《车床夹具设计讲明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车床夹具设计讲明书.docx（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、车床夹具设计讲明书引言十年磨一剑，一朝试锋芒。如今，毕业的钟声即将敲向，我们即将迈入社会工作的浪花中。因而，我们应该对本人大学三年来所学的知识进行汇总和提炼。而毕业设计则为我们提供了一个锻炼的舞台，在这灿烂的舞台上，我们都是主角，由于我们要运用本人所学的知识来自主设计，自主创新。为此，我还怀这饱满的热情和精神积极投入毕业设计的浪潮中。通过上个月的课程专周设计和工厂实习，我发如今机械制造业中，机床就象人的头脑一样引领着该行业飞速地发展，而夹具则象人的四肢一样推动着该行业日新月异地革新。因而，我结合了时代的发展和社会的需要，选择了机床夹具设计。此外，我还认真学习了机械教研室公布的（毕业设计论文概念
2、），认真分析了此次毕业设计的目的、方向、重点和意义；并结合本身专业知识的把握程度及运用能力，选择了中等复杂零件C620拔杆来进行工艺规程拟订和第20道工序的车夹设计。我由于是在工厂本人完成的，没有教师的指导，做起来特别吃力，而且也没有足够的时间，可能设计有些粗糙，也存在很多问题，但我是真的尽力了！这次毕业设计，让我明白了毕业设计的伟大意义。更进一步把握了车夹的步骤和方法，锻炼了发现问题解决问题的能力和观察力。并对大学三年来所学的知识进行了一次彻底地“扫描，充分认识到本身存在的缺乏，不但稳固了旧知识，还学到了很多新知识。进一步锻炼了本人的学习能力、自主设计、自主创新能力。第一章工艺设计工艺设计这
3、一章是本次毕业设计的首要任务，对后面的夹具设计起着引领作用，是打开整个毕业设计的“窗户，起着至关重要的作用。它主要包括零件工艺分析、机械加工工艺设计、机械加工工序设计等几个方面。现从各个方面详细进行。第一节零件的工艺分析由C620轴零件图可知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性、减振性以及铸造性，使用于承受较大应力、要求耐磨的零件。能够到达使用要求。该零件上的主要加工面为B面、C面、G面、F面，主要加工孔有?420+0.027和2-?160+0.019和M10螺纹孔，此外，还需加工通槽245和4处油沟宽5深2。现结合图纸图11要求详细分析。图11C620零件图由零件图可知
4、，B、C两平面与?42孔中心线的不垂直度公差0.05/100。为了保证精度要求，它们最好一次装夹后加工完成，这样便能更好地保证垂直度要求，从零件的构造特性来看，B面和?42孔易于实现一次装夹便完成加工，但C面由于零件右端限制，不易和它们实现一次装夹便完成加工。即使能够到达一次装夹便完成加工的要求，也不够经济。此外，还考虑到精基准选择的因素，由于B面较大，而且是端面，?420+0.027孔较大，易于定位，因而将B面和?420+0.027孔作为精基准。从这方面考虑，它们应该一次加工完成，这样才能减小工件的定位误差。当B面和?42孔一次性加工完成后，C面以此定位来加工，便能很好地保证不垂直度误差了。
5、对于G面和F面，虽不是重要配合面，但它的外表质量直接关系到2-?160+0.019两孔的位置度及同轴度，因而这两面最好也一次性加工完成，这样便能很好地保证平行度，进而间接地减小了后续两孔的加工误差。结合本期专业实习的实践知识，初步确定该两面可采用卧式铣床X62W，用两把铣刀一次性加工完成。至于2-?16两孔，首先，其尺寸精度较高，被约束的因素也较多，主要有?420+0.027与?160+0.019两中心线位置度公差0.1，?160+0.019两孔同轴度公差0.05，?420+0.027与?160+0.019中心线垂直度公差0.05/100。从零件精度和加工工艺性考虑，这两孔最好在车床上一次性加
