圆柱滑块夹具设计Word文档下载推荐.docx
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1.6
㊉
0.05
A
①54槽内表面
+0.03
①54
0.03IT7
①38槽内表面
工cc0.025
①3&
M24-6H
1.3零件的工艺分析
通过对该零件图的绘制，知道该图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要
求齐全。
圆柱滑块属于异形件，材料为45钢。
所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
以端面为基准确定长度100，以端面确定①20中心孔的位置，以①40的外圆为基准确定①29.959与中心孔的同轴度及侧平面的平行度，以中心孔确定①4孔的位置，以侧平面确定各中心孔、环形槽位置及①4孔位置。
通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
1.4零件的生产类型
零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。
生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。
此零件的生产类型为中批或大批大量。
2选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图
2.1毛坯的选择
毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。
毛坯种类的选择
决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：
1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。
根据零件的材料，推荐用型材或锻件，本零件生产批量为中批量或大批大量，该零件材料为45号钢，应选锻件。
根据零件形状，采用棒料便于加工。
2.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
为保证零件质量，一般都要从毛坯上切除一层材料。
毛坯上用作加工用的材
料层，称为加工余量。
零件毛坯为棒料，只需确定端面及外圆的机械加工余量、毛坯尺寸和公差。
零件外圆及端面的表面粗糙度均为3.2，外圆直径的公差为IT7,长度的公差为
IT8。
根据零件的基本尺寸、公差及表面粗糙度，查表得到
表面加工方法
粗糙度要求
加工方法
右端面
粗车-半精车
左端面
外圆
粗车-半精车-精车
根据查表，由各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度确定毛坯尺寸。
圆柱滑块的材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢。
所以该锻件的材质系数属于M1级。
公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
根据已知要求可知工件质量1.5kg。
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
厚度100
1.5~2.0（取2.0）
14
|r-0.4
表2-11表2-13
宽度48
1641.2
12_04
所以先确定毛坯总长为104mm，外圆①52mm>
2.3设计及绘制毛坯图
毛坯为圆柱棒料，根据得出的毛坯尺寸，利用电子图板绘出毛坯图
3机械加工工艺规程设计
3.1拟定工艺路线
工艺路线的拟定包括：
定位基准的选择；
各表面加工方法的确定；
加工阶段的划分；
工序集中程度的确定；
工序顺序的安排。
考虑到实际经验的缺乏，加之时间的限制，主要进行了定位基准的选择、各表面加工方法的确定和工序顺序的安排工作。
3.2定位基准的选择
3.2.1基准面的选择
基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。
基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
321.1精基准的选择
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。
3.2.1.2粗基准的选择
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
3.2.1.3拟定工艺路线
拟定工艺路线的第一步是选择定位基准，为保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。
圆柱滑块基本上是圆柱体，根据表面粗糙度要求和精度要求，先粗车右端面以得到的右端面为粗基准，粗车左端面。
然后以粗车得到的左端面为基准再半粗车右端面，再以半粗车得到的右端面为基准半粗车左端面，以保证工件长度的尺
寸要求。
外圆经过粗车、半精车、精车达到尺寸要求。
加工侧平面时以外圆为基准，经过粗铣、精铣、磨，来达到尺寸要求。
内孔加工以外圆为基准保证同轴度的精度要求，以中心轴线为基准达到尺寸要求。
端面①4孔以侧平面为基准达到位置要求。
具体而言，即选外圆及一端面作为精基准。
由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。
3.3工序顺序的安排
当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力，零件的加工过程通常按工序性质不同，可以分为粗加工，半精加工,精加工三个阶段。
1粗加工阶段：
其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，并为后续工序提供精基准。
2半精加工阶段：
