夹具设计课程设计说明书

PAGEPAGE2目录序言 1一、零件的分析 11.1零件的作用 11.2零件的工艺分析 11.3零件的技术要求 2二、工艺规程设计 32.1确定毛坯的制造形式 32.2基准的选择 32.2.1粗基准的选择 32.2.2精基准的选择 4三、制定工艺路线 4四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8五、确定切削用量及基本工时 8六、粗铣平面夹具设计设计 96.1问题的提出 96.2定位基准的选择 96.3.切削力及夹紧力的计算 96.4误差分析及计算 10七、总结 11参考资料 12序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械设计制造与自动化专业相关课程之后的一次具有总结意义的课程设计，是我们在进行毕业设计之前的一次较深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，就我个人而言，希望能通过此次设计来更好的锻炼自己的能力，提升自己的综合水平。由于能力所限，设计中尚有一些不足之处，恳请老师给予指教。一、零件的分析1.1零件的作用题目所给的是CA6140车床后托架。后托架在CA6140车床车身的尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向开关，其加强固定作用。在与之间的孔为毛线孔，用于导通油路；旁边的螺纹孔是连接油盖的；正面的四个孔将后托架固定于车床尾部。1.2零件的工艺分析CA6140机床后托架的是CA6140机床的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.3零件的技术要求其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。⑴．以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。⑵．另一组加工是侧面的三孔，分别为，，，其表面粗糙度要求要求的精度等级分别是，，。⑶．以底面为基准加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。⑷．CA6140机床后托架毛坯的选择金属铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为CA6140机床后托架的重量只有3.05kg,而年产量是5000件，由[7]《机械加工工艺手册》表2.1-3可知是中批量生产。二、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，由于后托架主要用于在加工超出床身长度的细长杆零件时，用来支撑工作机床附件，主要起支撑和固定作用，承受静载荷，因此选用铸件，有零件年产量较大，属大批生产的水平，且零件的轮廓尺寸不大，可采用金属模机器造型铸造，这可大量减少切削加工的劳动量，提高材料的利用率，降低了机械加工成本。从加工精度方面考虑，这也是可行的。2.2基准的选择2.2.1粗基准的选择与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的加工表面作为粗基准）从CA6140机床后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为CA6140机床后托架加工粗基准。2.2.2精基准的选择根据精基准的选择原则，要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。三、制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度、位置精度等技术要求能得到合理的保证。在用生产纲领确定为批量生产的条件下，可以考虑用万能车床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，同时也要保证质量。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表1.1加工工艺路线方案比较表工序号方案Ⅰ方案Ⅱ工序内容定位基准工序内容定位基准10粗铣底平面侧面和外圆粗铣底平面侧面和外圆20精铣底平侧面和外圆粗镗孔：、锪R22端面底面和侧面30钻、扩孔：、底面和侧面钻、孔扩、孔底面和侧面40粗铰孔：、、底面和侧面钻螺纹底孔、钻孔底面和顶面两孔50精铰孔：、、侧面和两孔精铣底面A三杠孔和侧面60粗铣油槽底面和侧面半精镗镗孔：，，精镗：底面和顶面两孔70锪钻孔：底面和侧面去毛刺80钻：、底面和侧面攻螺纹底面和侧面90扩孔底面和侧面加工油槽100精铰锥孔：底面和侧面检验入库110锪钻孔：、底面和侧面120钻：、底面和孔130攻螺纹底面和孔140检验加工工艺路线方案的论证：⑴．方案Ⅱ在120工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。⑵．方案Ⅱ在10工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分开原则。由以上分析：方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表1.2加工工艺过程表工序号工种工作内容说明10铣粗铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床（X53K）20粗镗粗镗镗孔：，，锪R22端面工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）30钻、扩钻、孔扩、孔工件用专用夹具装夹；摇臂钻床40钻钻螺纹底孔、钻孔工件用专用夹具装夹；摇臂钻床50铣精铣底平面A工件用专用夹具装夹；立式铣床（X6132）60镗半精镗镗孔：，，精镗工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）70钳攻螺纹钳工80去毛刺90镗加工油槽100检验入库清洗，涂防锈油（选工序10为工序及夹具设计对象）四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT200，硬度HB为150-200，生产类型为大批量生产，采用金属模机器造型铸造毛坯。此工序进行底面的铣削，查[16]表4-29，粗铣的加工余量为1.5-2.0；查[16]表4-30，精铣的加工余量为0.6-0.8。所以，零件的总加工余量为2.1-2.8之间。确定切削用量及基本工时加工条件：工序10粗铣托架底面工件材料：HT200，铸造机床：立式铣床X53K刀具：W6Mo5Cr4V2Al，刀型采用套式立铣刀，刀具尺寸D=80，z=10确定切削用量查[17]表4.2-32，取n=125r/min，实际切削速度为，此时，工作台每分钟进给量为，其中，查[18]表9-13，。（计算基本工时查[19]基本工时：其中，，查表3.25，入切量及超切量L=120+14=134mm所以。六、夹具设计6.1问题的提出要用来粗铣托台底面，因为是第一道工序，为粗加工，对精度的要求并不是太高，主要考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度。6.2定位基准的选择可知，托架底面在粗加工时，只能以铸造面为基准，此处选择主视图最右端的R21圆柱面和最左端的短平面为定位基准，采用V形块和固定支撑板定位，为了提高效率和减小劳动强度，采用气动夹紧。6.3切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢套式立铣刀，直径80mm，z=10查切削手册知：，其中所以：水平分力：Fh=1.1F=3091N垂直分力：Fv=0.3F=843N计算时应考虑安全系数。安全系数K=K1K2K3K4其中：K1为基本安全系数1.5K2为加工性质系数1.1K3为刀具钝化系数1.1K4为断续切削系数1.1所以F'=KFh=1.5x1.1x1.1x1.1x3091=5610.2。气缸选用直径125mm。当压缩空气单位压力为0.8MPa时，气缸推力为9817.2N故本夹具可安全工作。6.4误差分析与计算本夹具由于是第一步加工所用夹具，其本身的定位就是用粗基准定位，所以在精度公差方面还不涉及去如何保证的问题，只要能保证工件在加工完的基本尺寸即可。通过分析可知，在保证了定位件的位置精度后，即可保证工件的基本尺寸。七、总结通过本次的毕业设计，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、铣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。参考文献[1]许晓旸，专用机床设备设计[M]，重庆：重庆大学出版社，2003。[2]孙已德，机床夹具图册[M]，北京：机械工业出版社，1984：20-23。[3]贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册[M]，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。[4]东北重型机械学院等，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。[5]孟少龙，机械加工工艺手册第1卷[M]，北京：机械工业出版社，1991。[6]《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。[7]李洪，机械加工工艺手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。[8]马贤智，机械加工余量与公差手册[M]，北京：中国标准出版社，1994。[9]上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1984。[10]周永强，高等学校毕业设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2002。[11]刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册[M]，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。[12]余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995。[13]东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出