1、溜板工艺极其挂架式双引导镗床夹具江阴职业技术学院毕业设计说明书 2003 级 机电一体化 专业 03机电(1) 班 设计题目溜板工艺极其挂架式双引导镗床夹具学生姓名 张静洁指导教师 张 良 职称 讲 师评阅教师 _ 职称_ _ 职称_ 年 月 日目录前言 - 3第一章 零件的分析 - 41.1 零件的工艺分析 - 4 1.2 零件的安装过程 - 4第二章 确定零件毛坯的制造形式- 6第三章 制定工艺路线 - 63.1 各主要表面的工序安排 - 6 3.2 确定工艺路线 - 6 3.3 零件加工工艺过程分析 - 83.4 拟定工艺路线 - 9第四章 夹具设计 - 134.1 对夹具机构的具体分析
2、 - 134.2 镗孔的夹具设计方案- 154.3 计算夹紧力并确定螺杆直径 - 15 第五章 致谢 - 16第六章 参考文献 - 17前言 毕业设计是在完成了制造工艺学(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重要环节.这次设计使我能够综合的运用机械制造工艺学中的基本理论,并结合生产实习中学道的实践理论知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备了设一个中等复杂程序的工艺规程能力和运用夹具设计的基本原理和方法.拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,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技能的 一次全面实践的机会,为今后从事的工作打下良好的基础由于我能
3、力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,敬请各位老师多多指教.第一章 零件的分析1.1 零件的工艺分析由图可知，零件的材料为HT20-40，该材料总的来说比具有同类型基体的灰口铸铁或可锻铸铁具有更高的机械性能，特别是球墨铸铁的拉伸屈服极限是较高的，这是其宝贵的性能，球墨铸铁也具有灰口铸铁的许多优点，（如铸造性好、减磨性好、切削加工性好，缺口敏感性等）并且某些性能优于灰口铸铁或锻钢。如疲劳强度比灰口铸铁大0.5-1倍以上，而与中碳钢相近，耐磨性比灰口铸铁好，而大大优于表面淬火钢。在经济方面则比钢显著优越。此外，球墨铸铁还比普通灰口铸铁有较好的热处理工艺性，钢的各种热处理到达都能适用于球墨铸铁，
4、并能获得显著效果。该零件的主要加工为：溜板上的孔45H9、42H9、56mm、70mm和台阶面。1.2 零件的安装过程先将工件下平面A置于镗床工作台上，再将镗模放在工件H面上，挪正相对位置后，将两定位销4分别插入工件两定位孔62H7中。拧紧四个螺钉9，使镗模固定于工件上，此时必须检查两定位销4在孔62H7和62H7的槽中能否轻轻转动，如果任何一定位销不能转动，说明工件安装时移位，必须重新调整。 工件安装后，需找正镗模支架上的校正面G，使其与镗床主轴平行，再用压板将工件固定在回转工作台上。由于工件同轴上的四孔间距较大，为缩短镗杆长度，采用调头镗铰的方式加工。1、 孔的加工溜板大小有空的加工是溜板
5、加工中的关键工序，尤其是大头孔的加工是溜板个部位加工中要求最高的部位，直接影响溜板成品的质量，一般先加工小头孔，后加工大头孔，合装后再同时精加工大、小孔，小头孔小，锻坯上不锻出预孔，所以小头孔首道工序为钻削加工。加工方案多为：钻扩（拉）-镗（铰）无论采用整体锻还是分开锻，大头孔都会锻出预孔。因此大头孔首选工序都是粗镗（或）扩，大头孔的加工方案多为：（扩）粗镗半精镗精镗在大、小头孔的加工中，镗孔是保证精度的主要方法。因为镗孔能够修正毛坯和上道工序造成的孔的歪斜，易于保证空与其它孔或平面的相互位置精度，虽然镗杆尺寸受到孔径大小的限制，但是溜板的孔径一般不会太小，且孔深与孔径比皆在1左右，这个范围镗
