【K123】虎钳活动钳身 工艺及钻削φ20孔的夹具设计【钳块形状】[含高清CAD图工序卡说明书]
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机械加工工艺过程卡片(厂名)机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称虎钳共 页第 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终单件1粗铣半精铣阶梯面竖直面卧式铣床端铣刀、游标卡尺、专用夹具2粗铣半精铣阶梯面横面立式铣床端铣刀、游标卡尺、专用夹具3粗铣半铣内侧左端面卧式双面铣床端铣刀、游标卡尺、专用夹具4粗铣半铣内侧右端面卧式双面铣床端铣刀、游标卡尺、专用夹具5粗铣半精铣内底面立式铣床钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具6粗铣半精铣外底面立式铣床端铣刀、游标卡尺、专用夹具7钻粗铰顶端孔 28四面组合钻床钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具8钻粗铰精铰顶端深孔 20钻-粗铰-精铰20mm孔Ra 1.6m四面组合钻床钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具9钻粗铰精铰2-M8盲孔四面组合钻床钻头复合铰刀、游标卡尺、专用夹具10去毛刺钳工台平锉11中检12磨削内底面平面磨床M7120A砂轮13清洗对已加工成型的零件进行清洗清洗机水、毛刷14终检进行最后检查设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)机械加工工序卡片(厂名)机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称虎钳共 页第 页车间工序号工序名材料牌号粗铣阀体上下端面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钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液专用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转速r/min切削度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钻孔至18-18.21mm、12.5m莫氏锥柄麻花钻、游标卡尺27515.540.21812粗铰至19.94-20.024mm、3.2m锥柄机用铰刀、内径千分尺684.251.21.9413精铰至20-20.052mm、1.6m、锥柄机用铰刀、内径千分尺684.271.00.061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辽宁工程技术大学课程设计12辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目:虎钳活动嵌身零件的机械加工工艺规程编制及钻削20孔的工序专用夹具设计班级:机电05-2班姓名:唐 硕指导教师:魏永乐完成日期:2008年7月1日一、设计题目虎钳活动嵌身零件的机械加工工艺规程编制及钻削20孔的工序专用夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图(草图) 1张 (2) 生产类型: 5000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张(6) 课程设计说明书(5000字左右) 1份四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天(2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天 (4) 编写说明书 3天 (5) 准备及答辩 2天 五、指导教师评语成 绩: 指导教师日期摘要三周的机械制造课程设计即将结束,这三周把这学期学的机械制造技术基础的理论知识与实际的操作能力相结合,在魏老师的悉心指导下,我真正的掌握了基本的工艺规程设计和夹具设计理论,机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中,学到了很多课堂上没有学到的东西。为我以后的工作打下坚实的基础。AbstractThree weeks of machinery manufacturing curriculum design coming to an end, this three-week semester of this school of mechanical manufacturing technology based on the theoretical knowledge and practical ability to combine operations, in Weis well under the guidance of teachers, I truly grasp the basic process of order Fixture design and design theory, machine tools, such as technology and equipment for the fixture design. And learned how to use and access to all kinds of design information, manuals, and national standards. The most important thing is the integrated use of the theory of knowledge, the actual process design to solve modern problems, and to consolidate and deepen the learned things. And in the design process, learned a lot of class not to learn things. I work for the future and lay a solid foundation.目 录1虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定11.1虎钳的用途11.2虎钳活动钳身的技术要求21.3审查虎钳活动钳身工艺性31.4确定虎钳活动钳身的生产类型32确定毛坯、绘制毛坯简图32.1选择毛坯32.