机械制造技术课程设计极限开关座的加工工艺及其铣基准面A的夹具设计【全套图纸】

1、 设计说明书 课程名称： 题目名称： 班 级：20 级 专业 班姓 名： 学 号： 指导教师： 评定成绩：教师评语： 指导老师签名： 20 年 月 日摘 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。极限开关座的加工工艺规程及其铣基准面a与扩36孔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

2、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：切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸，加153893796abstrctthe design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspec

3、ts of knowledge.limit switch processing technological process and its milling datum a and expanded with 36 hole jig design is to include parts machining process design, process design and fixture design in three parts. in the design process should first of all parts for analysis, to understand the p

4、arts of the process to design a rough structure, and choose the good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of the process step size calculation, is the key to decide the process equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection an

5、d design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, a guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error analysis, fixture structure rationality and deficiency, and later

6、in the design of improved.key words : cutting, clamping, positioning, error.目 录序言11. 零件分析 22. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 32.3制定工艺路线 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5确定切削用量及基本工时73 夹具设计213.1问题的提出213.2定位基准的选择213.3切削力及夹紧力计算213.4定位误差分析233.5定向键和对刀装置设计243.6夹具设计及操作简要说明26总 结28致 谢29参考文献 30序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸

7、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。极限开关座的加工工艺规程及其铣基准面a，扩36孔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，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保

8、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。1、 零件的分析极限开关座是用来固定极限开关的，所谓极限就是最后一道防线，是作为限位来用的。2. 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ht200，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。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

9、，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 毛坯的设计极限开关座零件材料为 ht200，硬度选用260hbs，毛坯重约1kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 基准面a，表面粗糙度为3.2，需要二步加工方能满足要求，粗铣精铣，查机械设计工艺手册，表2-10得粗铣 单边余量 z=0.4精铣 单边余量 z=0.12.基准面a的对面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.53、与基准面a垂直度公差

10、为0.02的面，表面粗糙度为3.2，需二步加工方能满足要求，粗铣精铣，查机械设计工艺手册，表2-10得粗铣 单边余量 z=0.4精铣 单边余量 z=0.14、40x10的面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.55、75x10的面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.56、60x12的面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.57、40x12的左右两侧面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计

11、工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.58、36孔，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-7得，单边余量z=0.59、工件上的其他孔，因它们的尺寸都不大，很难铸造成型，在这里我们采用实心铸造。毛坯图如下：2.3 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，极限开关座零件非常不规则，我们选取36孔做为定位的粗基

12、准。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 所以在此我们选择基准面a作为定位精基准。 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。 方案一工序1：铸造。工序2：时效处理工序3：粗铣、精铣基准面a，表面粗糙度为3.2工序4：铣基准面a的对面，表面粗糙度为12.5工序5：铣2-7的槽，铣2-13

13、的槽工序6：钻2-5锥销孔工序7：粗铣、精铣与基准面a垂直度公差为0.02的面，表面粗糙度为3.2工序8：扩36孔，表面粗造度为12.5工序9：钻、攻2-m6的螺纹孔工序10：铣40x10的面，表面粗糙度为12.5工序11：铣75x10的面，表面粗糙度为12.5工序12：铣60x12的面，表面粗糙度为12.5工序13：铣左侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工序14：铣右侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工序15：去毛刺工序16：涂漆工序17：质检、入库（按零件图）方案二工序1：铸造。工序2：时效处理工序3：粗铣、精铣基准面a，表面粗糙度为3.2工序4：铣基准面a的对

14、面，表面粗糙度为12.5工序5：粗铣、精铣与基准面a垂直度公差为0.02的面，表面粗糙度为3.2工序6：钻、攻2-m6的螺纹孔工序7：铣40x10的面，表面粗糙度为12.5工序8：铣75x10的面，表面粗糙度为12.5工序9：铣60x12的面，表面粗糙度为12.5工序10：铣左侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工序11：铣右侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工序12：扩36孔，表面粗造度为12.5工序13：铣2-7的槽，铣2-13的槽工序14：钻2-5锥销孔工序15：去毛刺工序16：涂漆工序17：质检、入库（按零件图）方案二和方案一的不同之处在于方案二是加工了所有的

15、面之后然后再加工孔，而方案一则是先加工出精基准，然后就加工出了定位基准，简化了后序加工的夹具设计，提高了效率，降低了成本，所以选取方案一，具体的加工路线如下：工序1：铸造。工序2：时效处理工序3：粗铣、精铣基准面a，表面粗糙度为3.2工序4：铣基准面a的对面，表面粗糙度为12.5工序5：铣2-7的槽，铣2-13的槽工序6：钻2-5锥销孔工序7：粗铣、精铣与基准面a垂直度公差为0.02的面，表面粗糙度为3.2工序8：扩36孔，表面粗造度为12.5工序9：钻、攻2-m6的螺纹孔工序10：铣40x10的面，表面粗糙度为12.5工序11：铣75x10的面，表面粗糙度为12.5工序12：铣60x12的面