6、孔工艺性最好，镗杆悬伸短，刚性也好。2、 台阶面的加工溜板的两端面是溜板加工过程中最主要的定位基准面，而且在许多工序中使用，所以应该先加工它，而且随着工艺过程的进行要逐渐精化其几转，以提高其定位精度。大批大量生产多采用拉削和磨削加工；成批生产多采用铣削和磨削。铣两端时，为保证两端面对称于杆身轴线，应以杆身定位。铣削时候多采用下面铣削方法：一种是在专用铣床上装两把硬质合金端铣刀盘，工件装夹在回转工作台上做低速回转进给运动，粗精铣同时进行，只是切深不同，加工完另一个面，转过180度再加工另一端面；另一种铣削方法是在专用的四轴龙门铣床上用四把端铣刀从两端方向同时铣削大、小头两端面。两端面的磨削加工，
7、一般在立轴平面磨床上用砂轮端面进行磨削，生产率较高。在大量生产中，可采用双端面磨床进行磨削，以保证两端面懂得平行度和高的生产率。第二章 确定零件毛坯的制造形式由于溜板要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选为球墨铸铁。因为球墨铸铁，价格较低，容易加工，同时保证良好的化学成分和机械性能，均匀性及表面质量，塑性和韧性都比较高。由于溜板在工作中承受冲击性的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠。所以应选择锻件。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑到零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定
8、采用模锻成型。第三章 制定工艺路线3.1 各主要表面的工序安排1) 两端面：粗铣、精铣、磨。2) 小头孔：钻孔、粗镗、半精镗、精镗。3) 大头孔：粗镗两次、半精镗、精镗、珩磨。4) 螺栓孔：钻、扩、铰、推。3.2 确定工艺路线序号工序名称1、锻造、调质、酸洗、探伤2、粗铣大小头两端面3、精铣大小头两端面4钻镗小头孔、锪小头孔倒角5铣大头孔两侧定位面6粗铣螺栓台面7精铣螺栓台面8检查9切开本体和盖及打字头10粗镗大头孔及单面倒角11去毛刺及去磁12钻、扩、铰螺栓孔13螺栓孔倒角14清洗、检查15装配工艺螺栓16磨大头端面17半精镗大头孔18大头孔倒角19钻小头油孔20精镗小头孔及半精镗大头孔21
9、松开螺栓，消除内应力22去毛刺，压装铜套23精镗铜套孔及大头孔24滚压小头孔25珩磨大头孔26检查27卸下工艺螺栓，装配成品螺栓28称重量分组配对及打印字头29人工清理，成品检查此种方案具有以下特点：安排工艺过程时把各主要的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在之间，精加工安排在后面，这样避免了由于粗加工工序切削余量大，切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形，如：内应力引起的变形；夹紧力较大引起的变形；切削温度过高引起的变形；工艺系统的热变形等的影响。粗、精加工分开后，粗加工产生的编写可以在半精及精加工中达到修正，就能最后达到零件的技术要求。同时，还能合理的使用设备，保证加工
10、质量。在粗加工各表面后可以及早的发现毛坯缺陷。避免损失更多的工时和费用。定位基准的选择：溜板加工作为精基准的边面是大端面、小头空以及两侧定位面，而作为精基准的边面应该提前加工完。在选择粗基准时候考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。因此按照粗基准来加工两端面精基准。溜板大、小头端面与同侧小头端面不在一个平面上，用这样的不等高作定位基准，必然会产生定位误差，制定工艺时候，可以先把大小头作成一样厚度，这样避免了上述缺点，而且由于定位面积大，使得定位更加可靠。而到加工的最后阶段才铣出这个接替面。在溜板的加工过程中定位基准满足基准重合原则，减少了因基准不重合
