盘套夹具说明书.docx
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盘套夹具说明书
摘 要1
1、盘套的工艺分析及生产类型的确定3
1.1、盘套的用途3
1.2、盘套的技术要求：
3
1.3、审查盘套的工艺性3
1.4、确定盘套的生产类型4
2、确定毛坯、绘制毛坯简图4
2.1选择毛胚4
2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量4
2.2.1盘套锻造毛坯尺寸工差及加工余量5
2.2.2绘制盘套毛坯简图5
3、拟定盘套工艺路线6
3.1、定位基准的选择6
3.1.1．精基准的选择6
3.2.2．粗基准的选择6
3.3、加工阶段的划分6
3.4、工序的集中与分散6
3.5、工序顺序的安排7
3.5.1机械加工工序7
3.5.2．辅助工序7
3.6、确定工艺路线7
4、加工余量、工序尺寸和工差的确定8
5、切削用量、时间定额的计算8
5.1、切削用量的计算8
5.1.1钻孔工步8
5.1.2粗铰工步9
5.1.3精铰工步9
5.2、时间定额的计算9
5.2.1．基本时间tj的计算9
5.2.2．辅助时间ta的计算10
5.2.3.其他时间的计算10
5.2.4．单件时间tdj的计算11
6.夹具设计11
6.1设计思想11
6.2夹具设计12
6.2.1定位分析12
6.2.2切削力及夹紧力的计算12
6.2.3夹具操作说明14
6.2.4确定导向装置14
7.体会与展望14
8.参考文献16
摘 要
这次设计的是盘套，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。
首先我们要熟悉零件和了解其作用。
然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。
最后拟定双联齿轮的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。
此次课程设计我了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。
对我们动手动脑的能力有了提高。
Summary
Whatthisdesignistheplatewrap,includesparepartsdiagram,semi-finishedproductdiagramandassemblediagramoneforeach,themachineprocessescraftprocesscardwithandworkprefacethecardbeanoneforeach.Wewanttoacquaintwithsparepartsandunderstanditsfunctionfirst.Then,processamountofremainingaccordingtosizeandXiewhichmakessuresemi-finishedproductofeachroughdegreewhichcarrynoodlesofpropertyandthetopofthesparepartsdiagramofspareparts.Finallydraftthecraftroutethatthepairuniteswheelgeardiagram,drawupthatofclipatightproject,drawatongstoassemblediagram.
ThistimecoursedesignIunderstandandknowgeneralmachinepartsofproductioncraftprocess,makestrongeranddeepenhavealreadylearnedoftheknowledgeofthelessonandprofessionallessonofthetechniquefoundation,theoriescontactactual,toughenfromitoneselfanalysisproblem,problem-solvingability,laythenextandgoodfoundationforaftertime'swork,andforfollow-upcourseofthestudylaygoodfoundation.Beganabilityofmovethebraintohaveanexaltationtous.
1、盘套的工艺分析及生产类型的确定
1.1、盘套的用途
盘套主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用，其在机器中起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。
1.2、盘套的技术要求：
该盘套的各项技术要求如下表所示：
项目
公差等级
偏差（mm）
粗糙度
定位基准
Ø28的轴孔
IT9
+0.045
0
6.3
盘套中心线
Ø11的孔
IT12
+0.20
0
6.3
盘套中心线
前后两个端面
12.5
花键孔中心线
尺寸8的键槽
IT12
+0.09
-0.09
6.3
孔母线
左端面宽度
IT9
0
-0.05
3.2
孔中心线
盘厚
3.2
左端面
1.3、审查盘套的工艺性
该盘套结构较简单，形状比较普通，属盘盖类零件。
主要加工表面有端盖左、右端面，要求左端面垂直度相对中心轴线满足0.04mm，其次就是φ28孔及φ11孔，φ28孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外φ11孔的加工通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求，键槽加工要求较严格，既有偏差要求，又有粗糙度要求，还要保证平行度。
该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。
由此可见，该零件的加工工艺性较好。
1.4、确定盘套的生产类型
依设计题目知：
Q=5000件/年，m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。
代入公式得：
N=5000台/年X1件/台X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75
