課程設(shè)計---v形動導(dǎo)軌5h6槽加工夾具設(shè)計

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　　題 目：V形動導(dǎo)軌5H6槽加工夾具設(shè)計</p><p>　　班　　級： 機械07-7班</p><p>　　姓　　名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期：　2010.7.

2、2 </p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展，各種機床加工精度要求不斷提高，這要求機床運動的部件運動精度也要不斷提高，而V形動導(dǎo)軌的主要用途是用來支撐和引導(dǎo)運動元件，其加工精度要求也不斷提高。</p><p>　　本次課程設(shè)計的題目為V形動導(dǎo)軌的加工工藝過程，及其5H6槽專用

3、夾具的設(shè)計。本次設(shè)計主要包括V形動導(dǎo)軌的毛坯圖、工序卡、加工工藝過程卡、夾具裝配圖、夾具體零件圖、說明書。本文詳細(xì)的介紹了其加工工藝工程的設(shè)計和專業(yè)夾具的設(shè)計，主要包括毛坯的設(shè)計，加工工序的安排，選用的機床設(shè)備，零件加工的定位及夾緊方案，夾具體的設(shè)計等等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：導(dǎo)軌;夾具;5H6槽；V形</p><p><b>　　Abstract</b>&l

4、t;/p><p>　　With the auto, defense, aviation, aerospace and other high growth industries, a variety of precision machining rising, which requires movement precision machine parts movement needs to continue to im

5、prove, while the V-shaped fixed rail is used to support the main purpose and guide the movement components, the machining precision is also rising. </p><p>　　The topic of curriculum design for the V-shaped f

6、ixed rail machining process, and 5H6 tank dedicated fixture design. This design includes V-shaped fixed rail blank map, process card, process card processing, fixture assembly drawings, clip specific parts diagram, instr

7、uctions. This article describes in detail the design of its processing technology and professional engineering design of fixture, including rough design, processing procedures arrangements, selection of machine tool equi

8、pment, spar</p><p>　　Keywords: rail; fixture; 5H6 slot; V-shaped</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.V形動導(dǎo)軌的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-----------1</p><p>　　1.1.V形動導(dǎo)軌的用途--------

9、---------------------1</p><p>　　1.2.V形動導(dǎo)軌的技術(shù)要求-------------------------1</p><p>　　1.3.審核V形動導(dǎo)軌的工藝性-----------------------2</p><p>　　1.4.確定V形動導(dǎo)軌的生產(chǎn)類型---------------------2</p>

10、<p>　　2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖------------------------2</p><p>　　2.1.選擇毛坯------------------------------------2</p><p>　　2.2.確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------2</p><p>　　3．?dāng)M定V形動導(dǎo)軌工藝路線---------

11、----------------4</p><p>　　3.1.定位基準(zhǔn)的選擇------------------------------4</p><p>　　3.2.表面加工方法的確定--------------------------5</p><p>　　3.3.加工階段的劃分-------------------------------6</p>

12、;<p>　　3.4.工序的集中與分散-----------------------------6</p><p>　　3.5.工序順序的安排------------------------------6</p><p>　　3.6.確定工藝路線--------------------------------7</p><p>　　4.加工余量工序尺寸

13、和公差的確定--------------8</p><p>　　5.切削用量、時間額定的計算-----------------------9</p><p>　　5.1.切削用量的計算-----------------------------9</p><p>　　5.2.時間額定的計算-----------------------------11</p>

14、;<p>　　6.5H6槽專用夾具設(shè)計----------------------------12</p><p>　　6.1.定位方案----------------------------------12</p><p>　　6.2.夾緊機構(gòu)---------------------------------13</p><p>　　6.3.夾具與機

15、床連接元件------------------------13</p><p>　　6.5.夾具體---------------------------------13</p><p>　　7.方案綜合評價與總結(jié)--------------------------14</p><p>　　8.體會與展望--------------------------------

16、----14</p><p>　　9.參考文獻-------------------------------------16</p><p>　　形動導(dǎo)軌的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定</p><p>　　1.1.V形動導(dǎo)軌的用途</p><p>　　用來支撐和引導(dǎo)運動元件。</p><p>　　1.2.V形動導(dǎo)軌的技術(shù)要

