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1、毕 业 设 计 说 明 书2002 级 机械 类 机电一体化/市场营销 专业课 题：典型零件工艺工装设计姓 名：戴洪仙 指导老师：马贵飞2005 年 12 月 22 日目 录设计任务书工艺规程设计（一） 定位基准的选择（二） 制定工艺路线（三） 选择加工设备及刀、夹、量具（四） 加工工序设计（五） 机械加工工艺过程卡（六） 机械加工工序卡夹具设计（一） 夹铣夹具装配图、夹具体零件图（二） 钻具装配图、夹具体零件图小结参考文献毕 业 设 计 任 务 书课题：典型零件工艺工装设计总图部分 ： 铣夹具装配图 A1 1 张钻夹具装配图 A1 1 张夹具零件部分： 铣夹具夹具体零件图 A3 1 张钻夹具
2、夹具体零件图 A3 1 张设计、计算说明书 5000 字以上目录前言设计任务书工艺规程设计（1） 定位基准的选择（2） 制定工艺路线（3） 选择加工设备及刀，夹。量具（4） 加工工艺设计（5） 机械加工工序卡片（6） 机械加工工艺过程卡夹具设计钻夹具总图，夹具图，压板铣夹具总图，夹具体，钻模板小结参考文献前 言三年机制工艺与设备专业的学习，使我在机械设计与制造方面有了一个比较全面的认识，为我将来踏上工作岗位奠定了一个很好的基础，经过两周的实习调研之后，我们便开始毕业设计。我所设计的课题是典型零件工艺工装设计，设计之初我对于夹具知识的了解可谓非常的欠缺，面对摆在自己眼前的挑战，我选择踏踏实实一步
3、一个脚印去做，在这个过程中我参阅了许多夹具设计方面的相关资料，在指导老师的细心指导下，解决了很多的疑问，我的毕业设计才得以克服种种阻碍，得已顺利完成。机床夹具是各种切削机床上用于装夹工件的工艺设备，在零件的加工过程中起着比较重要的作用。用夹具装夹工件能稳定的保证工件的加工精度，提高劳动生产率，能扩大机床的使用范围，降低加工的成本。从以上机床夹具的的点可以看出，随着市场经济的高度发展，机械行业必定是一个非常蓬勃的行业，在机械零件的加工过程中机床夹具的不可缺少的，所以对于夹具的研究和开发很有意义的。由于目前本人在设计技术方面的水平有限，设计的机床夹具如果直接运用到实际操作过程中可能会存在 的缺陷和
4、不足，如有差错，遗漏还请老师给予批评和指正。一零件的工艺分析由俯图可知，尾架材料为 HT20-40，该材料的机械性能较低，一般用于受力不大，冲击载荷小，形状复杂，需要减振或者耐磨的铸件。如齿轮，齿条，轴承座，床身等部件。该零件的主要加工面为 A 面，B 面，C 面，D 面，75H6 的孔，4*45 的孔，2*20H7 的孔，M8 的螺纹孔， 25H7 的孔等等。A 面的平面度很重要，它的好坏直接影响到 75H6 孔加工的同轴度，对于以后加工 B 面垂直度存在一定的影响。B 买内的平面度直接影响到 4*22 及 2*20H7 孔轴线的平行度。C 面的平面度直接影响 24 孔的垂直度。D 面的平面
5、度直接影响 25H7 孔的垂直度。由参考文献（1）有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。二 确定毛坯根据零件的材料，确定毛坯为铸件，又由题目已知零件的生产纲领为 2000 件/年，其生产类型为中小批量生产，毛坯的铸造方法采用离心铸造型，铸件为-整体实心结构，为消除残余应力，铸造后应该安排人工时效。由参考文献（1）表 2.3-6，该铸件的尺寸公差等级 CT 为 7-12 级，加工余量等级为 8 级，故取 CT 为 8 级。由参考文献（1）表 2.3-5，用查表的方法确定总余量如下表所示各加工表面总余量加工表面 加工余量等级 加工
