固定钳身说明书.docx
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固定钳身说明书
课程设计
题目：
虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削
2-11孔工序专用夹具
班 级：
姓 名：
指导教师：
完成日期：
一、设计题目
虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削
2-11孔工序专用夹具
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
我们这次课程设计的主题是工件夹具设计，我的设计题目是：
虎钳固定钳身零件的机械加工工艺规程编制及钻削
2-11孔工序专用夹具。
主要内容有：
画零件图；加工工艺规程的设计；夹具体的设计以及零件、装配图的绘制。
这次机械制造课程设计的意义有以下几点体会：
首先，通过这次课程设计，让我们重新的温习的机械制造、工程图学以及互换性知识。
我们在设计过程中，结合实际工件的情况查找相关资料，不仅仅是对书本知识的巩固，更是通过思考后对知识的理解。
而我个人感觉最重要的是知道了一些知识的产生来源，怎样通过原理推广到实际的应用当中。
例如，六点定位原理的实际应用，怎样通过这个原理选择合适的定位，选择正确的定位元件，这些都是结合原理应用到实际问题。
其次，通过这次课程设计也锻炼了我们的独立思考能力和个人解决实际问题的能力。
同时几个人在一组设计，也让我们懂得了讨论和交流的重要性。
独立思考与适当交流两者结合起来，对我们是一种锻炼。
几个人同一组有同样的加工工序，但每个人都有自己的加工工步，既促进了交流，避免闭门造车，又在一定程度上训练了我们的独立思考能力。
最后，我们此次作图使用了作图软件，例如CAXA,AUTOCAD,PRO/E。
因为我们此次设计画图任务很重，在作图过程熟悉了这几种软件中的一种。
在闲暇之时，我们还交流作图经验，为以后走上工作岗位打好基础。
作为一个学机械的学生应该有熟练的作图水平。
Abstract
Wedesignedthiscourseisthethemeoftheworkpiecefixturedesign,mydesignisentitled:
Huqianfixedclampbodypartsofthemachiningprocessplanningandpreparationprocessfordrillingholes2-11fixture.Elementsinclude:
paintingpartsmap;processingoforderdesign;folderspecificdesignandcomponents,theassemblyoftheplanisdrawn.
Themachinerymanufacturingcurriculumdesignisthesignificanceofthefollowingexperience:
Firstofall,throughthecurriculumdesign,letusre-studythemachinerymanufacturing,engineeringgraphicsandinterchangeabilityofknowledge.Weinthedesignprocess,inlightoftherealitiesoftheworkpiecetofindrelevantinformation,notjustthebookknowledgeofconsolidation,afterthinkingthroughtheknowledgeandunderstanding.Ipersonallyfeelthemostimportantthingisthatanumberofsourceshaveknowledgeofhowtopromotetheprinciplestotheactualapplicationofthem.Forexample,6:
00targetingthepracticalapplicationofprinciplesofhowthisprincipletochooseasuitablelocation,choosethecorrectpositioningdevices,theseprinciplesareappliedtothecombinationofpracticalproblems.
Secondly,throughthistrainingcoursedesignalsoourabilitytothinkindependentlyandindividualstheabilitytosolvepracticalproblems.Atthesametimeagroupofafewpeopleinthedesign,letusalsounderstandtheimportanceofthediscussionandexchange.Independentthinkingandappropriateexchangewiththetwoofusisakindofexercise.Thesamegroupofafewpeoplehavethesameprocessing,buteveryonehastheirownprocessingthestep,notonlypromotetheexchangesandavoidworkingbehindcloseddoors,toacertainextent,thetrainingofourindependentthinking.
Finally,weusethemappingofthemappingsoftware,forexample,CAXA,AUTOCAD,PRO/E.Becausewehavethedesigndrawingheavytasksintheprocessofdrawingfamiliarwiththisinoneofseveralsoftware.Inhersparetime,wealsoexchangeexperienceindrawing,forthefutureworkonlayingasolidfoundation.Asamechanicalschoolstudentsshouldhavetheskilleddrawinglevel.
