虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削12孔工序专用夹具设计Word格式.docx
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日 期
摘 要
首先了解到自己的设计任务是在虎钳固定钳身上钻削
孔,通过画零件图了解零件的结构和工作原理,并进行相应的工艺性分析。
通过查资料、到机电总厂请教,并问老师,不断修正自己的工艺路线,并编制相应的工艺规程,写工艺卡片,对加工过程有了初步了解。
接着开始钻床夹具的设计,确定定位方案,夹紧机构,并绘制夹具的装配草图,确定夹具的零件图,并完成说明书的编写。
通过这次设计,使自己对机械制造工艺有了了解,并对CAD制图软件达到了熟练的程度,培养了自己分析问题、解决问题的能力。
Abstract
FirstofallunderstandthattheirtaskistodesignHuqianfixedclampondrillingholesthroughthepaintingPartsunderstandingofpartsofthestructureandworkingprinciple,andthecorrespondingprocessofanalysis.Throughinvestigation,toasktheElectricalandMechanicalPlant,andaskedtheteacher,refineitsprocessline,andthepreparationofthecorrespondingpointoforder,writingofthecard,theprocesshasapreliminaryunderstanding.Thenstartdrillingfixturedesign,determinepositioningprogramme,clamping,andthemappingofthedraftfixtureoftheassemblytodeterminethefixturepartsmap,andcompletedthepreparationofbrochures.
Throughthisdesign,themachinerysothattheirmanufacturingprocesswithunderstanding,andCADmappingsoftwarereachedthelevelofproficiencyandcultivatetheirownanalysis,problem-solvingabilities.
目录
1、工艺分析1
1.1结构和工作原理1
1.2技术要求2
1.3审查工艺性3
1.4确定生产类型3
2、工艺规程设计3
2.1选择毛坯3
2.2确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量3
2.3拟定工艺路线4
2.3.1定位基准的选择4
2.3.2表面加工方法的确定4
2.3.3加工阶段的划分5
2.3.4工序的集中和分散5
2.3.5机械加工工序6
2.3.6确定工艺路线6
2.4、加工余量、工序尺寸和公差的确定7
2.5、切削用量的计算7
2.5.1钻孔工步7
2.5.2粗铰工步7
2.5.3精铰工步8
3、专用钻床夹具设计8
3.1夹具设计任务8
3.2确定夹具的结构方案8
3.2.1确定定位元件8
3.2.2确定导向装置8
3.2.3确定夹紧机构9
3.3画夹具装配图9
3.4、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求9
1、工艺分析
1.1结构和工作原理
固定钳是身整个平口钳的基体部分,丝杠是通过固定钳口的两个安装孔来定位的,并且在丝杠和固定钳身之间还安装了一个垫圈以减小摩擦。
大螺母是和丝杠相互配合的,可以在丝杠上移动。
活动钳口是通过固定螺钉安装在大螺母上的,这样活动钳口就可以在大螺母的带动下一起移动.另外有两个钳口板分别用螺钉固定在固定钳身和活动钳口上面,这样在丝杠旋转时就可以带动大螺母一起移动,将丝杠的旋转运动转化为活动钳口的直线移动,这时活动钳口上的钳口板就可以相对于固定钳身上的钳口板进行移动,从而实现平口钳的加紧和松开.
1.2技术要求
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra
形位公差
钳身上表面
30
IT7
1.6
钳身下表面
安装孔
IT9
工字槽下表面
钳口板左端面
7
IT10
6.3
钳口板下表面
20
IT8
2
钳口板前端面
钳口板后端面
孔下端面
孔
孔的圆周面
工字槽前端面
工字槽的前端面
28
工字槽后端面
46
固定钳身的两个安装孔和丝杠有配合要求,加工精度要求较高.两个安装孔的同轴度为
.钳口板的左端面和活动钳口的钳口板要加紧或张开工件,所以要增强其刚度和耐磨性.该零件的各项技术要求制定的较为合理.
1.3审查工艺性
分析零件图可知,
mm孔和
mm孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度.钳口板槽需进行铣削加工,加工精度要求较高主要工作表面也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量的加工出来.由此可知,该零件的工艺性较好.
1.4确定生产类型
依设计题目知:
Q=5000件/年,备品率和废品率分别取%3和%0.5,代入公式(1-1),得N=5000件/年
(1+%3)
(1+%0.5)=5175.8件/年,固定钳身重量为5kg,属中型零件,大量生产.
2、工艺规程设计
2.1选择毛坯
由于该零件的材料是灰口铸铁,且是大量生产,所以应采用砂模铸造中的金属模机器造型,特点是成产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好。
2.2确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量
由表2-1,得毛坯件的公差等级为8~12,选铸件尺寸公差等级为10,由表2-3得.,钳身上、下表面的尺寸公差为2.6mm.
