1、辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：制定托架零件的加工工艺及铣 30x50上端面的夹具设计 全套图纸，加 153893706班 级：机电三班姓 名：指导教师：完成日期：2013 年 7 月 2 日2机械自造工艺及夹具课程设计任务书一：设计题目：制定托架零件的加工工艺，设计铣 30x50 上端面的铣床夹具设计。设计要求：中批量生产 气动夹紧 通用工艺装备设计时间：本课程设计要求在 3 周内完成。1第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第 810 天，
2、完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。5第 1415 天，零件图的绘制。6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。8第 2021 天，答辩设计内容：1、熟悉零件图；2、绘制零件图（一张） ；3、绘制毛坯图（一张） ；4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张） ；5、绘制夹具总装图；36、绘制夹具零件图；7、说明书指导教师评语：4成 绩： 指导教师 日 期 摘要机 械 工 业 是 一 种 基 本 工 业 形 式 ， 对 于 我 们 国 家 来 说 ， 它
3、 关系 到 国 计 民 生 的 方 方 面 面 。 近 年 来 机 械 工 业 领 域 向 着 高 精 度 、高 质 量 、 高 效 率 、 低 成 本 方 向 发 展 ， 数 字 化 ， 自 动 化 水 平 日 益提 高 。 同 时 由 于 机 械 工 业 的 发 展 ， 其 他 各 工 业 部 门 也 向 着 高 深度 迈 进 ， 机 械 工 业 的 发 展 日 趋 重 要 。机 械 制 造 过 程 及 检 测 ， 检 验 中 ， 都 要 使 用 大 量 的 夹 具 。 为了 达 到 提 劳 动 效 率 ， 提 高 加 工 精 度 ， 减 少 废 品 ， 扩 大 机 床 的 工艺 范 围
4、， 改 善 操 作 的 劳 动 条 件 ， 如 何 设 计 好 夹 具 则 成 了 机 械 制造 的 一 项 重 要 任 务 。机 床 夹 具 是 夹 具 中 的 一 种 ， 将 其 固 定 到 机 床 上 ， 可 以 使 被加 工 件 对 刀 具 与 机 床 保 持 正 确 的 相 对 位 置 ， 并 克 服 切 削 力 的 影响 。 使 加 工 顺 利 进 行 。 机 床 夹 具 分 为 通 用 夹 具 和 专 用 夹 具 两 种 。由 于 个 人 能 力 所 限 ， 设 计 尚 有 许 多 不 足 之 处 ， 希 望 各 位老 师 给 予 指 教 。5AbstractMachinery
5、industry is a basic industry, for our country, it is related to the beneficial to the peoples livelihood aspects. In recent years the field of machinery industry towards high precision, high quality, high efficiency, low cost direction, digitization, automation level is increasing day by day. At the
6、 same time as the development of machinery industry, other industries are also facing high depth forward, becomes more and more important to the development of machinery industry.Mechanical manufacturing process and testing, inspection, will use a lot of fixture. In order to achieve the labor effici
7、ency, improve processing accuracy, reduce scrap, expand the scope of technology of machine tools, improve labor condition, how to design the fixture has become an important task of mechanical manufacturing.Machine tool fixture fixture in a, be fixed to the machine, can be processing tool and the too
8、l to maintain the correct relative position, and overcome the influence of cutting force. Make processing smoothly. Machine tool fixture is divided into general fixture and special fixture two.Because of the limit of personal ability, the design there are many deficiencies, hope that the teacher for
9、 advice.6目 录目 录一 、 零 件 的 工 艺 分 析 .2二 、 工 艺 规 程 设 计 .3(一 )确 定 毛 坯 的 制 造 形 式 .3（ 二 ） 基 面 的 选 择 3（ 三 ） 制 定 工 艺 路 线 3（ 四 ） 机 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 毛 皮 尺 寸 的 确 定 4（ 五 ） 确 立 切 削 用 量 及 基 本 工 时 4三 、 夹 具 设 计 ： .5（ 一 ） 、 设 计 时 注 意 的 问 题 .5（ 二 ） 、 夹 具 设 计 .6参 考 资 料 ： .87（一）零件的分析（一）.零件的作用题目所给的零件是机床托架，主要在车细长杆时起辅
10、助支撑作用.（二）零件的工艺分析：机床主轴箱齿轮共有三组加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以直径为 35 为中心的加工表面这一组加工表面包括：直径为 35 的孔。2 以直径为中心加工端面和右侧面3 托架上面二. 工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式。零件的材料为为 HT200，考虑到零件的几何形状比较简单。所以用铸造的方法来做毛坯。8（二） 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加
11、工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取托架上面的面作为粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问。因为工件的端面和外圆都与内孔的中心线，有严格的技术要求，因此因此要以内院为精基准，来加工上面，侧面和端面， 制定工艺路线方案一工序一： 铸造工序 2： 时效处理工序 3：以上面为基准粗加工直径为 55 的下端面工序 4：以直径为 55 的下端面为基准加铣上端面，9工序 5： 以直径为 55 的下断面为基准钻直径为 35 的孔，绞孔工序 6： 以孔和下端面为基准铣 30x50 的面工序 7： 以直