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量42.2.1公差等级42.2.2零件表面粗糙度42.2.3绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图53 拟定虎钳活动钳身工艺路线53.1定位基准的选择53.1.1精基准的选择53.1.2粗基准的选择63.2表面加工方法的确定63.3加工阶段的划分73.4工序的集中和分散73.5工序顺序的安排73.6确定工艺路线84加工余量、工序尺寸和公差的确定94.120H9的孔切削用量的计算94.1.1钻孔工步94.1.2粗铰工步94.1.3精铰工步105夹具设计105.1设计要求105.2确定工件的定位方案105.2.1工件的定位基准及定位平面105.2.2定位原件的选用115.3 确定刀具的对刀方案和引导方式115.3.1对刀装置115.3.2确定导向装置115.3.5确定夹紧机构115.4确定工件的夹紧方案116参考文献(不少于5篇)121虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定图1-11.1虎钳的用途 虎钳,利用螺杆或其他机构使两钳口作相对移动而夹持工件的工具。一般由底座、钳身、固定钳口和活动钳口,以及使活动钳口移动的传动机构组成。按使用的场合不同,有钳工虎钳和机用虎钳等类型。钳工虎钳安装在钳工工作台上,供钳工夹持工件以便进行锯、锉等加工。钳工虎钳一般钳口较高,呈拱形,钳身可在底座上任意转动并紧固。机用虎钳是一种机床附件,又称平口钳,一般安装在铣床、钻床、牛头刨床和平面磨床等机床的工作台上使用。机用虎钳钳口宽而低,夹紧力大,精度要求高。机用虎钳有多种类型,按精度可分为普通型和精密型。精密型用于平面磨床、镗床等精加工机床。机用虎钳按结构还可分为带底座的回转式、不带底座的固定式和可倾斜式等。机用虎钳的活动钳口也有采用气动、液压或偏心凸轮来驱动快速夹紧的。1.2虎钳活动钳身的技术要求加工表面公差及精度等级形位公差阶梯面竖直面7IT86.3阶梯面横面20IT86.3内侧左端面IT96.3内侧右端面IT96.3内底面28IT81.6外底面36IT86.3顶端孔2828IT86.3顶端深孔20IT91.62-M8盲孔8IT81.3审查虎钳活动钳身工艺性分析零件图可知,内侧左端面、内侧右端面、内底面和外底面都要求切削加工,并在轴和阶梯面的方向上均要求较高,孔 和 孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度.钳口板槽需进行铣削加工,加工精度要求较高.除主要工作面外,其余表面加工精度均较低,通过铣削和钻床的粗加工就可以达到加工要求;而主要工作表面也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量的加工出来.由此可知,该零件的工艺性较好.1.4确定虎钳活动钳身的生产类型已知此虎钳活动钳身零件的生产纲领为Q=5000台/年,m=1件/台;结合生产实际,备品率a%废品率b%非别取3%和0.5%。带入公式得N=Q=5000台/年1件/台(1+3%)(1+0.5%)=5136.4件/台零件的质量是1.0Kg/个,查机械制造技术基础课程设计指导书第3页表1-3,可确定该虎钳活动钳身为轻型零件,由表1-4知,该虎钳活动钳身的生产类型为大批生产。2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯由于该工件在整体工作过程中不受较大 的冲击,可选灰铸铁做为材料,而且从其形状来看选择铸造也是比较好的,该虎钳活动钳身轮廓不是很大,且生产属于大批生产,为提高生产率和铸件精度,宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1公差等级查表2-1得,公差等级为812级。查表2-5得,毛坯铸件的机械加工余量等级为E-G查表2-4得,整个铸件机械加工余量(RAM)为1mm(F级)2.2.2零件表面粗糙度由零件图可知,该虎钳活动钳身各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6。根据上述诸因素,可查表确定该铸件的尺寸公差和机械技工余量,由公式2-1,R=F+2RMA+CT/2 公式2-2,R=F-2RMA-CT/2可查表确定该铸件的尺寸公差和机械技工余量,所得结果列于下表中。项目mm基本尺寸mm(F)机械加工余量mm(RMA)尺寸公差mm(CT)毛坯尺寸mm (R)阶梯面竖直面7124阶梯面横面2012.416.8内底面2812.631.3外底面3612.639.3阶梯面竖直面与阶梯面横面毛坯尺寸增量一致,考虑其尺寸较小,铸造困难,所以直接铸造成直角面;同理,内底面与外底面也是如此。如图所示2-1毛坯简图 2.2.3绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图图2-13 拟定虎钳活动钳身工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有精基准和粗基准之分,通常先确定精基准,再确定粗基准。3.1.1精基准的选择根据该虎钳活动钳身的技术要求和装配要求,选择左端面和上表面作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一”原则。顶面是设计基准,选用其作精基准定位加工内底面与外底面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的要求。选用左端面作为精基准同样是遵循“基准重合”原则。3.1.2粗基准的选择作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。本例选择虎钳活动钳身的底面和R40的轴线为粗基准。采用虎钳活动钳身R40的轴线作为粗基准加工左端面,以底面作为粗基准加工上表面,可以为后续工序准备好精基准。3.2表面加工方法的确定 根据虎钳活动钳身简图各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如表所示加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案阶梯面竖直面IT86.3粗铣半精铣阶梯面横面IT86.3粗铣半精铣内侧左端面IT96.3粗铣半精铣内侧右端面IT96.3粗铣半精铣内底面IT81.6粗铣精铣磨削外底面IT86.3粗铣精铣顶端孔28IT86.3钻粗铰顶端深孔20IT91.6钻粗铰精铰2-M8盲孔IT8钻粗铰精铰3.3加工阶段的划分 该虎钳活动钳身加工质量要求较高,可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、两个阶段。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;然后粗铣虎钳活动钳身的阶梯面竖直面、阶梯面横面、内侧左端面、内侧右端面。在半精加工阶段,完成顶端孔28、顶端深孔20、2-M8盲孔的钻、铰加工。在精加工阶段,完成顶端深孔20的精铰,内底面的磨削加工。3.4工序的集中和分散 本例选用工序集中原则安排虎钳活动钳身的加工工序。