6、余量数值（mm）说明A 面 8 5.5 底面B 面 8 7.5 侧面C 面 8 7.5 右侧面D 面 8 7.5 左侧面三 工艺规程设计(一) 定位基准的选择精基准的选择：尾架的 A 面和 10.2 的孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准能使加工遵循“基准重合”的原则。 “一面一销”即可限制 5 个自由度，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，顶面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择尾架的重要面（A面）的毛坯面为粗基准：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要面的加工余量尽量
7、均匀；第二，顶面面积较大，能保证定位准确夹紧可靠。最先进行机械加工的表面是精基准 A 面，使用铣床分次铣削 A面的加工余量。（二）制订工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：粗铣半精铣 A 面底面槽；钻扩铰 4-22，2- 20H7，6.7 惚 4-45 的孔；钻扩铰 2-4.13，25H7，45；铣 C 面；钻 24 扩 44 钻 M8 的螺纹底孔；钻 4-M8 的螺纹底孔 6.3；攻 4-M8 的螺纹；粗镗精镗 75 车端面并倒角；磨并研磨 75H7 的孔。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗后精的加工原则，由于尾架需加工的表面或孔的 表面粗
8、糙度要求不是很高，所以达到半精加工即可。加工时将加工面放在前面先加工，孔放在后面后加工。遵循 工艺路线拟订的一般原则，但某些工序上仍存在一定的问题，值得进一步讨论。如果先对 D 平面进行铣削，则铣削 B 平面和 C 平面时，D 平面将作为定位基面，由于定位部分太小，故不太合理。还是先加工 B 平面和 C 平面比较好，还有钻扩铰 2-25H7，扩45 的孔和扩 2-4.13 的孔放在 B 平面精加工前比较妥当一点，铣，半精铣 E 平面，75H7 孔的磨和研磨放在工序的最后一位。故修改后的加工工艺路线如下铸造实效10 粗铣 A 面铣底面槽20 钻扩铰 4-22， 2-20H7，6.7 锪 4-45
9、 孔30 钻扩铰 2-4.13，25H7, 45+0.20 040 铣 C 面50 钻 24 锪 44，钻 10.2， 钻 M8 的螺纹底孔60 钻 4-M8 的螺纹底孔 6.370 攻 4- M8 螺纹80 粗镗 75 车端面90 精铣 A 面100 精镗 75H6 车端面倒角110 磨 75H7 孔120 研磨 75H7 孔130 检验140 入库（三）选择加工设备及刀，夹和量具由于生产类型为 6000 件/年（单班制）中小批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床加专用夹具为主，可辅以少量专用机床的流水线生产，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工
10、完成。粗铣 A 面，考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择 X52K 立式铣床（参考文献 1 表 3.1-73） ，选择直径D 为 200mm 的 C 类可转位铣刀（参考文献 1 表 4.4-40）专用夹具和游标卡尺。精铣 A 面，由于定位基准的转换，宜采用卧式铣，选择 X62W卧式铣床（参考文献 1 表 3.1-73）选择与粗铣相同型号的刀具。采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。粗镗 75H6 孔采用卧式单面双导向镗床，选择功率为 1.5KW的 1TA20 镗削头（参考文献 1 表 3.2-44） 。选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。精镗 75H6 孔采用卧式单