6、工完成。对于通槽245，由于没有很高的配合要求，只是影响后续螺纹孔M10加工，因而在铣床上粗铣后再精铣即可。对于螺纹孔M16，它起着连接的作用，因而应先钻出预孔，然后攻螺纹即可，详细数据参阅工艺卡片。对于4处宽5深2油槽，可在插床上加工，精度方面易于保证，只是加工方法有点复杂。十分是?420+0.027孔里面的两油槽，须采用活动销定位，待定位夹紧后再取出活动销进行加工。由参考文献1（机械加工工艺设计手册）中有关面和孔的经济精度及机床能到达的位置精度可知，上述技术要求是能够保证的，零件的构造工艺性也是可行的。第二节确定毛坯毛坯类型主要有铸件、锻件、型材等。毛坯的选择主要从下面四个方面来考虑：1零
7、件的构造特性、形状和尺寸；2零件材料3零件产量4工厂设备条件由于该零件的材料是HT200，其形状较复杂，属于中等复杂程度的异性零件，因而采用铸件较为合理。在选择铸造方法的时候应主要考虑该零件材料的铸造性能以及其生产批量以及工厂设备条件这三大因素。对于不同生产批量的零件其铸造方法也有很大区别。对于小批量生产的零件宜采用成本较低的木模铸造或；对于成批生产的零件则宜采用效率较高的砂型铸造，而在大批大量生产中，则采用高效率的砂型机械铸造。此外，对于一些精度要求较高的，并且构造较复杂的异性零件，当普通的方法不能完成铸造要求时，则需采用特种铸造。对于本零件，通过上述分析，确定采用砂型铸造的方法获得毛坯，由
8、于铸造后有残余应力，因而在铸造后进行清砂和热处理。对毛坯进行热处理安排时，主要从下面从下面三个方面来考虑：1毛坯类型通常，铸件采用退火处理；锻件采用正火处理2工时安排若工时充裕，如两班制，则采用人工时效即可；若工时紧张，如三班制，则采用回火处理3工厂设备条件通过上述分析，假设在工时充裕，两班制的情况下，则才用退火后进行人工时效处理。待毛坯类型确定后，边可确定毛坯基本尺寸。通过参阅参考文献1（机械加工工艺设计手册）表2.3-6，该种毛坯的尺寸公差等级CT为810级，加工余量登记MA为G级。故取CT为9级，MA为G级。参阅文献1（机械加工工艺设计手册）表2.3-5，用查表法确定各外表的总余量如表1
9、-1所示。表1-1各加工外表总余量加工外表基本尺寸mm加工余量等级加工余量数值(mm)讲明B、C面54H2单侧加工G、F面54H2双侧加工?420+0.027孔42H3单侧加工第三节工艺规程设计工艺规程设计主要包括下面四个方面，即定位基准的选择，制订工艺道路，选择加工设备及刀、夹、量具，加工工序设计。现对这四个方面逐步详解。一、定位基准的选择精基准的选择：C620轴拔杆的B面和?420+0.027孔既是设计基准，有是装配基准，用她们作精基准，既能使加工遵循“基准重合的原则，又能实现“销孔的典型定位方式；其余各孔和面的加工也能用它定位，这样使工艺道路遵循了“基准统一的原则。此外，B面的面积较大，
10、定位比拟稳定，加紧方案即可采用一长销或短销，然后在C面加开口垫圈压紧。因而夹紧方案也比拟简单、可靠，操作方便。另一方面，从图纸上的技术要求?420+0.027与?160+0.019两中心线位置度公差0.01和?420+0.027与?160+0.019中心线垂直度公差0.05/100可以得知，?420+0.027孔是后续工序的基准，只要把它作为精基准，才能很好地保证与?160+0.019孔的位置度和垂直度。再则，G、F两对称面到中心线的距离为340-0.25，为了更好地保证该尺寸，也应该选它作为精基准。通过以上两方面的分析，确定B面和?420+0.027精基准。粗基准的选择：粗基准选择的一般原则
