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课程设计任务书课程设计任务书 原始资料： 被加工零件图一份，小批生产。 Q=2000 台/年，n=1 件/台，每日 1 班。 设计要求： 1. 编制技术文件 （1）机械加工工艺过程卡一套 （2）工序卡一套 2. 绘制图纸 （1）零件图 1 张 （2）毛坯图 1 张 （3）夹具装配图 1 张 （4）夹具零件图 1 张 3. 课程设计说明书 1 份 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 目录目录 第第 1 1 章章 机机制制工工艺艺与与夹夹具具课课程程设设计计.1 1 1. .1 1 零零件件的的分分析析 .1 1.1.1 零件的作 用 2 1.1.2 零件的技术要求 2 1.1.3 审查杠杆的工艺性 2 1.1.4 确定杠杆的生产类型3 1 1. .2 2 工工艺艺规规程程设设计计 .3 1.2.1 确定毛坯 的制 造形式 3 1.2.2 基面的选择 3 1.2.3 表面加工方法的确定4 1.2.4 制定工艺路线 5 1.2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7 1.2.6 确定切削用量及基本工时9 1 1. .3 3 夹夹具具设设计计 19 1.3.1 定位方案 .20 1.3.2 夹紧机构 .20 1.3.3 夹具与机床连接元件.20 1.3.4 使用说明 .20 1.3.5 结构特点 .20 第二章第二章 综合实践综合实践.21 2 2. .1 1 夹夹具具体体 零零件件 三三维维造造型型实实现现方方法法 简简述述 21 2 2. .2 2 夹夹具具 装装配配三三维维造造型型过过程程简简述述.25 2 2. .3 3 钻钻孔孔动动画画制制作作过过程程简简述述.28 设设计计总总结结29 参参考考文文献献30 第第 1 1 章章 机制工艺与夹具课程设计机制工艺与夹具课程设计 1.11.1 零件的分析零件的分析 1.1.11.1.1 零件的零件的作用作用 题目所给的零件是杠杆，如下图所示，20H7 孔套在某固定轴上，8H7 孔和 8F9 孔分别套在主动件和从动件上，主要是支撑与传动作用。零件图如 下图 1-1 所示： 第 2 页 / 共 30 页 图 1-1 杠杆零件 1.1.21.1.2 零件的技术要求零件的技术要求 零件的技术要求如下表 1-1。 表 1-1 零件的技术要求 该杠杆形状复杂、结构简单，属于典型的杠杆类零件。为实现传递驱 动力的功能，其杠杆各孔与机器有配合要求，因此加工精度要求较高。杠 杆左端两臂内表面在工作中需承受较大的冲击载荷，为增强其耐磨性，该 表面要求高频淬火处理；为保证装配时有准确的位置， 8H7、20H7、8F9三个端面孔有平行度要求，中间孔与两端的孔的 平行度为 0.1mm。 综上所述，该杠杆的各项技术要求制定的较合理，符合该零件在传递驱动 力中的功用。 1.1.31.1.3 审查杠杆的工艺性审查杠杆的工艺性 加工表面 尺寸及偏 差/mm 公差 /mm及精度 等级 表面粗糙度 Ra 形位公差 /mm 20孔外端面 150.23.2 35孔外端面 150.23.2 16孔外端面 60.053.2 10孔上端面 48.512.5 插槽内表面 50.053.2 8H7孔加工 8H71.6 20H7孔加工 20H71.6 8F9孔加工 8F91.6 10孔加工 1012.5 M4螺孔加工 M4 下端缺口 812.5 第 3 页 / 共 30 页 分析零件图可知，杠杆零件中的8H7、20H7、8F9孔的外端面均要求 铣削加工,并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了 其 接触刚度；8H7和20H7孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头偏 离，以保证加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度较 低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求； 而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但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。由此可见，该零件的工艺性较好。 1 1.1.4.1.4 确定杠杆的生产类型确定杠杆的生产类型 依题目可知，该杠杆生产类型为小批量生产。 1.21.2 工艺规程设计工艺规程设计 1.2.11.2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 该零件的材料是 QT45-5，球墨铸铁。考虑到此设计零件的材料性质能抗 压，不能抗扭和抗弯。还有毛坯的形状为对称形状。由此改零件应选择铸造。 采用上下分型的铸造方法。 1.2.21.2.2 基面的选择基面的选择 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，加工工艺过程中会问题百出， 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。 重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或 面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减 少辅助时间，所以选杠杆零件20H7孔及 8H7孔外端面为粗基准。 