17、求</p><p>　　表格 1 — V形動導(dǎo)軌零件技術(shù)要求</p><p>　　1.3.審核V形動導(dǎo)軌的工藝性</p><p>　　分析零件圖可知，V形動導(dǎo)軌各個端面均需要切削加工；φ3孔和φ5孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；該零件主要表面加工精度要求較高，需要高精度機床加工，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地

18、加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。</p><p>　　1.4.確定V形動導(dǎo)軌的生產(chǎn)類型</p><p>　　依題設(shè)可知該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.確定毛坯、繪制毛坯簡圖</p><p><b>　　2.1．選擇毛坯</b></p><p>　　依題設(shè)該零件的材料

19、為扁鋼16×25-GB704 CrWMn-GB1299，該零件的輪廓尺寸不大，且屬于大批生產(chǎn)，為提供生產(chǎn)率和鍛件精度，宜采用模鍛方法制作毛坯。毛坯的拔模斜度為5°。 </p><p>　　2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量</p><p>　　要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。</p><p><b>

20、;　　2.2.1公差等級</b></p><p>　　由于V形動導(dǎo)軌的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級為普通級。</p><p><b>　　2.2.2鍛件重量</b></p><p>　　已知機械加工后V形動導(dǎo)軌的重量為0.06kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.1kg。</p><p>

21、　　2.2.3鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)</p><p>　　對V形動導(dǎo)軌進行分析和計算，可大致確定鍛件外輪廓的長度、寬度和高度，即l=75mm,b=20mm,h=12.8;由公式（2-3）和（2-5）可以計算出V形動導(dǎo)軌的形狀復(fù)雜系數(shù)。</p><p>　　S=mt/mn=0.1/(lbhρ) ≈0.67。</p><p>　　S=0.67，介于0.63和1之間。故該V形

22、動導(dǎo)軌的形狀復(fù)雜系數(shù)屬S1級。</p><p>　　2.2.4鍛件材質(zhì)系數(shù)</p><p>　　由于該V形動導(dǎo)軌材料為扁鋼16×25-GB704 CrWMn-GB1299，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的低合金工具鋼，該鍛件的采制系數(shù)屬M2級。</p><p>　　2.2.5鍛件分模線形狀</p><p>　　根據(jù)該零件的形位特點，選

23、擇零件中間對稱平面為分模面，屬平直分模線，如毛坯簡圖所示。</p><p>　　2.2.6零件表面粗糙度</p><p>　　由零件圖可知該零件各表面粗糙度。</p><p>　　根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于表2中。</p><p>　　表格 2 —V形動導(dǎo)軌鑄造毛坯尺寸公差及加工余量</p&g

24、t;<p><b>　　毛坯圖</b></p><p>　　3.擬定V形動導(dǎo)軌工藝路線</p><p>　　3.1.定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。</p><p>　　3.1.1.精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　

25、　根據(jù)該V形動導(dǎo)軌零件的技術(shù)要求和裝配要求，并依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則選擇V形動導(dǎo)軌的后端面和孔φ5孔軸線作為精基準(zhǔn)。</p><p>　　3.1.2.粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。選擇前端面和R4.5外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用前端面作為粗基準(zhǔn)加工后端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。</p><p>

26、;　　3.2.表面加工方法的確定</p><p>　　根據(jù)V形動導(dǎo)軌零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表</p><p>　　表格 2—V形動導(dǎo)軌各表面加工方案</p><p>　　3.3加工階段的劃分</p><p>　　該V形動導(dǎo)軌加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。&

27、lt;/p><p>　　在粗加工階段。首先加工出精基準(zhǔn)（后端面，φ5孔），使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑V形動導(dǎo)軌前端面，上下兩端面，R4.5外圓面，左右端面。在半精加工階段，完成V形動導(dǎo)軌前端面，上下兩端面，R4.5外圓面，左右端面，V形槽的精銑，φ5mm 孔，φ3 mm孔的鉆鉸加工；然后進行主要表面的精加工。然后進行熱處理——淬火。最后進行主要表面的磨削加工。</p

