孔加工夹具设计说明书、工艺卡、工序卡

1零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，可以肯定原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。各加工表面的加工精度和表面粗糙度均不难获得。该设计涉及到零件表面和孔的加工，现将该带轮的全部技术要求列于表1-1中。表1-1带轮零件技术要求表加工表面尺寸及偏差（哑）公差等级粗糙度形位公差/mm中36的孔036IT71.6030的孔030IT70180的圆柱表面0180IT133.2键槽内侧面10IT93.2键槽底面39.3IT126.308的孔08IT125.0带轮端面60IT126.3M6的螺纹孔M6IT63.2侧面80IT13侧面8IT131.2零件的生产类型零件的生产纲领：年产50000件，属于大批量生产。2确定毛坯，绘制毛坯简图2.1毛坯的制造形式零件材料为HT150,考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本，保证零件工作的可靠，采用铸造。由于年产量为50000件，属于大批量生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量，见表2-1表2-1（单位：mm）铸造类型（砂型）基本尺寸铸件公差等级尺寸公差加工余量等级加工余量侧面80CT92.2MA-G1.4端面60CT92MA-G0.7侧面10CT91.5MA-G0.5圆柱表面(p180CT92.8MA-G2.8铸造倒角为R4毛坯图见附录3拟定工艺路线3.1定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基准的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。3.1.1粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择中180圆面和左端面作为粗基准。采用中180圆面定位加工中心孔可保证的壁厚均匀；采用左端面作粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。3.1.2精基准的选择根据带论零件的技术要求和装配要求，选择带论左端面和中间孔中36mm作为精基准，零件上很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则，中心孔中36的轴线是设计基准，选用其作为精基准加工通孔中30，中8和螺纹孔M6,实现了设计基准和工艺基准的重合，保证的加工表面的垂直度要求。选用带轮左端面作为精基准，同样遵循了“基准重合“的原则，因为该带轮在轴向方向上尺寸多以该端面做设计基准；为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，选用带轮左端面做精基准，夹紧可作用在带轮的右端面上，夹紧稳定可靠。3.2制订机械加工工艺路线3.2.1表面加工方法的确定根绝带轮零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工表面的加工方法，如表3-1所小。表3-1带轮零件各表面加工方案加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注中36的孔IT71.6钻-扩-粗铰-精铰表1-8030的孔3.2钻表1-80180的圆柱表面IT113.2键槽内侧面IT93.2粗铣-精铣-磨削表1-8键槽底面6.3粗铣表1-708的孔5.0钻表1-7带轮端面6.3粗铣表1-7M6的螺纹孔IT63.2攻螺纹表1-103.2.2加工阶段的划分在粗加工阶段：首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先070的右端面作为粗基准粗铣左端面，采用070圆面定位加工内孔036可保证的壁厚均匀；半精加工阶段：以孔036为精基准加工030，以070的左端面为精基准加工其他面和孔。在精加工阶段，进行键槽内侧面的磨削加工。3.2.3工序的集中与分散选用工序集中原则安排带轮的加工工序。该带轮的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.2.4工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——孔中36和中70的左端面

遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。遵循“先主后次”原则，先加工中36内侧表面，在加工外侧表面。遵循“先面后孔”原则，先加工各个表面，再加工各个通孔.3.2.5确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了曲柄的工艺路线。工序号工序名称机床装备刀具量具1粗铣带轮两端面铣床铣刀游标卡尺2钻，扩，粗铰，精铰036孔四面组合钻床钻头复合铰刀塞规，卡尺3粗车0180圆柱表面车床车刀游标卡尺4粗铣键槽底面铣床铣刀卡尺5粗铣，半精铣，精铣键槽侧面铣床铣刀塞规.卡尺6钻铰08孔钻床钻刀，铰刀塞规.卡尺7攻螺纹M6钻床丝锥塞规.卡尺8钻，扩，粗铰，精铰030孔四面组合钻床钻头复合铰刀塞规.卡尺9去毛刺钳工台平锉10中检塞规、百分表、卡尺等11热处理淬火机等12清洗清洗机13去毛刺钳工台平锉14终检塞规、百分表、卡尺等3.3选择加工设备和工艺设备3.3.1机床的选择：采用X6140卧式铣床、钻床。3.3.2选择夹具：该的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3.3.3选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金钻刀即可保证加工质量。3.3.4选择量具：采用塞规.双用游标卡尺。