2.精基准的选择。 根据该杠杆零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考 虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换 第 4 页 / 共 30 页 算，本题目以20H7 的孔为精基准，基本满足要求。 1.2.31.2.3 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 1 杠杆零件中零件20H7、8H7 孔的外端面，它是 毛坯铸造出来之 后第一个加工的端面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为Ra3.2。根 据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间 又能达到技术要求。 2.10孔上端面，表面 粗糙度为 Ra12.5，根据表面粗糙度要求我们 采取粗铣的加工方式。 3.8F9孔的外端面，表面粗糙度为 Ra3.2，根据表面粗糙度要求我们 采取粗铣 半精铣的加工方式。 4.两8H7孔之间的表面，该表面需要检查，要求检查范围与 8H7同心在 20内，根据表面粗糙度要求我们采取粗铣半精铣的加 工方式。 5.20H7孔加工，它将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要 求我们采取粗扩 精扩 铰的工序过程，最终完成20H7孔加工。 6.8H7、8F9孔加工，加工时对于 20H7孔有平行度要求，表面 粗糙度为 Ra1.6，根据表面粗糙度要求我们采取钻粗铰 精铰的加 工方式。 7.10孔加工，表面 粗糙度为 Ra12.5，根据表面粗糙度要求我们采 取钻孔就能达到要求。 8.缺口的加工，表面 粗糙度为 Ra12.5，根据表面粗糙度要求我们采 取粗车就能达到要求。 9.M4螺孔加工，考虑到工艺要求，我们采取钻、攻丝两步工序。在加 工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 各表面加工方案如下表1-2 第 5 页 / 共 30 页 表1-2 各表面加工方案 1.2.41.2.4 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等 技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性 机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑 经济效果，以便使生产成本尽量下降。 方案一： 1.粗铣 半精铣 20H7、8H7、8F9 孔外端 2.铣 20 外圆端缺口 3.粗扩 精扩 铰 20H7 孔 4.钻粗铰 精铰 8F9 孔 加工表面 尺寸精度等 级 表面粗超 度Ra/m 加工方案备注 20H7、8H7孔 外端面 IT113.2 粗铣 半精铣表5-16 10孔上端面 IT1012.5 粗铣表5-16 8F9孔的外端面 IT113.2 粗铣 半精铣表5-16 8H7孔之间的 槽 IT113.2 粗铣 半精铣表5-16 20H7孔加工 IT71.6 粗扩 精扩 铰表5-15 8H7孔加工 IT81.6 钻粗铰 精铰表5-15 8F9孔加工 IT71.6 钻粗铰 精铰表5-15 10孔加工 IT1112.5 钻孔表5-15 缺口的加工 IT1112.5 粗铣表5-16 M4螺孔加工 3.2 钻攻螺纹表5-15 第 6 页 / 共 30 页 5.钻粗铰 精铰 8H7 孔 6.铣 10 孔上端面 7.钻 10 孔 8.钻攻 M4 螺孔 9.铣两 8H7 孔之间的 槽表面和 R65 内圆弧面 方案二： 1.粗扩 精扩 铰 20H7 孔 2.钻精铰 8H7 孔及 8F9 孔 3.粗铣 半精铣 20H7、8H7 孔外端面 4.粗铣两 8H7 孔之间的表面 5.钻 10 孔 6.粗铣 10 孔上端面 7.粗铣 半精铣 8F9 孔的外端面 8.粗铣缺口 9.钻攻 M4 螺孔 对于上述工序安排的两个方案进行比较： 方案一工序相对集中，便于管理。方案二则采用工序分散原则，各工 序工作相对独立。考虑到该零件生产批量较大，工序集中可简化调整工作， 易于保证加工质量，且采用气动夹具，可提高加工效率，故采用方案一较 好。 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表1-3 列出了杠 杆的工艺路线。 表 1-3 杠杆的工艺路线 序号工序名称工序内容定位基面设备 1 备料砂型铸造 2 铣粗铣-半精铣 20H7、8H7、8F9 孔外 端面 20H7内圆柱面X60卧式双 面铣床 3 扩粗扩 -精扩 -精铰20H7孔35和20两外 端面 立式钻床 ZX525 第 7 页 / 共 30 页 1.2.51.2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据条件：生产批量为小批量、毛坯制造方法为砂型铸造手工化学剂造型、 毛坯材料为球墨铸铁、零件最大尺寸为 1109030 查机械制造技术基础 课程设计指南得加工余量 RMA 和毛坯尺寸 R 的关系： 单边外表面加工：R=F+RMA+CT/2 双边外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2 双边内表面加工：R=F-2*RMA-CT/2 毛坯铸件公差等级：查表 5-2 得小批量生产毛坯铸件公差等级为 1113， 取 11 级。 