夹具设计说明书资料

第1页共17页郑州科技学院机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“手柄套”零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程卡1份4.机械加工工序卡1份5.夹具设计装配图1张6.夹具体零件图1张7.课程设计说明书1份班级：机制本六班姓名：袁文明学号：201233188指导教师：刘志响教研室主任：郑喜贵2015年10月21日第2页共17页目录目录…………………………………………………………………………………1设计任务书…………………………………………………………………………2序言…………………………………………………………………………………3一、零件的分析…………………………………………………………………3（一）零件的作用……………………………………………………………3（二）零件的工艺分析………………………………………………………3二、工艺规程设计……………………………………………………………4（一）确定毛坯的制造形式…………………………………………………4（二）基面的选择……………………………………………………………41.粗基准的选择…………………………………………………………42.精基准的选择…………………………………………………………4（三）制定工艺路线…………………………………………………………41.工艺路线方案一………………………………………………………52.工艺路线方案二………………………………………………………53.工艺方案的比较和分析………………………………………………6（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定………………………71.机械加工余量…………………………………………………………82.工序尺寸和毛坯尺寸的确定…………………………………………9三、专用夹具的设计………………………………………………………………9（一）设计主旨…………………………………………………………………9（二）夹具设计…………………………………………………………………91.定位基准的选择………………………………………………………92.钻销力以及夹紧力的计算……………………………………………103.定位误差分析…………………………………………………………114.夹具设计及操作说明…………………………………………………14四、课程设计心得体会…………………………………………………………16参考文献……………………………………………………………………………17第3页共17页序言机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程设计课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是我们全面运用课程及其有关选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。我希望能通过这次设计巩固我们前面所学的知识，并深化我对它的理解，为以后更好地走向工作打下基础。因知识和能力有限，设计过程难免会有许多不足之处，还请老师指正。一、零件的分析图1.1手柄套零件图（一）零件的作用题目给出的是机床用“手柄套”，如图1.1所示,它起着连接手柄和转轴的作用，主要是用来传递转矩，使转轴旋转，从而起到调控作用。其中Ø12孔用来安装转轴，并通过两个Ø6H8mm孔进行轴向固定。Ø8孔则用于安装手柄，借此来传递转矩。Ø5H7mm孔只用于加工时的定位作用，通过它来保证3个径向孔的位置精度。（二）零件的工艺分析手柄套主要有两组加工表面，她们相互间有一定的位置精度。现分述如下：1.以Ø12H7mm孔为中心的加工表面。第4页共17页它包括，Ø16mm孔，Ø12H7mm孔，左右两端面，Ø45mm外圆面以及定位用的Ø5H7mm孔，它们在加工时互为基准，彼此相互联系来保证形状位置精度。另，工件的四个1x45°直角也可以并入该组加工表面。2.以Ø8mm为主的加工表面它包括，Ø8mm孔和两个Ø6H8mm孔，即径向的三个圆面加孔。这两组表面以及表面组内之间，有一定的位置要求，主要是：(1)Ø12mm孔轴线与Ø45mm右端面的垂直度公差为0.05mm；(2)两个Ø6mm孔与Ø12mm孔轴线的位置度公差为0.12mm。由上可知，对于这两组表面，可以先加工一组（第一组）表面，然后借助专用夹具以及定位孔加工另一组表面（第一组），并且通过一次装或互为基准来保证其位置精度。1、工艺规程设计（1）确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑其耐磨性其受到的局部冲击，选用锻件。又因为零件年产量为4000件，可采用普通模煅，以提高生产效率并保证加工质量。（2）基面的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高加工效率。否则，就会使加工工艺问题百出，严重影响零件加工质量和效率。1.粗基准的选择因为此零件结构简单，选用Ø45mm外圆面作为粗基准即可。但加工时注意，因为零件短小，不能以粗基准一次定位即完成初步加工，而需要两次使用粗基准，期间产生的二次定位误差可通过后序的半精、精加工来弥补。2.精基准的选择因为该零件各加工面有一定的形位精度要求，所以精基准的选择主要考虑基准重合和互为基准的原则。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。(3)制定工艺路线零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。制定工艺路线的出发第5页共17页点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。初次以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线如下：工序1：普通模锻；工序2：正火；工序3：粗车右端面和部分外圆面。以Ø45mm外圆面为基准，选用CA6140车床；工序4：粗车左端面和剩余的Ø45mm外圆面部分，钻Ø12mm孔。