课程设计CA6140车床拨叉831002的加工工艺及钻φ25孔的钻床夹具设计

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这是生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施，如车床上的拉削，钻 孔加工等，也可用夹具装夹的加工较复杂的成型面。
2.5 机床夹具组成和分类
（1） 、系统元件 （2） 、夹紧元件 （3） 、夹具体 （4） 、连接元件 （5） 、对刀与导向装置 （6） 、其他元件或装置 一．机床夹具的基本组成部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的基本组 成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。 1.定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一 ，通常当工件定位基准面的形状确定后， 定位元件的结构也就确定了。 2.夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。 3.夹具体 通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等 多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。 二、几夹具的其他组成部分 为满足夹具的饿其他功能要求，各种夹具好要设计其他的元件个装置。 1.连接元件 根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。连接常有的两种方式：一种是安 装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在 机床上的位置。
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再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。既能加工出 已选各精基准面，又能保证加工面对不加工毛面的位置和尺寸。
七、确立切削用量及基本工时
工序一 以 φ 42 外圆为粗基准，粗铣 φ 25 孔上下端面。 （1）. 加工条件 工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=200~241,铸造。 加工要求：粗铣 φ 25 孔上下端面。 机床： X53 立式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae<=60,深度 ap<=4,齿数 z=10,故据 《切削用量简明手册》 （后简称 《切削手册》 ） 取刀具直径 do=80mm。 选择刀具前角 γ o＝0°后角 α o＝15°，副后角 α o’=10°，刀齿斜角 λ s= － 15°, 主 刃 Kr=60°, 过 渡 刃 Krε =30°, 副 刃 Kr’=5° 过 渡 刃 宽 bε =1.5mm。 （2） ： 切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.3mm，两次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进给量 机床功率为 10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。由于是对称铣，选较小量 f=0.08 mm/z。 3）计算切削速度 按《工艺手册》 ，确定 v=0.45m/s，即 27m/min。 所以：
3、2 的材料、结构特点和主要工艺问题
零件为 HT200 铸钢件，无热处理要求。 从结构上看，左部呈圆筒状，右部为厚 12mm 的半圆叉爪。两部分上下都不在 同一平面上，工件安装有一定困难。 零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两个部分 一个是以∮25H7 孔为中心的加工表面，这一组加工表面包括：φ 25H7mm 的孔， 以及 φ 42mm 的圆柱两端面，其中主要加工表面为 φ 25H7mm 通孔。 一个是以半圆叉爪为中心的加工表面,即以 φ 60mm 孔为中心的加工表面。 这一 组加工表面包括：φ 60H12 的孔，以及 φ 60H12 的两个端面。主要是 φ 60H12 的 孔。 铣 16H11 的槽 这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm 的槽的底面，16H11mm 的槽两侧面。 以 M22×1.5 螺纹孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： M22×1.5 的螺纹孔， 长 32mm 的端面。 主要加工表面为 M22 ×1.5 螺纹孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： 1、φ 60 孔端面与 φ 25H7 孔垂直度公差为 0.1mm.。
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2.对刀与导向装置 对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣 刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。导向装置 钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进 行切削。 3.其他元件和装置 根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机 器人等。
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2.3 机床夹具及其功用 2.3.1 机床夹具
夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加 工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床工件是使用的夹具 称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直 接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企 业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一 项重要的技术工件。
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2） 、导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻 削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有 导向的功能的。
2.4 机床夹具在机械加工中的作用