盘套重量为0.6kg，由表1-3知，盘套属轻型零件；由表1-4知，该端盖的生产类型为大批生产。
2、确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛胚
盘套在工作过程中承受冲击载荷，键槽处存在应力，为保险起见毛胚选用锻件即可满足工作要求。
2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量
1）公差等级
由盘套零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
2）锻件重量
根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为
=0.9kg。
3）锻件复杂系数
对零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的直径d=Φ110mm，高H=30mm。
由公式S=
=0.9kg/3.14*55*55*30kg≈0.39。
由此可确定该分度盘零件的复杂系数为
级。
4）锻件材质系数
由于该分度盘零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数为
级。
2.2.1盘套锻造毛坯尺寸工差及加工余量
项目
机械加工余量/mm
尺寸工差/mm
毛坯尺寸/mm
两个端面
1.5
+1.2
33
-0.4
厚度7mm
2.0
+0.9
11.5
-0.3
端面宽度40
2.0
+1.1
-0.5
φ28孔
2
+1.0
φ24
-0.4
2.2.2绘制盘套毛坯简图
3、拟定盘套工艺路线
3.1、定位基准的选择
3.1.1．精基准的选择
根据该盘套零件的技术要求，选择左端面和φ28孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。
左端面是设计基准，选用其作精基准定位其他尺寸，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。
选用φ28孔作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该盘套在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。
3.2.2．粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
这里选择盘套右端面作为粗基准。
采用端盖右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。
3.3、加工阶段的划分
根据加工质量要求，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（左端面和φ28孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣盘套右端面、盘厚。
在精加工阶段，完成端盖左端面的精铣加工和φ11孔的钻-铰-精铰的加工，并插键槽。
3.4、工序的集中与分散
选用工序集中原则安排盘套的加工工序。
该盘套的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
3.5、工序顺序的安排
3.5.1机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——端盖左端面。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先面后孔”原则，先加工端盖右端面以及盘厚，再加工φ28孔和φ11孔。
。
3.5.2．辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
3.6、确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了端盖的工艺路线。
工序名称
设备
工艺装备
1
粗铣前后两端面至30.5mm
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
2
半精铣后端面至30mm
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
3
粗铣7mm厚前后两端面
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
4
粗扩、精扩、铰φ28mm孔
立式钻床Z525
麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规
5
车倒角1X45
CA6140车床
车刀、专用夹具
6
插键槽至尺寸31.3mm
插床
专用夹具
7
钻、粗铰、精铰φ11mm孔
立式钻床Z525
麻花钻、铰刀、内径千分尺
8
车圆角R3
CA6140车床
车刀、专用夹具
9
去毛刺
钳工台
平锉
10
清洗
清洗机
11
终检
塞规、百分表、卡尺等
4、加工余量、工序尺寸和工差的确定
在这只确定钻-粗铰-精铰φ11孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表2-28可查得，精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm;钻孔余量Z钻=10.8mm。
查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：
IT7；粗铰：
IT10；钻：
IT12。
根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：
0.018mm;粗铰：
0.07mm;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：
φ110+0.018mm;粗铰φ10.9600+0.07mm;钻：
φ10.800+0.18mm
5、切削用量、时间定额的计算
在这只计算钻-粗铰-精铰φ11孔此工序的切削用量和时间定额。
5.1、切削用量的计算
5.1.1钻孔工步
1）背吃刀量的确定取ap=10.8mm.
