支架机械加工工艺规程及钻Φ18孔夹具设计.docx

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1、洛阳理工学院课程设计说明书2018年1月14日课程名称机制工艺与夹具设计工艺及夹具设计机械设计与制造洛阳理工学院课 程设计任务书机 械 工 程 系机械设计与制造 专业学生姓名 班级 学号课程名称：机制工艺与夹具设计设计题目：钻孔夹具设计课程设计内容与要求：设计内容1 .确定生产类型（一般为中批或大批生产），画零件图；2 .设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图；3 .撰写设计说明书。：设计要求：1 .零件图一张（画在说明书中）2 .某一道工序的夹具总装图（A1 一张）3 .夹具主要零件图（一张）4 .课程设计说明书设计（论文）开始日期2018年1月2日指导老师设计（论文）完成日期20

2、18年1月14日2018 年 1 月 14 H洛阳理工学院课程设计评语 第页机 械工程 系 机械设计与制造 专业学生姓名 班级 学号课程名称：机制工艺与夹具设计设计题目：钻模夹具设计课程设计片篇幅：图纸共张说明书共页指导老师评语：2018年 1月14日洛阳理工学院3洛阳理工学院目录绪论11 .机械设计制造的概述12 .设计目的11 .零件的分析21.1 零件的分析21.2 确定零件的生产类型32 .确定毛坯32. 1毛坯的选择33 .基准的选择及方案的确定33.1 基准的选择33.1.1 精基准的选择33.1.2 定位方案的比较分析与确定43.2 选择加工方法44 .夹紧机构的设计44.1 夹

3、紧力的方向、作用点44.2 选择夹紧机构，确定夹紧方案44.3 计算夹紧力54.4 选择导向装置54.5 夹具体95 .误差分析96 .绘制夹具装配图106.1 制图比例1： 1106.2 夹紧、导向，夹具体106.3 夹具装配图上标注的尺寸126.4 夹具装配图上应标注的技术要求127 .方案设计论证13致谢13参考书籍141洛阳理工学院绪论1 .机械设计制造的概述机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学(含机床夹具设计)和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问

4、题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。本设计的内容为机床专用夹具设计。首先，通过对钻床的分析，了解支架在钻床加工中的作用。运用机械制造设计技术及相关课程的知识，解决支架在加工中的定位、加紧等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件加工质量。其次，依据支架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定切实可行的支架加工的定位方案。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及有关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，

5、拟定夹具设计的方案，设计出省力、高效、经济合理并且能保证加工质量的夹具。由于是初学者能力所限，经验不足，设计中有许多不足之处，希望老师多加指导。2 .设计目的(1) .培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，分析和解决工艺问题的能力，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。(2) .能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。(3) .培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。(4) .进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。洛阳

6、理工学院1 .零件的分析1.1 零件的分析零件图如下：加工要求：加工直径18的孔，一次加工1件，装夹1件，设计钻孔的夹具设计。9工件零件图由零件图可知，其材料为HT200,该材料为灰铸铁，其具有优良的铸造性能、耐磨性、消振性，较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能，并能承受较大载荷。对零件进行初步的工艺分析：1 .先加工底面、顶面。2 .再加工加的孔。3 .然后加工018的孔。1.2确定零件的生产类型企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。零件的年生产纲领公式如下：N=Qn（l+a %） （1+0%）式中 N一零件的年生产纲领（件/年）

7、Q一产品的年产量（台/年）n每台产品中，该零件的数量（件/台）Q%一备品率B%一废品率该零件为中批或大批量生产.2 .确定毛坯2.1 毛坯的选择该零件是一个结构较相对简单的零件，要求材料易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200,铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。鉴于零件的结构，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，结合零件和经济的考虑，最好用砂型铸造的方法。3 .基准的选择及方案的确定3

