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遼寧工程技術(shù)大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 遼寧工程技術(shù)大學 課 程 設 計 題 目： 虎鉗固定鉗身零件的機械加工工藝規(guī)程編制及鉆削2-11孔工序?qū)Ｓ脢A具 班　　級： 機電052班 姓　　名： 王昆 指導教師： 魏永樂 完成日期： 2008.07.02 遼寧工程技術(shù)大學課程設計　 10 一、設計題目 　　虎鉗固定鉗身零件的機械加工工藝規(guī)程編制及鉆削2-11孔工序?qū)Ｓ脢A具 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張 (2) 生產(chǎn)類型: 5000件/年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000字左右) 1份 四、進度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 我們這次課程設計的主題是工件夾具設計，我的設計題目是：虎鉗固定鉗身零件的機械加工工藝規(guī)程編制及鉆削2-11孔工序?qū)Ｓ脢A具。主要內(nèi)容有：畫零件圖；加工工藝規(guī)程的設計；夾具體的設計以及零件、裝配圖的繪制。 這次機械制造課程設計的意義有以下幾點體會： 首先，通過這次課程設計，讓我們重新的溫習的機械制造、工程圖學以及互換性知識。我們在設計過程中，結(jié)合實際工件的情況查找相關資料，不僅僅是對書本知識的鞏固，更是通過思考后對知識的理解。而我個人感覺最重要的是知道了一些知識的產(chǎn)生來源，怎樣通過原理推廣到實際的應用當中。例如，六點定位原理的實際應用，怎樣通過這個原理選擇合適的定位，選擇正確的定位元件，這些都是結(jié)合原理應用到實際問題。 其次，通過這次課程設計也鍛煉了我們的獨立思考能力和個人解決實際問題的能力。同時幾個人在一組設計，也讓我們懂得了討論和交流的重要性。獨立思考與適當交流兩者結(jié)合起來，對我們是一種鍛煉。幾個人同一組有同樣的加工工序，但每個人都有自己的加工工步，既促進了交流，避免閉門造車，又在一定程度上訓練了我們的獨立思考能力。 最后，我們此次作圖使用了作圖軟件，例如CAXA,AUTOCAD,PRO/E。因為我們此次設計畫圖任務很重，在作圖過程熟悉了這幾種軟件中的一種。在閑暇之時，我們還交流作圖經(jīng)驗，為以后走上工作崗位打好基礎。作為一個學機械的學生應該有熟練的作圖水平。 Abstract We designed this course is the theme of the workpiece fixture design, my design is entitled: Huqian fixed clamp body parts of the machining process planning and preparation process for drilling holes 2-11 fixture. Elements include: painting parts map; processing of order design; folder specific design and components, the assembly of the plan is drawn. The machinery manufacturing curriculum design is the significance of the following experience: First of all, through the curriculum design, let us re-study the machinery manufacturing, engineering graphics and interchangeability of knowledge. We in the design process, in light of the realities of the workpiece to find relevant information, not just the book knowledge of consolidation, after thinking through the knowledge and understanding. I personally feel the most important thing is that a number of sources have knowledge of how to promote the principles to the actual application of them. For example, 6:00 targeting the practical application of principles of how this principle to choose a suitable location, choose the correct positioning devices, these principles are applied to the combination of practical problems. Secondly, through this training course design also our ability to think independently and individuals the ability to solve practical problems. At the same time a group of a few people in the design, let us also understand the importance of the discussion and exchange. Independent thinking and appropriate exchange with the two of us is a kind of exercise. The same group of a few people have the same processing, but everyone has their own processing the step, not only promote the exchanges and avoid working behind closed doors, to a certain extent, the training of our independent thinking. Finally, we use the mapping of the mapping software, for example, CAXA, AUTOCAD, PRO / E. Because we have the design drawing heavy tasks in the process of drawing familiar with this in one of several software. In her spare time, we also exchange experience in drawing, for the future work on laying a solid foundation. As a mechanical school students should have the skilled drawing level. 