扁叉钻孔夹具设计说明书.doc

《机床夹具设计》课程设计

设计说明书

学生姓名

班级

学号

成绩

指导教师(签字)

一、零件图的分析
1.1、扁叉的工艺规定
《机械制造工艺学与机床夹具设计》课程是机械类专业的一门重要专业课。它授予学生制订经济合理、切实可行的机械加工和装配工艺，拟定各工序的工装与设备等方面的综合知识，以及基本的工艺理论和国内外先进的新工艺、新技术方面的知识；培养学生分析生产实际加工过程中产生误差的因素和存在的具体工艺问题，并能初步提出改善产品质量、提高生产率与减少成本的工艺途径和方法的能力。为提高学生解决实际问题的能力，本课程学完后，特安排此课程设计。
本课程设计是在学完了机械制造工艺学及夹具设计之后进行的下一个教学环节。它一方面规定学生在设计中能初步学会综合应用过去所学的所有课程，此外也为搞好毕业设计做一次综合训练。学生应当通过机械制造工艺学及夹具设计课程设计在下述各方面得到锻炼：
能纯熟运用机械制造工艺学及夹具设计课程设计中的基本理论，对的地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线合理安排等问题，保证零件的加工质量。
提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当掌握如何根据被加工零件的加工规定，设计出高效、省力、既经济合理，又能保证加工质量的夹具来。
学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，可以做到纯熟应用。
1.2、扁叉的工艺性分析
该零件共有三处加工表面，其间有一定位置规定。分述如下：
1.2.1 以φ10H7为中心的加工表面：两者有高的同轴度规定。
1.2.2 以两孔轴线对称的上凸块侧面和两平面
这一组加工表面上端面的两侧面相对空轴线有对称度规定，两上端面对两孔轴线也各自有平行度规定。
1.2.3两短圆柱的四个端面：没有较高的位置精度规定

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面（铣削上端面），再以这组加工后表面为基准加工此外两组（分别是铣圆柱端面和钻铰两同轴小孔）。

二、工艺规程设计

2.1拟定毛坯的制造形式
零件材料为HT13—32。考虑零件在机床运营过程中所受冲击不大，零件结构又比较简朴，故选择金属型浇注铸件毛坯。
2.2拟定毛坯的机械加工余量和公差
参见《机械制造技术基础课程设计指导书》（以下称指导书）第二章第二节，铸件尺寸公差及机械加工余量按GB/T6414-1999拟定。
按金属型铸造，灰铸铁查《指导书》表2-5，查得加工余量等级为D~F，转查表2-3，差得尺寸公差为8级，转查表2-4，最大轮廓尺寸不超过160mm，得加工余量1.4mm。
2.3设计及绘制毛坯图

2.4 基面的选择
本零件是有精度较高规定的孔的叉架零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以平面为基准。例如，先铣出凸块侧面及其两有平行度规定的平面，再加工的平面为精基准，加工出两短圆柱的四个端面，同样，也是以该已加工表面为基准钻出两同轴的Φ10H7孔；加工前后四个圆柱端面时，先以凸块表面为基准，在铣床上运用组合铣刀一次性铣出端面。
2.5 钻孔工序加工方法的选择
由于Φ10H7表面粗糙度规定为Ra1.6，经济精度为IT7，可拟定加工方案为：钻削→粗铰→精铰
2.6 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规定能得到合理的保证,在生产大纲已拟定的情况下, 经综合比较和分析可拟定最优加工路线方案为
.工艺路线方案
铸造
时效
涂底漆
工序一 以外圆Φ24为粗基准，粗铣图示的A1、A2和C面；
工序二 精铣A1、A2和C面，保证A1、A2和C面平行距离尺寸10mm，且平行度误差不超过0.15；
工序三 以A1、A2平面为精基准，粗铣两圆柱的四个端面；
工序四 以A1、A2平面为精基准，精铣该四侧面，保证105 0.07和22mm；
工序五 以A1、A2平面为精基准，钻、粗铰、精铰中心孔，保证平行度误差不超过0.15mm，空的精度达IT7，且Φ10两孔的同轴度不超过0.01mm；
工序六 以Φ10孔为精基准，粗铣B1、B2两侧面；
工序七 以Φ10孔为精基准，精铣上述两侧面，保证两者相对孔的轴线对称度误差不超过0.01mm；
工序八 检查、入库
2.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定
”扁叉”；零件材料为HT13—32，，生产类型中批量，金属型铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，拟定工序五中加工表面即两同轴小孔的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
内孔（φ10未铸成孔即毛坯为实心圆柱体）
查《工艺手册》表2.2～2.5，工序尺寸加工余量
钻孔 φ10mm的麻花钻
铰孔 0.035mm
精铰 0mm
2.8确立切削用量及基本工时
工序五 以A1、A2平面为精基准，钻、粗铰、精铰中心孔，保证平行度误差不超过0.15mm，空的精度达IT7，且Φ10两孔的同轴度不超过0.01mm；
1. 选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=8mm，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度
2.选择切削用量
（1）决定进给量
查《切》
所以，
按钻头强度选择 按机床强度选择
最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。
（2）钻头磨钝标准及寿命　
后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～０.８mm，寿命．
　（3）切削速度
查《切》 修正系数
故。

查《切》机床实际转速为
故实际的切削速度
（4）校验扭矩功率
所以
故满足条件，校验成立。
３.计算工时

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。
粗铰和精铰的切削用量如下：
铰孔：
精铰： ，d0=20IT7

三、夹具设计
由老师布置的任务可知本人设计第五道工序——钻M10孔的钻床夹具。本夹具将用于Z518立式钻床。刀具为∮10的高速钢麻花钻。
3.1问题提出
在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的规定，是自由公差，定位规定较低。因此，本步的重点应在夹紧的方便与快速性上，两孔呈180°直线分布，考虑到中批生产的加工效率，选择翻卷式或者分度装置，具体如下：
3.2夹具设计
3.2.1定为基准的选择
出于定位简朴和快速的考虑，选择A1、A2平面为基准，即以支撑定位板和可调支承钉完全定位，再使用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。

3.2.2切削力及夹紧力计算
本步加工可按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。
轴向力
扭矩
由于扭矩很小，计算时可忽略。
夹紧力为
取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。
3.2.3定位误差分析
本工序采用端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。
3.2.4夹具设计及操作的简要说明
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用有快换垫圈的快速螺旋卡紧机构。
夹具上设立有快换钻套（中批生产，且钻铰连续工步），用于拟定的钻头位置。

四、总结
两个星期的工装夹具的课程设计做完了。在老师的耐心指导下，我完毕了这次任务,整个过程中小组同学互帮互助,我们在快乐中共同学习,学习中共同进步.
本次课程设计是我们在毕业设计前一次重要的实践设计，对所学的基础课、技术基础课和专业课能很好的进行系统的复习和总结，知识的综合性很强.更是一次理论联系实际的训练.当书本上的理论知识和实践相结合的时候,困难就会接踵而至.这就需要反复的查阅资料、反复的思考和互相间的讨论,通过这样一个反复的过程后,理论知识才会真正的属于自己,并且印象也会更加的深刻.以后要是碰到类似的问题也会有相似的经验作为借鉴和指导.为接下来的毕业设计做铺垫.
在本次收获课程设计成功经验的同时,再次感谢尹老师的辛勤指导!

五、附图

六、参考文献
4.机械制造技术课程指导书》