28、><p>　　3.4.工序的集中與分散</p><p>　　選用工序集中原則安排V形動導(dǎo)軌的加工工序。該V形動導(dǎo)軌的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工具、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。</p><p>　　3.5.工序順序的

29、安排</p><p>　　3.5.1.機械加工工序</p><p>　?。?）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——V形動導(dǎo)軌的后端面。</p><p>　?。?）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p><p>　?。?）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——V形動導(dǎo)軌5H6槽內(nèi)表面，V形槽表面，后加工次要表

30、面。</p><p>　?。?）遵循“先面后孔”原則，先加工V形動導(dǎo)軌前后端面，再加工V形動導(dǎo)軌上的孔。</p><p>　　3.5.2.熱處理工序</p><p>　　在精加工后進行淬火處理，硬度62-66HRC。</p><p>　　3.6.確定工藝路線</p><p>　　在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，

31、表列出了V形動導(dǎo)軌的工藝路線。</p><p>　　表格 3—V形動導(dǎo)軌工藝路線及設(shè)備工裝的選用 </p><p>　　4.加工余量、工序尺寸和公差的確定</p><p>　　4.1工序10和工序15----加工V形動導(dǎo)軌5H6槽之設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。</p><p>　　第10、15兩道工序的加工過程為：</p&

32、gt;<p>　　1）以后中心面定位，精銑5H6槽，保證工序尺寸P1；</p><p>　　2）以后中心面定位，磨削5H6槽內(nèi)表面，保證工序尺寸P2；，達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸d的要求，d=。</p><p><b>　　可知P2=d=;</b></p><p><b>　　Z1</b></p>&l

33、t;p>　　P1 P2 d</p><p><b>　　中心線</b></p><p><b>　　工序尺寸圖</b></p><p>　　查表2-26得 Z1=0.15mm, 公差0.05mm。 </p><p>　　則P2=P1+Z1，P1=P2-Z1=2.5-0.15=2.3

34、5mm 故P1=。</p><p>　　為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進行校核。</p><p>　　1）余量Z1的校核在工序尺寸圖所示尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故</p><p>　　Z=P-P=［2.504-2.35］mm=0.154mm</p><p>　　Z=P-P=［2.5-2.4］mm=0.1mm</p>

35、;<p>　　余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。</p><p>　　將工序尺寸按“入體原則”表示：P=mm，P=mm</p><p>　　5.切削用量、時間額定的計算</p><p>　　5.1.切削用量的計算</p><p>　　5.1.1.工序10——精銑5H6槽</p><p>　　

36、該工序只一個工步，以中心線為基準(zhǔn)，粗銑5H6槽。</p><p>　　背吃刀量的確定 ap取為Z1 ，Z1=0.25mm。</p><p>　　進給量的確定 由《機械加工工藝手冊》表2.1-72查得，f=0.007-0.003 mm/z,取f=0.005mm/z。</p><p><b>　　切削速度的計算 </b></p>&

37、lt;p>　　由《機械加工工藝手冊》表2.1-88，按直徑d/z=80/10，銑削寬度aw=5mm，每齒進給量f=0.06mm/z，v可選取41m/min。由公式5-1，n=1000v/（πd）可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=163.2r/min，參照表4-18所列X60型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=200r/min，再將此轉(zhuǎn)速帶入公式5-1中，可求出該工序的實際銑削速度v=nπd/1000=50.24m/min。</p>

38、<p>　　5.1.2.工序15——磨削5H6內(nèi)表面</p><p>　　該工序只一個工步，以中心線為基準(zhǔn)，磨削銑5H6槽內(nèi)表面。</p><p>　　背吃刀量的確定 取ap=0.05mm。</p><p>　　進給量的確定 由表5-35，按工件運動速度V=10m/min,選取此工步的進給量0.065mm/r。</p><p>&