目 錄 1.固定鉗身的工藝分析 1 1.1固定鉗身的用途 1 1.2固定鉗身的技術(shù)要求 2 1.3審查零件的工藝性 3 1.4確定固定鉗身的生產(chǎn)類型 3 2.加工工藝規(guī)程 3 2.1選擇毛坯 3 2.2確定毛坯的尺寸公差與機械加工余量 3 2.3擬定工藝路線 4 2.3.1定位基準的選擇 4 2.3.2表面加工方法的確定 5 2.3.3加工階段的劃分 5 2.3.4工序的集中和分散 5 2.3.5機械加工工序 6 2.3.6確定工藝路線 6 2.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 6 2.5切削用量的計算 7 2.5.1鉆孔工步 7 2.5.2粗鉸工步 8 2.5.3精鉸工步 8 3.專用夾具設計 8 3.1夾具設計任務 8 3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 8 3.2.1確定定位元件 8 3.2.2確定導向裝置 9 3.2.3確定夾緊裝置 9 4.參考文獻 10 1.固定鉗身的工藝分析 1.1固定鉗身的用途 平口鉗又名機用虎鉗，是一種通用夾具，常用于安裝小型工件。它是銑床、鉆床的隨機附件。將其固定在機床工作臺上，用來夾持工件進行切削加工。其工作原理是用扳手轉(zhuǎn)動絲杠，通過絲杠螺母帶動活動鉗身移動，形成對工件的加緊與松開。被夾工件的尺寸不得超過70毫米。 固定鉗身是平口鉗的主要零件。固定鉗身左右兩端同軸線的兩個圓孔，用以支承絲杠。鉗身中間部位制成長方形槽，槽兩側(cè)有短形導軌，導軌的上、下和外側(cè)面為滑動面，因此對其有較高的尺寸精度，形位精度和表面質(zhì)量要求，以保證活動鉗身和絲杠螺母沿固定鉗身導軌面的運動精度。鉗口板通過兩個沉頭螺釘緊定在鉗身上部外，與活動鉗身對稱形成“鉗口”，夾持工件。固定鉗身底座上有兩個Ф11安裝孔。 1.2固定鉗身的技術(shù)要求 固定鉗身的零件技術(shù)要求表（注：斷面描述參照零件圖） 加工表面 尺寸及差/mm 公差/mm及精度等級 表面粗糙度/ 形位公差/mm 12mm孔 0.043，IT7 1.6 18mm孔 0.043，IT7 1.6 30mm孔 30 IT9 30mm孔底面 IT9 6.3 25mm孔 25 IT9 6.3 25mm孔底面 IT9 6.3 11mm孔 11 IT9 6.3 0.018,IT8 鉗身寬 0.074,IT9 6.3 鉗身底面 IT7 1.6 鉗身上表面 IT7 1.6 工字槽底部寬 46 IT9 6.3 工字槽上部寬 28 IT9 6.3 工字槽底面 IT7 1.6 鉗口板左端面 IT9 6.3 鉗口板下端面 IT9 6.3 固定鉗身左右兩端同軸線的Ф12和Ф18兩個圓孔，并且有同軸度要求，用以支承絲杠。此外，在加工時底面為工序基準，尺寸 用來保證同軸度。同時，對鉗身中間部位制成長方形槽的兩側(cè)的導軌的粗糙度,以及對與鉗口板的裝配的端面的粗糙度都做了要求，保證了滑動面的表面精度以及與鉗口板的配合精度。 1.3審查零件的工藝性 分析零件圖可知，Ф12和Ф18兩個圓孔有同軸度要求，并且用尺寸保證了對絲杠的支撐要求。對于導軌的滑動面、與鉗口板緊定的端面都做了粗糙度要求，保證表面精度。鉗口板通過兩個沉頭螺釘緊定在鉗身上部外。固定鉗身底座上有兩個Ф11安裝孔。其余的表面加工精度較低，不需要高精度的機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要的加工表面雖然加工精度較高，但在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的加工方法都可保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的加工性較好。 1.4確定固定鉗身的生產(chǎn)類型 依設計題目知:Q=5000件/年,備品率和廢品率分別取%3和%0.5,代入公式(1-1),得： N=5000件/年(1+%3) (1+%0.5)=5175.8件/年 固定鉗身重量為5kg,屬中型零件,大量生產(chǎn). 2.加工工藝規(guī)程 2.1選擇毛坯 由于該零件的材料是灰口鑄鐵，且是大量生產(chǎn)，所以應采用砂模鑄造中的金屬模機器造型，特點是成產(chǎn)率較高、鑄件精度高、表面質(zhì)量與機械性能均好。 2.2確定毛坯的尺寸公差與機械加工余量 由表2-1，得毛坯件的公差等級為8~12，選鑄件尺寸公差等級為10，由表2-3得毛坯上、下表面的尺寸公差為2.6mm.，鉗身高的尺寸公差為2.8mm，鉗身寬尺寸公差為3.2mm，座孔高尺寸公差為2.2mm，鉗身長尺寸公差為3.6mm。 由表2-5，毛坯的機械加工余量等級選E~G，選鑄件機械加工余量等級為F，機械加工余量為1.5mm. 鉗身上、下表面的基本尺寸R1=30+1.52+0.52.6=34.3，上下偏差分別為+1.3、-1.3 鉗身總長的基本尺寸R2=154+1.5×2+0.5×3.6=158.8，上下偏差分別為+1.8、-1.8 鉗身高的基本尺寸R3=58+1.5×2+0.5×2.8=62.4，上下偏差分別為+1.4、-1.4 鉗身寬的基本尺寸R4=80+1.5×2+0.5×3.2=84.6，上下偏差分別為+1.6、-1.6 座孔高的基本尺寸R5=14+1.5×2+0.5×2.2=18.1，上下偏差分別為+1.1、-1.1 2.3擬定工藝路線 2.3.1定位基準的選擇 （1）精基準的選擇 選鉗身右端面，鉗身底面，18mm孔軸線為精基準。這遵循了“基準統(tǒng)一”原則，很多表面都是采用它們作為基準進行加工。同時也遵循了設計基準與工藝基準重合的“基準重合”原則。 （2）粗基準的選擇 選毛坯的左端面和毛坯的上表面為粗基準。將左端面定位后加工毛坯右端面；將毛坯上表面定位加工鉗身底面，為后續(xù)工序準備好精基準。 