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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 13
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：
虎鉗固定鉗身零件的機(jī)械加工工藝規(guī)
程編制及鉆削2-M8盲孔孔工序夾具
班 級：
機(jī)電052班
姓 名：
王勇杰
指導(dǎo)教師：
魏永樂
完成日期：
2008.07.02
一、設(shè)計(jì)題目
虎鉗固定鉗身零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制及鉆削2-11孔工序?qū)Ｓ脢A具
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張
(2) 生產(chǎn)類型: 5000件/年
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖
1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說明書(5000字左右) 1份
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
我們這次課程設(shè)計(jì)的主題是工件夾具設(shè)計(jì)，我的設(shè)計(jì)題目是：虎鉗固定鉗身零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制及鉆削2-11孔工序?qū)Ｓ脢A具。主要內(nèi)容有：畫零件圖；加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)；夾具體的設(shè)計(jì)以及零件、裝配圖的繪制。
這次機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)的意義有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
首先，通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我們重新的溫習(xí)的機(jī)械制造、工程圖學(xué)以及互換性知識(shí)。我們在設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合實(shí)際工件的情況查找相關(guān)資料，不僅僅是對書本知識(shí)的鞏固，更是通過思考后對知識(shí)的理解。而我個(gè)人感覺最重要的是知道了一些知識(shí)的產(chǎn)生來源，怎樣通過原理推廣到實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中。例如，六點(diǎn)定位原理的實(shí)際應(yīng)用，怎樣通過這個(gè)原理選擇合適的定位，選擇正確的定位元件，這些都是結(jié)合原理應(yīng)用到實(shí)際問題。
其次，通過這次課程設(shè)計(jì)也鍛煉了我們的獨(dú)立思考能力和個(gè)人解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)幾個(gè)人在一組設(shè)計(jì)，也讓我們懂得了討論和交流的重要性。獨(dú)立思考與適當(dāng)交流兩者結(jié)合起來，對我們是一種鍛煉。幾個(gè)人同一組有同樣的加工工序，但每個(gè)人都有自己的加工工步，既促進(jìn)了交流，避免閉門造車，又在一定程度上訓(xùn)練了我們的獨(dú)立思考能力。
最后，我們此次作圖使用了作圖軟件，例如CAXA,AUTOCAD,PRO/E。因?yàn)槲覀兇舜卧O(shè)計(jì)畫圖任務(wù)很重，在作圖過程熟悉了這幾種軟件中的一種。在閑暇之時(shí)，我們還交流作圖經(jīng)驗(yàn)，為以后走上工作崗位打好基礎(chǔ)。作為一個(gè)學(xué)機(jī)械的學(xué)生應(yīng)該有熟練的作圖水平。
Abstract
We designed this course is the theme of the workpiece fixture design, my design is entitled: Huqian fixed clamp body parts of the machining process planning and preparation process for drilling holes 2-11 fixture. Elements include: painting parts map; processing of order design; folder specific design and components, the assembly of the plan is drawn.
The machinery manufacturing curriculum design is the significance of the following experience:
First of all, through the curriculum design, let us re-study the machinery manufacturing, engineering graphics and interchangeability of knowledge. We in the design process, in light of the realities of the workpiece to find relevant information, not just the book knowledge of consolidation, after thinking through the knowledge and understanding. I personally feel the most important thing is that a number of sources have knowledge of how to promote the principles to the actual application of them. For example, 6:00 targeting the practical application of principles of how this principle to choose a suitable location, choose the correct positioning devices, these principles are applied to the combination of practical problems.
Secondly, through this training course design also our ability to think independently and individuals the ability to solve practical problems. At the same time a group of a few people in the design, let us also understand the importance of the discussion and exchange. Independent thinking and appropriate exchange with the two of us is a kind of exercise. The same group of a few people have the same processing, but everyone has their own processing the step, not only promote the exchanges and avoid working behind closed doors, to a certain extent, the training of our independent thinking.
