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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 2
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計
題 目：
虎鉗固定鉗身的機械工藝規(guī)程編制和鉆削孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計
班 級：
機電05-2
姓 名：
薛龍龍
指導(dǎo)教師：
魏永樂
完成日期：
2008-7-1
一、設(shè)計題目
虎鉗固定鉗身的機械工藝規(guī)程編制和鉆削孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張
(2) 生產(chǎn)類型: 5000件/年
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000字左右) 1份
四、進度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
首先了解到自己的設(shè)計任務(wù)是在虎鉗固定鉗身上鉆削孔，通過畫零件圖了解零件的結(jié)構(gòu)和工作原理，并進行相應(yīng)的工藝性分析。通過查資料、到機電總廠請教，并問老師，不斷修正自己的工藝路線，并編制相應(yīng)的工藝規(guī)程，寫工藝卡片，對加工過程有了初步了解。接著開始鉆床夾具的設(shè)計，確定定位方案，夾緊機構(gòu)，并繪制夾具的裝配草圖，確定夾具的零件圖，并完成說明書的編寫。
通過這次設(shè)計，使自己對機械制造工藝有了了解，并對CAD制圖軟件達到了熟練的程度，培養(yǎng)了自己分析問題、解決問題的能力。
Abstract
First of all understand that their task is to design Huqian fixed clamp on drilling holes through the painting Parts understanding of parts of the structure and working principle, and the corresponding process of analysis. Through investigation, to ask the Electrical and Mechanical Plant, and asked the teacher, refine its process line, and the preparation of the corresponding point of order, writing of the card, the process has a preliminary understanding. Then start drilling fixture design, determine positioning programme, clamping, and the mapping of the draft fixture of the assembly to determine the fixture parts map, and completed the preparation of brochures.
??? Through this design, the machinery so that their manufacturing process with understanding, and CAD mapping software reached the level of proficiency and cultivate their own analysis, problem-solving abilities.
目錄
1、工藝分析 1
1.1結(jié)構(gòu)和工作原理 1
1.2技術(shù)要求 2
1.3 審查工藝性 3
1.4 確定生產(chǎn)類型 3
2、工藝規(guī)程設(shè)計 3
2.1選擇毛坯 3
2.2確定毛坯的尺寸公差與機械加工余量 3
2.3擬定工藝路線 4
2.3. 1定位基準的選擇 4
2.3.2表面加工方法的確定 4
2.3.3加工階段的劃分 5
2.3.4工序的集中和分散 5
2.3.5機械加工工序 6
2.3.6確定工藝路線 6
2.4、加工余量、工序尺寸和公差的確定 7
2.5、切削用量的計算 7
2.5.1鉆孔工步 7
2.5.2粗鉸工步 7
2.5.3精鉸工步 8
3、專用鉆床夾具設(shè)計 8
3.1夾具設(shè)計任務(wù) 8
3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 8
3.2.1確定定位元件 8
3.2.2確定導(dǎo)向裝置 8
3.2.3確定夾緊機構(gòu) 9
3.3畫夾具裝配圖 9
3.4、夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術(shù)要求 9
1、工藝分析
1.1結(jié)構(gòu)和工作原理
固定鉗是身整個平口鉗的基體部分，絲杠是通過固定鉗口的兩個安裝孔來定位的，并且在絲杠和固定鉗身之間還安裝了一個墊圈以減小摩擦。大螺母是和絲杠相互配合的，可以在絲杠上移動。活動鉗口是通過固定螺釘安裝在大螺母上的，這樣活動鉗口就可以在大螺母的帶動下一起移動.另外有兩個鉗口板分別用螺釘固定在固定鉗身和活動鉗口上面,這樣在絲杠旋轉(zhuǎn)時就可以帶動大螺母一起移動,將絲杠的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活動鉗口的直線移動,這時活動鉗口上的鉗口板就可以相對于固定鉗身上的鉗口板進行移動,從而實現(xiàn)平口鉗的加緊和松開.