2.3.2表面加工方法的確定 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 12mm孔 IT7 1.6 鉆、粗鉸、精鉸 18mm孔 IT7 1.6 鉆、粗鉸、精鉸 18mm孔右端面 IT9 6.3 粗銑、精銑 25mm孔 IT9 6.3 鉆、粗擴、精擴 25mm孔底面 IT9 6.3 粗銑、精銑 11mm孔 IT9 6.3 鉆、粗擴、精擴 鉗口板左端面 IT9 6.3 粗銑、精銑 工字槽的底面 IT7 1.6 粗銑、精銑 鉗身上表面 IT7 1.6 粗銑、精銑 鉗身底面 IT7 1.6 粗銑、精銑 鉗口板下端面 IT9 6.3 粗銑、精銑 鉗口板的前端面 IT9 6.3 粗銑、精銑 鉗口板的后端面 IT9 6.3 粗銑、精銑 工字槽內(nèi)表面 IT9 6.3 粗銑、精銑 2.3.3加工階段的劃分 將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（孔和鉗身下表面、右端面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑鉗身的上表面、左端面。 在半精加工階段，完成鉗身的上表面的精銑加工；在精加工階段，進行鉗身上表面的磨削加工。 2.3.4工序的集中和分散 選用工序集中原則安排零件的加工工序，由于生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，可使工件的裝夾次數(shù)少，減少輔助時間，保證各加工表面的相對位置精度要求。 2.3.5機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”的原則，首先加工精基準（孔，鉗身下表面和右表面） （2）遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”的原則，先加工鉗身下表面，再加工孔和孔。 2.3.6確定工藝路線 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 1 粗銑鉗身下表面和右端面 立式銑床 端銑刀 2 鉆、粗鉸、精鉸mm孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 3 鉆、粗鉸、精鉸mm孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 4 鉆、粗鉸、精鉸mm孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 5 粗銑鉗身上表面、鉗口板上表面 立式銑床 端銑刀 6 粗銑鉗口板下表面 立式銑床 銑刀 7 粗銑工字槽的下表面 立式銑床 銑刀 8 粗銑鉗口板的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 9 粗銑工字槽的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 10 精銑鉗身上表面 立式銑床 端銑刀 11 精銑鉗口板下表面 立式銑床 銑刀 12 精銑工字槽的下表面 立式銑床 銑刀 13 精銑鉗口板的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 14 精銑工字槽的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 15 鉆、粗擴、精擴孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆 16 鉆、粗鉸、精鉸孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 2.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 工序16----鉆、粗鉸、精鉸孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 由表2-28可查得，精鉸余量=0.05mm; 粗鉸余量=0.55mm;鉆孔余量=10.4mm。 由表1-20得，各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9;粗鉸IT10；鉆IT12 查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.043mm；粗鉸：0.070mm；鉆：0.18mm. 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸： mm;粗鉸： mm;鉆孔：mm.，它們的相互關系如圖 2.5切削用量的計算 2.5.1鉆孔工步 1)背吃刀量的確定 取=10.4mm. 2)進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.18mm/r. 3)切削速度的計算 由表5-22，切削速度=14m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=405.3r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為530r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際鉆削速度=18.3m/min. 2.5.2粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 取=0.55mm. 2)進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.70mm/r. 3)切削速度的計算 由表5-31，切削速度=4m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=106.6r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為140r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際切削速度=5.25m/min. 2.5.3精鉸工步 1）背吃刀量的確定 取=0.05mm. 2)進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.50mm/r. 3)切削速度的計算 由表5-31，切削速度=5m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=132.7r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為140r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際切削速度=5.28m/min. 3.