Finally, we use the mapping of the mapping software, for example, CAXA, AUTOCAD, PRO / E. Because we have the design drawing heavy tasks in the process of drawing familiar with this in one of several software. In her spare time, we also exchange experience in drawing, for the future work on laying a solid foundation. As a mechanical school students should have the skilled drawing level.
目 錄
1、固定鉗身的工藝分析 2
1.1結(jié)構(gòu)和工作原理 2
1.2固定鉗身的技術(shù)要求 2
1.3審查零件的工藝性 2
1.4確定固定鉗身的生產(chǎn)類型 2
2.加工工藝規(guī)程 2
2.1選擇毛坯 2
2.2確定毛坯的尺寸公差與機(jī)械加工余量 2
2.3擬定工藝路線 2
2.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 2
2.3.2表面加工方法的確定 2
2.3.3加工階段的劃分 2
2.3.4工序的集中和分散 2
2.3.5機(jī)械加工工序 2
2.3.6、確定工藝路線 2
2.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 2
2.5切削用量的計(jì)算 2
2.5.1鉆孔工步 2
2.5.2粗鉸工步 2
2.5.3精鉸工步 2
3.專用夾具設(shè)計(jì) 2
3.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 2
3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 2
3.2.1確定定位元件 2
3.2.2確定導(dǎo)向裝置 2
3.2.3確定夾緊裝置 2
參考文獻(xiàn) 2
1、固定鉗身的工藝分析
1.1結(jié)構(gòu)和工作原理
固定鉗是身整個(gè)平口鉗的基體部分，絲杠是通過固定鉗口的兩個(gè)安裝孔來定位的，并且在絲杠和固定鉗身之間還安裝了一個(gè)墊圈以減小摩擦。大螺母是和絲杠相互配合的，可以在絲杠上移動(dòng)?；顒?dòng)鉗口是通過固定螺釘安裝在大螺母上的，這樣活動(dòng)鉗口就可以在大螺母的帶動(dòng)下一起移動(dòng).另外有兩個(gè)鉗口板分別用螺釘固定在固定鉗身和活動(dòng)鉗口上面,這樣在絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)就可以帶動(dòng)大螺母一起移動(dòng),將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活動(dòng)鉗口的直線移動(dòng),這時(shí)活動(dòng)鉗口上的鉗口板就可以相對于固定鉗身上的鉗口板進(jìn)行移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)平口鉗的加緊和松開.
1.2固定鉗身的技術(shù)要求
固定鉗身的零件技術(shù)要求表（注：斷面描述參照零件圖）
加工表面
尺寸及差/mm
公差/mm及精度等級
表面粗糙度/
形位公差/mm
12mm孔
0.043，IT7
1.6
18mm孔
0.043，IT7
1.6
30mm孔
30
IT9
30mm孔底面
IT9
6.3
25mm孔
25
IT9
6.3
25mm孔底面
IT9
6.3
11mm孔
11
IT9
6.3
0.018,IT8
鉗身寬
0.074,IT9
6.3
鉗身底面
IT7
1.6
鉗身上表面
IT7
1.6
工字槽底部寬
46
IT9
6.3
工字槽上部寬
28
IT9
6.3
工字槽底面
IT7
1.6
鉗口板左端面
IT9
6.3
鉗口板下端面
IT9
6.3
固定鉗身的兩個(gè)安裝孔和絲杠有配合要求,加工精度要求較高.兩個(gè)安裝孔的同軸度為.鉗口板的左端面和活動(dòng)鉗口的鉗口板要加緊或張開工件,所以要增強(qiáng)其剛度和耐磨性.該零件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較為合理.
1.3審查零件的工藝性
分析零件圖可知, mm孔和mm孔的端面均為平面,可以防止加工過程中鉆頭鉆偏,以保證孔的加工精度.鉗口板槽需進(jìn)行銑削加工,加工精度要求較高主要工作表面也可以在正常的生產(chǎn)條件下,采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來.由此可知,該零件的工藝性較好.