由表2-5,毛坯的机械加工余量等级选E~G,选铸件机械加工余量等级为F,机械加工余量为1.5mm.钳身上、下表面的基本尺寸R1=30+1.5
2+0.5
2.6=34.3,上下偏差分别为+1.3、-1.3,钳身左、右表面的基本尺寸R2=154+1.5×
2+0.5×
3.6=158.8,上下偏差分别为+1.8、-1.8
2.3拟定工艺路线
2.3.1定位基准的选择
选钳身的下表面、右端面,
孔为精基准,选钳身的上表面为粗基准,定位加工钳身的下表面。
选钳身的左端面为粗基准,定位加工右端面。
选钳身的右端面为精基准,定位加工钳口槽的左端面和钳身的左端面。
选钳身的下表面为精基准,定位加工
孔、
孔,保证两者的同轴度要求,加工钳身的上表面和钳口板的上表面。
选
孔的轴线为精基准,加工其它表面。
2.3.2表面加工方法的确定
尺寸精度等级
表面粗糙度
加工方案
钳身的左端面
粗铣
钳身的右端面
mm孔
钻、粗扩、精扩
mm孔
钻、粗铰、精铰
粗铣、精铣
工字槽的下表面
钳口板的前端面
钳口板的后端面
工字槽的后端面
2.3.3加工阶段的划分
将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。
在粗加工阶段,首先将精基准(
孔和钳身下表面、右端面)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;
然后粗铣钳身的上表面、左端面。
在半精加工阶段,完成钳身的上表面的精铣加工;
在精加工阶段,进行钳身上表面的磨削加工。
2.3.4工序的集中和分散
选用工序集中原则安排零件的加工工序,由于生产类型为大量生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,可使工件的装夹次数少,减少辅助时间,保证各加工表面的相对位置精度要求。
2.3.5机械加工工序
(1)遵循“先基准后其他”的原则,首先加工精基准(
孔,钳身下表面和右表面)
(2)遵循“先粗后精”的原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
(3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面,后加工次要表面。
(4)遵循“先面后孔”的原则,先加工钳身下表面,再加工
孔和
孔。
2.3.6确定工艺路线
工序号
工序名称
机床设备
刀具
1
粗铣钳身下表面和右端面
立式铣床
端铣刀
组合钻床
麻花钻、铰刀
3
4
5
粗铣钳身、钳口板上表面
6
粗铣钳口板下表面
铣刀
粗铣工字槽的下表面
8
粗铣钳口板的前、后端面
卧式双面铣床
三面刃铣刀
9
粗铣工字槽的前、后端面
10
精铣钳身上表面
11
精铣钳口板下表面
12
精铣工字槽的下表面
13
精铣钳口板的前、后端面
14
精铣工字槽的前、后端面
15
麻花钻、扩孔钻
16
2.4、加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序4----粗铰、精铰
孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
由表2-28可查得,精铰余量
=0.05mm;
粗铰余量
=0.95mm;
钻孔余量
=11mm。
由表1-20得,各工序尺寸的加工精度等级为,精铰:
IT9;
粗铰IT10;
钻IT12查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰:
0.043mm;
粗铰:
0.070mm;
钻:
0.18mm.
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:
mm;
钻孔:
mm.
2.5、切削用量的计算
2.5.1钻孔工步
2.5.1.1背吃刀量的确定取
=11mm.
2.5.1.2进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.18mm/r.
2.5.1.3切削速度的计算由表5-22,切削速度
=14m/min.,由公式n=1000v/
d,得该工序钻头转速n=405.3r/min.,取四面组合钻床主轴转速为530r/min.,再代入n=1000v/
d,得该工序的实际钻削速度
=18.3m/min.
2.5.2粗铰工步
2.5.2.1背吃刀量的确定取
=0.95mm.
2.5.2.2进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.70mm/r.
2.5.2.3切削速度的计算由表5-31,切削速度
=4m/min.,由公式n=1000v/
d,得该工序铰刀转速n=106.6r/min.,取四面组合钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/
d,得该工序的实际切削速度
=5.25m/min.
2.5.3精铰工步
2.5.3.1背吃刀量的确定取
=0.05mm.
2.5.3.2进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.50mm/r.
2.5.3.3切削速度的计算由表5-31,切削速度
=5m/min.,由公式n=1000v/
d,得该工序铰刀转速n=132.7r/min.,取四面组合钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/
=5.28m/min.
3、专用钻床夹具设计
3.1夹具设计任务
目的是钻
已知:
工件材料为HT200,毛坯件为铸件,所用机床为四面组合钻床,大量生产,任务是为该工序设计一钻床夹具。
3.2确定夹具的结构方案
3.2.1确定定位元件
钳身的下表面用斜槽式支承板实现定位,由表8-3,高H=16mm,选长L=160mm,宽B=25mm,A=60mm,l=20mm,d1=15mm,d=9mm,h=6mm,h1=1.5mm.,b=17mm
右表面用平板式支承板实现定位,由表8-3,H=12mm,L=80mm,B=20mm,A=40mm,l=20mm,d1=15mm,d=9mm,h=6mm,
孔与菱形销配合,由表5-1,B=16mm,b=2mm.,根据工序简图规定的定位基准,两个支承板对工件下表面定位,限制三个自由度,菱形销和
孔配合,限制一个自由度,加工时保证工件
孔的同轴度,工件右表面用一个支承板板定位,限制两个自由度,实现工件正确定位。
定位孔
与定位销的配合尺寸取为
H7/f6(在夹具上标出定位销配合尺寸
f6)。
对于工序尺寸16mm,定位基准和工序基准重合,定位误差
(16)=0;
对于加工孔的同轴度公差要求,
=0;
加工孔径尺寸
mm由刀具直接保证,
(
)=0。
由上述分析可知,该定位方案合理、可行。
3.2.2确定导向装置
钻床夹具的刀具导向元件为钻套。
钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置,并在加工中对钻头等孔加工工具进行引导,防止刀具在加工中发生偏斜。
由表9-7,知虎钳钳身应选快换钻套。
钻套几何参数的确定
1)钻套的导向高度H
本零件要求加工工序精度较高的孔,并且是加工小孔,所以取H=3×
D=3×
11mm=33mm.
2)排屑间隙h1
钻套的下表面与工件的切入表面间的距离称排屑间隙,由于被加工材料为铸铁,所以h1=(0.3~0.7)D=3.3~7.7mm,取h1=6mm.
3.2.3确定夹紧机构
此夹具选用偏心螺旋压板夹紧机构,其中的各零件均采用标准夹具元件。
3.3画夹具装配图
3.4、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求
参考文献
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