12、径为 35 的孔和 30x50 的面定位系直径为 55 的外圆的侧面。工序 8： 铣 R6x3 的槽两个工序 9： 钻 2-M8 的两个底孔，攻丝工序 10： 质检，入库方案二：方案一工序一： 铸造工序 2： 时效处理工序 3：以上面为基准粗加工直径为 55 的下端面工序 4：以直径为 55 的下端面为基准加铣上端面，工序 5： 以直径为 55 的下断面为基准钻直径为 35 的孔，绞孔工序 6： 以孔和下端面为基准铣 30x50 的面工序 7：。铣 R6x3 的槽两个工序 8：以直径为 35 的孔和 30x50 的面定位系直径为 55 的外圆的侧面工序 9： 钻 2-M8 的两个底孔，攻丝工序
13、 10： 质检，入库工艺路线方案的比较10工艺方案二与方案一的不同在于方案一，在铣了 30x50 的面之后直接铣 R6x3 的两个槽，节省了时间，提高了效率，而方案二的方法则是工序过于分散，因此选择方案二。（四） 机械加工量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下：（五） 、 确定切削用量及基本工时切削用量及基本工时的确定：铣直径为 55 的下端面，选用机床：X51 立式铣床，选用高速钢圆柱形铣刀，齿数 Z=6第一次走刀：0.25/Zfm1incV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /in机03751.3(/in)10
14、cV机机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(in).fLt第二次走刀：15/mincV查110115367.(/min)cVnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(mi)56.fLt(m/min)vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 见切vCvxvy vk削手册表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkrvBv所以 x1.44x0.8x1.04x0.81
15、x0.97=158.6(m/min)vxvc35.015.02.464)确定机的主轴转速ns= = 504r/minWd10cvx106.58按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 504r/min 相近的机床转速为 480r/min 及 600r/min。现选取 =480r/min。wn所以实际切削速度 v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-112L= =40mm , =2mm, =0, =02011l2l3ltm= = =0.098(mifnlw321l0.9481） 加工工时 其中fLtm由表 22 yl ml80y10所以 stm1.256.4780扩孔：
16、 21.7 rf/sT40mfadcvvvyxpmz/125.601srnns /6.74.30按机床取 srw/67.1所以实际切削速度 smv/124.016.2工时： 切入 ylLl8my10所以 sfntwm491.6708铣直径为 55 的上端面，选用机床：X51 立式铣，选用高速钢圆柱形铣刀，齿数 Z=6第一次走刀：0.25/Zfm1315/mincV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /in机03751.3(/in)10cV机机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(in).fLt第二次走刀：15/mincV查015367
17、.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(mi)56.2fLt钻钻直径为 35 的孔3、工序 2 钻直径为 33 的孔，扩直径为 35(1) 钻 33 孔a/加工条件：机床：Z525 钻床.刀具：麻花钻 其中 d=3314.b/计算切削用量： =20mmpa由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=0.36mm/r v=0.35m/s.确定主轴转速： n= =.334r/min 01vd. 按机床选取： 392/minwnr实际机床选取： v= .410s切入 切出 l=80mm 15l
18、m2l切削工时： .1.62inwltnf（2）扩 35a/加工条件：机床：CA6140 车床.刀具：扩孔钻 其中 d=32mm .b/计算切削用量： =2mmpa由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=081mm/r v=0.14m/s确定主轴转速： n= =.121.5r/min 01vd. 按机床选取： 4/minwnr实际机床选取： v= .160s切削工时： .12.78inmwlltnf以内孔和端面为基准铣托架的上端面，选用机床：X51 立式15铣床，选用高速钢圆柱形铣刀，齿数 Z=6第一次走刀：0.25/Zfm1incV查015367.(/min)cnrd查
19、查按机床选取 /in机03751.3(/in)10cV机机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(in).fLt第二次走刀：15/mincV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(mi)56.2fLt16(m/min)vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 见切vCvxvy vk削手册表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。Mvksvkkvkrv
20、Bv所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxvc35.015.02.464)确定机的主轴转速ns= = 504r/minWd10cvx106.58按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 504r/min 相近的机床转速为 480r/min 及 600r/min。现选取 =480r/min。wn所以实际切削速度 v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1L= =40mm , =2mm, =0, =02011l2l3ltm= = =0.098(mifnlw321l0.9482） 加工工时 其中fLtm由表 22 yl ml80