1.2技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等級
表面粗糙度 Ra
形位公差
mm
鉗身上表面
30
IT7
1.6
鉗身下表面
30
IT7
1.6
安裝孔
IT9
1.6
安裝孔
IT9
1.6
工字槽下表面
IT7
1.6
鉗口板左端面
7
IT10
6.3
鉗口板下表面
20
IT8
6.3
2
IT8
6.3
鉗口板前端面
IT8
6.3
鉗口板后端面
IT8
6.3
孔下端面
2
IT10
6.3
孔
孔的圓周面
IT10
6.3
孔
IT10
6.3
工字槽前端面
工字槽的前端面
28
IT8
6.3
工字槽后端面
46
IT8
6.3
固定鉗身的兩個安裝孔和絲杠有配合要求,加工精度要求較高.兩個安裝孔的同軸度為.鉗口板的左端面和活動鉗口的鉗口板要加緊或張開工件,所以要增強其剛度和耐磨性.該零件的各項技術(shù)要求制定的較為合理.
1.3 審查工藝性
分析零件圖可知, mm孔和mm孔的端面均為平面,可以防止加工過程中鉆頭鉆偏,以保證孔的加工精度.鉗口板槽需進行銑削加工,加工精度要求較高主要工作表面也可以在正常的生產(chǎn)條件下,采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來.由此可知,該零件的工藝性較好.
1.4 確定生產(chǎn)類型
依設(shè)計題目知:Q=5000件/年,備品率和廢品率分別取%3和%0.5,代入公式(1-1),得N=5000件/年(1+%3) (1+%0.5)=5175.8件/年，固定鉗身重量為5kg,屬中型零件,大量生產(chǎn).
2、工藝規(guī)程設(shè)計
2.1選擇毛坯
由于該零件的材料是灰口鑄鐵，且是大量生產(chǎn)，所以應(yīng)采用砂模鑄造中的金屬模機器造型，特點是成產(chǎn)率較高、鑄件精度高、表面質(zhì)量與機械性能均好。
2.2確定毛坯的尺寸公差與機械加工余量
由表2-1，得毛坯件的公差等級為8~12，選鑄件尺寸公差等級為10，由表2-3得.，鉗身上、下表面的尺寸公差為2.6mm.
由表2-5，毛坯的機械加工余量等級選E~G，選鑄件機械加工余量等級為F，機械加工余量為1.5mm.鉗身上、下表面的基本尺寸R1=30+1.52+0.52.6=34.3，上下偏差分別為+1.3、-1.3，鉗身左、右表面的基本尺寸R2=154+1.5×2+0.5×3.6=158.8，上下偏差分別為+1.8、-1.8
2.3擬定工藝路線
2.3. 1定位基準的選擇
選鉗身的下表面、右端面，孔為精基準，選鉗身的上表面為粗基準，定位加工鉗身的下表面。選鉗身的左端面為粗基準，定位加工右端面。選鉗身的右端面為精基準，定位加工鉗口槽的左端面和鉗身的左端面。選鉗身的下表面為精基準，定位加工孔、孔、 孔，保證兩者的同軸度要求，加工鉗身的上表面和鉗口板的上表面。選孔、孔的軸線為精基準，加工其它表面。
2.3.2表面加工方法的確定
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度
加工方案
鉗身的左端面
粗銑
鉗身的右端面
粗銑
mm 孔
IT10
6.3
鉆、粗擴、精擴
mm孔
IT9
1.6
鉆、粗鉸、精鉸
mm孔
IT9
1.6
鉆、粗鉸、精鉸
鉗口板左端面
IT10
6.3
粗銑、精銑
工字槽的下表面
IT7
1.6
粗銑、精銑
鉗身上表面
IT7
1.6
粗銑、精銑
鉗身下表面
IT7
1.6
粗銑、精銑
鉗口板下表面
IT8
6.3
粗銑、精銑
鉗口板的前端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
鉗口板的后端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
mm孔
IT10
6.3
鉆、粗擴、精擴
mm孔
IT10
6.3
鉆、粗擴、精擴
工字槽的前端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
工字槽的后端面
IT8
6.3
粗銑、精銑
2.3.3加工階段的劃分
將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工幾個階段。
在粗加工階段，首先將精基準（孔和鉗身下表面、右端面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑鉗身的上表面、左端面。
在半精加工階段，完成鉗身的上表面的精銑加工；在精加工階段，進行鉗身上表面的磨削加工。
2.3.4工序的集中和分散
