夹具课程设计说明书

PAGEPAGE12PAGE１夹具课程设计说明书设计目的现代机械制造工艺设计是机械类专业学生在学完了《机械制造技术基础》等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。本次课程设计内容包括零件的分析，工艺路线的制定，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具体零件图的绘制等。工艺设计部分1零件的工艺分析1.1确定生产类型生产类型为中批生产。1.2零件的作用该零件是B6065牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即16mm孔装一棘爪，16mm孔通过销与杠连接杆，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕32mm轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。1.3技术条件分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，32的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：1.32mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：32mm的两个端面及孔和倒角，16mm的两个端面及孔和倒角。2.以16mm孔为加工表面这一组加工表面包括，16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹，6mm的孔及120°倒角2mm的沟槽。这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：1.32mm孔内与16mm中心线垂直度公差为0.10；2.32mm孔端面与16mm中心线的距离为12mm。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2毛坯的选择推动架零件材料为HT200，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，中批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用砂型铸造。由于零件上孔都较小，且都有严格的表面精度要求，故都不铸出，留待后续机械加工反而经济实用。3机械加工工艺过程3.1定位基准的选择粗基准选择：对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，B6065刨床推动架以外圆作为粗基准。精基准选择：精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择的孔和的左端面和的孔作为精基准。3.2推动架各表面的加工方案3.2.1平面加工1）孔的左端面加工左端面的表面粗糙度为Ra6.3，用来作为精基准，可采用粗车、半精车、精车的加工方法。2）右端面加工右端面的表面粗糙度为Ra6.3，可采用粗铣后精铣即可达到要求。3）两个端面加工两个端面的表面粗糙度为Ra25，要求不高，粗铣再精铣即可。4）顶面加工顶面的表面粗糙度为Ra6.3，要求不高，粗铣再精铣即可。3.2.2孔加工由于支架孔的尺寸都小于35mm，因此铸造时都不予铸出。1）横向孔的加工与纵向孔的加工精度为IT7，要求最高，可采用钻、扩、铰的加工方法。其中有阶梯孔需要用锪钻，保证台阶面的粗糙度要求。2）孔的加工孔需先钻的小孔，后钻32的孔，由于精度要求为IT8，采用钻、扩、精车的加工方法。3）孔的加工孔需先钻的小孔，后钻的孔，由于精度要求为IT8，采用钻、扩、铰的加工方法。4）M8螺纹孔的加工采用钻、铰、攻丝的加工方法即可。5）油孔的加工采用钻、导角的加工方法即可。3.2.3槽加工1）油槽的加工可以采用在车床上直接用特制的拉刀拉削油槽。2）顶端十字槽的加工可以采用粗铣、半精铣、精铣的加工方法。3.3推动架机械加工工艺过程以上各加工表面的加工方案确定后，按照“先面后孔”“先粗后精”和“基面导前”的加工原则，并考虑到零件是中批量生产，将零件的机械加工工艺过程安排如下：1铸造2热处理3粗车、半精车、精车左端面，钻、扩、粗车孔，拉R3油槽，精车孔4粗铣、半精铣、精铣和孔的右端面5粗铣、半精铣、精铣孔的左端面6钻、扩、铰的孔7粗铣、半精铣、精铣深9.5mm宽6mm的槽，精铣深1mm宽6mm的槽8钻、扩、铰的孔，扩、铰、锪阶梯孔9钻、铰M8螺纹孔，攻M8—6H螺纹10钻油孔，锪的倒角11去毛刺12淬火处理13检验各部尺寸、精度14入库3.4推动架加工工艺过程卡表1.1推动架加工工艺过程卡湖南工程学院机械加工工艺过程卡产品型号B6065零件图号共（2）页产品名称牛头刨床零件名称推动架第（1）页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯可制件数１每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准备单件010铸造铸造毛坯020热处理人工时效处理030车1）粗车、半精车、精车左端面CA6136车床专用车床夹具2）钻、扩、粗车孔3）拉R3油槽4）精车孔040铣粗铣、半精铣、精铣和孔的右端面立式铣床专用铣床夹具050铣粗铣、半精铣、精铣孔的左端面立式铣床专用铣床夹具060钻钻、扩、铰的孔Z35摇臂钻床专用钻床夹具070铣1）粗铣、半精铣、精铣深9.5mm宽6mm的槽立式铣床专用铣床夹具2）精铣深1mm宽6mm的槽080钻1）钻、扩、铰的孔Z35摇臂钻床专用钻床夹具标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计审核标准化会签日期罗超明湖南工程学院机械加工工艺过程卡产品型号B6065零件图号共（2）页产品名称牛头刨床零件名称推动架第（2）页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯可制件数１每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准备单件2）扩、铰、锪阶梯孔090钻1）钻、铰M8螺纹孔Z35摇臂钻床专用钻床夹具2）攻M8—6H螺纹丝锥100钻1）钻油孔Z35摇臂钻床专用钻床夹具2）锪的倒角110钳去毛刺120淬火淬火处理130检检验各部尺寸、精度140入库标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期设计审核标准化会签日期罗超明4铣推动架顶端槽加工工序设计4.1选择加工设备、刀具、夹具和量具铣削槽时，选择XA6132立式铣床。