该虎钳活动钳身的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工具、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,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多加工表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.5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。2.遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,再安排精加工工序。3.遵循“先主后次”原则,先加工主要表面,后加工次要表面。4.遵循“先面后孔”原则。综上所述,该虎钳活动钳身的安排顺序为:粗加工及一些余量大的表面,半精加工次要表面,精加工主要表面,以及精度要求较高的表面。3.6确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具1粗铣半精铣阶梯面竖直面卧式铣床端铣刀2粗铣半精铣阶梯面横面立式铣床端铣刀3粗铣半铣内侧左端面卧式双面铣床端铣刀4粗铣半铣内侧右端面卧式双面铣床端铣刀5粗铣半精铣内底面立式铣床钻头复合铰刀6粗铣半精铣外底面立式铣床端铣刀7钻粗铰顶端孔28四面组合钻床钻头复合铰刀8钻粗铰精铰顶端深孔20四面组合钻床钻头复合铰刀9钻粗铰精铰2-M8盲孔四面组合钻床钻头复合铰刀10去毛刺钳工台平锉11中检12磨削内底面平面磨床M7120A砂轮13清洗清洗机14终检4加工余量、工序尺寸和公差的确定 由表2-28可查得,精铰余量;粗铰余量;钻孔余量。查表1-20可以确定各工序尺寸的加工等级为精铰:T9;粗铰:T10;钻:T12。根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰:0.021mm;粗铰:0.084mm;钻:0.21mm。综上所述,该工序各工步尺寸及公差分别为,精铰:;粗铰:;钻孔:。4.120H9的孔切削用量的计算4.1.1钻孔工步1)背吃刀量的确定 取=18mm。2)进给量的确定 由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。3)切削速度的确定 由表5-22,按工件材料HT200的条件选取,切削速度可取为14m/min。由公式(5-1)n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=247.7r/min,参照表4-9所列的Z535型立式钻床的主轴转速,取转速n=275r/min。再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=15.54m/min.4.1.2粗铰工步1)背吃刀量的确定取=1.94mm。2)进给量的确定 由表5-22,选取该工步的每转进给量f=1.2mm/r。3)切削速度的确定 由表5-22,按工件材料HT200的条件选取,切削速度可取为2m/min。由公式(5-1)n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=31.94r/min,参照表4-9所列的Z535型立式钻床的主轴转速,取转速n=68r/min。再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=4.25m/min.4.1.3精铰工步1)背吃刀量的确定取=0.06mm。2)进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量f=1.0mm/r。3)切削速度的确定 由表5-22,按工件材料HT200的条件选取,切削速度可取为4m/min。由公式(5-1)n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=63.69r/min,参照表4-9所列的Z535型立式钻床的主轴转速,取转速n=68r/min。再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=4.27m/min.5夹具设计 设计虎钳活动钳身加工过程中的第八道工序,钻粗铰精铰顶端深孔20的专用夹具,本夹具用于卧式钻床。5.1设计要求 保证加工工序正常进行,对下步工序没有影响,比对加工要求没有影响。保证加工精度,通过夹具的合理设计,可以提高生产效率,减轻工人劳动强度,并扩大机床的使用范围。5.2确定工件的定位方案5.2.1工件的定位基准及定位平面 由零件图和前期的工序设计和工艺规程设计可知,20孔与80的外圆同轴。故把中心孔轴线作为基准,即以外圆为定位基准,以左端的阶梯面为定位平面。5.2.2定位原件的选用 根据机械制造技术基础课程设计指导书及六点定位原理的工件分析,可采用长V型块定位,限制4个自由度。分别为x、z轴方向的移动和x、z轴的转动。由于加工的20孔为通孔,所以y轴的移动可以不限制。因为20孔的中心轴线与V型块定位基准的外圆中心轴线同轴,所以钻削时工件沿y轴的转动,对工件的加工精度没有影响。所以可以不限制,即只需一个长V型块即可。5.3 确定刀具的对刀方案和引导方式5.3.1对刀装置 由于加工的是20孔,而且采用的钻削的加工方式,所以选用钻套对刀。5.3.2确定导向装置本工序要求对被加工孔进行钻、铰两个工步的加工,最终达到所规定的加工要求,故选用快速钻套作为刀具的导向元件(快速钻套查表9-10,钻套用衬套查表9-11,钻套螺钉查表9-13)5.3.5确定夹紧机构 针对成批生产的工艺特征,此夹具采用专用的夹紧机构。 5.4确定工件的夹紧方案1、针对此工件的特点,夹具采用专用的夹紧机构。2、画夹具装配图3、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。(1)V形块上销的配合为基轴制配合,公差等级为7级,公差为0.021(2)标注关键件的配合尺寸,6参考文献(不少于5篇)1段明扬.现代制造工艺设计方法.广西:广西师范大学出版社,2007.2李益民.机械制造工艺简明手册.北京:机械工业出版社,19993巩秀长.机床夹具设计原理.济南:山东大学出版社, 19934艾 兴.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社,20005刘长青.机械制造技术课程设计指导 武汉:华中科技大学,20076孔凌嘉.机械基础综合课程设计北京:北京理工大学出版社, 2004
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工艺及钻削φ20孔的夹具设计【钳块形状】[含高清CAD图,工序卡,说明书]
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