虎钳固定钳身零件的机械加工工艺

课程设计
题目：虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规
2-M8盲孔孔工序夹具程编制及钻削
班级：
姓名：
指导教师：
完成日期：
I
一、设计题目
虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削 2-11孔工序专用夹具
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图（草图）1张
(2) 生产类型: 5000件/年
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件图
1张
(2) 毛坯图1张
(3) 机械加工工艺过程综合卡片1张
(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张
(4) 夹具装配图1张
(5) 夹具体零件图1张
(6) 夹具设计说明书(5000字左右) 1份
四、进度安排(参考)
(1) 熟悉零件,画零件图2天
(2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天
(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天
(4) 编写说明书3天
(5) 准备及答辩2天
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日期
摘要
我们这次夹具设计的主题是工件夹具设计，我的设计题目是：虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削 2-11孔工序专用夹具。

主要内容有：画零件图；加工工艺规程的设计；夹具体的设计以及零件、装配图的绘制。

这次机械制造夹具设计的意义有以下几点体会：
首先，通过这次夹具设计，让我们重新的温习的机械制造、工程图学以及互换性知识。

我们在设计过程中，结合实际工件的情况查找相关资料，不仅仅是对书本知识的巩固，更是通过思考后对知识的理解。

而我个人感觉最重要的是知道了一些知识的产生来源，怎样通过原理推广到实际的应用当中。

例如，六点定位原理的实际应用，怎样通过这个原理选择合适的定位，选择正确的定位元件，这些都是结合原理应用到实际问题。

其次，通过这次夹具设计也锻炼了我们的独立思考能力和个人解决实际问题的能力。

同时几个人在一组设计，也让我们懂得了讨论和交流的重要性。

独立思考与适当交流两者结合起来，对我们是一种锻炼。

几个人同一组有同样的加工工序，但每个人都有自己的加工工步，既促进了交流，避免闭门造车，又在一定程度上训练了我们的独立思考能力。

最后，我们此次作图使用了作图软件，例如CAXA,AUTOCAD,PRO/E。

因为我们此次设计画图任务很重，在作图过程熟悉了这几种软件中的一种。

在闲暇之时，我们还交流作图经验，为以后走上工作岗位打好基础。

作为一个学机械的学生应该有熟练的作图水平。

Abstract
We designed this course is the theme of the workpiece fixture design, my design is entitled: Huqian fixed clamp body parts of the machining process planning and preparation process for drilling holes 2-11 fixture. Elements include: painting parts map; processing of order design; folder specific design and components, the assembly of the plan is drawn.
The machinery manufacturing curriculum design is the significance of the following experience:
First of all, through the curriculum design, let us re-study the machinery manufacturing, engineering graphics and interchangeability of knowledge. We in the design process, in light of the realities of the workpiece to find relevant information, not just the book knowledge of consolidation, after thinking through the knowledge and understanding. I personally feel the most important thing is that a number of sources have knowledge of how to promote the principles to the actual application of them. For example, 6:00 targeting the practical application of principles of how this principle to choose a suitable location, choose the correct positioning devices, these principles are applied to the combination of practical problems. Secondly, through this training course design also our ability to think independently and individuals the ability to solve practical problems. At the same time a group of a few people in the design, let us also understand the importance of the discussion and exchange. Independent thinking and appropriate exchange with the two of us is a kind of exercise. The
same group of a few people have the same processing, but everyone has their own processing the step, not only promote the exchanges and avoid working behind closed doors, to a certain extent, the training of our independent thinking.
Finally, we use the mapping of the mapping software, for example, CAXA, AUTOCAD, PRO / E. Because we have the design drawing heavy tasks in the process of drawing familiar with this in one of several software. In her spare time, we also exchange experience in drawing, for the future work on laying a solid foundation. As a mechanical school students should have the skilled drawing level.
目录
1、固定钳身的工艺分析 (1)
1.1结构和工作原理 (1)
1.2固定钳身的技术要求 (1)
1.3审查零件的工艺性 (3)
1.4确定固定钳身的生产类型 (3)
2.加工工艺规程 (3)
2.1选择毛坯 (3)
2.2确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量 (3)
2.3拟定工艺路线 (4)
2.3.1定位基准的选择 (4)
2.3.2表面加工方法的确定 (5)
2.3.3加工阶段的划分 (6)
2.3.4工序的集中和分散 (6)
2.3.5机械加工工序 (6)
2.3.6、确定工艺路线 (7)
2.4加工余量、工序尺寸和公差的确定 (8)
2.5切削用量的计算 (9)
2.5.1钻孔工步 (9)
2.5.2粗铰工步 (9)
2.5.3精铰工步 (9)
3.专用夹具设计 (9)
3.1夹具设计任务 (9)
3.2确定夹具的结构方案 (10)
3.2.1确定定位元件 (10)
3.2.2确定导向装置 (10)
3.2.3确定夹紧装置 (10)
参考文献 (11)
1
1、固定钳身的工艺分析
1.1结构和工作原理
固定钳是身整个平口钳的基体部分，丝杠是通过固定钳口的两个安装孔来定位的，并且在丝杠和固定钳身之间还安装了一个垫圈以减小摩擦。

