工艺夹具毕业设计71设计“手柄座”零件的机械加工工艺规程及工艺装备

- 1 - 机械制造工艺学课程设计任务书 题目 ： 设计“手柄座”零件的 机械 加工工艺规程及工艺装备 。 内容 ：（ 1）毛坯图 -1 张 （ 2 零件图 -1 张 （ 3）机械加工工艺卡 -1 套 （ 4） 夹具总装图 -1 张 （ 5） 课程设计说明书 -1 份 班级： 03 级机本一班 学生： * 指导老师： 于洪溪、 张志强老师 2006 年 6 月 16 日 - 2 - 设 计 说 明 本次设计是在我们学完了相关的基础课、技术基础课及大部分专业课之后进行的这是我们在毕业设计之前的一次深入的综合性的复习，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。 在学完机械制造工艺学的基础上进行这样的设计和练习，我觉得是很有必要的，它对我们的理论提高 有了一定启发，让我们知道了学习的重点和怎么根据具体的情况设计出可行的夹具。也让我提高了分析问题、解决问题的能力，为以后的进一步发展打下了良好的基础。 由于时间比较仓促，设计 尚有很多 的不足之处 ，恳请各位老师给予指教。 一 、零件的工艺分析 手柄座的加工 共有两组加工表面，它们相互之间有一定的要求。现分述如下： （ 1） 、 以工件的上下表面为中心加工孔和槽。 钻 10H7 的孔，钻 14H7的孔，钻 5.5 mm 的孔，铣 14mm*43mm 的槽，钻 5mm，钻 M10H7并配加钳工加工。其中主要加工孔 10H7。 （ 2） 、以 25 mm 的孔为中心加工表面和孔。铣上下表面，钻 10H7， 钻 14H7的孔，钻 5.5 mm 的孔 ，钻 5mm，钻 M10H7 并配加钳工加工。 有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。 二 、工艺规程的设计 1 、确定毛坯的 的制造形式 零件材料为铸铁。手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的 定位有一定的保证作用。 2 、基准的选择 （ 1）、 粗基准的的选择 对于一般的箱体零件而言，以外表面作为 粗基准是合理的。但本对于零件来说 25 mm 作为粗基准，则可造成钻孔的垂直 - 3 - 度和轴的平行度不能保证。对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的上下表面互为基准，再利用四爪卡盘卡住车 25 mm。 利用内孔 25 mm及键槽定位进行钻 10mm，在 25 mm 中以长心轴、键槽及零件的下表面进行自由定位，达到完全定位。 （ 2） 、精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合 时，因该进行尺寸换算。 3 、制订工艺路线 生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。 （ 1） 、工艺路线方案一： 工序一：粗铣上 、 下表面，精铣下表面； 工序二：粗、精车 25 mm； 工序三：插键槽 6H9； 工序四：铣槽 14*43 mm； 工序五：钻、拉孔 10H7； 工序六：钻孔 5.5 mm； 工序七：钻、扩 14H7； 工序八： 钻、钳 5 mm、 M10-7H； 工序九： 终检 。 （ 2）、工艺路线方案二： 工序一：粗、精车 25 mm； 工序二：粗铣上、下表面 ； 工序三： 精铣下表面； 工序四： 插键槽 6H9 mm； 工序五： 铣槽 14 mm *43 mm； 工序六： 钻孔 5.5 mm； 工序七： 钻、拉孔 10H7； 工序八： 钻、扩 14H7； 工序九： 钻、钳 5mm、 M10-7H； 工序十： 终检。 （ 3）、工艺方案的分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工 25H8 的孔，再以 25H8 的孔的孔为基准加工 10 mm的孔。方案二则是先加孔 25H8 后再加工上下表面，再加工孔 10mm，此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本 。经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工 25H8 及插键槽，最后完成对 10 mm的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。 具体的工艺过程如下： 工序一：粗铣 上、下表面，精 铣 下表面 ，上、下表面互为基准进行加工，选用 X63 卧式铣床加工 ； 工序二：粗、精车 25 mm，以下表面为基准，用响应的卡具夹紧工件选 用 C620 立式车床 ； 工序三：插键槽 6H9，利用工件上、下表面定位，选用 ； - 4 - 工序四： 铣槽 14*43 mm，利用上、下表面定位，选用 X63 卧式铣床及专用夹具定位； 工序五： 钻、拉孔 10H7，利用上下表面、及键槽 6H9 定位，选用 Z525 立式钻床； 工序六：钻孔 5.5 mm，以上、下表面定位及定位， 选用 Z525 立式钻床 ； 工序七：钻、扩 14H7， 选用 Z525 立式钻床； 工序八：钻、钳 5 mm、 M10-7H 以上、下表面定位及 25 H8定位，选用 Z525 立式钻床及专用夹具； 工序九：终检。 4 、机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “手柄座”零件材料为铸铁，硬度为 HBS65 87，毛坯的重量约为 200Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸模。 具体的数据见零件图。 三 、 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，需要设计专用的夹具。 有老师分配的任务，我被要求设计第五道工序 -钻孔 10H7，本夹具将用于 Z525 立式钻床。 （ 1） 、问题提出 本夹具主要用来钻 10H7 的孔，同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求 。且在钻 孔后还要进行拉孔，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。 （ 2） 、夹具设计 1 ） 定位基准的选择 ； 有零件图可知， 10mm 孔对 25 H8 有平行度要求及垂直度要求，其设计基准是以 25 H8 的中心线。为了减少精度误差，选用了孔键定位的自动定心夹具。且以键槽为其纵向定位的主要定位基准面。 2 ） 夹紧力分析； 3 ） 定位误差的分析； 4 ） 夹具设计及操作的简要说明； 如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了快换垫圈的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔，因此在 铅直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。 因此，应设法解决上述问题。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择精度的心轴，使其定位精确，并使心轴连在夹具体内，这样可以减少纵向倾斜的偏差；三是： 加大螺母和开口 垫圈的加紧力。使工作进行时，工作紧凑和保证加工要求。夹具体上装有快换钻套，使夹具在一批零件之间能加工不同要求的零件，同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板，这样有利于工件的拆装。 - 5 - 附表 1 机械加工工艺过程卡 长 沙 大 学 零 件 号 机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 零件名称 手柄座 生产类型 大批生产 工 序 安装（工位） 工 步 工 序 说 明 工 序 简 图 机 床 1 1 粗精铣上下表面 下表面精度为 12.5 上下表面之间的距离为43mm X63 卧式铣床 1 1 粗、精车 25H8 mm C620立式车床 1 1 插键槽 6H9 - 6 - 材 料 铸 铁 编 制 （日期） 毛坯重量 10Kg 指 导 毛坯种类 铸造件 审 核 夹具或辅助工具 刀 具 量 具 走刀次数 走刀长度/mm 切削深度/mm 进给量/mm 主轴转速/rmin-1 切削速度/m.min-1 工时定额 /min 基本时间 专用夹具 高速钢立铣刀 卡板 1 1 100 100 2.0 1.0 60mm/min 60mm/min 37.5 60 26.5 48.5 1.75 0.8 专用夹具 车刀 卡板 1 1 105 105 1.5 1.0 0.5 0.5 600 770 122 145 0.31 0.06 专用夹具 插刀 卡尺 n 54 0.6 52 - 7 - 长 沙 大 学 零 件 号 机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 零件名称 手柄座 生产类型 大批生产 工 序 安装（工位） 工 步 工 序 说 明 工 序 简 图 机 床 1 1 铣槽14*43 mm X63 卧式铣床 1 钻、拉孔 10H7 钻、扩 14H7 1 钻孔 5.5 mm 钻、扩 14H7 - 8 - 材 料 铸 铁 编 制 （日期） 毛坯重量 10Kg 指 导 毛坯种类 铸造件 审 核 夹具或辅助工具 刀 具 量 具 走刀次数 走刀长度/mm 切削深度/mm 进给量/mm 主轴转速/rmin-1 切削速度/m.min-1 工时定额 /min 基本时间 专用夹具 高速钢两面铣刀 45mm 卡板 1 43 3.1 60mm/min 37.5 26.5 1.75 专用夹具 麻花钻 10mm 卡尺 1 45 4.2 0.30 136 10.68 1.6 专用夹具 麻花钻5.5mm 卡尺 1 8 5.2 0.30 136 10.68 0.6 - 9 - 长 沙 大 学 零 件 号 机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 零件名称 手柄座 生产类型 大批生产 工 序 安装（工位） 工 步 工 序 说 明 工 序 简 图 机 床 1 钻、扩 14H7 钻、扩 14H7 1 钻、钳 5 mm、M10-7H 以上、下表面定位及 25 H8 定位 Z525 立式钻床 - 10 - 材 料 铸 铁 编 制 （日期） 毛坯重量 10Kg 指 导 毛坯种类 铸造件 审 核 夹具或辅助工具 刀 具 量 具 走刀次数 走刀长度/mm 切削深度/mm 进给量/mm 主轴转速/rmin-1 切削速度/m.min-1 工时定额 /min 基本时间 专用夹具 麻花钻12mm 扩孔钻 14mm 卡尺 1 1 30 33 25 28 0.30 0.18 136 136 10.68 10.68 0.6 专用夹具 麻花钻10mm 卡尺 1 16 10 0.30 80 6.8 - 11 - 设 计 心 得 在学完机械制造工艺学之后，我们经过了为期一个星期（ 2006-6-12-2006-6-17）的 的课程设计。本次课程设计的任务是根据加工工件设计夹具，我设计的零件是手柄座，相对于其他组同学设计的夹具要容易，但我并没有因为它的容易而放弃学习更多的机会，我在设计完自己的夹具同时，和其他的同学一起探讨更好的设计方法。并了解了其他相关工件的设计，在分析的过程中，让我更深刻地了解了工艺对我们学习的重要性，同时也发现了自己的很多不足。感触有： 一 、仅仅了解书 本上的东西是远远不够的，只有在结合自己的实际情况，运用于实践，这样才能更深地了解和 学习好知识。 二 、工艺是一个很细致的工作，我们要在工作中不断的积累经验，学会用自己的知识解决实际问题。 三 、觉得自己学到的知识太有限，知识面太窄，以后还有待加强训练和实践。 四 、同时我们要不断地向别人学习，尤其要多想老师请教，他们可以让我们少走很多的弯路，同时也让我们知道很多优秀的设计方法和与众不同的设计理恋。 五 、创新设计是我们未来生存的法宝，所以从现在开始一定要有意识的锻炼和培养自己在这方面能