11、有下面四点：1为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面为粗基准；2合理分配各加工面的余量；3粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许用一次；4选作粗基准的外表应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。以上面四点为基本出发点，结合该零件构造特性及铸造特性分析。A、E、D面皆不是分型面，而且铸造后外表质量较好；而且面比拟大，能够保证定位、夹紧可靠。此外，结合定位方法，可采用以A面和D面定位，E面压紧，或者采用E面和D面定位，A面压紧。这两种方案大同小异。只是工件的摆放位置相反。但都能保证加工要求。从这方面来看，只要铸造外表的质量较好，
12、这两面不用加工便可进行定位压紧。进而使得定位基面的加工余量最小。知足一般粗基准选择的原则。另一方面，从产品的经济性来考虑，A、E、D三面皆相对较大，若铸造后都要加工方能到达定位精度要求，那必然带来成本增高的弊端，即便方案能够实现，也不实用于现场指导生产。因而，在设计零件的时候，就应从零件的构造特性、机械加工规程、生产效益等主要因从来综合考虑。通过以上分析，结合加工经过来综合考虑。选择A、D两面较E、D两面更好，这是由于前者便于在定位压紧中对工件进行观察、调整、取放。综上所述，确定以A、E两面为粗基准。二、制订工艺道路一初步拟订工艺道路通过查阅参考文献1（机械加工工艺设计手册）第四章各种加工方法
13、的经济精度和外表粗糙度，结合图纸如第5页图所示分析各外表的加工要求，确定各外表的加工方法如下：B面：粗车精车；?420+0.027孔：粗车精车；C面：粗铣半精铣；G、F两面：粗铣半精铣；?160+0.019两孔：钻铰；通槽245：粗铣半精铣；M10螺纹孔：钻攻螺纹；4处油槽：插槽因B面和?420+0.027孔中心线的垂直度要求较高，同时，它们是后续工序的精基准，因而这两个工序应采用工序集中的原则，即分边在一次装夹下将B面和?420+0.027孔同时加工出来，以保证其位置精度。根据先面后孔、先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原则，将G、F两面放在前面，?160+0.019两孔则放在其后面。次要
14、外表如C面，槽245，4处油槽则放在最后依次进行。在拟订加工工艺道路的时候，除了考虑零件工艺性以及加工工艺的一些基本原则，还应考虑零件生产批量，并结合现场车间的机床布局，适当调整生产节拍，尽量减少装卸和运输等辅助工时，以边提高生产效率。如后面的M10螺纹孔和油槽的加工，这两工序之间没有直接的联络，先加工谁并无影响，因而和根据车间现场机床布局形式来进行适当的调整。此外，在拟订工艺道路的时候还应注意一些辅助环节，如倒角，可穿插在各工序之间进行，以边减少工时，提高生产效率。除此之外，尽量使得机械设备和工作人员的合理搭配，如一些次要倒角，可安排在最后进行钳工处理。这样，不仅到达了合理的生产节拍，还充分
15、利用物力、人力资源。进而实现了较为经济合理的，能够指导现场生产的工艺道路。通过上述分析，初步拟订加工工艺道路如下：表1-2初步工艺道路工序号工序内容10铸造清砂退火20粗车精车B面；粗车精车?420+0.027孔30粗铣精铣C面40粗铣半精铣G、F两面50钻铰?160+0.019两孔60粗铣精铣通槽24570钻M10预孔攻M10螺纹孔80插4处宽5深2油槽100检验110入库二改良工艺道路上述方案遵循了工艺道路拟订的一般原则，但某些工序还需进一步改良。如工序20的加工方法，是对B面和?420+0.027孔分别进行粗、精加工，固然这样能节省换刀等辅助工时，减小加工成本。但这两个面是整个工艺的精基