1.固定钳身的工艺分析
1.1固定钳身的用途
平口钳又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件。
它是铣床、钻床的随机附件。
将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工。
其工作原理是用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身移动，形成对工件的加紧与松开。
被夹工件的尺寸不得超过70毫米。
固定钳身是平口钳的主要零件。
固定钳身左右两端同轴线的两个圆孔，用以支承丝杠。
钳身中间部位制成长方形槽，槽两侧有短形导轨，导轨的上、下和外侧面为滑动面，因此对其有较高的尺寸精度，形位精度和表面质量要求，以保证活动钳身和丝杠螺母沿固定钳身导轨面的运动精度。
钳口板通过两个沉头螺钉紧定在钳身上部外，与活动钳身对称形成“钳口”，夹持工件。
固定钳身底座上有两个Ф11安装孔。
1.2固定钳身的技术要求
固定钳身的零件技术要求表（注：
断面描述参照零件图）
加工表面
尺寸及差/mm
公差/mm及精度等级
表面粗糙度/
形位公差/mm
12mm孔
0.043，IT7
1.6
18mm孔
0.043，IT7
1.6
30mm孔
30
IT9
30mm孔底面
IT9
6.3
25mm孔
25
IT9
6.3
25mm孔底面
IT9
6.3
11mm孔
11
IT9
6.3
0.018,IT8
钳身宽
0.074,IT9
6.3
钳身底面
IT7
1.6
钳身上表面
IT7
1.6
工字槽底部宽
46
IT9
6.3
工字槽上部宽
28
IT9
6.3
工字槽底面
IT7
1.6
钳口板左端面
IT9
6.3
钳口板下端面
IT9
6.3
固定钳身左右两端同轴线的Ф12和Ф18两个圆孔，并且有同轴度要求，用以支承丝杠。
此外，在加工时底面为工序基准，尺寸
用来保证同轴度。
同时，对钳身中间部位制成长方形槽的两侧的导轨的粗糙度,以及对与钳口板的装配的端面的粗糙度都做了要求，保证了滑动面的表面精度以及与钳口板的配合精度。
1.3审查零件的工艺性
分析零件图可知，Ф12和Ф18两个圆孔有同轴度要求，并且用尺寸
保证了对丝杠的支撑要求。
对于导轨的滑动面、与钳口板紧定的端面都做了粗糙度要求，保证表面精度。
钳口板通过两个沉头螺钉紧定在钳身上部外。
固定钳身底座上有两个Ф11安装孔。
其余的表面加工精度较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要的加工表面虽然加工精度较高，但在正常的生产条件下，采用较经济的加工方法都可保质保量的加工出来。
由此可见，该零件的加工性较好。
1.4确定固定钳身的生产类型
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.加工工艺规程
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得毛坯上、下表面的尺寸公差为2.6mm.，钳身高的尺寸公差为2.8mm，钳身宽尺寸公差为3.2mm，座孔高尺寸公差为2.2mm，钳身长尺寸公差为3.6mm。
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
钳身总长的基本尺寸R2=154+1.5×2+0.5×3.6=158.8，上下偏差分别为+1.8、-1.8
钳身高的基本尺寸R3=58+1.5×2+0.5×2.8=62.4，上下偏差分别为+1.4、-1.4
钳身宽的基本尺寸R4=80+1.5×2+0.5×3.2=84.6，上下偏差分别为+1.6、-1.6
座孔高的基本尺寸R5=14+1.5×2+0.5×2.2=18.1，上下偏差分别为+1.1、-1.1
2.3拟定工艺路线
2.3.1定位基准的选择
（1）精基准的选择
选钳身右端面，钳身底面，
18mm孔轴线为精基准。
这遵循了“基准统一”原则，很多表面都是采用它们作为基准进行加工。
同时也遵循了设计基准与工艺基准重合的“基准重合”原则。
（2）粗基准的选择
选毛坯的左端面和毛坯的上表面为粗基准。
将左端面定位后加工毛坯右端面；将毛坯上表面定位加工钳身底面，为后续工序准备好精基准。
2.3.2表面加工方法的确定
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度
加工方案
12mm孔
IT7
1.6
钻、粗铰、精铰
18mm孔
IT7
1.6
钻、粗铰、精铰
18mm孔右端面
IT9
6.3
粗铣、精铣
25mm孔
IT9
6.3
钻、粗扩、精扩
25mm孔底面
IT9
6.3
粗铣、精铣
11mm孔
IT9
6.3
钻、粗扩、精扩
钳口板左端面
IT9
6.3
粗铣、精铣
工字槽的底面
IT7
1.6
粗铣、精铣
钳身上表面
IT7
1.6
粗铣、精铣
钳身底面
IT7
1.6
粗铣、精铣
钳口板下端面
IT9
6.3
粗铣、精铣
钳口板的前端面
IT9
6.3
粗铣、精铣
钳口板的后端面
IT9
6.3
粗铣、精铣
工字槽内表面
IT9
6.3
粗铣、精铣
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（
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（
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
