机床夹具8组说明书.doc

机械工艺课程设计
说明书

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目 录

1.零件工艺分析-------------------1
2.工艺规程设计-------------------1
3.机加工量-------------------------3
4.夹具设计-------------------------6
5.参考资料-------------------------7

一． 零件的工艺分析
（一） 零件的作用及毛坯制造形式
零件用于联接两根轴线垂直的传动轴，承受力相对较大，选用铸钢（ZG310-570），有一定韧性及塑性，强度较高，切削性能良好，铸造性能良好。产品生产类型为中批量生产，
毛坯精度中等，加工精度中等，采用通用机床，专用夹具，有较详细工艺规程，用工艺卡管理生产。
（二） 工艺分析
由零件图可以看出，标有粗糙度符号的各面，右端面和叉孔内表面的精度最高，Ra为3.2vm,由此该面和孔是重要设计基准。从的技术要求也可以看出，因此端面轴线和叉孔轴线是基准，而定位的具体面则是叉孔内表面和右端外圆表面。
二． 工艺规程设计
（一） 选择定位基准
1. 粗基准选择：选重要表面、未加工面、定位夹紧可靠的面，本次加工取叉部外端面和右端圆柱外表面做粗基准，这样夹紧方便可靠。
2. 精基准选取：为避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，还取叉孔轴线和右端面圆柱轴线为基准。这样粗、精基准选择结果一致，均为叉孔轴线和右端面圆柱轴线。
（二） 制定工艺路线
制定工艺路线是工艺人员制定工艺规程是最重要的工作，也是体现工艺人员工艺水平的重要方面。其原则是：在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、表面质量的前提下，尽可能的提高生产率，降低生产成本，提高经济效益。
（1）根据“先面后孔”和“基面先行”的原则，先开始铣削叉部端面和右端面；
（2）根据基准统一原则，加工完叉部端面，再以相同的基准进行装夹、加工直径32的孔；其加工精度最高，而加工不可能一步到位，根据先主后次陆续加工的原则，避免后续加工对已成型面带来损伤；
（3）先粗后精是针对整个工艺路线而言的，并不针对某一表面，直径32的孔和右端面圆柱外表面，它们是其他面加工的基准，必须先加工出来，作为其他加工的统一基准，等其他面的加工完以后，在对其进行精加工，但若其精度和表面不需要太高要求是可以不做精加工，
具体工艺路线如下：
00铸造毛坯；
10正火处理，HB170—210；
20铣右端面；
定位基准：叉部外端、右端圆柱外圆；
30钻中心孔；
定位基准：同上；
40铣叉圆端面；
定位基准：同上；
50钻叉端孔，直径Φ31；
定位基准：同上；
60车右端外圆到Φ43及车中部外圆到Φ51，并倒外部右端1X45倒角；
定位基准：叉端Φ31的孔和右端面；
70切右端环形槽宽5深2，并倒中部R10、R1的圆角；
定位基准：同上；
80钻内孔Φ25的通孔；
定位基准：叉端Φ31的孔和圆柱外表面；
90精车内孔到Φ28.35；
定位基准：叉端Φ31的孔和圆柱外表面；
100拉花键；
定位基准：叉端Φ31的孔和圆柱外表面；
110倒3X45角；
定位基准：叉端Φ31的孔和圆柱外表面；
120精镗叉端孔到Φ32；
定位基准：叉端31的孔和圆柱外表面；
130镗叉端Φ33.7X1.7槽；
定位基准：叉端Φ31的孔和圆柱外表面；
140 镗左端Φ 34内孔 定位基准：Φ32孔，圆柱外表面
150 加工M6的螺纹通孔 定位基准：同上
170 倒Φ32孔1 X45度角 定位基准：Φ32孔和圆柱外表面
180 去毛刺
190 清洗、整理、检验、入库
（三）加工设备及工艺设备
加工设备选择通用机床和专用夹具
三 机加工量（钻内孔25）
（一）该零件材料为ZG310-570，屈服强度 =310MPA，抗拉强度 =570MPA，采用砂型机器造型，且为成批生产，尺寸公差选CT8级，由表得加工佘量为 4MM，取3MM，所以毛坯基本尺寸如下：
加工表面
单边佘量
双边佘量
备注
右端面
3