大螺母是和丝杠相互配合的，可以在丝杠上移动。

活动钳口是通过固定螺钉安装在大螺母上的，这样活动钳口就可以在大螺母的带动下一起移动.另外有两个钳口板分别用螺钉固定在固定钳身和活动钳口上面,这样在丝杠旋转时就可以带动大螺母一起移动,将丝杠的旋转运动转化为活动钳口的直线移动,这时活动钳口上的钳口板就可以相对于固定钳身上的钳口板进行移动,从而实现平口钳的加紧和松开.
1.2固定钳身的技术要求
固定钳身的零件技术要求表（注：断面描述参照零件图）
加工表面
尺寸及差/mm 公差/mm 及精度等级
表面粗糙度
/m μ
形位公差/mm
φ12mm 孔 0.0430
12φ+ 0.043，IT7 a R 1.6
φ18mm 孔 0.0430
18φ+ 0.043，IT7
a
R 1.6 φ30mm 孔 φ30 IT9
φ30mm 孔底面
IT9 a R 6.3 φ25mm 孔 φ25 IT9 a R 6.3 φ25mm 孔底面
IT9 a R 6.3 φ11mm 孔
φ11
IT9 a
R 6.3 0.0100.028
6-- 0.010
0.028
6-- 0.018,IT8
钳身宽 0.0300.104
80--
0.074,IT9
a R 6.3 钳身底面 IT7 a R 1.6 钳身上表面 IT7 a R 1.6 工字槽底部宽 46 IT9 a R 6.3 工字槽上部宽 28 IT9 a R 6.3 工字槽底面 IT7 a R 1.6 钳口板左端面 IT9 a R 6.3 钳口板下端面
IT9
a
R 6.3
固定钳身的两个安装孔和丝杠有配合要求,加工精度要求较高.两个安装孔的同轴度为0.04Φ.钳口板的左端面和活动钳口的钳口板要加紧或张开工件,所以要增强其刚度和耐磨性.该零件的各项技术要求制定的较为合理.
1.3审查零件的工艺性
分析零件图可知, 18Φmm 孔和12Φmm 孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度.钳口板槽需进行铣削加工,加工精度要求较高主要工作表面也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量的加工出来.由此可知,该零件的工艺性较好.
1.4确定固定钳身的生产类型
依设计题目知:Q=5000件/年,备品率和废品率分别取%3和%0.5,代入公式(1-1),得N=5000件/年⨯(1+%3) ⨯(1+%0.5)=5175.8件/年，固定钳身重量为5kg,属中型零件,大量生产.
2.加工工艺规程
2.1选择毛坯
由于该零件的材料是灰口铸铁，且是大量生产，所以应采用砂模铸造中的金属模机器造型，特点是成产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好。

2.2确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量
由表2-1，得毛坯件的公差等级为8~12，选铸件尺寸公差等级为10，由表2-3得.，钳身上、下表面的尺寸公差为2.6mm.
由表2-5，毛坯的机械加工余量等级选E~G ，选铸件机械加工余量等级为F ，机械加工余量为1.5mm.
钳身上、下表面的基本尺寸R1=30+1.5⨯2+0.5⨯2.6=34.3，上下偏差分别为+1.3、-1.3
钳身左、右表面的基本尺寸R2=154+1.5×2+0.5×3.6=158.8，上下偏差分别为+1.8、-1.8
2.3拟定工艺路线
2.3.1定位基准的选择
（1）精基准的选择
选钳身右端面，钳身底面，φ18mm 孔轴线为精基准。

这遵循了“基准统一”原则，很多表面都是采用它们作为基准进行加工。

同时也遵循了设计基准与工艺基准重合的“基准重合”原则。

（2）粗基准的选择
选钳身的上表面为粗基准，定位加工钳身的下表面。

选钳身的左端面为粗基准，定位加工右端面。

选钳身的右端面为精基准，定位加工钳口槽的左端面和钳身的左端面。

选钳身的下表面为精基准，定位加工18Φ孔、30Φ孔、 12Φ孔，保证两者的同轴度要求，加工钳身的上表面和钳口板的上表面。

选18Φ孔、12Φ孔的轴线为精基准，加工其它表面。

2.3.2表面加工方法的确定
2.3.3加工阶段的划分
将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。