机械加工余量公差等级：查表 5-5 得机械加工余量公差等级为 FH 级，取 F 级 铸件机械加工余量 RMA：由最大尺寸 110930 查表 5-4 得铸件机械加工 余量 RMA=1.5 mm 毛坯基本尺寸计算：8F9、8H7、10 孔较小，铸成实心。 20H7 孔加工部分为双边孔加工。查表 5-3 得尺寸公差 CT=3.2,由此： R=20-2x1.5-3.2/2=15.4 4 钻钻-粗铰 -精铰 8F9,8H7孔20H7内圆柱面立式钻床 ZX525 5 铣铣10孔上端面20H7和8F7两 内圆柱面 立式铣床 X51 6 钻钻10孔20H7和8F7两 内圆柱面 立式钻床 ZX525 7 钻钻攻M4螺纹 孔20H7和8H7两 内圆柱面 立式钻床 ZX525 8 铣粗铣两 8H7孔之间的槽表面 和R65圆弧面 20H7和8F7两 内圆柱面 X62卧式铣 床 9 铣铣缺口 20H7和8F7两 内圆柱面 立式铣床 X51 10 辅助清洗 11 检终检 第 8 页 / 共 30 页 尺寸 48.5加工部分为单边，外表面加工。查表 5-4 得 CT=4 由此： R=48.5+1.5+4/2=52 下端缺口 8mm加工部分为单边，外表面加工。查表 5-4 得 CT=2.8，由 此：R=8+1.5+2.8/2=10.9，取 10 宽 12mm 尺寸加工部分为双边，外表面加工。查表 5-4 得 CT=3，由此： R=12+2x1.5+3/2=16.5 宽 30mm 尺寸加工部分为双边，外表面加工。查表 5-4 得 CT=3.6，由此： R=30+2x1.5+3.6/2=34.8 由此计算出下表 1-4 的毛坯加工面的尺寸：单位 mm 表 1-4 毛坯加工面的尺寸 按上面的尺寸和给定加工零件图，绘制如下毛坯图 1-2。 零件尺寸单边加工余量铸件尺寸 20H7 孔 2.315.4 离圆心 48.5 3.552 下端缺口尺寸 8 2.910 宽 12 尺寸 2.2516.5 宽 30 尺寸 2.434.8 第 9 页 / 共 30 页 图 1-2 杠杆毛坯图 1.2.61.2.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序一工序一 备料备料 工序二工序二 以以 2 20 0H H7 7 一一端端面面粗粗 基基准准 ，铣铣 2 20 0H H7 7、8 8H H7 7、8 8F F9 9 孔孔外外端端 面面，使使 2 20 0H H7 7、8 8H H7 7 两两孔孔外外端端面面尺尺寸寸至至、使使 8 8F F9 9 外外端端面面尺尺寸寸2 . 030 至至 0 1 . 0 12 1. 加工条件 工件材料：QT45-5,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗、半精铣 20、8H7、8F9 孔的端面。 机床：X60 卧式双面铣床。 刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。 故校验合格。 最终确定，粗铣: ap=1.5mm、n=400r/min、V=100.5m/min、f=0.167mm/r 半精铣：ap=0.9mm、n=560r/min、V=140.7m/min、f=0.15mm/r 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二工序二 以以 3535 的外圆面为粗基准，钻、粗铰、精铰的外圆面为粗基准，钻、粗铰、精铰 2020 孔孔, ,孔的精度达到孔的精度达到 IT7IT7。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18、19 扩孔钻，钻头采用双头刃磨法，后 第 11 页 / 共 30 页 角 o12，二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 rmmf/86 . 0 70 . 0 35 . 1 20 30 d l 所以， rmmf/70 . 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验rmmf/81. 0 max 6090FFf 成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.50.8mm，寿命min60T （3）切削速度 查切 修正系数 rmmvc/180 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/ 3 . 318 1000 0 r d v ns 查切机床实际转速为min/272rnc 故实际的切削速度rmm nd v s c / 4 . 15 1000 0 （4）校验扭矩功率 所以 NmMc60NmMm 2 . 144 mc MM 故满足条件，校验成立。 Ec PkwP0 . 27 . 1 3.计算工时 第 12 页 / 共 30 页 min18. 0 81 . 0 272 1030 nf L tm 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 粗扩： min/272rn rmmf/81. 0min/ 4 . 15 mvcmmd18 0 精扩： min/392rn rmmf/48. 0min/ 4 . 23 mvcmmd19 0 铰孔： min/545rn rmmf/22. 0min/ 2 . 34 mvc720 0 ITd 工序四工序四 （1 1）以以 2020 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 8F98F9 孔，保证孔的精度孔，保证孔的精度 达到达到 IT9IT9。