設(shè)計說明書最終

1、機床夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計課程設(shè)計說明書課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計撥插零件的機械加工工藝規(guī)程 及鉆及鉆孔 22 工序的專用機床夾 具。 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 201 年 月 日佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計目 錄第一章 緒 論.1（一）設(shè)計的目的 .1（二）設(shè)計的要求 .1第二章 零件的分析.2（一）零件的作用 .2（二）零件的工藝分析 .2第三章 確定生產(chǎn)類型.3第四章 確定毛坯.4 (一) 確定毛坯種類.4 (二) 確定鑄件加工余量及形狀.4（三） 繪制鑄件零件圖 .5第 5 章 工藝規(guī)程設(shè)計.6(一) 選擇定位基準 .6 （二）制定工藝路線.6 （三）選擇加工設(shè)備

2、和工藝設(shè)備.6 （四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定.7 （五）確定切削用量，切削速度和時間定額.8(六) 工藝過程卡 .13第六章 夾具設(shè)計.14 (一) 夾具設(shè)計任務(wù) .14 （二）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案.14總結(jié).18參考文獻.19佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 1 -第第一一章章 緒緒 論論一、設(shè)計的目的 1、培養(yǎng)學(xué)生運用過去所學(xué)的課程知識進行工藝及夾具設(shè)計的基本能力； 2、學(xué)會運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料； 3、為以后作好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓(xùn)練和準備。二、設(shè)計的要求 1、設(shè)計題目一律定為：設(shè)計零件的機械加工工藝規(guī)程及工序的專用機床夾具。 生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)。 2、設(shè)計成果包括以下幾項：繪

3、制原始零件圖 1 張編制機械加工工藝過程卡片 1 張編制機械加工工序卡片 1 張繪制夾具總裝配圖 1 張創(chuàng)建夾具三維立體圖 繪制夾具主要零件圖（非標準件） 12 張撰寫設(shè)計說明書 1 份 佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 2 -第第二二章章 零零件件的的分分析析（一）（一）零件的作用零件的作用題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動，按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 22 孔與操縱機構(gòu)相連，下方的 55 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二）零件的作用（二

4、）零件的作用零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔、大頭半圓孔0.02102288M、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔55中心線的垂直度誤差為 0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加

5、工工藝均可保證。 佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 3 -第第三三章章 確確定定生生產(chǎn)產(chǎn)類類型型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 Q=5000 件/年，零件的質(zhì)量 m=1.0 件/臺，結(jié)合生產(chǎn)實際,備品率 a%和廢品率 b%分別取 3%和 0.5%.代入公式(1-1)得N=5000 件/年 1 件/臺 (1+3%) (1+0.5%)=5152.5 件/年拔叉重量為 1.0kg,由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程(本說明書中除特殊說明外,其余查表均由此指導(dǎo)教程查得)表 1-3 知,拔叉屬輕型零件;由表 1-4 知,該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn).所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以

6、通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 4 -第第四四章章 確確定定毛毛坯坯(一一)確定毛坯種類確定毛坯種類零件材料為 HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。由表 2-1 選用鑄件尺寸公差等級 CT12 級。(二二)確定鑄件加工余量及形狀確定鑄件加工余量及形狀由表 4-2-1，選用加工余量為 MA-G 級，并查 24 頁表 2-4 確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示： 表 4-2-1佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 5 -（三）繪制鑄件零件圖（三）繪制鑄件零件圖圖 4-3-1佳

7、木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 6 -第第五五章章 工工藝藝規(guī)規(guī)程程設(shè)設(shè)計計 (一一) 選擇定位基準選擇定位基準1.粗基準的選擇：粗基準的選擇：以零件的兩個小頭孔外圓表面為主要的定位粗基準，以小頭孔的底面為輔助粗基準。2.精基準的選擇：精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以兩個小頭孔外圓柱表面為主要的定位精基準，以加工后的小頭孔的上端面為輔助的定位精基準。（二）制定工藝路線（二）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工

8、序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊346 頁表 15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如機械加工工藝過程卡片。（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備1.機床的選擇：機床的選擇： 工序 010060 均為銑平面，可采用 X51 立式銑床。 工序 070110 采用搖臂鉆床。 工序 120 采用鉆床。多刀具組合機床。 工序 130 采用銑斷機床。2.選擇夾具：選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3.選擇刀具：選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可