AA与右端面取16MM
右端面圆柱面
3
6
外圆柱由右向左依次 Φ49、Φ57
叉端面
3

两叉总宽为112MM

（三） 确定毛坯尺寸公差，由表查得：
毛坯尺寸
公差
按对称标注
结果
161
2
1．0
161 1.0
Φ49
1．4
0．7
Φ49 0.7
Φ57
1．4
0．7
Φ57 0.7
112
1．8
0．7
112 0.9
(三) 绘制毛坯简图,见毛坯图
(四) 确定工序尺寸(加工花键底孔)
先钻 Φ25的孔,用z35摇臂钻床,高速钢标准钻头,再精镗到 Φ28.35
加工 Φ28.35孔
镗
钻
工序双边佘量
3.35
25
工序尺寸公差
Φ28.35
Φ25
表面粗糙度
6.3
25
(五) 确定切削用量和基本时间
钻Φ25的孔，d=25mm，长度l=281mm,选用高速钢锥柄麻花钻3号作为刀具，其参数如下β=30°，2Φ=118°，δ=8°，Ψ=50°，由表知d>20mm，选择钻头后刀面磨损极限值为1.0mm,耐用度T=50min。
1. 切削用量
(1) 确定被吃刀量ap,钻孔时ap=(25-0)/2=12.5mm;
(2) 确定进给量f，按照加工要求确定进给量，钻头直径do=25mm,工件材料为铸钢，且屈服强度为570mpa,进给量f取值为0.39-0.47mm/r。由于钻孔深度大约5do(孔深128mm)，修正系数Kvf=0.912,综上进给量f的取值范围f=（0,。39-0.47）*0.912mm/r=(0.356-0.429)mm/r,根据Z35机床标准进给量取=0.4mm/r。
(3) 确定切削速度V ，计算公式确定切削速。
四 夹具设计（钻 25孔）
（一） 1 任务 Φ 钻孔 25，8级精度，表面粗糙 Ra6.3 ，正火处理，硬度 170-210HB ，孔单边佘量12.5um
2确定定位方案，选择定位元件，以Φ 32孔，两销和右端外圆，1个V型块定位
3确定夹紧方案，设计夹紧机构，采用手动螺旋夹紧机构，由于其增力比较大、自锁性好，为了克服单螺旋夹紧机构动作缓慢的缺点，此处采用开口垫圈，操作时，不必将夹紧螺母全部拧下，只要松半扣后将开口垫圈径向取出，以实现快速装卸工件。钻孔时两个为切削力，一个是主切削力，它形成扭矩，另一个为轴向进给力，它指向定位用的两销中心线中点。对于扭矩来说，应由连接夹具体与机床工作台的4 个T型螺栓旋紧后产生的摩擦来平衡。实际上T形螺栓本身就具有承受很强横向载荷的能力，故没有必要校核扭矩。两对称销起到定位心轴的作用对于轴向进给力来说，通过销又传给夹具与工作台，工作夹紧后，可以为工件与夹具体一体的，是一个刚性体，可知轴向力无法使两销夹紧松动或弯曲。
4 在钻模中，钻套作为刀具导向元件，主要用于被加工孔的位置精度，同时起到减少加工过程中的振动的作用。由于可换钻套磨损后，可以迅速更换，适用于成批大量生产，故本夹具选用可换钻套。
可换钻 的具体结构和规格尺寸的选取：钻 中导向孔的孔径及其偏差应根据所选取的刀具尺寸来确定。通常取刀具最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸，由前面可知选用的是d=25.0mm 的高速钢锥柄麻花钻，由表知高速钢麻花钻的直径上偏差为0，下偏差为-0.33,故引导孔的基本尺寸为 Φ25.0.由表可知,引导孔的偏差应取F7,钻 中与衬套 配合的部分公差取K6或M6
钻套与工件之间应有排屑间隙,若间隙过大,将影响导向作用;若间隙过小,切屑不能及时排出.由表知钻 与工件间的距离
h=(0.7--1.5)d=17.5--37.5mm
由于没有预先留孔，所以间隙应取较大。
衬套中与钻套配合的部分公差取k7，与夹具体配合的部分公差取 n6 ,钻套螺钉可查表得
（三） 夹具体的设计
由于铸造夹具体工艺性好，可铸造出各种复杂形状，具有较好的抗压强度，刚度和抗震性，在生产中应用广泛选用铸造夹具体，材料HT250，为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力，为了便于夹具体的制造、装配和检验，铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，减少加工面积，如夹具体底板上的耳座铸出凸台，夹具体壁厚取8-25mm，为增强夹具体的强度，刚度，应该增加夹具体的壁厚，还可以考虑设置加强肋。
夹具体上的耳座间距应是机床工作台上的T型槽相邻槽尺寸的整数倍，根据选取的机床z35可查其工作台上的T型槽的槽间距，由表知 e1=150mm ，故夹具体上的耳座间距可以取胜150mm
（四） 夹具体的精度
由加工误差不等式知，使用夹具加工工件时，加工误差的来源有工件的安装误差，夹具的对定误差和在加工过程中各种因素造成的误差。为了达到加工要求，必须使上述三个加工误差之和小于或等于工件相应尺寸的公差。在安装误差中，包括定位误差和夹紧误差。一般的夹具设计中，工件和夹具体定位元件可视为刚体，刚度校大，由此带来的误差可忽略不计。在本钻床夹具中，由于采用导向装置，本工序对定位误差和导向误差进行分析：
Φ25孔中心线与AA即Φ32孔轴线的垂直度小于等于0.05, 32孔轴线为定位基准,其在任意方向的变动量就是工序要求的定位误差,当工件在两销等效的心轴上定位时,内孔中心线的任意方向的变动量为;
Δdw=
式中 工件定位孔的孔径公差;
等效定位心轴的轴径公差;
工件定位孔与定位心轴的最小配合间隙.

在本方案中,工件内孔与心轴的配合 ,工件内孔由于未精镗公差等级为9级,直径公差为 ,定位心轴的公差等级为 级,直径公差为 ,而两销等效心轴,必存在中心线间不同轴误差,可将 放大一些,取 ,工件孔与轴最小配合间隙 最终定位误差;

由于本工序要求为未注公差,因此不必进行定位误差不等式的验算.
(四)绘制夹具装配图,标注有关尺寸及技术要求.见装配图.
五 参考资料
1, <<机械制造工艺学>>王先逵 主编 机械工业出版社
2, <<机械工程专业课程指导>> 张进生 房晓东主编 机械工业出版社
3，《机械制造工艺学》 王启平 主编 哈工大出版社
4，《机械加工制造工艺课程设计指导书》王栋 主编 机械工业出版社
5《机械加工工艺人员手册》机械工业出版社
6《机械制造工艺设计手册》
7《机械工艺师手册》
8《机床夹具设计手册》
9《机床夹具设计图册》
10 《金属切削用量手册》 机械工业出版社