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=6mm，钻头采用双头刃磨法， 后角 o11，二重刃长度 b=7.5mm,横刀长 b=5mm, 棱带长度 mml3 1 120210 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 0.5 0.7/fmm r 按钻头强度选择 按机床强度选择0.6/fmm rrmmf/53. 0 最终决定选择立式钻床 Z525 已有的进给量rmmf/2 . 0 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.81.2mm，寿命min140T 扩孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.91.4mm，寿命min60T 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.60.9mm，寿命min120T （3）切削速度 查切 修正系数 10/ c vmm r0 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv K10/ c vmm r 第 13 页 / 共 30 页 0 1000 530.4 /min s v nr d 查切机床实际转速为 n=400r/min 故实际的切削速度 v=7.5m/min （4）校验扭矩功率 所以 NmMc362NmMm 2 . 814 mc MM 故满足条件，校验成立。kwPkwP Ec 95 . 5 4 扩铰和精铰的切削用量同理如下： 扩钻：n=400、v=7.5、f= 0.2 粗铰：n=500、v=11、f= 0.16 精铰：n=630、v=15.8、f= 0.12 3.计算工时 T=17+18/400*0.2=0.4min （2 2） 以以 2020 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 8H78H7 孔，保证空的精度达到孔，保证空的精度达到 IT7IT7。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=6mm，钻头采用双头刃磨法， 后角 o11，二重刃长度 b=7.5mm,横刀长 b=5mm, 棱带长度 mml3 1 120210 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 0.5 0.7/fmm r 按钻头强度选择 按机床强度选择0.6/fmm rrmmf/53. 0 最终决定选择 Z3025 摇臂钻床已有的进给量rmmf/2 . 0 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.81.2mm，寿命min140T 第 14 页 / 共 30 页 扩孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.91.4mm，寿命min60T 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.60.9mm，寿命min120T （3）切削速度 查切 修正系数 10.5/ c vmm r0 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv K10.5/ c vmm r 0 1000 556.92 /min s v nr d 查切机床实际转速为 n=400r/min 故实际的切削速度 v=7.5m/min （4）校验扭矩功率 所以 NmMc362NmMm 2 . 814 mc MM 故满足条件，校验成立。kwPkwP Ec 95 . 5 4 扩铰和精铰的切削用量同理如下： 扩钻：n=400、v=7.5、f= 0.2 粗铰：n=500、v=11、f= 0.16 精铰：n=630、v=15.8、f= 0.12 3.计算工时 T=17+18/400*0.2=0.4min 工序五工序五 粗铣粗铣 1010 孔上端面。孔上端面。 1. 加工条件 工件材料：QT45-5,b =0.45GPa HB=160210,铸造。 加工要求：粗铣 10 上端面。 机床：X51 立式铣床。 刀具：W18Cr4V 硬质合金套式面铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=16,深度 ap=2.8, 齿数 z=3,故据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径 do=24mm。选择刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齿斜 第 15 页 / 共 30 页 角 s=10,主刃 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1mm。 2. 切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=3.5mm，一次走刀即可完成所需 长度。 2） 每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。由于 是对称铣，选较小量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 V36mm/s，n=480r/min,Vf=432mm/s 据 X51 铣床参数，选择 n=490r/min,Vfc=441mm/s,则实际切削速度 V =3.14*24*441/1000=33.2m/min, 实际进给量为 f=V/nz=441/(300*3)=0.49mm/r。