夹具-机械制造技术基础课程设计说明书

机械制造技术基础课程设计说明书——工具卡座的工艺规划及夹具设计制作人：张蕾学号：200761081指导老师：李嫚、吴宏基单位：大连理工大学2011/3/8大连理工大学机0702张蕾1目录1零件分析......................................................................................................21.1零件图（见图表-1）及使用功能...................................................21.2结构、工艺特点................................................................................21.3主要加工表面和技术要求（尺寸、形状、位置、表面粗糙度）32毛坯制造......................................................................................................52.1制造方法、精度................................................................................52.2各加工表面的加工总余量................................................................53工艺规程设计..............................................................................................63.1工艺精基准、粗基准的选择............................................................63.2工艺方案的分析比较........................................................................73.3工艺规程的确定................................................................................83.4三道工序的切削用量选择和计算..................................................113.5三道工序的工时定额计算..............................................................144夹具设计....................................................................................................164.1定位方案的确定..............................................................................164.2总体结构方案，夹具的主要技术要求..........................................174.3夹具精度的验算..............................................................................194.4夹具体的设计和主要技术要求......................................................205成本结算....................................................................................................215.1单件铸造费用..................................................................................215.2机加费用..........................................................................................215.3工装费用..........................................................................................215.4单件总费用......................................................................................216参考文献....................................................................................................22大连理工大学机0702张蕾21零件分析1.1零件图（见图表-1）及使用功能该零件材料为HT200，年生产量为2000件（中批生产两）可采用专用夹具、通用机床生产。1.2结构、工艺特点工具卡座形状不规则，零件包括有粗糙度和形状位置要求的若干平面、凹槽、通孔、螺纹孔、圆弧面等特征，其中槽两侧面粗糙度要求较高。鉴于零件的结构特点和精度要求，毛坯可铸造，宜采用铣床、钻床、镗床、磨床等机床来加工平。年生产量为2000件（中批生产）可采用专用夹具、通用机床加工。图表-1工具卡座零件图大连理工大学机0702张蕾31.3主要加工表面和技术要求（尺寸、形状、位置、表面粗糙度）各加工表面代号标注见图表-2，各加工表面技术要求见图表-3。