铣刀依据资料,选择高速钢圆柱铣刀,直径d=60mm，齿数z=10，及直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。用游标卡尺检测槽的宽度和深度。用粗糙度样板比照槽的表面粗糙度。零件外形不规则，使用铣床专用夹具。4.2加工工序尺寸及公差查阅文献（1），槽加工的最后工序为精铣，精铣余量为0.3mm，前道工序为半精铣，半精铣余量为0.7mm，槽的毛坯余量为2mm，则粗铣余量为1.0mm。槽毛坯深度为0mm，粗铣后工序尺寸为8.5mm，半精铣后工序尺寸为9.2mm，精铣底面，则工序尺寸为9.5mm。4.3铣削槽的切削用量计算本工序为铣深9.5mm,宽6mm的槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6mm，根据资料选择铣刀的基本形状r=10°，a=20°，已知铣削宽度a=3mm，铣削深度a=9mm故机床选用XA6132立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.52～0.10mm/z、现取f=0.52mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.20mm，耐用度T=60min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知，依据铣刀直径d=6mm，铣削宽度a=3mm，铣削深度a=9mm，耐用度T=60min时查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc=Vc==8.49m/min实际进给量：f=f==0.16mm/z4.校验机床功率据资料可知，切削功率的修正系数k=1，则P=2.8kw，P=0.8kw，可知机床功率能满足要求。4.4铣削槽的切削工时计算根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为：t=t==2.75min4.5推动架加工工序卡推动架加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号B6065零部件图号产品名称牛头刨床零部件名称推动架共1页第1页车间工序号工序号称材料牌号铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床1夹具编号夹具名称切削液专用铣床夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣槽1.专用铣床夹具30094.20.642.52半精铣槽2.D=6mm槽铣刀375117.80.521.53精铣槽4751490.321.03.粗糙度样板4.游标卡尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件编号签字日期标记处数更改文件号签字日期罗超明夹具设计部分5铣槽的专用夹具的设计5.1定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择孔32mm和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。5.2夹紧方案的确定夹紧力方向原则：（1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置；（2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；（3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。夹紧作用点原则：（1）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；（2）夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式。本设计方案选用的是螺旋夹紧机构，夹紧方向水平向左，通过螺母的转动，带动开口垫圈向左移动，进而作用在工件端面上，实现夹紧，具体夹紧装置的布置见A2图纸。这种夹紧方式和夹紧装置简单实用，且对于中批量生产能较快装夹工件，劳动强度较小，成本低，简单可靠。5.3对刀装置由于夹具体的结构不便于对刀块的放置，因此设计中以夹具体上平面为对刀平面，加工夹具体时该平面采用粗铣、半精铣后再精磨的加工方法，以保证对刀的精确。设计心得时间过得真快，为期三周的夹具设计即将接近尾声了。回想三周以来，我们有过汗水，有过烦恼，有过失败，有过微笑。这三周是对我们大学四年所学的机械知识的考验，同时也是对我们的态度的考验。这三周我们有过付出，也有收获，这三周给我留下了美好的回忆。从老师那接到任务，我们就开始讨论，然后查阅了很多相关资料，把基本的构造定下来，然后再作修改，然后再把它用CAXA画出来，自己修改的差不多就打印出来让老师修改，在这过程中我们看到了我们很多地方的不足，还需深入学习，经老师多次修改，我们才最终定下来，然后把说明书写好，好不容易把它完成。三周的时间说长也不长，说短也不短，这三周我学到了很多东西，也学会了很多东西，对于以前所学的知识也得到了巩固，更重要的是锻炼了我们的实践能力和团队协作能力，这对我们今后的工作是非常有帮助的，像这样的课程设计，我们应该积极的参与。经过三周的辛勤的付出，我们终于把我们的夹具顶给设计出来了，这是我们非常欣慰的。这三周将是我们大学期间难忘的片段之一，给我们留下了美好的回忆。参考文献1陈宏均．机械加工工艺设计员手册