脚踏座【支架】机械加工工艺及钻8孔的夹具设计.zip

产品型号零件图号 江阴职业技术学院机械加工工序卡 产品名称踏脚座零件名称共 2 页第 1 页 车 间工 序 号工序名称材料牌号 金工 5铣凸台上 16HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 铣床X52K0011 夹具编号夹具名称切削液 JIAJU0012专用夹具有 工位器具编号工位器具名称工序工时 准终单件Qiju001 专用 器具 工 时工 步 号 工 步 名 称工 艺 装 备 主轴 转速/ 1 minr 切削 速度/ 1 minm 进给 量 mm 背吃 刀量/ mm 进给 次数 机动单件 1铣凸台上 16专用夹具40025.70.35310.549 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 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 产品型号零件图号 江阴职业技术学院机械加工工序卡 产品名称踏脚座零件名称共 2 页第 2 页 车 间工 序 号工序名称材料牌号 金工 5钻凸台上 8 的 孔 HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 钻床Z5151 夹具编号夹具名称切削液 有 工位器具编号工位器具名称工序工时 准终单件 工 时工 步 号 工 步 名 称工 艺 装 备 主轴 转速/ 1 minr 切削 速度/ 1 minm 进给 量 mm 背吃 刀量/ mm 进给 次数 机动单件 1钻 8 的孔专用夹具32019.470.3510.549 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 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 产品型号踏脚座零件图号踏脚座 机械工艺过程卡片机械工艺过程卡片 产品名称踏脚座零件名称踏脚座共 1 页第 1 页 材料牌号HT200毛坯种类铸件 毛坯外 形尺寸 每毛坯可 制件数 1每台件数1备注 工时/ min 工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备 准终单件 1铣铣底部大平面金工X52K 圆柱形铣 刀 0.459 2铣铣 38 的两端面金工X52K 圆柱形铣 刀 0.76 3钻钻扩铰 20 的孔金工Z515钻刀0.594 4铣铣 16 的凸台金工X52K 圆柱形铣 刀 0.34 5钻钻 8 的孔金工Z515钻刀0.82 6钻，铣先钻后铣相距 60mm 的两槽金工X52K立铣刀0.59 7去毛刺金工 8终检金工 描图 描校 底图号 装订号设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 标记处数更改文件号签字日期标记处数签字日期 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 1 前言 课程设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是我们完成所学 全部课程，并进行了生产实习，做过课程设计，及与一系列教学环节的 基础上进行的，它要求我们全面综合地运用所学课程的理论和实践知识 进行零件加工课程设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是我们 完成所学全部工艺规程的设计。其目的在于： （1）培养我们运用机械制造工艺学，数控加工工艺及有关课程（工 程材料与热处理、机械设计、公差与测量技术、金属切削原理与刀具、 数控机床自动编程等）的知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具备 设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 （2）能根据被加工零件的技术要求运用夹具设计的基本原理和方法， 学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。当然， 培养我们熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。 （3）进一步培养我们识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。 （4）更能培养我们严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作作风，从 而实现从学生到工程技术人员的过渡。 本次设计题目为：脚踏座零件机械加工工艺及夹具设计。通过对一 个中等复杂零件的机械加工工艺规程的课程设计，对理论知识进行一次 综合性，使用性，和实践性较强的应用。 本次的设计任务是：制定一给定的零件（角向磨光机头壳）的机械 加工工艺及就加工该零件的某一道工序（钻孔）的夹具设计。 设计内容包括： 零件图 1 张； 夹具装配图 1 张； 夹具体零件图 1 张； 论文 1 份； 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 2 1.产前准备 1.1 年生产纲领 工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量 很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时， 机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工， 手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如 5 万 件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000 件小批量生产用手动设备。 1.2 生产条件 直径从 1 毫米以下至 120 毫米的所有规格钻头都可以使用钻床加工。 台式钻床的加工范围通常在 15 毫米以下。立式钻床的最大加工范围通常在 1575 毫米之间。摇臂钻的最大加工范围在 25120 毫米之间。各种钻床主轴的锥孔 型号和功率不同。最小的高速台钻的功率只有 200W，最大的摇臂钻的功率可以达到 25KW。 台钳常用在立式钻床和台式钻床上，只能夹持小型零件，大中型零件通常在摇 臂钻上加工，直接夹紧在工作台上。 Z520B 型号台式钻床，最大钻孔直径 20mm，主 轴中心线至机柱中心线距离 240mm，主轴锥度 MT2，主轴转速范围 250-2500 转每分钟， 主轴行程 100mm，外形尺寸 300292925。 