8、.1 基准的选择3.1.1 精基准的选择在选择精基准时应考虑如何时“基准重合”，这样可以避免基准不重合而引起的基准不重合误差。为了实现基准统一，先选择以下两种方式。3 . 1.2定位方案的比较分析与确定上图给出了定位原理方案，仔细分析本工序的工序内容及加工要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。方案一：以左平面限制3个自由

9、度，15的孔限制2个自由度，底端面限制1个自由度，属于完全定位。3.2选择加工方法由于生产类型为大批生产，故加工设备以立式铳床机床为主，其生产方式为专用夹具为，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的，根据所给零件图可知，本道工序的内容是钻直径18的孔。4 .夹紧机构的设计4. 1夹紧力的方向、作用点夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形，导致工件报废。夹紧力

10、的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置，确保工件定位准确、不变形。4.2 选择夹紧机构，确定夹紧方案在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构，确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，确保工件夹紧牢固。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。根据所给工件的形状、尺寸，选用螺旋杠杆式加紧机构来夹紧工件。确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，并最终确定最佳设计方案。由于工件大批量生产，宜用简单

11、的手动装置。前侧面采用夹紧螺钉与后侧面的定位螺钉保证前后方向的定位稳定，然后在工件的筋板侧面上采用两个压板夹紧工件，属于单个螺旋夹紧机构。4.3 计算夹紧力由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 F = 26Zy08/7B06 式(5-2)钻削力矩 T = 10D，708WB06 式(5-3)式中：D -12mmHB = HBinax-|(HBWBnlin) = 187-l(187-149) = 174/ = 0.20加/代入公式(5-2)和(5-3)得F = 26x12xO.2O8x17406 =1254NT = 1Ox12I9xO.2O8x17406 = 485

12、69N.m本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.4 选择导向装置钻床的导向部分就是钻套钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套固定钻套(JB/T 8045. 1-1999)可换钻套(JB/T 8045.2-1999)快换钻套(JB/T 8045.3-1999)特殊钻套特殊钻套又分为好几个类型根据孔的距离不同，因为我们加工的孔不够特殊，因此特殊钻套就不在介绍。钻套的尺寸公差及材料在选用标准结构的钻套时，钻套导引孔的尺寸与公差带须由设计者决定可按下述原则来确定导引孔的尺寸与公差带其余结构尺寸钻

13、套导引孔直径的基本尺寸因为由钻套导引的刀具，应等于所导引刀具的最大极限尺寸都已标准化和规格化，都是钻头、扩孔钻、钱刀等定尺寸的刀具，所以钻套导引孔与刀具的配合.钻套导引孔与刀具之间，应按基轴制来选定，应保证有一定的配合间隙，以防止两者发生卡住或咬死，一般根据所导引的刀具和加工精度要求来选取导引孔的公差选用97,精较时选用96,钻孔和扩大时选用F7当采用标准皎刀较H7或H9孔时，则可不必按刀具最大尺寸来计算。直接按孔的基本尺寸，分别选用F7或E7,作为导引孔的基本尺寸与公差。由于标准钻头的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，基本尺寸取公差带为F7即可，故钻头的导引孔就只须按孔的如果钻套导引的不是刀具

14、的切削部分，而是刀具的导柱部分。这时也可按基孔制的相应配合选取为:H7/f74H7/96, H6/95下面一一介绍下上面3种的标准的钻套及其使用地方固定钻套(JB/T 8045. 1-1999)固定钻套分为带肩钻套和不带肩的具体结构如下图无肩固定钻套的特点如下钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。因为我们是批量生产，因此在此场合固定钻套不使用可换钻套(JB/T 8045. 2-1999)可换钻套的结构如下图可换钻套的使用特点如下钻套1装在衬套2中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板3中。钻套由螺钉4固定。以防止它转动。钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合，以便于钻套磨损后迅速更换。适于大批量生产快换钻套(JB/T 8045. 3-1999)快换钻套的结构如下图快换钻套当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