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。 故校验合格。 最终确定 ap=3.5mm，n=490r/min，V=33.2m/min，f=0.49mm/r。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(32+80)/432=0.25min。 工序六工序六 以以 2 20 0H H7 7 孔为精基准，钻孔为精基准，钻 1010 孔，深度孔，深度 20mm20mm。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=10mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o12，二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.选择切削用量 第 16 页 / 共 30 页 （1）决定进给量 查切 rmmf/7 . 030 . 0 35 . 1 20 30 d l 所以， rmmf/41 . 0 按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf/75 . 1 rmmf/53. 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成rmmf/48. 0 max 6090FFf 功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.50.8mm，寿命min60T （3）切削速度 查切 修正系数 rmmvc/25.120 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/390 1000 0 r d v ns 查切机床实际转速为min/136rnc 故实际的切削速度rm nd v s c /27 . 4 1000 0 （4）校验扭矩功率 所以 NmMc60NmMm 2 . 144 mc MM 故满足条件，校验成立。 Ec PkwP0 . 27 . 1 3.计算工时 min2 . 0 45. 1134 1030 nf L tm 工序七工序七 以以 2020 孔为精基准，钻一个孔为精基准，钻一个 3.33.3 孔，攻孔，攻 M4M4 螺纹螺纹 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=3mm，后角 o16，二重刃长度 第 17 页 / 共 30 页 120245 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 rmmf/02218. 0 按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf/50 . 0 rmmf/53. 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。rmmf/22. 0 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.50.8mm，寿命min20T （3）切削速度 查切 修正系数 rmmvc/200 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/20 查切机床实际转速为 n=500r/min 故实际的切削速度 v=20m/min （4）校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。 mc MM Ec PP 最终确定: 钻孔 n=500r/min、V=20m/min、f=0.15mm/r 攻丝 n=97r/min、V=1.2m/min、 f=0.7mm/r 3.计算工时 T=4+2/800*0.22=0.034 工序八工序八 以以 2020 孔为精基准，粗孔为精基准，粗铣铣两两 8 8H H7 7 孔孔之之间间的的表表面面和和粗粗铣铣R R6 65 5 内内 圆圆弧弧面面 工件材料：QT45-5 铸造。 机床：X62 卧式铣床。 1、粗铣內槽留余量 1mm 刀具：W18Cr4V 硬质合金钢直角三面刃铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=8,深度 ap=42.5,齿数 z=12,故据切削手册取刀具直径 do=8mm 第 18 页 / 共 30 页 2 、切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较大，因为 R65 内圆弧面粗糙度大 故可以选择 ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2） 每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查切削手册选 f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，将 f 降一级为 f=0.5 mm/z。