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1、夹具设计讲明书资料郑州科技学院机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“手柄套零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺经过卡1份4.机械加工工序卡1份5.夹具设计装配图1张6.夹详细零件图1张7.课程设计讲明书1份班级：机制本六班姓名：袁文明学号：202133188指导老师：刘志响教研室主任：郑喜贵2021年10月21日目录(1)设计任务书(2)序言(3)一、零件的分析(3)一零件的作用(3)二零件的工艺分析(3)二、工艺规程设计(4)一确定毛坯的制造形式(4)二基面的选择(4)1.粗基准的选择(4)2.精基准的选择(4)三制定工艺道路(4)1.工艺道路
2、方案一(5)2.工艺道路方案二(5)3.工艺方案的比拟和分析(6)四机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定(7)1.机械加工余量(8)2.工序尺寸和毛坯尺寸确实定(9)三、专用夹具的设计(9)一设计主旨(9)二夹具设计(9)1.定位基准的选择(9)2.钻销力以及夹紧力的计算(10)3.定位误差分析(11)4.夹具设计及操作讲明(14)四、课程设计心得体会(16)参考文献(17)机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程设计课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是我们全面运用课程及其有关选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具构造设计的一次重要实践。我希望能通过这次设计稳固我们前
3、面所学的知识，并深化我对它的理解，为以后更好地走向工作打下基础。因知识和能力有限，设计经过难免会有很多缺乏之处，还请教师指正。一、零件的分析图1.1手柄套零件图一零件的作用题目给出的是机床用“手柄套，如图1.1所示,它起着连接手柄和转轴的作用，主要是用来传递转矩，使转轴旋转，进而起到调控作用。其中?12孔用来安装转轴，并通过两个?6H8mm孔进行轴向固定。?8孔则用于安装手柄，借此来传递转矩。?5H7mm孔只用于加工时的定位作用，通过它来保证3个径向孔的位置精度。二零件的工艺分析手柄套主要有两组加工外表，她们互相间有一定的位置精度。现分述如下：1.以?12H7mm孔为中心的加工外表。它包括，?
4、16mm孔，?12H7mm孔，左右两端面，?45mm外圆面以及定位用的?5H7mm孔，它们在加工时互为基准，相互互相联络来保证形状位置精度。另，工件的四个1x45直角可以以并入该组加工外表。2.以?8mm为主的加工外表它包括，?8mm孔和两个?6H8mm孔，即径向的三个圆面加孔。这两组外表以及外表组内之间，有一定的位置要求，主要是：(1)?12mm孔轴线与?45mm右端面的垂直度公差为0.05mm；(2)两个?6mm孔与?12mm孔轴线的位置度公差为0.12mm。由上可知，对于这两组外表，能够先加工一组第一组外表，然后借助专用夹具以及定位孔加工另一组外表第一组，并且通过一次装或互为基准来保证其
5、位置精度。1、工艺规程设计1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑其耐磨性其遭到的局部冲击，选用锻件。又由于零件年产量为4000件，可采用普通模煅，以提高生产效率并保证加工质量。2基面的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，能够保证加工质量，提高加工效率。否则，就会使加工工艺问题百出，严重影响零件加工质量和效率。1.粗基准的选择由于此零件构造简单，选用?45mm外圆面作为粗基准即可。但加工时注意，由于零件短小，不能以粗基准一次定位即完成初步加工，而需要两次使用粗基准，期间产生的二次定位误差可通过后序的半精、精加工来弥补。2.精基准的选择由于该零件各加工面有一定的