39、lt;b>　　切削速度的計算</b></p><p>　　由《機械加工工藝手冊》表5.5-31查得砂輪速度為25~30m/s，取25m/s。</p><p>　　5.2.時間額定的計算</p><p>　　5.2.1.基本時間tm的計算</p><p>　?。?）工序10——精銑5H6槽</p><p&g

40、t;　　根據(jù)表5-43三面刃圓盤銑刀銑槽公式tj=(l+l1+l2)/fmz</p><p><b>　　l1=</b></p><p><b>　　l2=2~5mm</b></p><p>　　fmz為工作臺的水平進給量。</p><p>　　l=11mm,l1=+1=28.5mm,l2=2mm。

41、</p><p>　　l’=10.3, =+1=26.8</p><p>　　fmZ=0.005×10×200=10mm/min。</p><p>　　則該工序的基本時間tj1=(l+l1+l2)/fmz=(11+28.5+2)/10=4.15s。</p><p>　　則該工序的基本時間tj2=(l+l1+l2)/fmz=

42、(10.3+26.8+2)/10=3.91s。</p><p>　　tj= tj1+tj2=4.15+3.91=8.06s</p><p>　?。?）工序15——磨削5H6槽</p><p>　　磨削單次背吃刀量為0.05mm，總余量為0.15mm，需磨削3次。</p><p>　　進給量為f=0.065mm/r ,磨床主軸轉(zhuǎn)速為1440r/

43、min。</p><p>　　則進給速度為93.6mm/min。</p><p>　　則單次切削時間t1=11×60/93.6=7.05s，t2=10.3×60/93.6=6.6s。</p><p>　　則總切削時間tj=3(t1+t2)=3(7.05+6.6)=40.95s。</p><p>　　5.2.2.輔助時間ta

44、的計算</p><p>　　根據(jù)第五章第2節(jié)所述，輔助時間tf=（0.15~0.2）tj。</p><p>　　則各工序輔助時間分別為：</p><p>　　工序10的輔助時間為：tf=0.15×8.06=1.2s</p><p>　　工序15的輔助時間為：tf=0.15×40.95=6.14s</p>&l

45、t;p>　　5.2.3.其他時間的計算</p><p>　　工序10的其他時間為：tb+tx=6%×(8.06+1.2)=0.55s</p><p>　　工序15的其他時間為：tb+tx=6%×(40.95+6.14)=2.8s</p><p>　　5.2.3.單件時間tdj的計算</p><p>　　工序10的單件

46、時間為：tdj=8.06+1.2+0.55=9.31s</p><p>　　工序15的其他時間為：tdj=8.06+1.2+0.55=9.31s</p><p><b>　　6.專用夾具設(shè)計</b></p><p><b>　　6.1.定位方案</b></p><p>　　工件以兩φ5孔和后端面作為

47、定位基準(zhǔn)，采用平面與定位銷組合定位方案。其中定位平面限制工件三個自由度，兩定位銷限制工件三個自由度。定位孔與定位銷的配合尺寸取φ5JS6/g6，其中工件定位孔尺寸φ5JS6（φ），削邊定位銷尺寸φ5g6()。</p><p>　　工序要求槽的寬度對定位中心線的誤差為0.008mm，其定位誤差為，0.008/3=0.0026, ﹤0.26mm,因此，該方向上定位方案合理。</p><p>　

48、　工序要求槽的深度對φ5孔的軸線的直線距離誤差為±0.2mm（左）, ±0.1mm(右)。其定位誤差</p><p><b>　　,,</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　因此，該方向上定位方案合理。</p><p><b>　　6.2.