9、保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。55 13H佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 7 -4.選擇量具：選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5.其他：其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。（四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定（四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定1.圓柱表面工序尺寸：圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定 7 、8 加工工序鉆-擴-粗鉸-精鉸 22 加工余量工序尺寸及公差如下：由 2-28 可查得精鉸余量 Z 精鉸=0.06mm 粗鉸余量 Z 粗鉸=0.14mm 擴孔余量

10、 Z 擴孔=1.8mm 鉆孔余量 Z 鉆=20mm查表 1-20 可依次確定各工序的加工精度等級為,精鉸:IT7; 粗鉸:IT10; 擴孔:IT11; 鉆孔:IT12. 根據(jù)上述結(jié)果,再查標準公差數(shù)值表可確定各工步公差值分別為,精鉸:0.021mm; 粗鉸:0.058mm; 擴孔:0.075mm; 鉆孔:0.15mm綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為,精鉸: 2200.021mm; 粗鉸 21.9400.058mm; 擴孔:21.800.075mm; 鉆孔: 2000.15mm.2.平面工序尺寸：平面工序尺寸：2.1 粗銑兩小頭孔上端面，加工余量為 1.2mm，基本尺寸為，經(jīng)濟精度為

11、 CT12 級。2.2 粗銑中間孔上端面，加工余量為 4mm，基本尺寸為22mm，經(jīng)濟精度為 CT12 級。2.3 粗銑中間孔下端面，加工余量為 4mm，基本尺寸為22mm，經(jīng)濟精度為 CT12 級。2.4 精銑小頭孔上端面，加工余量為 0.5mm，基本尺寸為 50mm，經(jīng)濟精度為 CT11 級。2.5 精銑中間孔上端面，加工余量為 1mm，基本尺寸為 21mm，經(jīng)濟精度為 CT10 級。2.6 精銑中間孔下端面，加工余量為 1mm，基本尺寸為 20 mm，經(jīng)濟精度為 CT10 級。00.252600.252200.2550.50.070.21200.060.0621佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計-

12、8 -（五）確定切削用量，切削速度和時間定額（五）確定切削用量，切削速度和時間定額1 工序工序:以小頭孔外圓表面為粗基準，粗銑 22 孔上端面。 1.1 加工條件加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑 22 孔上端面。機床：X51 立式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 ae=60,深度 apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.2mm，n=160r/min, V c=40.2m/min，f z=0.2mm/z。1.5 計算基本工時計算基本工時根據(jù)教程表 5-43 查得對稱銑tjl+l1+l2/fmz ，

13、由于kr2210.5()(1 2)tanperalddak,nmzzffz L2=2mm,解得 tj=0.15min輔助時間：ta=(0.150.2)tj=0.3min90o佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 9 -2 工序工序:以小頭孔外圓表面為基準粗銑 55 孔上下端面。2.1 加工條件加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑 55 上端面。機床：X51 立式銑床。刀具：直柄立式銑刀，按教程62 頁表 3-15 查得，取d=71mm,d1=63mm,中齒 z=8。2.2 切削用量切削用量2.2.1 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇 ap=4mm

14、，一次走刀即可完成所需長度。2.2.2 每齒進給量每齒進給量 機床功率為 7.5kw。查簡明手冊f=0.2mm/z。2.3 查后刀面壽命查后刀面壽命 查簡明手冊表 3.8，壽命 T=180min2.4 計算切削速度計算切削速度 按教程表 5-9 選取 Vc=40m/min，根據(jù)公式1000dCVn ，算得 n=181.98r/min,查教程表 4-15 取 n=210r/min,在由公式1000cndV算得實際切削速度 Vc46.8m/min2.5 計算基本工時計算基本工時根據(jù)教程表 5-43 查得對稱銑 tjl+l1+l2/fmz ，由于 krPcc。故校驗合格。最終確定 n=210r/mi

15、n, V c=46.8m/min，f z=0.12mm/z。3.5 計算基本工時計算基本工時tmL+l1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。輔助時間：ta=(0.150.2)tj=0.4min4 工序工序:070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準，鉆、擴、粗鉸、精鉸 22孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT7。.采用立式鉆床 525 型號4.1 鉆孔工步鉆孔工步(1)刀具:采用莫氏錐柄麻花鉆(20GB/T1438.1-1996)(2)背吃刀量的確定 取 a p=20mm(3)進給量的確定 由表 5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.25mm