在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有一些六个方面，然而在不同的生产 条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求，生产 成本个工人操作方面的要求以达到预期的效果。 （1） 、保证加工精度 用夹具装夹工件时，能稳定的保证加工精度，并减少对其他工作条件的依 赖性，故在精密加工中广泛的使用该夹具，并且它还是全面质量管理的一个重要 环节。 （2） 、提高劳动生产率 使用夹具是否能使工件迅速的定位很夹紧并能够显著的缩短辅助时间和基 本时间，提高劳动生产率。 （3） 、改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等装夹工件时，可家 少工人的劳动强度保证生产安全。 （4） 、保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具可确保生产周期，生产强度等工艺秩序。例如：夹具 设计也是工程技术人员解决高难度零件的主要手段之一。 （5） 、降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低 的工人操作，故可明显降低生产成本。 （6） 、扩大机床工艺范围
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基准选择
精基准选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、粗糙度较小的表面。 即应选择∮25H7 孔及其一端面为基准。但用∮25H7 孔作精基准，两零件分切开 后可能不对称，而且 2—∮25H7 孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。若选叉 爪的及其一端面为精基准，又因∮60H12 孔精度太低，用一般圆柱心轴作定位元 件，定位误差太大。最后考虑仍选∮60H12 孔为纵向定位基准，目的是希望工件 分切开后左右两件较为对称。 但所设计的夹具，必须采用弹簧心轴或轴向可移式 锥心轴作定位元件， 以消除精基准尺寸公差大造成的定位误差。垂直方向则选叉 爪上端面为精基准，从尺寸关系看，以它作定位精基准便于加工其余各平面。 粗基准选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个 不加工表面的工件， 则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗 基准。根据这个基准选择原则，现选取 φ 25H7 孔的不加工外轮廓表面作为粗基 准，利用一组共两块 V 形块支承这两个 φ 42 作主要定位面，限制 5 个自由度，
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一、 绪论…………………………………………………………………………7 二、 机床夹具概述 ………………………………………………………………7
2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求…………………………………………8 2.2 现代夹具的发展发向…………………………………………………………9 2.3 机床夹具及其功用……………………………………………………………10 2.3.1 机床夹具……………………………………………………………………10 2.3.2 机床夹具的功能…………………………………………………………10 2.4 机床夹具在机械加工中的作用………………………………………………11 2.5 机床夹具组成和分类…………………………………………………………12 2.6 机床夹具的分类………………………………………………………………12 1、按夹具的通用特性分类……………………………………………………………13 2、按夹具使用的机床分类……………………………………………………………14 2．7 机床夹具设计特点………………………………………………………………15 2.8 机床夹具的设计要求……………………………………………………………16 三、 零件分析…………………………………………………………………………16 3、1 零件的作用和装配关系………………………………………………………16 3、2 的材料、结构特点和主要工艺问题…………………………………………17 四、明确生产类型和工厂条件…………………………………………………… 19 4.1:确定工艺的基本特征…………………………………………………………19 五、 工艺方案的拟定…………………………………………………………………19 5、1 制造方法和毛坯余量的确定…………………………………………………19 5、 2 5、 3 基准选择………………………………………………………………………20 工艺路线的制定……………………………………………………………20
六、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定………………………………24
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七、 夹具设计………………………………………………………………………42 7、1 问题的提出……………………………………………………………………42 7、2 夹具设计……………………………………………………………………42 7.3:切削力及夹紧力的计算………………………………………………………43 7、4 定位误差分析…………………………………………………………………43 7、5 夹具设计及简要操作说明……………………………………………………40 总结…………………………………………………………………………………46 致谢…………………………………………………………………………………47 参考文献……………………………………………………………………………48
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2、16H11mm 的槽与 φ 25H7 的孔垂直度公差为 0.08mm。
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加 工另外一组。 这些加工表面和技术要求， 用一般的工艺方法都能做到，唯有叉爪的内半圆面 较难车和镗。
5、1 制造方法和毛坯余量的确定
本零件形状不复杂，可大批生产。若选砂型手工造型，生产效率低、铸件质量 差。也不宜采用费用高、生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造。最后确定 采用砂型机器造型，它有较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。 查机械设计手册，按二级精度铸钢件查得毛坯余量如下：顶面 7mm；侧面、底 面 5mm；孔取顶面余量 7mm。由此得到图？？所示的毛坯尺寸。
2.3.2 机床夹具的功能
在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1.机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。 （1） 、定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具 定位元件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精 度要求。 （2）.夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工 件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧 为工件提高了安全和可靠的加工条件。 2．机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。 1） 、对刀 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速 地确定铣刀相对于夹具的正确位置。