1.4確定固定鉗身的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知:Q=5000件/年,備品率和廢品率分別取%3和%0.5,代入公式(1-1),得N=5000件/年(1+%3) (1+%0.5)=5175.8件/年，固定鉗身重量為5kg,屬中型零件,大量生產(chǎn).
2.加工工藝規(guī)程
2.1選擇毛坯
由于該零件的材料是灰口鑄鐵，且是大量生產(chǎn)，所以應(yīng)采用砂模鑄造中的金屬模機(jī)器造型，特點(diǎn)是成產(chǎn)率較高、鑄件精度高、表面質(zhì)量與機(jī)械性能均好。
2.2確定毛坯的尺寸公差與機(jī)械加工余量
由表2-1，得毛坯件的公差等級為8~12，選鑄件尺寸公差等級為10，由表2-3得.，鉗身上、下表面的尺寸公差為2.6mm.
由表2-5，毛坯的機(jī)械加工余量等級選E~G，選鑄件機(jī)械加工余量等級為F，機(jī)械加工余量為1.5mm.
鉗身上、下表面的基本尺寸R1=30+1.52+0.52.6=34.3，上下偏差分別為+1.3、-1.3
鉗身左、右表面的基本尺寸R2=154+1.5×2+0.5×3.6=158.8，上下偏差分別為+1.8、-1.8
2.3擬定工藝路線
2.3.1定位基準(zhǔn)的選擇
（1）精基準(zhǔn)的選擇
選鉗身右端面，鉗身底面，18mm孔軸線為精基準(zhǔn)。這遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，很多表面都是采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。同時(shí)也遵循了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合的“基準(zhǔn)重合”原則。
（2）粗基準(zhǔn)的選擇
選鉗身的上表面為粗基準(zhǔn)，定位加工鉗身的下表面。選鉗身的左端面為粗基準(zhǔn)，定位加工右端面。選鉗身的右端面為精基準(zhǔn)，定位加工鉗口槽的左端面和鉗身的左端面。選鉗身的下表面為精基準(zhǔn)，定位加工孔、孔、 孔，保證兩者的同軸度要求，加工鉗身的上表面和鉗口板的上表面。選孔、孔的軸線為精基準(zhǔn)，加工其它表面。
2.3.2表面加工方法的確定
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度
加工方案
鉗身的左端面
粗銑
鉗身的右端面
粗銑
mm 孔
IT10
6.3
鉆、粗?jǐn)U、精擴(kuò)
mm孔
IT9
1.6
鉆、粗鉸、精鉸
mm孔
IT9
1.6
鉆、粗鉸、精鉸
鉗口板左端面
IT10
6.3
粗銑、精銑
工字槽的下表面
IT7
1.6
粗銑、精銑
鉗身上表面
IT7
1.6
粗銑、精銑
鉗身下表面
IT7
1.6
粗銑、精銑
鉗口板下表面
IT8
6.3
粗銑、精銑
鉗口板的前端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
鉗口板的后端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
mm孔
IT10
6.3
鉆、粗?jǐn)U、精擴(kuò)
mm孔
IT10
6.3
鉆、粗?jǐn)U、精擴(kuò)
工字槽的前端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
工字槽的后端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
2.3.3加工階段的劃分
將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工幾個(gè)階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（孔和鉗身下表面、右端面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑鉗身的上表面、左端面。
在半精加工階段，完成鉗身的上表面的精銑加工；在精加工階段，進(jìn)行鉗身上表面的磨削加工。
2.3.4工序的集中和分散
選用工序集中原則安排零件的加工工序，由于生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，可使工件的裝夾次數(shù)少，減少輔助時(shí)間，保證各加工表面的相對位置精度要求。
2.3.5機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)（孔，鉗身下表面和右表面）
（2）遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。
（4）遵循“先面后孔”的原則，先加工鉗身下表面，再加工孔和孔。
2.3.6、確定工藝路線
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
1
粗銑鉗身下表面和右端面
立式銑床
端銑刀
2
鉆、粗鉸、精鉸mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀
3
鉆、粗鉸、精鉸mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀
4
鉆、粗鉸、精鉸mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀
5
粗銑鉗身上表面、鉗口板上表面
立式銑床
端銑刀
6
粗銑鉗口板下表面
立式銑床
銑刀
7
粗銑工字槽的下表面
立式銑床
銑刀
8
粗銑鉗口板的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
9
粗銑工字槽的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
10
精銑鉗身上表面
立式銑床
端銑刀
11
精銑鉗口板下表面
立式銑床
銑刀
12
精銑工字槽的下表面
立式銑床
銑刀
13
精銑鉗口板的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
14
精銑工字槽的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
15
