行设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 定位误差分析 本夹具选用的定位元件为一面与 ,不存在定位误差 4 铣削力与夹紧力计算 本夹具是在铣床上使用的，用于定位压头螺钉的不但起到定位用，还用于 夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对压头施加一定的夹紧力。由计算公式 + 1 )/2+r 2) 式（ 螺旋轴线作用的夹紧力 用在六角螺母 L作用力的力臂 ( 纹中径 (螺纹升角 ( ) 1螺纹副的当量摩擦 ( ) 2螺杆 (或螺母 )端部与 工件 (或压块 )的摩擦角 ( ) r螺杆 (或螺母 )端部与工件 (或压块 )的当量摩擦半径 ( ) 根据参考文献 6其回归方程为 中 栓夹紧力 (N)； 矩系数 (1) 用在螺母上的力矩 ( 5 2000=10000N 5 夹具体槽形与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 U 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作 表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据参考文献 11定向键的结构如图 示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 定向键 根据参考文献 11夹具 U 型槽的结构如图 图 U 型槽 主要结构尺寸参数如下表 示。 表 U 型槽的结构尺寸 螺栓直径 d D 1D L 12 14 30 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成传动箱体上平面尺寸为 210 315铣加工，所以选用直角对刀块。根据 80直角对到刀块的结构和尺寸如图 1014737825图 直 角对刀块 塞尺选用平塞尺，其结构如图 示。 标记 四周倒圆图 平塞尺 塞尺尺寸如表 表 平塞尺结构尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 公称尺寸 H 允差 d C 3 6 夹紧装置及夹具体设计 夹紧装置采用移动的压头来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。 图 夹具图 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即 可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图如上所示。 具设计及操作的简要说明 本夹具用于在立式铣床上加工十字头，工件以与此相垂直的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，在 V 型块与底板实现定位。采用转动压头夹紧工件。当加工完一边，可松开手柄来加工另一边。如夹具装配图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第五部分 设计体 会 此次设计 是对我们所学课程知识的总结。通过 本次 设计可以体现出我们在校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出有力判断。 从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了 辅导时间。为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只有侧面的了解。但是同过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。 刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。 在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的