其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备
3精加工阶段：
其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。
如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。
根据各加工表面的加工方法和各工序间加工余量，考虑加工过程中定位基准的选择原则，确定工序顺序。
在工序顺序安排中，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序，遵循先基准后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则，最终确定的工序顺序详见表，以此为依据，填写机械加工工艺过程卡片。
加工工序
工序
工序名
工序内容
1
车
粗车右端面
2
粗车左端面
3
半精车右端面
4
半精车左端
5
粗车、半精车、精车①48
6
铣
粗铣、精铣①48侧面
7
铣环形槽
8
钻
钻螺纹底孔
9
车螺纹
10
车内孔、倒角
11
钻外圆通孔
12
钻端面孔
13
钳工
去毛刺
14
磨
磨侧平面
15
检验
检验各尺寸
3.4表面加工方法的确定
尺寸精度
等级
表面粗糙度Ra/
加工方案
圆柱滑块右端面
IT11
6.3
粗车
表1-8
圆柱滑块左端面
IT8
半粗车
圆柱滑块外圆面
表1-6
粗车一半精车
圆柱滑块侧平面
IT6
粗铣精铣磨
3.5圆柱滑块的工艺路线及设备、工装的选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
粗车圆柱滑块右端面
CM612苗卜室车
床
咼速钢车刀
游标卡尺
粗车圆柱滑块左端面
CM612寵卜室车
半粗车圆柱滑块右端面
半粗车圆柱滑块左端面
粗车、半粗车、精车圆柱滑块外圆面
粗铣圆柱滑块侧平面
X50125卧式铣
咼速钢套式面铣刀
精铣圆柱滑块侧平面
磨圆柱滑块侧平面
W313MS床
砂轮
钻孔①20
Z525型立式钻
麻花钻
卡尺、塞规
钻孔①29.959
车倒角
钻外圆通孔①4
钻端面孔①4
16
钳工去毛刺
17
铣侧平面
3.6机床设备和工艺装备的选用
1在大批生产条件下，可以选用搞笑的专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。
2工艺装备主要包括刀具和量具，夹具等，在工艺卡片中要简明写出它们的名称，如百分表等。
此摇臂支架的生产类型为大批生产，所用的夹具均为专用夹具。
4工序设计
4.1选择加工设备
各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。
本零件外廓尺寸不大，精度要求不高，选用常用的CM6125型卧式车床；
粗铣及精铣，应选卧式铣床。
考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的X50125型铣床能满足加工要求。
钻小孔在立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床。
磨床磨平面应选W313M型磨床。
4.2选择工艺装备
4.2.1选择夹具
本零件粗铣及精铣平面、铣槽、钻小孔、车螺纹内孔、车螺纹及倒角等工序需要专用夹具，其他各工序使用通用夹具即可。
4.2.2选择刀具
车端面选择端面车刀，车外圆选择外圆车刀，铣平面、铣槽选择铣刀，钻螺纹底孔选择钻头，车螺纹选择内螺纹车刀，车内孔选择内孔车刀，钻孔选择麻花钻，磨平面选择成型砂轮。
4.2.3选择量具
根据零件的尺寸要求选用游标卡尺、卡尺、塞规
5①4孔的专用机床夹具设计
5.1定位方案的设计
本夹具的定位方案，采用支撑钉和定位心轴确定在夹具体中的位置。
该定位方案限制了工件的5个自由度，较好的满足零件加工要求，定位合理。
5.2定位误差分析与计算
所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。
因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。
造成定位误差的原因有：
由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以山表示；
由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以"
：
j表示6=4土今示、。
分析和计算定位误差的目的，就是为了判断所采用的定位方案能否保证加工要求，以便对不同方案进行分析比较，从而选出最佳定位方案，它是决定定位方案时的一个重要依据。
夹具的主要定位元件为定位心轴。
所以该定位心轴的尺寸公差现规定为与本零件在工作时相配的尺寸公差相同，所以定位误差为0.043。
零件规定孔在轴线色20mm圆周上，孔距离轴线38mm已知孔位置主要由夹具体定位误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。
夹具体的制造误差为：
对定位孔轴线平行度为：
0.02，则夹具体与钻模板配合误差，有0.02+0.043V0.1,故误差不超过允许误差
5.3导向元件设计
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刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。
由于该孔的加工方法是直接钻孔。
所以，采用可换式钻套。
5.4夹具体
夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。
因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。
所以在专用夹具中，夹具体
的形状和尺寸很多是非标准的。
夹具体设计时应满足一下基本要求：