16、准，并且它们之间有垂直度要求0.05/100，因而应将二者的粗、精加工集合在一起。即先粗车B面和?420+0.027孔，再精车B面和?420+0.027孔。这样不仅便于在加工?420+0.027孔时能够通过精车孔来纠正垂直度误差，还提高了加工精度，为后续工序提供了精度储备，同时，还有利于降低后续工序相关夹具的设计难度。从这一点来看，我们在拟订工艺道路的时候，不能一味照搬书上的原则、定理。而应结合生产实际，针对零件的主要的相关精度要求以及零件的整个工艺道路来综合考虑工序的安排。此外，G、F两面的平行度会直接影响?160+0.019两孔的同轴度误差，因而，这两面应采用工序集中的原则，即一次装夹，对
17、两个面同时进行加工，可才用卧式铣床X62W，用两把铣刀一次性铣出两面。再者，?160+0.019两孔中心线与?420+0.027孔中心线的位置度要求为0.01，因而，不宜采用钻铰的工艺方法。固然钻铰工序能保证零件精度要求，单工序工时较短，但是不便于在铰孔时纠正两孔同轴度误差以及两孔与?420+0.027孔中心线的位置度，因而，应采用钻扩铰的工艺方法，一方面能够通过铰孔来纠正?160+0.019两孔中心线与?420+0.027孔中心线的位置误差以及两孔同轴度误差，还能调整合理的生产节拍，也有利于刀具等硬件资源的合理分配。此外，M10螺纹孔的加工安排则要注意零件生产批量的因素。这里是成批生产，其生
18、产设备的搭配一般是大量通用机床。因而，这个M10螺纹孔的加工应放在一个工序中进行，这样便于机床的合理利用，同时减少了工件的搬运工时。但若该零件是大批的量生产，那么其生产设备则是以通用机床为主，辅以小量专用机床。而且生产线的安排利于随行夹具的通过。因而，宜采用工序分散的方式，以便提高生产效率。修改后的工艺道路如下：表1-3改良的工艺道路工序号工序内容扼要讲明10铸造清砂退火消除内应力20粗车B面和?420+0.027孔精车B面和?420+0.027孔基准先行30粗铣精铣C面次要外表穿插其中40粗铣半精铣G、F两面先加工面、工序集中50钻扩铰?160+0.019两孔后加工孔、工序分散60粗铣精铣通
19、槽245先加工面70钻M10预孔攻M10螺纹孔后加工孔、工序分散80插4处宽5深2油槽次要外表安排在后工序分散，平衡节拍100检验110入库三、选择加工设备及刀、夹、量具选择加工设备及刀、夹、量具时，主要从下面几个方面考虑：1生产类型2工件定位3现场生产设备及其布置4各个工序加工方法从上述四个基本点出发，结合零件工艺道路以及相关精度要求，现对各个工序逐次分析工序20。考虑到定位的定位夹紧方案如图12所示及夹具构造设计等问题，采用卧式车床，通过查阅参考文献1（机械加工工艺设计手册）有关机床能到达的精度和相关刀、夹、量具的测量精度，结合本工序的精度要求，选择适当的设备，尽量在保证加工要求的前提下选
20、择相应的设备，切记不要一味地为了知足加工精度要求，而选择超出加工精度过多的机床或刀、夹、量具。通过分析比拟，本工序选择C620卧式机床，选择端面车刀和内孔车刀。由于是成批生产，所以应该以通用夹具为辅，专用夹具为主。一方面成本不至于太高，另一方面以减少工件在装夹中的辅助工时，进而降低工件在加工经过中的辅助时间，提高生产效率，这里设计专门的车床夹具编号：CJ01。由于是成批生产，则选用一般的通用量具，而不采用高效的专用量具，这里选用通用量具游标卡尺1000.05mm，并辅以专用量具孔用量规。工序30。其考虑原则及大致方法与上述类似，这里便不再累述。该工序的定位夹紧方案如图13所示。考虑到C面在加工
21、经过中，由于其侧面有障碍，影响了工件的旋转，因而，不宜采用B面加工的车端面的方法，而应采用铣削的方法。在铣削方法中还要考虑立铣和卧铣。由于卧铣较为普遍，但由于工件构造的限制，卧铣的加工方法显然难以到达加工要求，因而采用立铣。通过查阅文献1，选择立式铣床X5020B。夹具也才用专门的铣床夹具编号：XJ01。刀具则采用立铣刀，其尺寸应适中，若尺寸过大，固然能提高切削效率，但会给机床增添动力负担；若尺寸过小，不仅费时，还没有合理利用机床资源。现综合图12第20道工序定位方案这几方面，并结合加工尺寸，选择?32mm的立式铣刀。至于量具则选用一般的通用量具游标卡尺1000.05mm即可。工序40。本工序