查得 V110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 据 XA62 卧式铣床参数，选择 n=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度 V c=600.4,实际进给量为 fzc=V fc/nz=0.21mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册,而机床所能提供功率为 Pcm=56.3kwPcc=2.7kw。故校验合格。 3、半精铣內槽 刀具：W18Cr4V 硬质合金钢直角三面韧铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=10,深度 ap=12,齿数 z=1,故据切削手册取刀具直径 do=10mm 4 、切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较大，因为 R65 内圆弧面粗糙度大 故可以选择 ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2） 每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查切削手册选 f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，将 f 降一级为 f=0.5 mm/z。查得 V110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 据 XA62 卧式铣床参数，选择 n=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度 V c=600.4,实际进给量为 fzc=V fc/nz=0.21mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册,而机床所能提供功率为 第 19 页 / 共 30 页 Pcm=56.3kwPcc=2.7kw。故校验合格。 5、计算基本工时 tmL/ Vf=(42.5*4)/60=2.8min. 结果：粗铣 f=0.21 mm/z, n=235r/min,Vfc=5.9mm/min 半精铣 f=0.15 mm/z, n=475r/min,Vfc=14.9mm/min 工序九工序九 粗铣缺口粗铣缺口 刀具：W18Cr4V 硬质合金三面铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=30mm,深度 ap=2.5 齿数 z=3,故据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径 do=24mm。选择刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齿斜 角 s=10,主刃 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1mm。 =0.25mm/Z f =0.35m/s（21mm/min） d=175mm, w 按机床参数选取 n=300r/min 故实际切削速度 =22.6m/min 1000 nd s 切削工时：t =30/V =1.3min m 1.31.3 夹具设计夹具设计 经老师指定工序，设计第二道工序加工 8H7、8F9 两孔 孔的钻 床专用夹具。本夹具将用立式钻床 ZX525。所设计的夹具装配图如下图 1- 3，以及有关说明。 第 20 页 / 共 30 页 图 1-3 夹具装配图 1.3.11.3.1 定位方案定位方案 工件总体以 35 一端面及 20H7 孔为定位基准，采用平面与定位销组合 定位方案，另外在加工 8F9 孔的时候由于该孔端面小于定位平面，所以采用 了可调辅助支承套和可调型块进行定位，这样可以提高稳定性，其中定位销 限制了 2 个自由度，35 一端面限制了 3 个自由度，V 型块限制了 2 个自由度， 第 21 页 / 共 30 页 共限制了 7 个自由度。 1.3.21.3.2 夹紧机构夹紧机构 由于是孔加工夹具，运用手动夹紧可以满足要求。采用螺母和圆柱销上的 螺栓实现夹紧，还有就是防止工件转动 V 型块夹紧装置，由于都是手动螺旋夹 紧，所以夹紧力适可而止，不需要进行夹紧力计 1.3.31.3.3 夹具与机床连接元件夹具与机床连接元件 采用四个标准螺栓，将夹具体底面固定在机床工作台上，用于钻床夹具相 对于机床进给方向的正确位置，并保证加工孔的中心线与机床主轴在同一条直 线上，确保加工精度 1.3.41.3.4 使用说明使用说明 安装工件时，取下圆柱销上的开口垫圈，并向左调动 V 型块，将工件 20H7 套在定位销上，并将 8F9 外圆柱面放进 V 型块，然后预紧 V 型块，然 后将上面 的夹紧螺母进行预紧，接下来向右调动 V 型块，顶住即可，然后把 8F9 孔下 面的可调辅助支承套网上调一调，直至顶住 8F9 孔下端面即可。然后再把夹 紧螺母夹紧适当到位，这样就可以进行孔加工了。当第一个孔 8F9 加工完毕 后，松开夹紧螺母和 V 型块装置，使工件顺时针转动一个角度，让第二个孔 8H7 的外圆柱面正好放在 V 型块里即可，然后夹紧方法和第一个孔夹紧步骤 一样。 1.3.51.3.5 结构特点结构特点 该夹具结构简单，操作方便，由于是小批量生产，就没有设计机动夹紧装 置，本道工序采用手动夹紧的夹具比较简单，制造成本相对较低，夹具上装有 钻套，可使夹具在一批零件的加工之前很好的导向，同时夹具底面上的定位键 可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以便于孔加工，但由于需 要转动角度，故转动时需要将工件固定的好，否则将会影响到加工精度。 