1.3 零件工艺分析 本次课设是要为此图 1-3-1 中的脚踏座设计一个钻 8 孔的夹具，最终实现将工 件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不 要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 3 图 1-3-1 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工 件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如 图 1-3-1 所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面， 以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具 的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六 点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定 位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型 尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动 轨迹相冲突。 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 4 2.夹具结构设计 2.1 定位机构 图 2-1-1 定位心轴 图 2-1-2 夹具体 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 5 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案 的确定是夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。 在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位 元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准， 均应符合六点定位原理。 基准分为粗基准和精基准。 粗基准是指用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准。 精基准含义是用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。 粗基准的选择 对于脚踏座这类零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，面对有若干个不 加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基 准，根据这个基准选择原则，先选择 30 外圆面作为粗基准。先粗铣 B 面。 在制定零件加工工艺规程时，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是加工质量得到保证的基础，生产率得以提高的重要因素。否 则，加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无 法进行。 由于该零件的加工是钻8孔并以B面、20孔及其端面作为定位面，因此本次设 计采用的定位机构为圆柱销与B面相结合限制一个绕Y轴旋转的自由度，心轴的台阶 面与工件20孔端面相配合限制三个自由度（Y轴的移动，X轴的旋转、Z轴的旋转） ， 心的外圆面与工件的20孔相配合限制两个自由度（X轴的移动、Z轴的移动） ，这样 工件被完全定位。 2.2夹紧机构 本工序是加工孔的尺寸，加工完成应达到的图纸的技术要求。 夹紧结构主要由力源装置，夹紧元件，中间传力机构组成。 夹紧结构的基本要求有夹紧过程中，应有利于定位，而不应破坏定位；夹紧力 的作用应合适、可靠、安全；夹紧装置应操作方便；结构简单；具有良好的自锁性。 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 6 在夹紧时主要考虑限制工件在平面上的转动，由于本零件中外圆面基本上不用 加工，所以在加工的时候采用不加工的面作为夹紧。 夹紧力方向的确定：主要夹紧力应指向主要定位基准和导向基准；夹紧力的方 向应指向工件刚度大的方向；夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力的方向一致。 夹紧力作用点的确定：夹紧力作用点的位置应保持工件稳定；夹紧力作用点应 设置在工件刚性较好的部位；夹紧力作用点应尽可能靠近工件被加工表面。 本次脚踏座零件的夹具，根据任务说明书，采用钻床加工，本夹具主要是钻孔。 因此，在本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低生产强度，同时也 要考虑精度问题。在钻孔时夹紧力产生的力矩，必须满足机床夹具设计手册中 所规定的要求，由计算公式： Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 其中： Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母 L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm) 螺纹升角() 1螺纹副的当量摩擦() 2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角() r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径() 根据工艺手册其回归方程为 FjktTs 其中 Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N 这样确定的方案，符合定位夹紧的选择原则，能够实现对工件孔的加工。 本套设计的夹紧由心轴、螺母、快换垫圈等组成，松动螺母即可取下快换垫圈， 及而可以取出工件，反之则可以夹紧工件，这样操作简单、快捷。 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 7 该夹具对工件的定位考虑合理，且夹具结构简单，可适合于中批量生产。 零件的加工误差实际上是机械加工系统综合误差的反映，它不仅包括夹具的制 造误差，还包括机床误差、刀具误差、工件的定位误差，就其误差的组成和误差的 可控性来说，夹具的误差就显得较为重要。为了保证产品的加工质量，使零件的误 差控制在合理的范围内，夹具磨损到什么程度必须进行修复和报废，亦即研究夹具 磨损的极限偏差问题及其误差的分配就显得十分有意义。 影响安装误差的技术要求有：夹紧压板与安装基面 F 的垂直度。 影响导向误差的技术要求有：快换钻套与钻模板的同心度。另外， 圆锥销与钻模板的配合精度也影响导向误差。 该夹具的主要定位元件为定位杆，定位杆的尺寸与公差规定为被加 工零件在工作时与其相配的定位杆的尺寸与公差相同。 本夹具的夹紧采用弹簧夹头夹紧机构，其特点是定心精度高、结构 紧凑、工作平稳。 夹紧是工件装夹过程的重要组成部分。工件定位只有必须通过夹具 上的夹紧装置将其可靠地固定在正确的加工位置上，使其在承受工艺力 和惯性力的作用而发生位置的变化或引起振动，原有的正确定位遭到破 坏，就不能保证加工要求。 选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。 螺栓螺母夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁 性能好操；扩力比 80 以上，行程 S 不受限制；加紧 工作慢，效力低。 2.3 导向装置的选择 本套设计为钻床的夹具，钻床的导