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