Φ孔和钳身下表面、右端面）在粗加工阶段，首先将精基准（18
准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣钳身的上表面、左端面。

在半精加工阶段，完成钳身的上表面的精铣加工；在精加工阶段，进行钳身上表面的磨削加工。

2.3.4工序的集中和分散
选用工序集中原则安排零件的加工工序，由于生产类型为大量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，可使工件的装夹次数少，减少辅助时间，保证各加工表面的相对位置精度要求。

2.3.5机械加工工序
Φ孔，（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准（18
钳身下表面和右表面）
（2）遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。

Φ（4）遵循“先面后孔”的原则，先加工钳身下表面，再加工12Φ孔。

孔和18
2.3.6、确定工艺路线
2.4加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序17----粗铰、螺纹孔8
Φ孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
由表2-28可查得，精铰余量Z
精铰=0.04mm; 粗铰余量
Z
粗铰=0.16mm;
钻孔余量Z
钻=7.8mm。

由表1-20得，各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT9;粗铰IT10；钻IT12 查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.043mm ；粗铰：0.070mm ；钻：0.18mm.
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
0.043
0 12+
Φ
mm;粗铰：
0.070
11.95+
Φmm;钻孔：0.18
11+
Φmm.。

2.5切削用量的计算
2.5.1钻孔工步
1)背吃刀量的确定 取p
a =7.8mm.
2)进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量
f=0.15mm/r.
3)切削速度的计算 由表5-22，切削速度v =15m/min.,由公式n=1000v/πd,得该工序钻头转速n=612.1r/min.,由表4—9，取立式钻床主轴转速为680r/min.,再代入n=1000v/πd ，得该工序的实际钻削速度v =16.7m/min. 2.5.2粗铰工步
1）背吃刀量的确定 取p
a =0.16mm.
2)进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量
f=0.40mm/r.
3)切削速度的计算 由表5-31，切削速度v =4m/min.,由公式n=1000v/πd,得该工序铰刀转速n=160.0r/min.,取立式钻床主轴转速为185r/min.,再代入n=1000v/πd ，得该工序的实际切削速度
v =4.62m/m in.
2.5.3精铰工步
1）背吃刀量的确定 取p
a =0.04mm.
2)进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量
f=0.50mm/r.
3)切削速度的计算 由表5-31，切削速度v =5m/min.,由公式n=1000v/πd,得该工序铰刀转速n=198.9r/min.,取立式钻床主轴转速为250r/min.,再代入n=1000v/πd ，得该工序的实际切削速度
v =6.28m/min.
3.专用夹具设计
3.1夹具设计任务
工件材料为HT200，毛坯为铸件，所用机床为四面组合钻床，大
批量生产。

为该工序设计一钻床夹具。

3.2确定夹具的结构方案
3.2.1确定定位元件
根据工件规定的定位基准，选择两个支承板来限制工件的两个转动自由度和一个平动自由度；工件的右端面，选择一个薄板限制一个平动和一个转动自由度；最后在用一个菱形销来限制一个平动自由度。

后两者做成一个固定式定位销即可。

由此看来，此方案能够满足 孔的加工要求，方案合理可行。

钻削两个11
3.2.2确定导向装置
由于工序要求钻孔需要导向元件钻套，考虑到生产类型为大批量生产，故采用快换钻套能够提高加工效率。

从这个意义上讲采用快换钻套是合理的。

3.2.3确定夹紧装置
夹紧只要上下方向上夹紧就可以顺利加工，采用长螺栓拧紧直压板来夹紧的方案容易实现，操作也方便快捷，可以提高加工效率。

故采用这种夹紧方案是合理的。

参考文献
【1】辽宁工程技术大学机械制造教研室编.机械制造基础夹具设计指导书.2008
【2】黄健求主编.机械制造技术基础.机械工业出版社2005.11 【3】机床夹具设计手册.辽宁科学技术出版社.2004.3
【4】杨黎明.机床夹具设计手册.国防工业出版社.2006
【5】王光斗. 机床夹具设计手册.上海科学技术出版社.2000
【6】王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1996
【7】马壮. 赵越超. 马修泉. 工程材料与成型工艺.[M]. 沈阳：东北大学出版社，2007。