牵引头零件加工工艺及钻孔钻床夹具设计Word文档下载推荐.docx
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任务书
I、设计（论文）题目：
牵引头零件加工工艺及钻孔钻床夹具设计
II、毕业设计使用的原始资料及设计技术要求
（1）牵引头零件工作图，附图见后一页
（2）完成该零件的机械加工工艺设计
（3）完成指定工序的专用夹具设计（指定钻孔的底孔钻削钻床夹具的设计）
（4）生产类型：
大批量生产
（5）生产车间条件：
无专用设备，常规通用加工设备齐全
（6）要求所有图纸加起来要有两张A0图纸那么大
（7）零件材料：
45
（8）绘制牵引头体零件工作图
（9）编制牵引头加工工艺过程卡
（10）撰写课程设计说明书
目录
序言…………………………………………………………………………………1
一.零件分析……………………………………………………2
1.1零件作用………………………………………………2
1.2零件的工艺分析…………………………………………2
二.工艺规程设计…………………………………………………2
2.1确定毛坯的制造形式……………………………………2
2.2基面的选择传……………………………………………2
2.3制定工艺路线……………………………………………2
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………4
2.5确定切削用量及基本工时………………………………4
三夹具设计……………………………………………………8
3.1夹具设计概述……………………………………………8
3.2方案设计…………………………………………………9
3.3定位基准的选择…………………………………………9
3.4切削力及夹紧力计算……………………………………9
3.5定位误差分析……………………………………………10
3.6导向装置设计……………………………………………10
3.7夹具设计及操作简要说明………………………………11
总结………………………………………………………………12
致谢………………………………………………………………13
参考文献…………………………………………………………14
序言
牵引头零件加工工艺及钻孔钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。
正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。
本次设计也要培养自己的自学与创新能力。
因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。
所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
一、零件的分析
1.1零件的作用
牵引头是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为牵引头与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷。
1.2零件的工艺分析
牵引头有3个加工面他们有位置度要求。
这三个加工面的分别为：
1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，上端面，和直径为20的孔。
2：
以直径为20孔的轴线为基准，这组面包括上端面，下端面
3：
以右端台阶轴为主的各个台阶外圆。
二.工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料为45，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用圆钢。
2.2基面的选择的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出。
粗基准的选择：
对牵引头这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。
以零件的上端面加工平面作为粗基准。
选取已加工的内圆为精基准。
2.3制定工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：
方案一
工序Ⅰ：
锻造毛坯时效处理；
工序Ⅱ：
车上端面；
工序Ⅲ：
车下端面；
工序Ⅳ：
车右端面
工序Ⅴ：
车外圆Φ50
工序Ⅵ：
车外圆Φ40
工序Ⅶ：
钻孔Φ12
工序VIII：
质检
工序IX：
入库
方案二
工艺方案一和方案二的区别在于方案一加工的时间在一个定位的情况下，把可以加工的孔全部加工完然后攻丝，这样可以保证加工的质量和精度，同时也能提高生产效率，适合于大批量生产，因此我们综合考虑选择方案一
具体的方案如下：
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
牵引头零件材料为45，，生产类型为大批量生产，采锻造毛坯。
1、不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。
2、牵引头的底面
由于牵引头底面要与其他接触面接触，所以要进行车，其加工余量为3mm。
3、牵引头的孔直径为12、孔毛坯为实心。
孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为
钻
孔
表面粗糙度均为1.6
1、孔Ⅰ端面
采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.6，根据参考文献，其余量为Z=3mm
2.5确定切削用量及基本工时
锻造毛坯时效处理
工序II：
车外圆和端面
选硬质合金车刀
工步一：
车外圆端面
1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.27mm/z。
选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=254min
4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=480r/min,Vfc=480mm/s,则实际切削速度Vc=3.14×
80×
480/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=480/（300×
10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>
Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（12+15）/480=0.052min。
工步二：
车φ48外圆
选择硬质合金车刀
tm＝L/Vf=（12+25）/480=0.054min。
工步II：
车外圆Φ50、外圆Φ40
按机床选取
，则
机动时
，
工序III：
钻孔
确定进给量
：
根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的
时，
。
由于本零件在加工
孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则
根据Z525机床说明书，现取
切削速度：
根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度
所以
根据机床说明书，取
，故实际切削速度为
切削工时：
，则机动工时为
其他的车床，铣床的计算如上，在此不在累述
第三章：
夹具设计
3.1概述
在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要
保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件
正确位置固定不动，这一任务就是由夹具来完成。
对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件
的生产成本。
但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时
往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。
本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证
工件精度，提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。
3.2方案设计
方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案
设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就
会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因
此必须慎重考虑。
设计方案的拟定必须遵循下列原则：
1、定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。
2、夹具的定位精度能满足工件精度的要求。
3、夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低
3.3定位基准的选择
我们采用已经加工好的孔及其端面作为定位基准，孔和端面
共限制5个自由度，这样还有一个旋转的自由度没有限制，为了保证空
间工件定位准确，我们需要限制6个自由度，因此我们采用一挡销来限
制旋转方向的自由度。
这样空间6个自由度就限制完了。
3.4切削力和夹紧力的计算
由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。
由《切削手册》得：
钻削力
式（5-2）
钻削力矩
式（5-3）
式中
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。
因此进行夹紧力计算无太大意义。
只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。
这样能较容易、较稳定地保证加工精度。
用夹具装夹工件时，工件相对与刀具的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、教稳定地保证工件的加工精度。
能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。
采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率。
夹紧力的计算:
因采用的是手动夹具故夹紧力无须计算。
3.5定位误差分析
（1）定位元件尺寸及公差确定。
夹具的主要定位元件为一平面和两V型块，间隙配合。
（2）工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。
本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。
此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。
工件的定位基准为孔心。
工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为：
Td=Dmax-Dmin
本工序采用一平面，两V型块定位，工件始终靠近两V型块的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。
但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。
由资料[10]《机床夹具设计手册》可得：
①定位误差：
定位尺寸公差
，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。
即：
故
②夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。
③磨损造成的加工误差：
通常不超过
④夹具相对刀具位置误差：
钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。
即
误差总和：
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。
3.6导向装置设计
因为我们所加工的孔是螺纹孔，因此我们需要先钻螺纹底孔，然后攻丝，且我们是批量生产，因此用固定和可换钻套难以满足要求，为了能很好的提高生产效率，我们采用快换钻套，当我们加工完螺纹底孔后，通过压紧螺钉迅速取出钻套，然后开始攻丝，查机床夹具设计手册知，快换钻套的结构和具体尺寸如下
3.7夹具设计及操作说明
如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了星形压紧的方式。
由于本夹具是对工件进行钻削加工面，因此工件的主要受力是钻削力，因为钻削力是向下的，我们采用的是铰链压板压紧，压紧力也是向下的，钻削力和压紧力方向相同。
总结
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。
在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。
在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。
这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。
通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。
最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。
因此手动夹紧满足夹紧要求。
通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。
致谢
经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。
回顾这日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业知识。
对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。
不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。
同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们毕业设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成毕业设计提供了重要保障。
参考文献
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机械工业出版社，2001．8．
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