手柄座夹具设计设计说明书

1序言综合模块（机制工艺及夹具）课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的课程设计及未来从事的工作打下了良好的基础。这次课程设计中，我所选的零件是“手柄套”，完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计。在加工时，零件的配合部分需进行精加工，保证其配合准确，提高车床的综合性能，又因为被加工零件的结构比较复杂，加工难度大，需进行专用夹具的设计与装配。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。一、零件的分析及生产类型的确定1、零件的生产类型依设计题目知：Qn=5000件/年；结合生产实际，备品率和废品率可以取为=5%,=0.5%。由此可得，该零件的生产纲领2年件/55130.5%)(1%)5(15000)+)(1+Qn(1=N查表可知其属轻型零件，生产类型为中大批量生产。二、零件毛坯的设计1、选择毛坯根据生产纲领可知，手柄套属中大批量生产，零件形状为全圆柱体，可选零件材料为45，毛坯制造选用铸造毛坯，这样毛坯与成品相似，加工方便，省工省料。为了提高生产率，铸造方法选用砂型铸造，且为机器造型。2、确定毛坯尺寸适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra6.3m的表面，余量要适当增大。分析零件，各加工表面均为Ra1.6m，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。图2：根据零件尺寸计算的毛坯尺寸三、零件的加工工艺设计1、定位基准的选择本零件是不规则多孔零件体，其右端面是设计基准（亦是装配基准和测量基准），为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选右端面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。2、零件表面加工方法的选择3本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工，材料为45。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下：（1）、右端面右端面为精基准加工其它表面，表面粗糙度为Ra3.2m，加工方法为先粗车后精车。（2）、左端面未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3m，由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量，所以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。（3）、2-6孔未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra3.2m，只需用6mm麻花钻直接在其位置钻孔即可。（4）、12公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6，加工方法可采用粗车——精车——精磨。（5）、14这两个孔用于联接油管，用于输通油液，密封性需要比较高。连结部分采用螺纹联接。由于毛坯中这两孔是铸为实心，所以此部分的加工为先锪沉头孔，然后在其位置钻13孔，接着扩孔到14深13mm。43、拟订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使其零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。工序ⅰ机器砂型铸造毛坯；工序ⅱ检验，清砂；工序ⅲ热处理；工序ⅳ粗车外圆；工序ⅴ粗车左端面；工序ⅵ粗车右端面；工序ⅶ扩6孔；工序ⅷ扩2-4孔；工序ⅸ扩10孔；工序ⅹ精车外圆。工序ⅹⅰ锪平26；工序ⅹⅱ精车内孔10；工序ⅹⅲ精车内孔13；工序ⅹⅳ锐边倒角。工序ⅹⅴ检验。54、工艺方案的比较与分析四、是分散工序，工艺安排合理，能满足用通用机床加工并达到精度的要求，除了选择万能性通用机床加工外，还要设计一些专用夹具，提高加工要求和质量工序设计1、选择加工设备与工艺装备（1）、选择机床根据不同的工序选择机床。①工序ⅰ、ⅱ、ⅲ属于备坯阶段，不属于切削加工，由专门的车间负责。②工序ⅸ粗车左端面，选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140型卧式车床加工。③工序ⅴ先锪30内孔面，再扩38内孔，精度要求不高，选用立式钻床进行加工。④工序ⅵ粗车48外圆柱面，在切退刀槽。加工中需要换刀具，刀架最好是换位的，所以选择CA6140最经济。⑤工序ⅶ铰38内孔，内孔倒角，选钻床进行加工。6⑥工序ⅷ精车48外圆，选用CA6140进行加工。⑦工序ⅸ钻3-9通孔，由于是通孔，刀具进给深度可以不严格控制，在其位置钻通孔即可。选用立式加工中心，只要在专用夹具上设计好对刀块，然后执行程序就可以加工出3个9通孔了。⑧工序x磨左端面，表面粗糙度Ra1.6mm，没有要求与中心线的垂直度，所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。⑨工序ⅹⅰ、ⅹⅱ加工进（出）油口孔，选用摇臂钻床进行加工。⑩工序ⅹⅳ精磨48外圆，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6mm，精度要求比较高，所以这里选用外圆磨床进行加工。（2）、选择夹具工序ⅳ选用三爪自定心卡盘。工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ都选用专用夹具。（3）选择刀具根据不同的工序选择刀具。7错误!未找到引用源。在车床上加工的工序一般选用硬质合金车刀。切刀槽宜选用高速钢。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀架。