6、形位精度要求，所以精基准的选择主要考虑基准重合和互为基准的原则。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。(3)制定工艺道路零件的机械加工工艺经过是工艺规程设计的核心问题。制定工艺道路的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，能够采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。初次以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺道路如下：工序1：普通模锻；工序2：正火；工序3：粗车右端面和部分外圆面。以?45mm外圆面为基准，选用CA6140车床；工序4：粗车左端面和剩余的?45mm外圆面部分，钻?12mm孔。以?4
7、5mm外圆面为基准，选用C365L式转塔式车床；工序5：半精车，精车?45mm外圆面。以?12mm孔为基准，选用CA6140车床；工序6：半精车?45mm左端面，车?16mm孔，倒1x45直角。以?45mm外圆面为基准，并选CA6140车床；工序7：扩、铰、精铰?12mm孔，半精车，精车?45mm右端面，保证尺寸35mm，倒直角1x45。以?45mm外圆面为基准，选用C365L转塔式车床；工序8：钻，精铰?5mm孔，使用专用夹具CJ01。以?45mm左端面和?12mm孔定位，选用Z525钻床；工序9：钻?8mm孔，使用专用夹具CJ-02。以?45右端面?12mm孔、?5mm孔定位，选用Z525
8、钻床；工序10：钻成90的?6mm孔，保证13尺寸和相应位置度，使用专用夹具CJ-03.以?45mm右端面、?12mm孔、?5mm孔定位，选用Z525钻床；工序11：去毛刺；工序12：清洗；工序13：终检。以上工艺经过详见“机械加工工艺经过卡片和“机械加工工序卡片。4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“手柄套零件材料为45钢，硬度为207-241HBW，毛坯重量约为0.46kg，生产类型为大批生产，采用普通模锻毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，结合（实用机械制造工艺设计手册），分别确定各加工外表的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.机械加工余量确定外圆外表沿轴线及径向方向的加工余量?
9、45mm及35mm，查（实用机械制造工艺设计手册）下面简称（手册）表2-7及2-9，其中锻件重量为0.4kg，锻件复杂数为S1，锻件轮廓尺寸315mm，采用一般加工精度F1,故轴向余量1.5mm2.0mm，取2mm，径向余量1.5mm2.0mm，取1.9mm。2.工序尺寸和毛坯尺寸确实定1.外圆外表?45mm分步加工余量查（手册）表7-2/7-5，结合1所得结果，拟定加工余量，如下：粗车：?46.8mm2Z=2mm半精车：?45.3mm2Z=1.5mm精车：?45.0mm2Z=0.3mm2.左右端面分步加工余量由上述已确定了毛坯的长度为39mm。查（手册）表7-2/7-4，结合1所得结果，拟定
10、加工余量如下：3.内孔?12mm毛坯为实心，不冲孔。孔精度为IT7，参照（手册）表7-11，可确定工序尺寸及余量为:钻孔:?11.0mm扩孔：?11.85mm2Z=0.85mm粗铰：?11.95mm2Z=0.1mm+0.018mm2Z=0.05mm精铰：?124.定位孔?5mm孔具有较高的位置精度，参照（手册）表7-11，可确定工序尺寸及余量为：钻孔：?4.8mm精铰：?5.0mm2Z=0.2mm5.两个径向孔?6mm?6mm孔具有较高的位置度，参照（手册）表711，可确定其工序尺寸及余量为：钻孔：?5.8mm精铰：?6.0mm2Z=0.2mm由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因而所规
11、定的加工余量其实只是名义上的加工余量。综合以上分析，可确定毛坯长度为39mm，直径为45.8mm，如下列图4.2所示：图4.2零件毛坯图5确定切削用量及基本时间切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切外削深度、进给量，再确定切削速度。选择两个典型的工序，工序3粗车mm45圆和工序7加工12H7mm孔，进行钻-粗铰-精铰进行计算。5.1工序30粗车mm45外圆的切削用量及基本时间本工序为粗车mm45外圆面。已知工件材料：45钢，MPa670p=，热轧制型材；机床为CA6140卧式车床；刀具：硬质合金，YT5。下面的相关数据根据（切削用量简明手册）确定。CA6140机床中
