夹具课程设计

1机械制造工艺学与机床夹具设计课程设计设计题目：杠杆工艺过程设计及钻铰Φ10孔夹具设计设计者：吴唅所在班级：10机制1班指导教师：伊成龙、方梁菲提交日期：安徽农业大学工学院2目录机制工艺课程设计任务书………………………………………………3页第1章零件分析…………………………………………………………4页1.1零件的作用……………………………………………………4页1.2零件的工艺分析………………………………………………4页1.3确定零件的生产类型…………………………………………5页第2章确定毛坯、绘制毛坯简图………………………………………6页2.1选择毛坯………………………………………………………6页2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量………………………6页2.3绘制拨叉锻造毛坯简图…………………………………………7页第3章工艺规程设计……………………………………………………8页3.1定位基准的选择………………………………………………8页3.2拟订工艺路线…………………………………………………8页3.3加工设备及工艺装备的选用……………………………………11页3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定…………………………12页3.5切削用量的计算………………………………………………14页3.6时间定额的计算………………………………………………16页第4章专用钻床夹具设计………………………………………………20页4.1夹具设计任务…………………………………………………20页4.2拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图……………………20页4.3绘制夹具装配总图……………………………………………22页4.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求…………………22页第5章设计总结…………………………………………………………23页参考文献………………………………………………………………24页附件…………………………………………………………………………25页3机制工艺课程设计任务书一、课程设计任务书课程编号课程名称机制工艺与夹具课程设计周数3论文（设计）进度安排◆指导教师布置课程设计任务。明确设计任务，阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。◆对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图。◆制定机械加工工艺路线，选择定位基准。◆选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。◆画出毛坯图，填写工艺过程卡及工序卡。◆针对指定的一道工序，确定该工序夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。◆绘制夹具装配图。◆绘制夹具零件图。◆整理设计说明书。◆答辩、评定成绩。具体设计方法、步骤见《机械制造工艺学与机床夹具设计》课程设计指导书和《机械制造工艺学》教材。另外主要参考书目：1．机床专用夹具图册2．机械制造装备设计3．机械制造工艺设计简明手册4．机械制造工艺学课程设计指导书5．实用机械加工手册6．实用机械加工工艺手册论文（设计）内容一、设计题目与要求拨叉的机械加工工艺规程及钻孔攻螺纹夹具设计。年产量为5000件（大批生产）。（零件参考图附后）二、设计内容1．对零件进行工艺分析，画零件图；2．确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图；3．制定零件的机械加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡；4．对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写机械加工工序卡；5．对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图；6．对夹具的一个零件设计零件图；7．编写设计计算说明书。要求设计工作要求提交：1．零件图1张（A4）2．毛坯图1张（附在说明书里）3．机械加工工艺过程卡4．机械加工工序卡5．夹具结构设计装配图1张（根据实际情况选择A3或者A2图纸绘制）6．夹具结构设计零件图1张（根据实际情况选择A4或者A3图纸绘制）7．课程设计说明书1份★所有资料最终用档案袋装好上交。4二、设计题目与要求如下图所示杠杆零件，材料为HT200，试编制零件的机械加工工艺规程及设计钻铰Φ10+0.0150孔的钻床夹具。+0.015-082±0,2±0.2CCC-C零件图第1章零件分析1.1零件的作用课程设计的题目是杠杆，它的的主要作用是用来支承、固定的。要求零件的配合时符合要求。1.2零件的工艺分析由零件1.1可知，其材料为HT200，抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。该杠杆的主要加工表面为Φ40mm两端面，Φ30mm凸台表面，Φ25mm孔，Φ10mm孔，Φ8mm孔等，主要技术要求有：51.Φ40mm上端面的粗糙度Ra10µm，下端面为Ra2.5µm,Φ8（H7）mm孔为Ra2.5µm，Φ25（H8）mm孔为Ra2.5µm，Φ10（H7）mm孔为Ra5µm；2.2XΦ8（H7）mm孔有平行度为0.2mm（A），Φ25（H8）mm孔有垂直度要求Φ0.03(B);3.Φ25（H8）mm孔内侧倒角1X45°，杠杆有过度圆角R15。该零件的主要工作表面是Φ40mm的下端面，Φ25（H8）mm孔和2XΦ8（H7）mm孔，在设计规程时应重点予以保证。+0.015-082±0,2±0.2CCC-C图1.1(零件图)1.3确定零件的生产类型依设计题目知为中批量生产。6第2章确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为5000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求较高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据《机械制造工艺学与机床夹具设计》课程设计指导书相关表格确定该铸件的机械加工余量及铸造毛坯尺寸公差。由参考资料知，该种铸件的尺寸公差等级CT为7-9级，加工余量等级MA为F级。故取CT为9级，MA为F级。