1有足够的强度和刚度
2减轻重量，便于操作
3安放稳定，可靠
4尺寸稳定，有一定的精度
5结构稳定，工艺性好
6排屑方便
7应吊装方便，使用安全
5.5夹紧装置的设计
根据生产要求，选用气动压板夹紧机构进行夹紧，利用压板直接夹紧工件。
使用气动夹紧装置，适应工件的大批量生产要求，并有效的提高了工作效率。
确定夹紧力的基本原则，夹紧力包括大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。
应依据工件的结构特点，加工要求并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等中和考虑。
1,夹紧力方向的选择
夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。
选择时注意，应垂直于主要定位基准面。
以保证工件夹紧的稳定性，最好与切削力和工件重力的方向一致，这样所需夹紧力最小，应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。
2,夹紧力作用点的选择
夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。
选择时注意：
应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支承面内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。
3，夹紧力的计算
（1）选择气动夹紧装置的气缸
选择气缸类型为QGB无缓冲的普通气缸（查《机械加工工艺装备设计手册》表3-196），缸径为40mmX作压力为0.4Mpa,周围介质温度为-10〜+80摄氏度,输出力（在压力为0.4Mpa时）。
推力为50daN,拉力为42daN。
行程范围为40~300mm
（2）数值计算
心玄p-血（与PO
夹紧力：
44D1
D。
工作缸活塞直径
p:
工作缸气压力
D:
动力源气缸活塞直径
D1:
动力源气缸活塞杆外径（活塞杆直径为0.25D〜0.2D）
巴：
动力源气缸压力为0.4Mpa
在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。
在该夹具体设计中，采用心轴进行螺旋夹紧。
夹紧力的计算采用Fj二F/（13Lf/H）计算，其中的f--摩擦系数，一般取0.1-0.15，由于
在进行钻孔工序时，夹紧力作用表面的表面粗糙度较小，所以本设计中选择f=0.1。
5.6对刀装置
对刀，导向元件是用于确定或引导刀具的元件，其作用是使刀具与定位元件之间获得正确的相对位置。
采用对刀装置对刀时，为防止损坏刀刃或造成对刀块过早磨损，刀具与对刀面不应直接接触，而是将对刀面移近刀具，而在对刀面与铣刀之间塞入塞尺，凭抽动的松紧感觉来判断对刀的准确程度。
塞尺分平塞尺与圆塞尺两种
5.7夹具结构设计及操作简要说明
在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。
钻孔精度要求不高，直接钻孔便可达到。
装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由支撑钉定位，把螺母锁上。
这样就可以钻削了
6方案综合评价与结论
本方案采用一面一心轴定位方式，限制了工件的5个自由度，采用螺母夹紧，很好的确定工件在夹具体中的位置。
在钻孔工序前的工序尺寸保证的情况下，不会产生过定位。
综上所述，本次课程设计的基本目的已经达到，较好的反映了零件加工过程中的定位需要。
同时，在专用夹具设计过程中，通过查阅大量资料，所设计的夹具在使用上十分方便，定位准确。
绘制夹具体装配图时，很好运用了机械制图的知识，图幅表达合理，线条准确。
7体会与展望
为期三周的机械制造技术基础课程设计就要结束了，回首近20天的设计过程，感慨万千。
感的是较好的完成了设计任务，在设计过程中，通过各种途径解决了所遇到的困难。
缺的是在细节问题的把握上还很欠缺，过程技术人员追求的是完美，我想，我的课程设计离完美还有很远的路要走。
三周的时间里，查阅了数十本机械加工与夹具设计方面的资料。
在绘制夹具体装配图时，由于对机械制图中的有关内容有些陌生，所以索性翻出机械制图书，也算温习了功课。
最终，通过自己的努力，很好的完成了装配图的绘制，也对机械制图的内容有了更深的理解。
同时，也练习了电子图板软件的使用，能熟练的解决绘图过程中所遇到的问题，最重要的是绘图的速度和质量有了很大的提高。
从刚拿到题目时的无从下手，到初步了解机械零件加工的工艺过程，这其中的个中体会只有自己能够理解，也使我更加坚信在做任何事时，我们都应该认真去对待。
通过这次课程设计，虽然了解了机械加工工艺过程，但离实际还很远，路还很长，但庆幸的是自己对机械加工工艺过程有了初步的了解，课程设计过程中，一步一个脚印走出来了。
在课余，打算多看一些机械加工工艺方面的书，多练习软件绘图，更重要的是学习其中的设计理念。
这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工作积累更多的经验。
在今后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业知识而且要积累更多的设计经验。
参考文献
[1]孙丽媛•机械制造工艺及专用夹具设计指导[M].北京：
冶金工业出版社，
2002
[2]倪森寿.机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书[M].北京：
化学工业
出版社，2003
[4]陈宏均.机械加工工艺施工员手册[M].北京：
机械工业出版社，2008
⑸杨黎明•机床夹具设计手册[M].北京：
国防工业出版社，1996
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