11、而产生的定位误差，提高了定位精度。定位基准的选择还满足基准统一原则，简化了工艺过程的制定，使夹具的设计、制造简单、降低成本。3.3 零件加工工艺过程分析（一） 加工阶段的划分和加工工序的划分（二） 溜板本身的刚度比较低，在外力作用下容易变形；溜板是木煅件，孔的加工余量比较大，切削加工时易产生残余应力，有残余应力存在，就会有变形的倾向，因此安排加工工序时，应把个表面的粗，精加工表面分开。这样粗加工的变形就可以安排在半精加工中得到修正；半精加工中的变形就可以在精加工中得到修正，最后达到零件的技术要求。如大头孔进行粗镗加工原则，溜板和体加工后半精镗大头孔，在工序安排上先加工基准，去端面的铣，磨工序放
12、在加工过程的前面。（三） 溜板加工工艺可分为以下三个阶段：1. 粗加工阶段粗加工阶段有是合并前的加工阶段，基准面的加工，包括辅助基准面加工，准备溜板体及盖合并所进行的加工，如两者对口面的铣，磨等。2. 半精加工阶段半精加工阶段也是溜板体和盖合并的加工，如精磨两平面，半精镗大头孔几孔口的倒角等，总之，是为精加工大小，小头孔做准备的阶段。3. 精加工阶段精加工阶段重要是保证最终溜板体重要表面大，小头孔全部达到图纸要求的阶段，如珩磨大头，精镗小头孔等。3.4 拟定工艺路线 溜板的加工过程中，各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的，由于溜板的形状复杂，要加工表面不便于集中加工，为了适应大批量
13、生产的快节奏，必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具，以提高生产率，保证加工质量。使各工序的时间趋于平衡，按一定的节拍组织流水生产。虽然现代生产的发展趋于工序集中，但工序分散在大批量生产中仍应用广泛。五、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸溜板的材料为球墨铸铁，毛坯重量为6.95K g 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，从而增加了成本。所以必须合理的安排加工余量。本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸。（1） 大头孔加工余量及工序尺寸的确定由1表569 珩磨a=0.08
14、mm由表568 精镗a=0.4mm由1表560及2表131参考取粗镗 a=3 mm 半精镗ai=2mm a2=0.52mm工序名称工序间余量最小极限尺寸工序尺寸及偏差珩磨0.088181+0.0210精镗0.470.9270.92+0.0220半精镗0.5270.5270.52+0.054半精镗27070+0.14粗镗37878+0.35毛坯孔75以上各序公差等级由2表21查的（2）小头孔余量及工序尺寸的确定由2表568 精镗a=0.2mm 半精镗参考工厂取a=1.8mm工序尺寸及公差的计算；工序名称工序间余量最小极限尺寸工序尺寸及偏差精镗0.22020+0.030半精镗1.819.819.8
15、+0.12钻孔18（盲孔）毛坯孔（2） 大、小头端面的加工余量及工序尺寸的确定 由2表152查总余量A=2.75-2=5.5mm 1表572精磨a=0.2mm精铣 a=1.0mm粗铣 大头 A20.22 1.0=3.1 取 a=3.6 mm 小头 A 2 1.0=3.5mm 取 a=3.5mm工步1.镗小头孔至20+0.0230 Vw=3.145390/601000=0.25m/sa)刀具:YT15镗刀b)量具:塞规c)切削用量:ap=0.9mmf=0.4mm/rv=0.95m/sns=60*1000*0.95/3.14*54.8=331.25r/min按专用机床选取nw=330r/minvw