11、面双导向镗床，选择功率为 1.5KW的 1TA20 镗削头，选择精镗刀、专用夹具。工序 20 钻扩铰 4-22、2-20H7、6.7 孔选用摇臂钻床Z3025（参考文献 1 表 3.1-30）选用锥柄麻花钻（参考文献 1 表4.3-9）锥柄扩孔复合钻。选用锥柄机用铰刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。工序 50、工序 60、工序 70 钻 M8 的螺纹底孔用锥柄阶梯麻花钻（参考文献 1 表 4.3-16）功螺纹采用机用丝锥（参考文献 1 表4.6-3）及丝锥夹头。采用专用夹具，选用游标卡尺、螺纹塞规检验。钻 24、10.2 采用摇臂钻床 Z3025（参考文献 1 表 3.1-30） 。（四
12、）加工工序设计1. 工序 20 钻扩铰 2-20H7，6.7 孔。参考文献 1 表 2.4-38，并参考 Z3025 机床说明书，取钻 2-20H7 孔的进给量 f=0.6mm/r。参考文献 1 表 2.4-41，用插入法求得钻 20H7 孔的切削速度v=0.445m/s=26.7m/min。由此算出转速为n=1000v/d=1000*26.7/3.14*20(r/min)425r/min按机床实际转速取 n=400r/min，则实际切削速度为v=3.14*20*400/1000(m/min)=25.1m/min同理，用插入法求得钻 6.7 孔的 v=0.435m/s=26.1m/min，由此
13、算出转速为：n=1000v/d=1000*26.1/3.14*6.7(r/min)=1240r/min按机床实际转速取 n=1000r/min,则实际切削速度为v=3.14*6.7*1000/1000(m/min)=21m/min参考文献 1 表 2.4-69，得：Ff=9.81*42.7d0f0.8KF(N)M=9.81*0.021d02f0.8KM(Nm)分别求出钻 20H7 孔的 Ff和 M 及 6.7mm 孔的 Ff和 M 如下：Ff=9.81*42.7*20*0.60.8*1=5567N M=9.81*0.021*202*0.60.8*1=54.76 NmFf=9.81*42.7*6
14、.7*0.30.8*1=1071NM=9.81*0.021*6.72*0.30.8*13.5 Nm它们均小于机床的最大进给力 7840N 喝机床的最大扭转力矩196 Nm，故机床刚度足够。2.工序 80 粗镗 75H6 工序 100 精镗 75H6 孔工序。查文献 2 表 3.2-10 得粗镗以后孔的直径为 74.5mm，故孔的精镗余量 Z 精 =（75-74.5）/2=0.25mm。又已知 Z 总 =7mm.故 Z 粗 =（7-0.25）mm=6.75mm。粗镗及精镗工序的余量和工序尺寸及公差列于下表镗孔余量和工序尺寸及公差加工表面 加工方法 余量 精度等级 工序尺寸及公差75 粗镗 6.7
15、5 H10 74.5+0.120 075 精镗 0.25 H6 75+0.015 0因粗、精镗孔都以 A 面及定位销孔定位，故孔与 A 面之间的粗镗工序尺寸 205+0.08 -0.08、精镗工序尺寸 205+0.05 -0.05ji 2 平行度0.05mm，与定位销孔的尺寸均系基准重合，所以不需要做尺寸链计算。与 B 面的垂直度 0.03mm 由 A 面的平行度 0.05mm 保证。四、夹具设计本次设计的夹具为第 20 道工序钻扩铰 4-22、2-20H7、6.7 孔以及工序 100 精镗 75H6 。钻扩铰 4-22、2-20H7、6.7 孔这道工序所加工的孔均在A 面上，且与 A 面垂直。按照基准重合原则并考虑到目前只有 A 面经过加工，为避免重复使用粗基准，应以 A 面定位。又避免钻头引偏，4-22、2-20H7、6.7 孔应从 A 面钻孔，这就要求钻孔时A 面必须朝上。从对工件的结构形状分析，若工件以 A 面朝下放置在支承板上，定位夹紧都比较稳定，可靠，也容易实现。待夹紧后将夹具翻转1800，A 面就能朝上，满足加工要求。这个翻转过程可以借助于标准的卧式回转工作台来实现。夹具以夹具体安装面和定位孔、定位销定位。工件以 75H6 孔两端在夹具上定位，限制了五个自由度，其余一个自由度也必须限制，用定位销销住 4-10.2 孔就