選用工序集中原則安排零件的加工工序，由于生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，可使工件的裝夾次數(shù)少，減少輔助時間，保證各加工表面的相對位置精度要求。
2.3.5機械加工工序
（1）遵循“先基準后其他”的原則，首先加工精基準（孔，鉗身下表面和右表面）
（2）遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。
（4）遵循“先面后孔”的原則，先加工鉗身下表面，再加工孔和孔。
2.3.6確定工藝路線
工序號
工序名稱
機床設(shè)備
刀具
1
粗銑鉗身下表面和右端面
立式銑床
端銑刀
2
鉆、粗鉸、精鉸mm孔
組合鉆床
麻花鉆、鉸刀
3
鉆、粗鉸、精鉸mm孔
組合鉆床
麻花鉆、鉸刀
4
鉆、粗鉸、精鉸mm孔
組合鉆床
麻花鉆、鉸刀
5
粗銑鉗身、鉗口板上表面
立式銑床
端銑刀
6
粗銑鉗口板下表面
立式銑床
銑刀
7
粗銑工字槽的下表面
立式銑床
銑刀
8
粗銑鉗口板的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
9
粗銑工字槽的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
10
精銑鉗身上表面
立式銑床
端銑刀
11
精銑鉗口板下表面
立式銑床
銑刀
12
精銑工字槽的下表面
立式銑床
銑刀
13
精銑鉗口板的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
14
精銑工字槽的前、后端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
15
鉆、粗擴、精擴孔
組合鉆床
麻花鉆、擴孔鉆
16
鉆、粗擴、精擴孔
組合鉆床
麻花鉆、擴孔鉆
2.4、加工余量、工序尺寸和公差的確定
工序4----粗鉸、精鉸孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定
由表2-28可查得，精鉸余量=0.05mm; 粗鉸余量=0.95mm;鉆孔余量=11mm。
由表1-20得，各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9;粗鉸IT10；鉆IT12 查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.043mm ；粗鉸：0.070mm ；鉆：0.18mm.
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸： mm;粗鉸： mm;鉆孔：mm.
2.5、切削用量的計算
2.5.1鉆孔工步
2.5.1.1背吃刀量的確定 取=11mm.
2.5.1.2進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.18mm/r.
2.5.1.3切削速度的計算 由表5-22，切削速度=14m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=405.3r/min.,取四面組合鉆床主軸轉(zhuǎn)速為530r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際鉆削速度=18.3m/min.
2.5.2粗鉸工步
2.5.2.1背吃刀量的確定 取=0.95mm.
2.5.2.2進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.70mm/r.
2.5.2.3切削速度的計算 由表5-31，切削速度=4m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=106.6r/min.,取四面組合鉆床主軸轉(zhuǎn)速為140r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際切削速度=5.25m/min.
2.5.3精鉸工步
2.5.3.1背吃刀量的確定 取=0.05mm.
2.5.3.2進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.50mm/r.
2.5.3.3切削速度的計算 由表5-31，切削速度=5m/min.,由公式n=1000v/d,得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=132.7r/min.,取四面組合鉆床主軸轉(zhuǎn)速為140r/min.,再代入n=1000v/d，得該工序的實際切削速度=5.28m/min.