16、/r(4)切削速度的計算 由表 5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取,切削速度 v 取 18m/min 由公式(5-1)n=1000v/d=1000 18/(3.14 22)=286.6r/min,參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=272r/min.代入(5-1),求出實際鉆削速度v=nd/1000=272 3.14 20/1000=17m/min佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 11 -(5)時間定額計算 根據(jù)表 5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得.式中l(wèi)=50mm,l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(12)=20mm

17、/2 cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=272r/min.將以上結(jié)果代入公式,得該工序基本時間 tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r 272r/min=0.92min=55.3s(6)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.150.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 55.3=8.30s4.2 擴孔工步擴孔工步(1)刀具:采用莫氏錐柄擴孔鉆(B/T1141-1984)(2)背吃刀量的確定 取 ap=1.8mm(3)進給量的確定 由表 4-10,選取 f=1.1mm/r.(4)切削速度的計算由表 5-2

18、2,按工件材料為鑄鐵的條件選取,切削速度 v 取 4m/min. 由公(5-1)n=1000v/d=1000 4/(3.14 21.8)=58.43r/min,參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實際鉆削速度 v=nd/1000=2723.14 21.8/1000=6.64m/min(5)時間定額計算由 D=21.8mm l=50mm l2=3mm 得l1=(D-d)cotkr+(12)=(21.8-20)/2 cot54.0+1=1.6mm=30.7s(6)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.15

19、0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 30.7=4.6s4.3 粗鉸工步粗鉸工步(1)刀具:采用錐柄機用鉸刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的確定 取 a p0.14mm(3)進給量的確定 由表 5-31,選取 f=1.0mm/r.(4)切削速度的計算由表 5-31,取 v=4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/d=1000 4/(3.14 20)=63.7r/min,參照表 4-9 所列Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實際切削速度v=nd/1000=97 3.14 20/1000=6.1m/min佳木斯大

20、學(xué)機床夾具設(shè)計- 12 -(5)時間定額計算 根據(jù)表 5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中 l1 l2 由表 5-42 按 kr=15.0 ap=(D-d)/2=(21.94mm-21.8mm)/2=0.08mm 的條件查得l1=0.37mm l2=15mm;而 l=50mm f=1.0mm/r n=97r/min將以上結(jié)果代入公式,得該工序的基本時間 tj=(50mm+0.37mm+15mm)/(1.0mm/r 97r/min)=0.67min=40.4s(5)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.150.2) tj 得

21、鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 40.4=6.06s4.4 精鉸工步精鉸工步(1)刀具:采用錐柄機用鉸刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的確定 取 ap=0.06mm(3)進給量的確定 由表 5-31,選取 f=0.8mm/r.(4)切削速度的計算 由表 5-31,取 v=6m/min.由公式(5-1) n=1000v/d=1000 6/(3.14 20=95.5r/min, 參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實際切削速度 v= nd/1000=97 3.14 20/1000=6.1m/min(5)時間定額計算

22、 根據(jù)表 5-42,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中 l1 l2 由表5-42 按 kr=15.0 ap=(D-d)/2=(22mm-21.96mm)/2=0.02mm 的條件查得l1=0.19mm l2=13mm;而 l=50mm f=0.8mm/r n=97r/min,將以上結(jié)果代入公式,得該工序的基本時間tj=(50mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/r 97r/min)=0.81min=48.8s(6)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.150.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 48.8=7.

23、32s佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 13 -（6）工藝過程卡工藝過程卡 表 5-5-1佳木斯大學(xué)機床夾具設(shè)計- 14 -第第六六章章 夾夾具具設(shè)設(shè)計計 (一一) 夾具設(shè)計任務(wù)夾具設(shè)計任務(wù)為提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動,需設(shè)計轉(zhuǎn)專用夾具,并設(shè)計工序070 、080 鉆小頭孔22.本夾具將用于組合機床,刀具為麻花鉆.（二）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（二）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位元件確定定位元件 底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以底面為主要定位基準,利用小頭孔的外圓表面為輔助定位基準.2.確定導(dǎo)向裝置確定導(dǎo)向裝置本工序要求對被加工孔依次進行鉆、擴、鉸等三個工步加工,最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求,故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件.快換鉆套查表 9-10,得2200.024,鉆