4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定（工序8）:由表可查得，钻孔加工余量为28mm，扩孔加工余量为1.8mm，粗铰加工余量为0.13mm，精铰加工余量为0.07mm，查表可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7，粗铰：IT10，扩：IT11，钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各公布的公差值分别为，精铰：0.035mm；粗铰：0.1mm；扩：0.16mm；钻：0.25mm。综上所述，该工序的各工步的工序尺寸及公差分别为钻孔28+母mm，扩孔：0+0.16 ‘I,、 「…、 +0.03529.8mm粗铰：29.93+0.1mm,精铰：30mm，5确定切削用量及基本时间（工序8）5.1钻孔工步5.1.1背吃刀量的确定取a=10mm,a=10mm,a=8mm5.1.2进给量的确定由指导书表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r.5.1.3切削速度的计算由表5-22按该工序材料为HT150的条件选取，切削素的v取20m/min，由公式n=1000v/兀d求得该工序钻头转速n=212.2r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速带入公式n=1000v/兀d，可求出该工序的实际钻削转速v=n兀d/1000=195r/min*兀*30mm/1000=18.4m/min.5.2扩孔工步5.2.1背吃刀量的确定取a=1.8mm。5.2.2进给量的确定表5-23选取该工步每转进给量为f=0.8mm/r.5.2.3切削速度的计算由表5-24查得按该工序材料为HT150的条件选取，切削素的v取87.5m/min,由公式n=1000v/兀d求得该工序钻头转速n=212.2r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速带入公式n=1000v/兀d，可求出该工序的实际钻削转速v=n兀d/1000=195r/min*兀*30mm/1000=18.4m/min.5.3粗铰工步5.3.1背吃刀量的确定取a=0.13mm。5.3.2进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r.5.3.3切削速度的计算由表5-31，切削速度v可取为8m/min.由公式n=1000v/兀d可求得该工序铰刀转速n=84r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min，再将此转速代入公式n=1000v/兀d，可求出该工序的实际钻削速度v=n兀d/1000=97r/min*兀*30mm/1000=9.1m/min.5.4精铰工步5.4.1背吃刀量的确定取a=0.07mm。5.4.2进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r.5.4.3切削速度的计算由表5-31，切削速度v可取为10m/min.由公式n=1000v/兀d可求得该工序铰刀转速n=106r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min，再将此转速代入公式n=1000v/兀d，可求出该工序的实际钻削速度v=n兀d/1000=97r/min*兀*30mm/1000=9.1m/min.5.5时间定额的计算5.5.1钻孔工步根据表5-41钻孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。使中l=10mm，l=2mm,l=DXcotk/2+(1~2)=28mmXcot45°/2+1mmQ15mm;f=0.3mm/r;n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t=./■(10mm+15mm+2mm)/(0.3mm/rX195r/min)=0.46min=27.7s.5.5.2扩孔工步根据表5-41扩孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。l=10mm，l=2mm,l=(D-d)Xcotk/2+(1~2)=(29.8mm-28mm)Xcot45°2 1 1 r/2+1mmQ1.9mm,f=0.8mm/r,n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t=(10mm+1.9mm+2mm)/(0.8mm/rX195r/min)=0.09min=5.4s.5.5.3粗铰工步根据表5-41铰圆柱孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。l=10mm，l，l由表5-42按k二15°，a=(D-d)/2=(29.93-29.8)/2=0.065的条件查得,l=0.19mm,l=13mm,而f=0.4mm/r,n=97r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t=(10mm+0.19mm+13mm)/(0.4mm/rXj97r/min)=0.60min=36s.5.5.4精铰工步同上，根据表5-41可由公式t=L/fn=(l+1+1)/fn求得。