49、夾緊機構(gòu)</b></p><p>　　采用多位螺旋壓板夾緊機構(gòu)，通過擰緊右側(cè)夾緊螺母使一對彎頭壓板同時壓緊工件實現(xiàn)壓緊。</p><p>　　6.2.1切削力及夾緊力的計算</p><p>　　根據(jù)《機械加工工藝手冊》查得銑削力 ，</p><p>　　轉(zhuǎn)矩 ,由《機械加工工藝手冊》表2.1-78查得CF=637N，x

50、F=1.0，yF=0.72，uF=0.86，wF=0，qF=0.86，ap=0.5mm，af=10mm/min，aw=1，kFc=1。</p><p>　　解得Fc=9.5N，M=0.386N?m。</p><p>　　根據(jù)表10-1，查得夾緊力，=20.5mm,η=0.95，d2=6mm,=15mm。α=2.9°φ=6.5°。</p><p>

51、　　解得FJ=1017.5N。</p><p>　　6.3.夾具與機床連接元件</p><p>　　采用兩個標(biāo)準(zhǔn)定位鍵，固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定夾具相對于機床的進給方向的正確。并保證定位鍵的寬度與機床工作臺T形槽相匹配的要求。</p><p><b>　　6.5.夾具體</b></p><p>　

52、　通過夾具體把夾具各組成部分聯(lián)接起來，并將聯(lián)接部分剖視。</p><p>　　7.方案綜合評價和總結(jié)</p><p>　　本次課程設(shè)計是入學(xué)以來的第三次課程設(shè)計，較前一次難度有所提升，這次的設(shè)計對設(shè)計、創(chuàng)新要求較高，并不是只查手冊不用怎么動腦就能完成的，本次設(shè)計是經(jīng)過三周不間斷的設(shè)計、思考、探索，才能夠完成。期間向老師學(xué)習(xí)了很多知識，本次設(shè)計方案自己感覺很滿意，每一個細(xì)節(jié)我都有認(rèn)真研究，不

53、明白就請教老師（電話沒少打，多有打擾抱歉！）。本次設(shè)計方案基本合理，可以滿足加工要求，但由于是初次設(shè)計夾具，所以肯定還有不足之處，希望老師斧正。</p><p><b>　　8.體會與展望</b></p><p>　　三周的課程設(shè)計就快結(jié)束，回想整個設(shè)計過程感覺收獲滿滿的，我們終于走出了課本能夠真正的自己動手設(shè)計充分的實現(xiàn)了理論與現(xiàn)實相結(jié)合，感覺很不容易但還是成功的完

54、成了任務(wù)。本次設(shè)計要非常感滑老師大力支持和熱心的幫助，您的幫助我都記在心里，在此對滑老師說聲您辛苦了！</p><p>　　機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計是機械制造工藝與機床夾具課程教學(xué)的一個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是我全面地綜合運用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實踐。培養(yǎng)了自己編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計做了一些

55、必要的準(zhǔn)備。通過本課程設(shè)計自己的收獲如下： 1.培養(yǎng)了自己綜合運用機械制造工藝學(xué)及相關(guān)專業(yè)課程（工程材料與熱處理、機械設(shè)計、互換性與測量技術(shù)、金屬切削加工及裝備等）的理論知識，結(jié)合金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 2.根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會了擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3.使自己提高了

56、應(yīng)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力，掌握了從事工藝設(shè)計的方法和步驟。 4.進一步培養(yǎng)了自己機械制圖、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和編寫技術(shù)文件等的基本技能。 5.培養(yǎng)了自己解決工藝問題的能力，為今后進行畢業(yè)設(shè)計和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　所以，非常感謝學(xué)校能夠給我們提供這樣的機會，在這樣的條件下我想我們的動手能力會越來越強，但由于本人的經(jīng)驗有限本次設(shè)計終會有一些不足之

57、處希望老師給與修改點評，再次表示感謝?。。?lt;/p><p><b>　　9.參考文獻</b></p><p>　　1、公差與配合 任嘉卉主編 機械工業(yè)出版社 1990.10</p><p>　　2、工程材料與成型工藝 馬壯、趙越超、馬修泉主編 東北大學(xué)出版社 2006.11</p><p>　　3、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)

58、黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11</p><p>　　4、機床夾具設(shè)計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2</p><p>　　5、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.2</p><p>　　6、機械制造與模具制造工藝學(xué) 陳國香主編 清華大學(xué)出版社 2006.5</p><p

59、>　　7、機械加工工藝師手冊 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 2006.11 </p><p>　　8、機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1 </p><p>　　9、機械加工工藝手冊 李洪主編 北京出版社1990.12 </p><p>　　10、機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12<