以Ø45mm外圆面为基准，选用C365L式转塔式车床；工序5：半精车，精车Ø45mm外圆面。以Ø12mm孔为基准，选用CA6140车床；工序6：半精车Ø45mm左端面，车Ø16mm孔，倒1x45°直角。以Ø45mm外圆面为基准，并选CA6140车床；工序7：扩、铰、精铰Ø12mm孔，半精车，精车Ø45mm右端面，保证尺寸35mm，倒直角1x45°。以Ø45mm外圆面为基准，选用C365L转塔式车床；工序8：钻，精铰Ø5mm孔，使用专用夹具CJ—01。以Ø45mm左端面和Ø12mm孔定位，选用Z525钻床；工序9：钻Ø8mm孔，使用专用夹具CJ-02。以Ø45右端面Ø12mm孔、Ø5mm孔定位，选用Z525钻床；工序10：钻成90°的Ø6mm孔，保证13尺寸和相应位置度，使用专用夹具CJ-03.以Ø45mm右端面、Ø12mm孔、Ø5mm孔定位，选用Z525钻床；工序11：去毛刺；工序12：清洗；工序13：终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工序卡片”。（4）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄套”零件材料为45钢，硬度为207-241HBW，毛坯重量约为0.46kg，第6页共17页生产类型为大批生产，采用普通模锻毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，结合《实用机械制造工艺设计手册》，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.机械加工余量确定外圆表面沿轴线及径向方向的加工余量（Ø45mm及35mm），查《实用机械制造工艺设计手册》（以下简称《手册》）表2-7及2-9，其中锻件重量为0.4kg，锻件复杂数为S1，锻件轮廓尺寸≤315mm，采用一般加工精度F1,故轴向余量1.5mm∽2.0mm，取2mm，径向余量1.5mm∽2.0mm，取1.9mm。2.工序尺寸和毛坯尺寸的确定（1）.外圆表面（Ø45mm）分步加工余量查《手册》表7-2/7-5，结合1所得结果，拟定加工余量，如下：粗车：Ø46.8mm2Z=2mm半精车：Ø45.3mm2Z=1.5mm精车：Ø45.0mm2Z=0.3mm（2）.左右端面分步加工余量由上述已确定了毛坯的长度为39mm。查《手册》表7-2/7-4，结合1所得结果，拟定加工余量如下：右端面左端面粗车：37.8mmZ=1.2mm粗车：36.4mmZ=1.4mm半精车：35.8mmZ=0.6mm半精车：35.3mmZ=0.5mm精车：35mmZ=0.3mm（3）.内孔Ø12mm毛坯为实心，不冲孔。孔精度为IT7，参照《手册》表7-11，可确定工序尺寸及余量为:钻孔:Ø11.0mm扩孔：Ø11.85mm2Z=0.85mm粗铰：Ø11.95mm2Z=0.1mm第7页共17页精铰：Ø120+0.018mm2Z=0.05mm（4）.定位孔Ø5mm孔具有较高的位置精度，参照《手册》表7-11，可确定工序尺寸及余量为：钻孔：Ø4.8mm精铰：Ø5.0mm2Z=0.2mm（5）.两个径向孔Ø6mmØ6mm孔具有较高的位置度，参照《手册》表7—11，可确定其工序尺寸及余量为：钻孔：Ø5.8mm精铰：Ø6.0mm2Z=0.2mm由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。综合以上分析，可确定毛坯长度为39mm，直径为45.8mm，如下图4.2所示：图4.2零件毛坯图5确定切削用量及基本时间切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量，再确定切削速度。选择两个典型的工序，工序3粗车mm45外圆和工序7加工12H7mm孔，进行钻-粗铰-精铰进行计算。第8页共17页5.1工序30粗车mm45外圆的切削用量及基本时间本工序为粗车mm45外圆面。已知工件材料：45钢，MPa670p，热轧制型材；机床为CA6140卧式车床；刀具：硬质合金，YT5。下面的相关数据根据《切削用量简明手册》确定。CA6140机床中心高为200mm，查表1.1，选择刀杆25mm16mmHB，刀片厚度4.5mm，由表1.3，选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角120错误!未找到引用源。，后角60，主偏角90kr，副偏角10kr＝‘错误!未找到引用源。，刃倾角0s错误!未找到引用源。，刀尖圆弧半径mm7.0r错误!未找到引用源。。5.1.1工序30切削用量的确定（1）确定切削深度pa此工序直径加工余量为1.3mm，单边余量仅为0.65mm，可在一次走刀内切完，故mm65.0ap。错误!未找到引用源。（2）确定进给量f根据表1.4，在粗车钢料，刀杆尺寸为25mm16mmHB，3mmap，工件直径为40～60mm，0.7mm/r~0.4f，查表1.31，选择f=0.56mm/r.（3）选择车刀磨钝标准及耐用度由表1.9，车刀后面最大磨损限度选择1.0mm，普通车刀寿命T=60min。（4）确定切削速度v根据表1.10查得切削速度m/min123vc查表1.28得切削速度修正系数为92.0k24.1k65.0k0.1kk9.0krvkvtvMvTvsv，，，，修正后的切削速度为(m/min)8292.024.165.00.10.19.0123kkkkkkvvrvkvtvMvTvsvc(m/min)54448821000dv1000n第9页共17页按CA6140机床转速，选择n=11.8sr，则实际切削速度(m/s)78.110008.11481000dnv5.1.2检验机床功率由表1.24，查得Pc=2.4kW。切削功率的修正系数-，故实际切削时功率为kW5.2PC,而机床主轴允许功率为kW5.7PE，ECPP，故选用的切削用量可在CA6140机床上进行。最后确定切削用量为：m/s78.1vr/8.11nmm56.0fmm65.0aps。5.1.3基本时间的确定根据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-1，车外圆的基本时间为infllll.ifnLT321j，式中,5.25.29065.0)3~2(l1tgtgkarp5~32l取42l，3l查表6.2