表2.1机械加工余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值(mm)说明Ф40mm的上下平台54F2加工上下底面2xØ30mm的凸台上或下面30F2.5单侧加工，凸台向内的那面，即有公差要求的面，见零件图Φ25（H8）孔25F3孔降1级，单侧加工表2.2铸造毛坯尺寸公差7主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTФ40mm的上下平台距离542+2582.02×Φ8（H7）与Φ25（H8）间的中心距离82—822.2Φ10（H7）与Φ25（H8）之间的中心距离48—482.0左边Φ30凸台下端面与B面距离532.5-252.52.0右边Φ30凸台上端面与B面距离112.5+215.51.6Φ25（H8）孔尺寸Φ253.0Φ221.72.3绘制杠杆铸件毛坯简图由表2.1所得结果，绘制毛坯简图2.3所示。882±1.1±1.1CCC-C48±152.5±115.5±0.8±1?22±0.85技术要求1.毛坯精度等级CT为9级；2.铸件表面不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）；3.铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工面上的浇冒口残留量要铲平、磨光，达到表面质量要求；4.未注圆角半径R3-R5.5。未注形状公差应符合GB1184-80的要求。第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1.精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25(H8)的孔作为精基准。2.粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为Ф40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承Φ40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25（H8）的孔。3.2拟订工艺路线9工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。1．表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《机械制造工艺学与机床夹具设计》课程设计指导书相关表格，确定杠杆零件各表面的加工方法，如表3.1所示。表3.1杠杆各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注Φ40mm圆柱的上平台003.054mmIT8～IT11Ra10μm粗铣-半精铣Φ40mm圆柱的下平台003.054mmIT7～IT9Ra2.5μm粗铣—精铣Ø30mm的凸台上下表面15IT14\粗铣Ø8mm孔Φ015.0.0-8mmIT7Ra2.5μm钻孔—铰孔平行度0.2（A）Φ10mm孔Φ015.0.0-10mmIT7Ra5μm钻孔—铰孔Φ25mm孔Φ033.0025mmIT8Ra2.5μm钻孔-扩孔-铰孔垂直度Φ0.03（B）2．确定加工工艺路线10（1）工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序Ⅰ：粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台工序Ⅱ：粗铣宽度为Φ30mm的凸台表面工序Ⅲ：钻孔Ф25（H8）使尺寸达到Ф23mm。工序Ⅳ：扩孔钻钻孔Ф25(H8)使尺寸达到Ф24.8mm。工序Ⅴ：铰孔Ф25（H8）使尺寸达到Ф25(H8)。工序Ⅵ：钻Φ10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序Ⅶ：粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序Ⅷ：精铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）mm。工序Ⅸ：钻、粗、精铰2×Φ8（H7）小孔使尺寸达到Φ8（H7）。工序Ⅹ：检验入库。（2）工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序Ⅰ：粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台工序Ⅱ：粗铣宽度为Φ30mm的凸台表面工序Ⅲ：钻孔Ф25（H8）使尺寸达到Ф23mm。工序Ⅳ：钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。工序Ⅴ：扩孔钻钻孔Ф25(H8)使尺寸达到Ф24.8mm。工序Ⅵ：铰孔Ф25（H8）使尺寸达到Ф25(H8)。工序Ⅶ：钻Φ10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序Ⅷ：粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序Ⅸ：精铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）mm。工序Ⅹ：粗铰2×Φ8（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序Ⅺ：精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8（H7）。工序Ⅻ：检验入库。（3）工艺方案的比较和分析：11上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，Ф25（H7）孔作为精基准，所以就要加工Ф25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔Ф25，而不进一步加工就钻Ф8（H7），那样就很难保证2×Ф8的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。最终工艺路线如表所示表3.2等臂杠杆机械加工工艺路线工序号工序内容定位基准10粗精铣Ф40mm的上下平台根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准20粗精铣Ф30mm的上下平台φ40平台的下端面30钻孔Ф25（H8）使尺寸达到Ф23mm。φ40平台的下端面扩孔钻钻孔Ф25(H8)使尺寸达到Ф24.8mm。φ40平台的下端面铰孔Ф25（H8）使尺寸达到Ф25(H8)。φ40平台的下端面40钻Φ10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。φ40平台的下端面，Ф25(H8)孔粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。φ40平台的下端面，Ф25(H8)孔精铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）mm。φ40平台的下端面，Ф25(H8)孔50钻、粗、精铰2×Φ8（H7）小孔使尺寸达到Φ8（H7）。Ф25(H8)孔60终检3.3加工设备及工艺装备的选