虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削12孔工序专用夹具设计

辽宁工程技术大学
课程设计
题目：虎钳固定钳身的机械工艺规程
编制和钻削12
孔工序专用夹具设计
班级：
姓名：
指导教师：
完成日期：
一、设计题目
虎钳固定钳身的机械工艺规程编制和钻削12
孔工序专用夹具设计
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) 课程设计说明书(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
首先了解到自己的设计任务是在虎钳固定钳身上钻削12
孔，通过画零件图了解零件的结构和工作原理，并进行相应的工艺性分析。

通过查资料、到机电总厂请教，并问老师，不断修正自己的工艺路线，并编制相应的工艺规程，写工艺卡片，对加工过程有了初步了解。

接着开始钻床夹具的设计，确定定位方案，夹紧机构，并绘制夹具的装配草图，确定夹具的零件图，并完成说明书的编写。

通过这次设计，使自己对机械制造工艺有了了解，并对CAD 制图软件达到了熟练的程度，培养了自己分析问题、解决问题的能力。

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.
目录
1、工艺分析 (V)
1.1结构和工作原理 (V)
1.2技术要求 (V)
1.3 审查工艺性 (VI)
1.4 确定生产类型 (VII)
2、工艺规程设计 (VII)
2.1选择毛坯 (VII)
2.2确定毛坯的尺寸公差与机械加工余量 (VII)
2.3拟定工艺路线 (VII)
2.3. 1定位基准的选择 (VII)
2.3.2表面加工方法的确定 ........................................................................................................... V III
2.3.3加工阶段的划分 (IX)
2.3.4工序的集中和分散 (IX)
2.3.5机械加工工序 (IX)
2.3.6确定工艺路线 (X)
2.4、加工余量、工序尺寸和公差的确定 (X)
2.5、切削用量的计算 (XI)
2.5.1钻孔工步 (XI)
2.5.2粗铰工步 (XI)
2.5.3精铰工步 (XI)
3、专用钻床夹具设计 (XII)
3.1夹具设计任务 (XII)
3.2确定夹具的结构方案 (XII)
3.2.1确定定位元件 (XII)
3.2.2确定导向装置 (XII)
3.2.3确定夹紧机构 ....................................................................................................................... X III
3.3画夹具装配图...................................................................................................................................... X III
3.4、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求................................................................................... X III
1、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技术要求
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、工艺规程设计
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
选钳身的下表面、右端面，18Φ孔为精基准，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18
Φ孔的轴线为精基准，加工其它表面。

Φ孔、12
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。

在粗加工阶段，首先将精基准（18
Φ孔和钳身下表面、右端面）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
（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准（18
Φ孔，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。

（4）遵循“先面后孔”的原则，先加工钳身下表面，再加工12
Φ孔和18
Φ孔。

2.4、加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序4----粗铰、精铰12
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=0.05mm; 粗铰余量Z
粗铰
=0.95mm;钻
孔余量Z
钻
=11mm。

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
012+Φ mm;粗铰：0.0700
11.95+Φ mm;钻孔：0.18011+Φmm. 2.5、切削用量的计算
2.5.1钻孔工步
2.5.1.1背吃刀量的确定 取p a =11mm.
2.5.1.2进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每
转进给量f=0.18mm/r.
2.5.1.3切削速度的计算 由表5-22，切削速度
v =14m/min.,由公式n=1000v/πd,得该工序钻头转速n=405.3r/min.,取四面组合钻床主轴转速为530r/min.,再代入n=1000v/πd ，得该工序的实际钻削速度v =18.3m/min. 2.5.2粗铰工步
2.5.2.1背吃刀量的确定 取p a =0.95mm.
2.5.2.2进给量的确定 由表5-31，选取该工步的
每转进给量f=0.70mm/r.
2.5.2.3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=106.6r/min.,取四面组合钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/πd ，得该工序的实际切削速度v =5.25m/min. 2.5.3精铰工步
2.5.
3.1背吃刀量的确定 取p a =0.05mm.
2.5.
3.2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.
2.5.
3.3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=132.7r/min.,取四面组合钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/πd ，得该工序的实际切削速度v =5.28m/min.
3、专用钻床夹具设计
3.1夹具设计任务
目的是钻12Φ孔。

已知：工件材料为HT200，毛坯件为铸件，所用机床为四面组合钻床，大量生产，任务是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
钳身的下表面用斜槽式支承板实现定位，由表8-3，高H=16mm,选长L=160mm,宽
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实现定位，由表8-3，
H=12mm,L=80mm,B=20mm,A=40mm ，l=20mm,
d1=15mm,d=9mm,h=6mm ，18Φ孔与菱形销配合，由表5-1，B=16 mm,b=2mm. ，根据工序简图规定的定位基准，两个支承板对工件下表面定位，限制三个自由度，菱形销和18Φ孔配合，限制一个自由度，加工时保证工件12Φ孔和18Φ孔的同轴度，工件右表面用一个支承板板定位，限制两个自由度，实现工件正确定位。

定位孔18Φ与定位销的配合尺寸取为18ΦH7/f6（在夹具上标出定位销配合尺寸18Φf6）。

对于工序尺寸16mm,定位基准和工序基准重合，定位误差dw ∆（16）=0；对于加工孔的同轴度公差要求，dw ∆=0；加工孔径尺寸12Φmm 由刀具直接保证，dw ∆（12Φ）=0。

由上述分析可知，该定位方案合理、可行。

3.2.2确定导向装置
钻床夹具的刀具导向元件为钻套。

钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工工具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。

由表9-7，知虎钳钳身应选快换钻套。

钻套几何参数的确定
1)钻套的导向高度H
本零件要求加工工序精度较高的孔，并且是加工小孔，所以取H=3×D=3×11mm=33mm.
2)排屑间隙h1
钻套的下表面与工件的切入表面间的距离称排屑间隙，由于被加工材料为铸铁，所以h1=(0.3~0.7)D=3.3~7.7mm,取h1=6mm. 3.2.3确定夹紧机构
此夹具选用偏心螺旋压板夹紧机构，其中的各零件均采用标准夹具元件。

3.3画夹具装配图
3.4、夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求
参考文献
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参考文献(不少于5篇)
（宋体，五号字，单独占一页，行间距21磅，字间距0.9磅）
写作格式和内容如下
连续出版物：［标引序号］作者. 文题［J］. 刊名，年，卷(期)：起始页码-终止页码.
专著：［标引序号］作者. 书名［M］. 出版地：出版者，出版年.
译著：［标引序号］作者. 书名［M］. 译者. 出版地：出版者，出版年.
论文集：［标引序号］作者. 文题［A］. 编者. 文集［C］. 出版地：出版者，出版年. 起始-终止页码.
学位论文：［标引序号］作者. 文题［D］. 所在城市：保存单位，年份.
专利：［标引序号］申请者. 专利名［P］. 国名及专利号，发布日期. 技术标准：［标引序号］技术标准代号. 技术标准名称［S］.
技术报告：［标引序号］作者. 文题［R］. 报告代码及编号，地名：责任单位，年份.
报纸文章：［标引序号］作者. 文题［N］. 报纸名，出版日期(版次). 在线文献(电子公告)：［标引序号］作者. 文题［EB/OL］. http://…，日期.
光盘文献(数据库)：［标引序号］作者. ［DB/CD］. 出版地：出版者，出版日期.”的格式标注，本刊要求论文参考文献数量不少于8条；
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[2] 赵俊,楮乃雄.AG材料床身的结构设计[J].制造技术与
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[3] 张平.铣床夹具优化设计的研究[D].阜新：辽宁工程技术大学硕士学位论文，2006。