2）进给量的确定由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。
3）切削速度的计算由表5-22，按45刚硬度计算，切削速度v选取为22m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=648r/min,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=23.1m/min。
5.1.2粗铰工步
1）背吃刀量的确定取ap=0.16mm。
2）进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
3）切削速度的计算由表5-31，切削速度v选取为3m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=87.13r/min,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.3m/min。
5.1.3精铰工步
1）背吃刀量的确定取ap=0.04mm。
2）进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
3）切削速度的计算由表5-31，切削速度v选取为4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=115.7r/min,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=4.84m/min。
5.2、时间定额的计算
5.2.1．基本时间tj的计算
（1）钻孔工步
根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（7+0+4.9）/fn求得。
式中l=7mm;l2=0mm;l1=D/2*cotkr+（1~2）=9.8/2*cot54+1mm*4.9mm;f=0.1mm/r;n=680mm/r.。
将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（7+0+4.9）/0.1*680=0.175min=10.5s
（2）粗铰工步
根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（7+15+0.37）/fn求得。
式中l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10.96-10.8）/2=0.08的条件查得l1=0.37mm;l2=15mm;而l=7mm;f=0.4mm/r;n=97r/min.。
将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（7mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/minx97r/min）=0.576min=34.6s。
（3）精铰工步
同上，根据表5-41可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得该工步的基本时间。
式中l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（11-10.96）/2=0.02的条件查得l1=0.19mm;l1=13mm;而l=7mm;f=0.3mm/r;n=140r/min.。
将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（7mm+0.19mm+13mm）/（0.4mm/minx140r/min）=0.48min=28.8s。
5.2.2．辅助时间ta的计算
根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=（0.15~0.2）tj,这里取ta=0.15tj,则各工序的辅助时间分别为：
钻孔工步的辅助时间为：
ta=0.15x10.5s=1.575s;
粗铰工步的辅助时间为：
ta=0.15x34.6s=5.19s;
精铰工步的辅助时间为：
ta=0.15x28.8s=4.32s;
5.2.3.其他时间的计算
除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。
由于端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%~7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%~4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：
钻孔工步的其他时间为：
tb+tx=6%x（10.5s+1.575s）=0.72s;
粗铰工步的其他时间为：
tb+tx=6%x（34.6s+5.19s）=2.39s;
精铰工步的其他时间为：
tb+tx=6%x（28.8s+4.32s）=1.99s;
5.2.4．单件时间tdj的计算
这里的各工序的单件时间分别为：
钻孔工步tdj钻=10.5s+1.575s+0.72s=12.795s;
粗铰工步tdj粗铰=34.6s+5.19s+2.39s=42.18s;
精铰工步tdj精铰=28.8s+4.32s+1.99s=35.11s;
因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=12.795+42.18+35.11=90.085s。
将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。
6.夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。
在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。
正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。
同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
6.1设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对φ11孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT9，可以采用钻、粗铰、精铰以可满足其精度。
所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。
6.2夹具设计
6.2.1定位分析
（1）定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。
故加工φ11孔时，采用端盖右端面和φ28孔中心线作为定位基准。
（2）定位误差的分析
定位元件尺寸及公差的确定。
夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。
△j=（TD+Td+△S）/2
TD=0.050mm
Td=0.011mm
△S=0.010mm
△j=0.0355mm
6.2.2切削力及夹紧力的计算
刀具：
Φ10.8的麻花钻，Φ11铰刀。
①钻孔切削力：
查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计算公式：
式中P───钻削力
t───钻削深度,12mm
S───每转进给量,0.1mm
D───麻花钻直径,10.8mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
=762（N）
钻孔的扭矩：
式中S───每转进给量,0.1mm
D───麻花钻直径,Φ10.8mm
HB───布氏硬度，140HBS
=8200（N·M）
②铰孔时的切削力：
查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计算公式：
式中P───切削力
t───钻削深度,12mm
S───每转进给量,0.4mm
D───铰孔钻直径,Φ10mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
=73（N）
铰孔的扭矩：
式中t───钻削深度,12mm
S───每转进给量,0.4mm
D───铰刀直径,Φ10mm
HB───布氏硬度，140HBS
=600（N·M）
③钻孔夹紧力：
查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件所需夹紧力计算公式：
式中φ───螺纹摩擦角
───平头螺杆端的直径
───工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16
───螺杆直径
───螺纹升角
Q───手柄作用力
L───手柄长度
则所需夹紧力
=766（N）
根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。
6.2.3夹具操作说明
此次设计的夹具夹紧原理为：
通过盘套中心线作为定位基准，在定位套定位下实现完全定位，以快换钻套引导刀具进行加工。
采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。
6.2.4确定导向装置
本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=32mm，排泄空间h=0.5d=5.5mm。
7.体会与展望
通过这两个星期的学习，我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。
总之，这次设计使我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。
由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。
通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
8.参考文献
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[2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1993
[3]崇凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993
[4]王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，1987
[5]黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，2004
[6]薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，1995
[7]崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社，2006.12
[8]陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.
[9]司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础.高等教育出版社，1991
[10]张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11
[11]艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，2002
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