错误!未找到引用源。在钻床上机加工的工序麻花钻，锪头钻，倒孔钻等。（3）选择量具①加工部分的量具工序ⅳ卡尺；工序ⅴ卡尺；工序ⅵ卡尺；工序ⅶ卡尺；工序ⅷ卡尺；工序ⅸ卡尺；工序ⅹ卡尺；；工序ⅹⅰ卡尺，螺纹塞规；工序ⅹⅱ卡尺，螺纹塞规；工序ⅹⅳ千分尺。②检验部分的量具检查内容测量工具砂眼、清砂是否干净、裂缝观察表面及磁力探伤；轴向尺寸卡尺；外圆径向尺寸外径千分尺；8角度角度卡尺；孔内径内径千分尺；检查粗糙度专用仪器；检查配合表面精度专用仪器。确定工序尺寸根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：“手柄套”零件材料为45，毛坯的重量约为1.1千克。生产类型为中批或大批，采用机械砂型铸造毛坯。（1）、确定圆柱面的工序尺寸错误!未找到引用源。38，30，11，3-9由于无特殊加工精度等，在满足其表面粗糙度的条件下直接钻孔或扩孔来完成。错误!未找到引用源。外圆柱面46h6和46：46粗糙度为Ra6.3,精度等级为IT14，考虑其长度为14mm,因为砂型铸造等级为IT14左右，能满足加工需求，因此直接铸造成型。48h6所需精度要求高，需进行粗车—精车—精磨。精车此时直径余量为0.9mm，精磨此时直径余量为0.1mm，剩下的粗车时直径余量为52.4-48-0.9=3.4mm，能满足加工要求，考虑48h6长度为40，精度等级为14，由铸造直接完成。48h6的外圆柱面的加工余量表如下。9表3:48h6外圆柱面的加工工序尺寸（单位：mm）工序名称工序双边余量工序公差工序基本尺寸工序尺寸及公差精磨0.1IT6(0-0.016)480016.048精车0.9IT7(0-0.025)48.10025.01.48粗车3.4IT11(0-0.160)490160.049毛坯F(0-3.6)52.48.14.52(2)确定轴向工序尺寸如图4所示，图中尺寸均未标注公差，均按毛坯公差等级确定为IT14.图4：工序轴向尺寸L2工序尺寸按L1的工序尺寸确定。粗车余量为2.8mm，工序尺寸为102.5mm，粗糙度精度为Ra6.3；精磨端面余量为0.5mm，工10序尺寸为102mm,粗糙度为Ra1.6。L3和L4由铸造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。L6由锪30孔工序一次加工，L6=70mm。L5由第一次扩38孔完成，L5=65mm。五、夹具的设计本夹具是工序XI的专用夹具，所设计的夹具装配图如附图3所示，夹具体零件图如附图4所示。有关说明如下：1、工件的定位（1）、定位方案11（2）计算定位销尺寸（a）(b)图7：定位销38孔选用圆柱销定位，9孔选用菱形销定位。下面只计算定位销的配合尺寸，其余尺寸按标准查表。错误!未找到引用源。、确定两销中心距按IT14查表，得9孔的公差为0.36mm，38孔的公差为0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的1/5，则9孔的中心偏差为mm072.05136.0，38孔的中心偏差为mm124.05162.0。那么两孔中心距偏差为mmLD098.02124.0072.0。两孔偏差较大，那么两销中心距的偏差为mmLDLd033.0098.03131。错误!未找到引用源。、确定圆柱定位销直径尺寸1d12取mmkd018.0002.0138632错误!未找到引用源。、确定菱形销宽度b和B值如图7（b）所示的菱形销。查表可得b=4mm，B=7mm错误!未找到引用源。计算菱形销的直径尺寸2dmmDbLdLD116.09)033.0098.0(42)(22min2mmDd884.8116.09min222取偏差为g6，查表得121.0131.0005.0015.029884.8dmm上述式中的：2、夹紧装置入图8所示，这是专门设计的夹紧元件。参见夹具装配图，把夹紧元件套入零件的外圆柱面，然后顺时针旋转将套筒的两翼卡入夹具体的契形口中，契形口是按一定角度设计的，可让两翼受力时产生摩擦力而自锁，达到夹紧作用。图8：契形双翼套筒3、定位误差分析如图6所示。所加工的是11斜孔，本工序加工要求保证的位置精度主要是11孔中心线与沉头孔平面的交点到左端面A的尺寸mm435.094。13由于左端面A是主要定位基准，那么定位基准与工序基准重合0jb；由于定位副制造误差引起的定位误差是受两定位销影响的；在左端面A平面方向移动的定位误差由38圆柱销确定，由于圆柱销与38孔为过盈配合，所以01jw。绕端面A的垂直线旋转方向的定位误差由9菱形销确定，9孔的尺寸为mm180.09，菱形销为121.0131.09mm，那么mmjw311.0131.018.02。由上述得mmjwjwjw311.0311.0021，由三角函数关系换算成mm435.094尺寸方向得mmjw173.0。那么mmjwjbdw173.0173.00，该方案的定位误差小于该工序尺寸制造公差087mm的1/3（mm29.0387.0），该定位方案可行。4、对刀装置如装配图所示，由专用夹具的定位与夹紧，11变为竖直孔，只要让钻头竖直进给加工就可以了。由于零件是斜着安装到夹具上的，为了方便装卸工件，把钻模板设计成铰链翻开式的。已知生产类型为中大批量生产，而且钻好11孔后好要进行扩孔与攻丝，就需要更换刀具，所以选用快换钻套比较合适。5、夹具体工件的定位是由夹具体的斜面和两个可换定位销连接起来的。然后通过双翼套筒卡在夹具体的契形口里实现夹紧。通过钻模板连14接套筒和夹具体，实现对刀。这样该夹具便有机连接起来，实现了定位、夹紧、对刀等功能。6、结构特点该夹具结构简单，操作方便。自锁实现的，而钻模板用铰链翻开式，解决了空间问题，使工件装卸变得方便。本夹具更换钻套后，又可以进行16扩孔和M18X1.5mm攻丝的工位。六、设计小结这是我大学期间，在学完全部课程和生产实习之后的又一次实践性学习。经过了3个星期努力，我终于完成了任务。在这次课程设计中，使我懂得了运用学过的知识，把理论融入到实践中。以前在课本中不明白的很多问题，也得到了彻底的解决。这次课程设计主要是根据要求设计工艺和某道工序的专用夹具。设计工艺与设计夹具，我都是第一次实践，经过老师的指导