21、y10所以 stm1.256.478017扩孔： 21.7 rmf/1.sT240mfadcvvvyxpz/15.601srnns /6.724.30按机床取 srw/67.1所以实际切削速度 smv/124.016.工时： 切入 ylLl8my10以内圆和上端面为基准铣直径为 35 的右侧面，选用机床：X51 立式铣床，选用高速钢圆柱形铣刀，齿数 Z=6第一次走刀：0.25/Zfm1incV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机03751.3(/in)10cV机机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(in).fLt第二次走刀
22、：1815/mincV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量： 0.25637.25(/min)fZVn机基本工时： 431.9(mi)56.fLt(m/min)vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 见切vCvxvy vk削手册表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkrvBv所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxvc35.015.02.464)确定机的主轴转速ns= = 504r/minW
23、d10cvx106.58按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 504r/min 相近的机床转速为 480r/min 及 600r/min。现选取 =480r/min。wn所以实际切削速度 v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-119L= =40mm , =2mm, =0, =02011l2l3ltm= = =0.098(mifnlw321l0.9483） 加工工时 其中fLtm由表 22 yl ml80y10所以 stm1.256.4780扩孔： 21.7 rf/sT40mfadcvvvyxpmz/125.601srnns /6.74.30按机床取 srw/67
24、.1所以实际切削速度 smv/124.016.2工时： 切入 ylLl8my10钻 M8 的底孔 6.83、钻直径为 6.8 的孔，(1) 钻 33 孔a/加工条件：机床：Z525 钻床.刀具：麻花钻 其中 d=620.b/计算切削用量： =20mmpa由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：.f=0.36mm/r v=0.35m/s.确定主轴转速： n= =.334r/min 01vd. 按机床选取： 392/minwnr实际机床选取： v= .410s切入 切出 l=80mm 15lm2l切削工时： .1.62inwltnf（2）手动攻丝。.三、 夹具设计为了提高劳动生产率
25、，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计铣 30x50 的上端面这道工序，本夹具采用内孔定位，压板手动压紧结构。这种结构操作简单，装卸方便，非常适合大批量生产。1、问题提出本夹具主要用来铣 30x50 面，因为本面是油孔没有什么特殊的要求，因此主要考虑提高生产率上，21（二）夹具设计1 切削力和夹紧力计算(1)刀具： 采用高速钢端面铣刀机床： X51由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中： 修正系数 0.1vk3F83.FqFXz=24 65.0Fy8.0FuPa0Fw代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时
26、，须把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K其中： 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13K为断续切削系数 1.14所以 NF7.15(2)夹紧力的计算22选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKfN21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 25.01fF= +G G 为工件自重zPNfFN4.35121夹紧螺钉： 公称直径 d=8mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级MPaB106MPaBs4801螺钉疲劳极限： aB192603.2.01 极限应力幅： MPkma7.51li许用应力幅： aSa3.li螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss=3.54 取s=
27、4得 MPa120满足要求8.24cHdFPaNc153.2经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，23使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力2.定位误差分析由于用定位销和端面定位的，设计基准和定位基准重合，定位误差极小，又因为孔自身没有什么定位精度，因此定位可以不予考虑，主要考虑提高生产效率上。不必考虑定位误差，只需保证夹具的心 轴的制造精度和安装精度。3夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.此夹具手动压板夹紧，操作简单快速。本夹具总体的感觉是操作比较简单，结构比较紧凑，效率大大提高。钻孔夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图中。24总
28、 结为期三周的机械制造工艺学课程设计即将结束了，三周是时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这两周的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和资料，为我们的毕业设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。最后，衷
29、心的感谢老师的精心指导和悉心帮助，使我顺利的完成此次设计。25第 6 章 参 考 文 献【 1】 赵 家 齐 主 编 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 指 导 书 机 械 工 业 出 版 社 ， 1997【 2】 王 绍 俊 主 编 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 机 械 工 业 出 版 社 ， 1985【 3】 金 属 机 械 加 工 工 艺 人 员 手 册 修 订 组 编 金 属 机 械 加 工 工 艺 人 员 手 册 上海 科 学 技 术 出 版 社 ， 1983【 4】 上 海 柴 油 机 厂 工 艺 设 备 研 究 所 编 金 属 切 削 机 床 夹 具 设 计 手 册 机 械 工 业 出版 社 1984【 5】 南 京 市 机 械 研 究 所 主 金 属 切 削 机 床 夹 具 图 册 机 械 工 业 出 版 社【 6】 吕 周 堂 、 陈 晓 光 主 编 互 换 性 与 技 术 基 础 中 国 科 学 技 术