22、是加工G、F两平行面其定位夹紧方案如图14所示，由于前面已经阐述过，该工序关系到下一工序车?160+0.019两孔的位置精度。因而，这两面应一次装夹便同时加工完成，所以，查阅参考文献1后选择常用的卧式铣床X62W较为经济合理。其夹具亦采用专用夹具编号：XJ02。该工序的量具选用通用量具游标卡尺100x0.02mm。刀具则根据加工尺寸来选择适宜的铣刀，查阅参考文献1有关刀具尺寸，经反复比拟后选择卧铣刀铣刀?42mm。图13第30道工序定位夹紧方案工序50。该工序是加工?160+0.019两孔，其定位夹紧方案是以B面和孔?420+0.027mm长销定位，C面开口垫圈压紧，A面加支撑钉。固然其定位夹
23、紧方案和上一工序的不一样，不过它们的表达方法一样，因而本工序的夹紧方案图可参考图14。由前面的分析可知，该工序非常重要，它的约束因素也比拟多，牵涉到与?420+0.027孔的位置度以及垂直度，因而其装夹方式必须采用第一道工序加工出来的精基准来定位。通过查阅参考文献1发现，车床在加工孔方面，尤其是在孔的位置度以及外表质量方面明显由于同精度级别的钻床。这是由于工件在车床上加工，一般是采用工件旋转，刀具进给；而钻床上则是工件不动，而刀具运动进给。因而，通过比拟后首先确定采用车床加工该两孔而不采用钻床。查阅参考文献1有关机床加工精度及机床联络尺寸后进行比拟选择，卧式车床C620能到达的加工精度为0.0
24、1mm,其中心高为200mm,恰好知足要求，并且不会使夹具尺寸过大。对于本工序有关刀具的选择则参阅参考文献有关刀具尺寸的知识进行比拟后选择。由于该孔只要?16mm,因而不便铸出预孔，所以，要先钻出预孔。查阅有关钻、扩、铰的经济加工余量并结合刀具尺寸后选择钻孔的刀具为麻花钻12mm，扩孔的刀具则选用直柄扩图14工序40定位夹紧方案孔钻15.75mm，铰孔的刀具则选用锥柄机用铰刀16mm。对于量具的选择，则主要考虑测量精度和效率两方面。一般的游标卡尺其精度不高，只使用于普通直线尺寸；而内径千分尺固然能到达测量精度，但是测量工程较为复杂，不利于成批生产。因而，需选用专门的测具，这里选择专门的孔用量规
25、。而夹具亦采用专用车床夹具编号：CJ02。工序60。该工序只加工一个通槽245，其定位压紧方式如图15所示。由于其尺寸比拟适中，因而，采用立铣的方式便方便加工。查阅参考文献1后选择立式铣床X5020B。其夹具亦采用专用铣床夹具编号：XJ03。其刀具则由其几何尺寸来选择相应的刀具，通过反复比拟并参考同类工序的加工，并结合所选铣床X5020B的机床联络尺寸以及机床主轴构造形式和主轴追孔号，最后选择选择莫氏锥柄立铣刀?16mm较为经济合理。其量具则采用一般的通用量具游标卡尺即可，不过在选择游标卡尺精度的时候则要参考被测尺寸的精度状况来选择相应精度等级的游标卡尺，这里选用游标卡尺100x0.02mm较
26、为经济合理。图15第60道工序夹紧方案工序70。其工序内容是钻M10预孔攻M10螺纹孔，其定位夹紧方案和上一道工序的一样，只是由于加工的机床不同，因此其构造不同，不过其表达方案和图15一样。这一工序在不同批量的时候加工方法是截然不同的，若是成批生产则最好采用工序集中，即在一次装夹中先后加工完成，可才用换刀具的办法实现加工要求；若是大批大两生产则宜将工序分散，即钻孔和攻螺纹分别在两台机床上进行。由于加工方法的不同，其刀具的选择也不同。这里由于是成批生产，因而，查阅参考文献1有关钻床的机床联络尺寸及其主轴形式，并结合刀具的相关尺寸及构造特点来综合分析后选择。首先，选择用钻床Z512-1。然后选择钻预孔的刀具为直柄麻花钻?9mm，接着选择攻螺纹的刀具为机用丝锥M10mm较为经济合理。其家具亦采用专用钻床夹具编号：ZJ01。至于量具，则不能采用通用量具，而宜采用专用量具，这里选用通端螺纹塞规、止端螺纹塞规。