12、心高为200mm，查表1.1，选择刀杆25mm16mmHB?=?，刀片厚度4.5mm，由表1.3，选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角?=120错误！未找到引用源。，后角?=60，主偏角?=90kr，副偏角?10kr错误！未找到引用源。，刃倾角?=0s错误！未找到引用源。，刀尖圆弧半径mm7.0r=错误！未找到引用源。5.1.1工序30切削用量确实定1确定切削深度pa此工序直径加工余量为1.3mm，单边余量仅为0.65mm，可在一次走刀内切完，故mm65.0ap=。错误！未找到引用源。2确定进给量f根据表1.4，在粗车钢料，刀杆尺寸为25mm16mmHB?=?，3mmap，工件直径为4060m
13、m，0.7mm/r0.4f=，查表1.31，选择f=0.56mm/r.3选择车刀磨钝标准及耐用度由表1.9，车刀后面最大磨损限度选择1.0mm，普通车刀寿命T=60min。4确定切削速度v根据表1.10查得切削速度m/min123vc=查表1.28得切削速度修正系数为92.0k24.1k65.0k0.1kk9.0krvkvtvMvTvsv=，修正后的切削速度为(m/min)8292.024.165.00.10.19.0123kkkkkkvvrvkvtvMvTvsvc=?=?=(m/min)54448821000dv1000n=?=按CA6140机床转速，选择n=11.8sr，则实际切削速度(m
14、/s)78.110008.11481000dnv=?=5.1.2检验机床功率由表1.24，查得Pc=2.4kW。切削功率的修正系数-，故实际切削时功率为kW5.2PC=,而机床主轴允许功率为kW5.7PE=，ECPP5.2.1钻孔5.2.1.1确定进给量f根据表2.7，查得f=0.250.31mm/r，由Z525钻床参数确定f=0.28mm/r。5.2.1.2确定切削速度v根据表2.14，表2.13查得m/min14vc=，由表2.31得切削速度修正系数739.085.087.0kv=?=，故r/min89.306116.101000dv1000nm/min6.10739.014v=?=?=按
15、机床转速参数，选择n=392r/min，则实际切削速度m/min54.131000392111000dnv=?=5.2.1.3检验扭矩功率根据表2.32，表2.33，钻孔时扭矩及功率MyMzM0MCkfdCM，式中0.1k0.8yM2.0zM0.305CMM=，则mN3.13MC?=。而转速为n=392r/mim的Z525型立式钻床能传递的扭矩为mN6.73MM?=。mcMM(一)设计主旨本夹具主要用来钻?8mm通孔，技术要求不高，没有形位精度限制，且孔径不大，可一次钻销完成。因而，本道工工序加工时，主要应考虑怎样提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。(二)夹具设计1.定位基准的
16、选择由零件图可知，零件对于?8mm孔的加工并没有位置及公差要求。但考虑到零件右端面与?12H7mm中心孔的垂直度，右端面的精度较高以及右端面采用一面两销定位方式的方便性，此处的定位基准选择?12H7mm中心孔的右端面。2.钻销力以及夹紧力的计算1钻销力的计算：材料为高速钢，则据（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导）表34，查得钻销时轴向力、转矩计算公式为：Ff=CFfdZFffYFfKFfMc=CMfdZMcfYMcKMc式中,CFf=600,d=8mm,ZFf=1.0,f=195r/min,YFf=0.7,KFf=1,CMf=0.305,ZMc=2.0,f=195r/min,YMc=0.8,KMc=1代入数据，得：Ff=600X0.008X(195/60)0.7X1=11NMc=0.305X0.0082.0X(195/60)0.8X1=5X10-6Nm由于转矩的值太小，对工件的定位加工影响不大，故能够忽略不计。1夹紧力的计算：左端面及右端面与夹具上的开口垫圈及夹详细的摩擦系数分别为0.3及0.1，所以理论上，夹紧力：F=Ff/u=11/(0.3+0.1)=27.5N在计算钻销力时必须考虑安全系数，安全系数K=K1K2K3K4。式中：K1基本安全系数，K1=1.5；