l=10mm,l,j i2 il由表5-42按k=15°,a=(D-d)/2=(30-29.93)/2=0.035的条件查2 r P得，l=0.19mm,l=13mm,而f=0.3mm/r,n=97r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t=(10mm+0.19mm+13mm)/(0.3mm/rX97r/min)=0.80min=48s.5.6辅助时间七的计算辅助时间t与基本时间t之间的关系为t=(0.15~0.2)t，此处取t=0.151，则该工序的辅助时间分别为：f j钻孔工步的辅助时间：t=0.15X27.7s=4.16s扩孔工步的辅助时间：t=O.15X5.4=0.81s粗铰工步的辅助时间：t=0.15X36=5.4s精铰工步的辅助时间：t=0.15X18=2.7s5.7其他时间的计算除了作业时间(基本时间与辅助时间之和)以外，每到工序的单件时间还包括布置工作的时间，休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该带轮零件的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间t是作业时间得2%~7%,休息与生理需要时间t是作业时间得2%~4%，在此均取为3%，则各工序得其他时间(t+t)可按关系式(3%+3%)X(t+1)计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间：6%X(27.7s+4.16s)=1.91s扩孔工步的其他时间：6%X(5.4s+0.81s)=0.37s粗铰工步的其他时间：6%X(36s+5.4s)=2.48s精铰工步的其他时间：6%X(18s+2.7s)=1.24s5.8单件时间七的计算钻孔工步t=27.7s+4.16s+1.91s=33.77sdj钻扩孔工步t=5.4s+0.81s+0.37s=6.58sdj扩粗铰工步t =36s+5.4s+2.48s=43.88sdj粗铰精铰工步t =18s+2.7s+1.24s=21.94sdj精铰该工序的单件时间t=t+1+1 +1 =33.77s+6.58s+43.88s+21.94s=106.17sdjdj钻dj扩 dj粗铰 dj精铰6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。设计加工4X©30孔加工的夹具。本夹具将用于组合机床，，先对工件进行转削加工，然后利用铰刀进行粗铰和精铰。6.1问题的提出本夹具主要用来钻＜p30mm的孔，该孔为通孔。，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度6.2卡具设计6.2.1定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，工件以©36孔为定位基准，通过一个定位销限制了工件的两个转动和两个移动，再通过一个定位键限制了它的另一个转动，由于是通孔，轴向移动不用限制。采用手动偏心压板夹紧机构夹紧工件。6.2.2切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力扭矩由于扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为取系数S1=1.5S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为F’二S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用偏心夹紧机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。6.2.3定位误差分析本工序采用一定位销，一定位键定位，定位销只限制工件沿X、Y轴的移动，和绕X轴和Y轴的转动，定位键限制绕Z州的转动，工件自重带来一定的垂直卡具凸台的垂直力，因此，应当能满足定位要求。6.2.4卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用偏心压板夹紧机构。由于螺纹孔均布为四个，用组合机床同时加工。组合机床床夹具的装配图（见附图）7设计感想通过这次机械设计课程设计，我对所学的机械这一专业有了更加深入的了解。在机械加工中，有的对精度的要求不是很严格，而有的则要求十分的精确，对于一个貌似很简单的孔，从铸造，钻孔，到扩孔，铰孔，每一步都有各自的精度要求，而我们所要做的，就是对这其中的每一步，根据手册等辅助工具，作出相应的计算，然后做合适的设计，选择设计合适的加工机床，刀具及夹具等等。我所设计的是一个带轮的四个孔的夹具，并不算难，我意识到，课本上的知识固然主要，但更重要的是将课本上所学的应用到实际的设计中去，这样才叫学以致用。很多的东西，是自己在做实际设计的过程中学到的，这些东西往往比课堂上所学的东西要多得多，珍贵的多。一个小小的零件的一个部分就需要很多工序，一个零件就要复杂些，而一整台机械，投入的就需要更多的人力很精力了，这就需要一个团队去共同完成一项任务，而从这次设计的过程中，我也更深的体会到了团队力量的强大，大家一起研究一起设计，任务完成的效率高，而且错误少。参考文献赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书一2版.北京:机械工业出版社,2000.10李云.机械制造及设备指导手册.北京:机械工业出版社，1997.8孟少农.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社，1991.9徐圣群.简明加工工艺手册.上海:科学技术出版社，1991.2李庆寿.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，1984薛源顺.机床卡具设计.北京：机械工业出版社，2000蔡春源.新编机械设计手册.沈阳：辽宁科技出版社，1996于骏一.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，2000陶崇德.葛鸿翰.机床夹具设计.第二版.上海：上海科技技术出版社，1989李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社，1993零件图号零件名称了—孔4山车间工序号8毛坯外形尺寸毛坯种类铸造设备名称I 设备型号台式钻床| Z515夹具编号工位器具编号工序内容工艺装备王轴转速/r•s-i切削速度/m•min-i进给f/(mm/zz描图钻孔至中28-28.25mm;Ra28mm莫氏锥柄麻花钻，游标卡尺19518.40.3描校扩孔至中29.8-29.96mm,Ra1.8mm锥柄扩孔钻，内径千分尺19518.40.8底图

号装订

号粗铰至中零件图号零件名称了—孔4山车间工序号8毛坯外形尺寸毛坯种类铸造设备名称I 设备型号台式钻床| Z515夹具编号工位器具编号工序内容工艺装备王轴转速/r•s-i切削速度/m