專用夾具設計 3.1夾具設計任務 工件材料為HT200，毛坯為鑄件，所用機床為四面組合鉆床，大批量生產(chǎn)。為該工序設計一鉆床夾具。 3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 3.2.1確定定位元件 根據(jù)工件規(guī)定的定位基準，選擇兩個支承板來限制工件的兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個平動自由度；工件的右端面，選擇一個薄板限制一個平動和一個轉(zhuǎn)動自由度；最后在用一個菱形銷來限制一個平動自由度。后兩者做成一個固定式定位銷即可。由此看來，此方案能夠滿足鉆削兩個孔的加工要求，方案合理可行。 3.2.2確定導向裝置 由于工序要求鉆孔需要導向元件鉆套，考慮到生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故采用快換鉆套能夠提高加工效率。從這個意義上講采用快換鉆套是合理的。 3.2.3確定夾緊裝置 夾緊只要上下方向上夾緊就可以順利加工，采用長螺栓擰緊直壓板來夾緊的方案容易實現(xiàn)，操作也方便快捷，可以提高加工效率。故采用這種夾緊方案是合理的。 4.參考文獻 【1】遼寧工程技術(shù)大學機械制造教研室編.機械制造基礎課程設計指導書.2008 【2】黃健求主編.機械制造技術(shù)基礎.機械工業(yè)出版社2005.11 【3】機床夾具設計手冊.遼寧科學技術(shù)出版社.2004.3 【4】楊黎明.機床夾具設計手冊.國防工業(yè)出版社.2006 【5】王光斗. 機床夾具設計手冊.上海科學技術(shù)出版社.2000 【6】王啟平.機床夾具設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1996 【7】馬壯. 趙越超. 馬修泉. 工程材料與成型工藝.[M]. 沈陽：東北大學出版社，2007 (廠名) 機械加工工序過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 機用虎鉗固定鉗身 共1 頁 第1 頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 16 鉆、粗鉸、精鉸孔 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 四面組合鉆床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 公位器具編號 公位器具名稱 工序工時 準終 單件 工序號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進給量mm/r 背吃刀量mm 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 鉆孔至mm.、Ra12.5 、至左端面為11mm 麻花鉆 、游標卡尺 530 18.3 0.18 10.4 1 2 粗鉸孔至 mm、Ra3.2 鉸刀、游標卡尺 140 5.25 0.70 0.55 1 3 精鉸孔至 mm、Ra1.6 鉸刀、游標卡尺 140 5.28 0.50 0.05 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 (廠名) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 機用虎鉗固定鉗身 共1頁 第1頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時 準終 單件 1 粗銑鉗身下表面和右端面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 鉆、粗鉸、精鉸孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、游標卡尺、專用夾具 3 鉆、粗鉸、精鉸孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、游標卡尺、專用夾具 4 鉆、粗鉸、精鉸孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、游標卡尺、專用夾具 5 粗銑鉗身上表面、鉗口板上表面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 6 粗銑鉗口板下表面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 粗銑工字槽的下表面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 8 粗銑鉗口板的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 9 粗銑工字槽的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 10 精銑鉗身上表面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 11 精銑鉗口板下表面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 12 精銑工字槽的下表面 立式銑床 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 13 精銑鉗口板的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 14 精銑工字槽的前、后端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 15 鉆、粗擴、精擴孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、游標卡尺、專用夾具 16 鉆、粗擴、精擴孔 鉆、粗鉸、精鉸孔至 Ra1.6 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、游標卡尺、專用夾具 17 清洗 對加工出來的零件進行清洗 清洗機 18 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期