鉆、粗?jǐn)U、精擴(kuò)孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆
16
鉆、粗?jǐn)U、精擴(kuò)孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆
17
螺紋孔
螺紋切削機(jī)床
螺紋工具刀
2.4加工余量、工序尺寸和公差的確定
工序17----粗鉸、螺紋孔孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定
由表2-28可查得，精鉸余量=0.04mm; 粗鉸余量=0.16mm;鉆孔余量=7.8mm。
由表1-20得，各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9;粗鉸IT10；鉆IT12 查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.043mm ；粗鉸：0.070mm ；鉆：0.18mm.
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸： mm;粗鉸： mm;鉆孔：mm.。
2.5切削用量的計(jì)算
2.5.1鉆孔工步
1)背吃刀量的確定 取=7.8mm.
2)進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.15mm/r.
3)切削速度的計(jì)算 由表5-22，切削速度=15m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=612.1r/min.,由表4—9，取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為680r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實(shí)際鉆削速度=16.7m/min.
2.5.2粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 取=0.16mm.
2)進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.40mm/r.
3)切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度=4m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=160.0r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為185r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實(shí)際切削速度=4.62m/min.
2.5.3精鉸工步
1）背吃刀量的確定 取=0.04mm.
2)進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.50mm/r.
3)切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度=5m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=198.9r/min.,取立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實(shí)際切削速度=6.28m/min.
3.專用夾具設(shè)計(jì)
3.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)
工件材料為HT200，毛坯為鑄件，所用機(jī)床為四面組合鉆床，大批量生產(chǎn)。為該工序設(shè)計(jì)一鉆床夾具。
3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1確定定位元件
根據(jù)工件規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選擇兩個(gè)支承板來限制工件的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)平動(dòng)自由度；工件的右端面，選擇一個(gè)薄板限制一個(gè)平動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；最后在用一個(gè)菱形銷來限制一個(gè)平動(dòng)自由度。后兩者做成一個(gè)固定式定位銷即可。由此看來，此方案能夠滿足鉆削兩個(gè)孔的加工要求，方案合理可行。
3.2.2確定導(dǎo)向裝置
由于工序要求鉆孔需要導(dǎo)向元件鉆套，考慮到生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故采用快換鉆套能夠提高加工效率。從這個(gè)意義上講采用快換鉆套是合理的。
3.2.3確定夾緊裝置
夾緊只要上下方向上夾緊就可以順利加工，采用長螺栓擰緊直壓板來夾緊的方案容易實(shí)現(xiàn)，操作也方便快捷，可以提高加工效率。故采用這種夾緊方案是合理的。
參考文獻(xiàn)
【1】遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械制造教研室編.機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.2008
【2】黃健求主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社2005.11
【3】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2004.3
【4】楊黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.國防工業(yè)出版社.2006
【5】王光斗. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社.2000
【6】王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996
【7】馬壯. 趙越超. 馬修泉. 工程材料與成型工藝.[M]. 沈陽：東北大學(xué)出版社，2007