第第 2 2 章章 综合训练综合训练 第 22 页 / 共 30 页 2.12.1 夹具体零件三维造型实现方法简述夹具体零件三维造型实现方法简述 夹具造型使用的是 UG8.0 版本三维造型软件，结合自身的学习条件，用 UG 画出了夹具零件三维图及夹具装配图，在过程中也遇到了很多小问题，不过过 程还算顺利，以下就是绘图步骤及造型图。 1.打开 UG 软件，新建模型，如下图 2-1。 图 2-1 新建模型 2.在模型中，画夹具的各个零件 （1）杠杆零件三维图 先在草图模块里把杠杆的中心截面形状画好，利用拉伸中对称值拉伸草图， 第 23 页 / 共 30 页 形成实体，在选定的平面画草图拉伸求和，最后在打孔，切槽，和利用“螺纹” 功能打螺纹孔，最终形成三维体如下图 2-2。 图 2-2 杠杆零件三维图 （2）夹具体零件三维图 先把底板方形草图画好，然后拉伸成长方体实体，然后画左边小台阶的草 图拉伸与底座求和，然后再打孔、画螺纹孔、画槽、倒角，如下图 2-3。 2-3 夹具体底座三维图 （3）其他零件三维图 由于其他零件三维图造型相对简单，基本都是利用草图功能拉伸实现的， 这里就不作详细解释，其他零件三维图见下图 2-4 至图 2-14。 第 24 页 / 共 30 页 图 2-4 圆柱销 图 2-5 钻模板 图 2-6 固定螺钉 图 2-7 活动 V 型块 图 2-8 六角螺图 2-9 开口垫圈 第 25 页 / 共 30 页 图 2-10 可调支承 图 2-11 钻套 图 2-12 六角螺钉 图 2-13 圆柱销 图 2-14 开槽螺钉 图 2-15 固定螺钉固定板 第 26 页 / 共 30 页 2.22.2 夹具装配三维造型过程简述夹具装配三维造型过程简述 1.装配图 打开 UG，新建装配模块，先添加组件“底座”然后一一添加其他组件， 利用“装配约束”使每个组件装配至合适的位置。如下图 2-16 所示。 图 2-16 添加组件 装配好需要进行约束，使每个组件安装到想要的位置，用“接触对其”方法 装配，装配好后形成三维装配图，如下图 2-17、2-18 所示。 第 27 页 / 共 30 页 图 2-17 装配约束 图 2-18 夹具装配三维图 第 28 页 / 共 30 页 2.装配爆炸图 装配图建好后，然后点击工具栏中的“爆炸图”新建一个自动爆炸图，设 置好偏移距离，如下图 2-19 所示。 图 2-19 夹具爆炸图 第 29 页 / 共 30 页 2.32.3 钻孔动画制作过程简述钻孔动画制作过程简述 1.进入装配序列新建装配序列，如下图 2-20 所示。 图 2-20 新建装配序列 2.插入运动 先选择对象，然后移动组件，点击坐标系，然后输入想要移动的距离或转 动的角度，按 Enter 键确定移动后的位置，以此类推，确定每个组件的位置， 最后按顺序播放动画，再导出动画为 AVI 视频格式，以便观看。如下图 2-21。 图 2-21 插入运动 第 30 页 / 共 30 页 设计总结设计总结 在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握 一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学 分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽 容，学会了理解。 通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合 运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次钻孔夹具设计工作的实际 训练，从而培养和提高我的独立工作能力，巩固与扩充了钻孔夹具设计等课程 所学的内容，掌握钻孔夹具设计的方法和步骤，掌握钻孔夹具设计的基本的模 具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本 结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程 都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能 力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习 的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学 习中的榜样.这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心 指导。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受 到同学的友谊。 第 31 页 / 共 30 页 参考文献参考文献 1、王先逵 主编， 机械制造技术基础 ，华中科技大学出版社，2007。 2、陈家芳 主编， 实用金属切削加工工艺手册第 2 版，上海科学技术出版 社，2006。 3、孙丽媛 主编， 机械制造工艺及专用夹具设计指导 ，冶金工业出版社， 2003。 4、李益民 主编， 机械制造工艺设计简明手册 ，机械工业出版社，1994。 5、 金属机械加工工艺人员手册 ，上海科学技术出版社，1982。 6、刘守勇 主编， 机械制造与机床夹具 ，机械工业出版社，1994。 7、杨兴骏，莫雨松等编， 互换性与技术测量第 4 版，中国计量出版社， 2005。 8、周明，孙玉洁，韩荣第编著， 金属切削原理与刀具第 2 版，哈尔滨工业 大学出版社，2004。
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