16、，表面粗糙度为12.5工序13：铣左侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工序14：铣右侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工序15：去毛刺工序16：涂漆工序17：质检、入库（按零件图）2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. 基准面a，表面粗糙度为3.2，需要二步加工方能满足要求，粗铣精铣，查机械设计工艺手册，表2-10得粗铣 单边余量 z=0.4精铣 单边余量 z=0.12.基准面a的对面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.5

17、3、与基准面a垂直度公差为0.02的面，表面粗糙度为3.2，需二步加工方能满足要求，粗铣精铣，查机械设计工艺手册，表2-10得粗铣 单边余量 z=0.4精铣 单边余量 z=0.14、40x10的面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.55、75x10的面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.56、60x12的面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.57、40x12的左右两侧面，表面粗糙度为12.5，只需一步加工

18、即能满足要求，查机械设计工艺手册，表2-10得，单边余量z=0.58、36孔，表面粗糙度为12.5，只需一步加工即可满足要求，查机械设计工艺手册，表2-7得，单边余量z=0.59、工件上的其他孔，因它们的尺寸都不大，很难铸造成型，在这里我们采用实心铸造。2.5 确定切削用量及基本工时工序1：铸造工序2：时效处理工序3：粗铣、精铣基准面a，表面粗糙度为3.2工步一：粗铣基准面a1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.4mm，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 =0.4mm2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度

19、。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：精铣基准面a，表面粗糙度为3.21. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.1mm，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 =0.1mm2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序4：铣基准面a的对面，表面粗糙度为12.51. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.

20、5mm，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 =0.5mm5） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当175r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序5：铣2-7的槽，铣2-13的槽工步一：铣2-7的槽选择刀具刀具选取高速钢立铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在10次走刀内铣完，则2)决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取275当275r/min时按机床标

21、准选取3)计算工时切削工时： ，则机动工时为工步二：铣2-13的槽选择刀具刀具选取高速钢立铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在2次走刀内铣完，则2)决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当175r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时： ，则机动工时为工序6：钻2-5锥销孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工5孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据z3025机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-

22、14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为总的工时：t=2t=0.285min工序7：粗铣、精铣与基准面a垂直度公差为0.02的面，表面粗糙度为3.2工步一：粗铣与基准面a垂直度公差为0.02的面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.4mm，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 =0.4mm2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：精铣与基准面a垂直度公

23、差为0.02的面，表面粗糙度为3.21. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.1mm，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 =0.1mm5） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序8：扩36孔，表面粗造度为12.5利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序9：钻、攻2-m6的螺纹

24、孔工步一：钻2-m6的螺纹底孔5.1 选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得=6r/min（切削表2.15）=382r/min按机床选取n=375r/min基本工时：总的工时t=2t=0.277min工步二：攻螺纹m6mm 选择m6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.25mm/r =6r/min=318.5r/mm 按机床选取n=275r/mm基本工时：总的工时：t=2t=0.356min工序10：铣40x10的面，表面粗糙度为12.51. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.5mm，。2. 决定铣削用量1）决定

25、铣削深度 =0.5mm2）决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当175r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序11：铣75x10的面，表面粗糙度为12.51. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.5mm，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 =0.5mm2）决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当175r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，则机动工时为工序

26、12：铣60x12的面，表面粗糙度为12.51. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.5mm，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 =0.5mm2）决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当175r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，则机动工时为工序13：铣左侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工步一：铣左侧40x12的面，表面粗糙度为12.51. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.5mm，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度

27、 =0.5mm2）决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当175r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：倒角c3工序14：铣右侧40x12的面，表面粗糙度为12.5，倒角c3工步一：铣右侧40x12的面，表面粗糙度为12.51. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8,=0.5mm，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 =0.5mm2）决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取175当17

28、5r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：倒角c3工序15：去毛刺工序16：涂漆工序17：质检、入库（按零件图）3、 夹具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。由指导老师的分配，决定设计工序3：粗铣、精铣基准面a的夹具设计。3.1问题的提出 本夹具主要用于铣宽8的槽，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加

29、困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。选择36孔和其端面作为定位基准，并用一个圆柱销来防止工件转动。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定采用螺母与快换垫圈配合来实现工件的夹紧，对刀装置则是由方形对刀块和支座来完成。3.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用立铣刀 d=30mm 机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 f=889.4n 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 k=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1

30、.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 f=+g g为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=16mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，3.4 定位误差分析（1） 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和一心轴和一挡销定位，孔与销间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销

31、配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： td=dmax-dmin 本工序采用一心轴，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。3.5定向键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

32、工作台t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。根据gb220780定向键结构如图所示：图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据t形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表 blhhd夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差d18-0.014-0.04525125116.817+0.0236对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是用来铣基准面a的，所以选用方形对刀块。方形对刀块的结构和尺寸如图所示：图 3.4 对刀块图塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸h允差dc1-0.0060.253.6 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。装配图附