3、專用鉆床夾具設(shè)計
3.1夾具設(shè)計任務(wù)
目的是鉆孔。已知：工件材料為HT200，毛坯件為鑄件，所用機床為四面組合鉆床，大量生產(chǎn)，任務(wù)是為該工序設(shè)計一鉆床夾具。
3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1確定定位元件
鉗身的下表面用斜槽式支承板實現(xiàn)定位，由表8-3，高H=16mm,選長L=160mm,寬B=25mm,A=60mm,l=20mm,d1=15mm,d=9mm,h=6mm,h1=1.5mm.,b=17mm
右表面用平板式支承板實現(xiàn)定位，由表8-3，H=12mm,L=80mm,B=20mm,A=40mm，l=20mm, d1=15mm,d=9mm,h=6mm，孔與菱形銷配合，由表5-1，B=16 mm,b=2mm. ，根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準，兩個支承板對工件下表面定位，限制三個自由度，菱形銷和孔配合，限制一個自由度，加工時保證工件孔和孔的同軸度，工件右表面用一個支承板板定位，限制兩個自由度，實現(xiàn)工件正確定位。定位孔與定位銷的配合尺寸取為H7/f6（在夾具上標出定位銷配合尺寸f6）。對于工序尺寸16mm,定位基準和工序基準重合，定位誤差（16）=0；對于加工孔的同軸度公差要求，=0；加工孔徑尺寸mm由刀具直接保證，（）=0。由上述分析可知，該定位方案合理、可行。
3.2.2確定導(dǎo)向裝置
鉆床夾具的刀具導(dǎo)向元件為鉆套。鉆套的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置，并在加工中對鉆頭等孔加工工具進行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。
由表9-7，知虎鉗鉗身應(yīng)選快換鉆套。
鉆套幾何參數(shù)的確定
1)鉆套的導(dǎo)向高度H
本零件要求加工工序精度較高的孔，并且是加工小孔，所以取H=3×D=3×11mm=33mm.
2)排屑間隙h1
鉆套的下表面與工件的切入表面間的距離稱排屑間隙，由于被加工材料為鑄鐵，所以h1=(0.3~0.7)D=3.3~7.7mm,取h1=6mm.
3.2.3確定夾緊機構(gòu)
此夾具選用偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)，其中的各零件均采用標準夾具元件。
3.3畫夾具裝配圖
3.4、夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術(shù)要求
參考文獻
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參考文獻(不少于5篇)
（宋體，五號字，單獨占一頁，行間距21磅，字間距0.9磅）
寫作格式和內(nèi)容如下
連續(xù)出版物：［標引序號］作者. 文題［J］. 刊名，年，卷(期)：起始頁碼-終止頁碼.
專著：［標引序號］作者. 書名［M］. 出版地：出版者，出版年.
譯著：［標引序號］作者. 書名［M］. 譯者. 出版地：出版者，出版年.
論文集：［標引序號］作者. 文題［A］. 編者. 文集 ［C］. 出版地： 出版者， 出版年. 起始-終止頁碼.
學(xué)位論文：［標引序號］作者. 文題［D］. 所在城市：保存單位， 年份.
專利：［標引序號］申請者. 專利名［P］. 國名及專利號，發(fā)布日期.
技術(shù)標準：［標引序號］技術(shù)標準代號. 技術(shù)標準名稱［S］.
技術(shù)報告：［標引序號］作者. 文題［R］. 報告代碼及編號，? 地名： 責(zé)任單位，年份.
報紙文章：［標引序號］作者. 文題［N］. 報紙名，出版日期 (版次).
在線文獻(電子公告)：［標引序號］作者. 文題［EB/OL］. http://…，日期.
光盤文獻(數(shù)據(jù)庫)：［標引序號］作者. ［DB/CD］. 出版地： 出版者，出版日期.”的格式標注，本刊要求論文參考文獻數(shù)量不少于8條；
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[1] 蘇翼林.材料力學(xué)[M].北京:人民教育出版社,1979
[2] 趙 俊,楮乃雄.AG材料床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].制造技術(shù)與機,1996,26(03):27-29
[3] 張 平.銑床夾具優(yōu)化設(shè)計的研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006