16、=3.14*54.8*330/60*1000=0.95m/s工序2.锪小头孔倒角(1)机床:立式砖床z235(2)夹具:专用夹具(3)刀具:56*60锪钻w18cr4v(4)切削用量:f=0.3mm/r(表3-38)vv=1.2m/sn=1000*60*1.2/3.14*88=260.56m/s根据机床取nw=260r/minvw=3.14*88*260/60*1000=1.2m/s工序8.钻,扩,铰螺栓孔(1) 机床:五工位组合机床夹具:专用夹具量具:塞尺16.5*27测棒刀具:16.5钻14.7钻头14.5钻头15.8扩钻16+0.027绞刀切削用量:钻2-10.5孔ap=8.25mmf=
17、0.30mm/rv=0.25m/sn=1000*60*0.25/3.14*16.5=289.5m/s根据机床取nw=290r/minvw=3.14*16.5*290/60*1000=0.25m/s钻2-11孔ap=7.35mmf=0.30mm/rnw=290r/min第四章 夹具设计4.1 夹具机构的具体分析1、开口垫圈的技术要求.(1) 锐角倒钝(2) 表面发蓝或其他防锈处理(3) 热处理 20渗碳 0.81.2mm 淬火HRC50552、对刀块采用圆形对刀块(1) 材料:20 按GB69965 (2) 热处理 :渗碳深度 0.81.2mm HRC5864 (3) 其他技术条件按GB2259
18、803、调整螺钉(1) 材料:45 按GB69965 (2) 热处理 HRC4050 (3) 其他技术条件按GB2259804、定位销材料：T10A。按GB1298-77碳素工具钢技术要求热处理：T10A。HRC6064，20，渗碳深度0.81.2HRC60-64其他技术要求按GB225980机床夹具零件及部件技术要求4.2 镗孔的夹具设计方案方案1. 采用一面两销定位,一个圆柱销和一个削边销可以限制六个(自由度即一面两孔定位)这种定位方式简单,夹具结构也很简单,夹紧比较方便, 削边销还可消除过定位带来的危害,这种方法只增大连心线方向的间隙,不增大关键的转角误差,因而定位精度高,所以选用这种方
19、案较好.方案 2. 采用双V块夹两个耳朵,可以限制五个自由度，这种方案从原理上分析是合理的,但是双V块所夹的都是非加工表面,这样定位精度不高,影响加工精度,故不宜采用这种方案. 4.3 计算夹紧力并确定螺杆直径因夹具的夹紧力与切削力方向大体相同,实际所需的夹紧力F夹与切削力F之间的关系为F夹=KF式中K为安全系数，由于夹紧力与主切削力方向一致，所以取K=2由前面的公式可知F=1452N，所以F夹=1452*2=2904N，由于有两个压板同时压紧，所以每个压板承受F夹=1452N，又因为每个压板是对称分布，所以F=F夹/2，=1452/2=726N，根据参考文献3表124，从强度考虑，因一个M1
20、0的螺钉能承受3924N的许用应力，所以用M10的螺钉完全能满足强度要求 ，因此，选用M10的螺钉。根据参考文献3表1-10-6。取衬套与夹具体模板的配合为H7/r6；致谢我能顺利完成这次毕业设计我要感谢我的指导老师张良，他在我做毕业设计的过程中给了我很多帮助，原本他的事情就多，但他还是在百忙中抽出空余时间来指导我。正是由于他的悉心指导和耐心的教导才使我这么顺利地完成这次毕业设计，因此我要对他说一声“感谢”。对于班级的同学我也要向他们说一声谢谢，是他们在我遇到困难时给我无偿的提供帮助，我能这么顺利地完成毕业设计多亏了他们的帮助。通过这次毕业设计我的各方面的能力都得到了提高，这对我以后找工作非常有帮助。参考文献1、 李洪主编机械加工工艺手册，北京：北京出版社 19902、 徐圣群主编简明机械加工工艺手册，上海科学技术出版社、19903、 机床夹具设计手册，上海科学技术出版社、20024、 林建榕 主编 机械制造基础，上海交通出版社5、机械制造工艺学课程设计指导用书（第二版） 机械工业出版社，1994赵家齐 主编6、机床夹具设计 上海：上海科学技术出版社，1983 哈尔滨工业大学，上海工业大学主编