孔和
孔。
2.3.6确定工艺路线
工序号
工序名称
机床设备
刀具
1
粗铣钳身下表面和右端面
立式铣床
端铣刀
2
钻、粗铰、精铰
mm孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀
3
钻、粗铰、精铰
mm孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀
4
钻、粗铰、精铰
mm孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀
5
粗铣钳身上表面、钳口板上表面
立式铣床
端铣刀
6
粗铣钳口板下表面
立式铣床
铣刀
7
粗铣工字槽的下表面
立式铣床
铣刀
8
粗铣钳口板的前、后端面
卧式双面铣床
三面刃铣刀
9
粗铣工字槽的前、后端面
卧式双面铣床
三面刃铣刀
10
精铣钳身上表面
立式铣床
端铣刀
11
精铣钳口板下表面
立式铣床
铣刀
12
精铣工字槽的下表面
立式铣床
铣刀
13
精铣钳口板的前、后端面
卧式双面铣床
三面刃铣刀
14
精铣工字槽的前、后端面
卧式双面铣床
三面刃铣刀
15
钻、粗扩、精扩
孔
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻
16
钻、粗铰、精铰
孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀
2.4加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序16----钻、粗铰、精铰
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
=0.05mm;粗铰余量
=0.55mm;钻孔余量
=10.4mm。
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：
mm;粗铰：
mm;钻孔：
mm.，它们的相互关系如图
2.5切削用量的计算
2.5.1钻孔工步
1）背吃刀量的确定取
=10.4mm.
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.
3）切削速度的计算由表5-22，切削速度
=14m/min.,由公式n=1000v/
d,得该工序钻头转速n=405.3r/min.,取立式钻床主轴转速为530r/min.,再代入n=1000v/
d，得该工序的实际钻削速度
=18.3m/min.
2.5.2粗铰工步
1）背吃刀量的确定取
=0.55mm.
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.
3）切削速度的计算由表5-31，切削速度
=4m/min.,由公式n=1000v/
d,得该工序铰刀转速n=106.6r/min.,取立式钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/
d，得该工序的实际切削速度
=5.25m/min.
2.5.3精铰工步
1）背吃刀量的确定取
=0.05mm.
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.
3）切削速度的计算由表5-31，切削速度
=5m/min.,由公式n=1000v/
d,得该工序铰刀转速n=132.7r/min.,取立式钻床主轴转速为140r/min.,再代入n=1000v/
d，得该工序的实际切削速度
=5.28m/min.
3.专用夹具设计
3.1夹具设计任务
工件材料为HT200，毛坯为铸件，所用机床为四面组合钻床，大批量生产。
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
根据工件规定的定位基准，选择两个支承板来限制工件的两个转动自由度和一个平动自由度；工件的右端面，选择一个薄板限制一个平动和一个转动自由度；最后在用一个菱形销来限制一个平动自由度。
后两者做成一个固定式定位销即可。
由此看来，此方案能够满足钻削两个
孔的加工要求，方案合理可行。
3.2.2确定导向装置
由于工序要求钻孔需要导向元件钻套，考虑到生产类型为大批量生产，故采用快换钻套能够提高加工效率。
从这个意义上讲采用快换钻套是合理的。
3.2.3确定夹紧装置
夹紧只要上下方向上夹紧就可以顺利加工，采用长螺栓拧紧直压板来夹紧的方案容易实现，操作也方便快捷，可以提高加工效率。
故采用这种夹紧方案是合理的。
4.参考文献
【1】辽宁工程技术大学机械制造教研室编.机械制造基础课程设计指导书.2008
【2】黄健求主编.机械制造技术基础.机械工业出版社2005.11
【3】机床夹具设计手册.辽宁科学技术出版社.2004.3
【4】杨黎明.机床夹具设计手册.国防工业出版社.2006
【5】王光斗.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社.2000
【6】王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，1996
【7】马壮.赵越超.马修泉.工程材料与成型工艺.[M].沈阳：
东北大学出版社，2007
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