图表-2各加工表面及基准面代号大连理工大学机0702张蕾4图表-3加工表面技术要求加工表面表面示意图尺寸、形状、位置要求及表面粗糙度加工表面表面示意图尺寸、形状、位置要求及表面粗糙度基准面B长度，表面粗糙度Ra1.6面P6与B面距离为，Ra0.8基准孔C（K1），与P2面距离为面P7与P6面距离为10F9，与B面平行度为0.0.5，Ra0.8面P1与B面距离47，Ra1.6面P8与P2面距离为6.5，Ra12.5面P2与基准孔C距离为，Ra3.2内圆面K3，轴线与基准C距离为，Ra6.3面P3与P2面距离40，Ra3.2内圆面K4R41面P4与B面距离为，Ra3.2，与基准C垂直度为0.10螺纹孔K5，与竖直方向有8°倾斜，轴线与基准B距离为面P5与P4面距离为，Ra3.2大连理工大学机0702张蕾52毛坯制造2.1制造方法、精度毛坯为HT200,金属型浇注，粗糙度Ra12.5~6.3，表面粗糙度小，尺寸公差等级8级，加工余量等级为8级，已满足一些表面的粗糙度要求，因此减少了加工成本，适合批量生产。图表-4为毛坯铸造示意图，图中所见平面为分型面。图表-4毛坯铸造示意图2.2各加工表面的加工总余量加工余量等级为8级，顶面加工余量为3.5mm，底、侧面加工余量为5mm.其余一些没有技术要求或粗糙度要求在Ra12.5以下的面没有留出加工余量。加工余量示意图见图表-5，左图为毛坯外形图，右图为零件图，中间图中浅色部分为零件轮廓，而外部深色部分为加工余量。图表-5毛坯外形、加工余量示意图及与零件图对比大连理工大学机0702张蕾63工艺规程设计3.1工艺精基准、粗基准的选择工具卡座零件图中较多尺寸及形位公差是以基准面B及孔为设计基准的，必须先加工出B面及孔，为后续工序作为基准。根据粗、精基准选择原则，确定各加工表面的基准如图表-6。图表-6加工表面的加工顺序及基准选择序号加工部位基准选择序号加工部位基准选择1基准面B(粗、半精加工)P1,P2面(粗基准)8内圆面K4,P4，P5(粗，半精加工)B,C,P22面P1(粗、半精加工)B,P2面9基准面B(精加工)C,P1,P33面P2B,P310面P1(精加工)B,C,P34面P3B,P211面P4(精加工)B,C,P3510F9槽(P6,P7,P8面)(粗、半精加工)B,P212面P5(精加工)B,C,P36孔K1(基准C)B,P2,P91310F9槽(P6,P7,P8面)(精加工)B,C,P97内圆槽K3B,C,P214螺纹孔K5B,C,P3大连理工大学机0702张蕾73.2工艺方案的分析比较加工方案有以下两种，分别见图表-7，图表-8。图表-7加工方案一工序号内容设备工序号内容设备10粗、半精铣基准面B立式升降台铣床90精铣面P1立式升降台铣床20粗、半精铣面P1立式升降台铣床100精铣面P4,P5卧式升降台铣床30粗、半精铣面P2、粗铣面P3立式升降台铣床110热加工40粗、半精铣10F9槽卧式升降台铣床120磨削10F9槽两侧面卧轴矩台平面磨床50钻、扩、铰孔立式钻床130钻孔，攻M12螺纹立式钻床60粗铣圆槽K3万能升降台铣床140倒角、去毛刺70粗、半精镗内圆面K4卧式镗床150清洗80精铣基准面B立式升降台铣床160检验图表-8加工方案二工序号内容设备工序号内容设备10铣后平面B立式升降台铣床90半精铣圆弧槽侧面P4,P5卧式铣床20精铣后平面立式铣床100铣侧面槽，加工P6，P7，P8面卧式升降台铣床30B铣面P1立式铣床110热加工40精铣前表面P1立式铣床120磨槽的两侧面P6,P7卧轴矩台平面磨床50铣侧面P2立式铣床130攻M12螺纹孔立式钻床60镗50圆弧面K4卧式镗床140倒角、去毛刺70钻扩铰孔K1摇臂钻床150清洗80铣R41圆弧槽卧式铣床160检验大连理工大学机0702张蕾83.2.1方案一由上图可知，各表面加工方式可有多种选择，方案一中结合工序集中和粗精分开的原则，基准面B及面P1的粗、半精加工分别在同一工序完成，精加工留在后面完成。其优点是：减少了工件装夹次数，并充分利用不同精度等级的机床，减少辅助时间。3.2.2方案二方案二更倾向于集中工序原则，适合小批量生产，没有很好的粗精分开，不利于企业资源充分利用。综上所述选用方案一来进行工艺规划。3.3工艺规程的确定工艺规程图见图表-9。图表-9大连理工大学机0702张蕾9大连理工大学机0702张蕾10大连理工大学机0702张蕾113.4三道工序的切削用量选择和计算3.4.1工序1——粗铣基准面B的切削用量选择与计算此工序使用的是立式升降台铣床X5025，P=4Kw，刀具为镶齿套式面铣刀，直径d=80mm，齿数Z=10，耐用度取180min,加工面宽度为ae=mm。此工序需给半精加工留出1mm余量、给精加工各留出0.5mm加工余量，B面总加工余量为5mm，故背吃刀量ap=mm。根据功率和刀具可通过查表5-119（机械制造技术课程设计指导）得到粗铣时每齿进给量fz=~mm/齿，故选择fz=mm/齿。根据镶齿套式面铣刀切削速度计算公式v=dt15ap5fz4ae1z1代入数据得：大连理工大学机0702张蕾12v=×15×5×4×1×1=m/s根据公式n=vπd得：n=r/min查表得X5025的转速范围，和速度级别，得到相近的转速n=r/min再根据公式v=πnd得到：v=m/s每分进给量fn=nfzZ=mm/min再根据镶齿套式面铣刀功率计算公式P=×5d17ap8fz65aezn得到：P=×5×17×8×65×××=Kw切削功率小于机床功率，故满足要求。3.4.2工序2——粗铣面P1的切削用量选择与计算此工序使用的是立式升降台铣床X5025，P=4Kw，刀具为整体套式面铣刀，直径d=50mm，齿数Z=6，耐用度取180min,加工面宽度为ae=mm。此工序需给半精加工留出1mm余量、给精加工各留出0.5mm加工余量，B面总加工余量为3.5mm，故背吃刀量ap=mm。根据功率和刀