课程设计说明书V型动导轨.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流课程设计说明书V型动导轨.精品文档.辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：V形动导轨5H6槽加工夹具设计班级： 机械07-7班姓名： 谢克淼 指导教师： 滑有录 完成日期：2010.7.2 课程设计任务书一、设计题目 设计“V形动导轨”零件加工工艺规程及加工5H6槽专用夹具二、原始资料(1) 被加工零件的零件草图 1张(2) 生产类型: 大批量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 工件的毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5) 夹具装配图 1张(7) 课程设计说明书

2、(5000-8000字) 1份说明书主要包括以下内容（章节）目录 摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论体会与展望参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.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： 指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：

3、设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘要随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展，各种机床加工精度要求不断提高，这要求机床运动的部件运动精度也要不断

4、提高，而V形动导轨的主要用途是用来支撑和引导运动元件，其加工精度要求也不断提高。本次课程设计的题目为V形动导轨的加工工艺过程，及其5H6槽专用夹具的设计。本次设计主要包括V形动导轨的毛坯图、工序卡、加工工艺过程卡、夹具装配图、夹具体零件图、说明书。本文详细的介绍了其加工工艺工程的设计和专业夹具的设计，主要包括毛坯的设计，加工工序的安排，选用的机床设备，零件加工的定位及夹紧方案，夹具体的设计等等。关键词：导轨;夹具;5H6槽；V形AbstractWith the auto, defense, aviation, aerospace and other high growth industries

5、, a variety of precision machining rising, which requires movement precision machine parts movement needs to continue to improve, while the V-shaped fixed rail is used to support the main purpose and guide the movement components, the machining precision is also rising. The topic of curriculum desig

6、n for the V-shaped fixed 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, instructions. This article describes in detail the design of its

7、processing technology and professional engineering design of fixture, including rough design, processing procedures arrangements, selection of machine tool equipment, spare parts processing, positioning and clamping the program, the design of specific folders and so on. Keywords: rail; fixture; 5H6

8、slot; V-shaped目 录1.V形动导轨的工艺分析及生产类型的确定-11.1.V形动导轨的用途-11.2.V形动导轨的技术要求-11.3.审核V形动导轨的工艺性-21.4.确定V形动导轨的生产类型-22确定毛坯、绘制毛坯简图-22.1.选择毛坯-22.2.确定毛坯的尺寸公差和加工余量-23拟定V形动导轨工艺路线-43.1.定位基准的选择-43.2.表面加工方法的确定-53.3.加工阶段的划分-63.4.工序的集中与分散-63.5.工序顺序的安排-63.6.确定工艺路线-74.加工余量工序尺寸和公差的确定-85.切削用量、时间额定的计算-95.1.切削用量的计算-95.2.时间额定的计算

9、-116.5H6槽专用夹具设计-126.1.定位方案-126.2.夹紧机构-136.3.夹具与机床连接元件-136.5.夹具体-137.方案综合评价与总结-148.体会与展望-149.参考文献-161. 形动导轨的工艺分析及生产类型的确定1.1.V形动导轨的用途用来支撑和引导运动元件。1.2.V形动导轨的技术要求表格 1 V形动导轨零件技术要求加工表面尺寸寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)形位公差/mm前端面9.80.2GB/T1084-m1.6后端面9.80.2GB/T1084-m0.4上下端面170.2GB/T1084-m0.8V形槽表面901GB/T1084-m0.20.0

10、05D0.005B5H6槽内表面IT60.80.003A0.005B3mm孔IT73.25mm孔IT63.20.005 C其余表面GB/T1084-m6.31.3.审核V形动导轨的工艺性分析零件图可知，V形动导轨各个端面均需要切削加工；3孔和5孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；该零件主要表面加工精度要求较高，需要高精度机床加工，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.4.确定V形动导轨的生产类型依题设可知该零件的生产类型为大批量生产。2.确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯依题设该零件的材料为扁钢1625

11、-GB704 CrWMn-GB1299，该零件的轮廓尺寸不大，且属于大批生产，为提供生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制作毛坯。毛坯的拔模斜度为5。 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。2.2.1公差等级由于V形动导轨的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级。2.2.2锻件重量已知机械加工后V形动导轨的重量为0.06kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.1kg。2.2.3锻件的形状复杂系数对V形动导轨进行分析和计算，可大致确定锻件外轮廓的长度、宽度和高度，即l=75mm,b=20mm,h=12.8;由公式（2-3）和（2-

12、5）可以计算出V形动导轨的形状复杂系数。S=mt/mn=0.1/(lbh) 0.67。S=0.67，介于0.63和1之间。故该V形动导轨的形状复杂系数属S1级。2.2.4锻件材质系数由于该V形动导轨材料为扁钢1625-GB704 CrWMn-GB1299，是碳的质量分数大于0.65%的低合金工具钢，该锻件的采制系数属M2级。2.2.5锻件分模线形状根据该零件的形位特点，选择零件中间对称平面为分模面，属平直分模线，如毛坯简图所示。2.2.6零件表面粗糙度由零件图可知该零件各表面粗糙度。根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2中。表格 2 V形动导轨铸造毛坯尺寸公

13、差及加工余量锻件的质量/kg 包容体质量/kg形状复杂系数材质系数公差等级0.112S1M2普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/ mm 备注 宽度R4.5表2-101.0-1.5（取1.5）表2-13宽度17表2-101.5-2.0（取1.5）表2-13厚度9.8 表2-111.5-2.0（前后端面均取1.5）表2-13长度48表2-101.5-2.0（取1.5）表2-13毛坯图3.拟定V形动导轨工艺路线3.1.定位基准的选择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。3.1.1.精基准的选择根据该V形动导轨零件的技术要求和装配要求，并依据“基准重合”原则和“基准

14、统一”原则选择V形动导轨的后端面和孔5孔轴线作为精基准。3.1.2.粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。选择前端面和R4.5外圆面作为粗基准。采用前端面作为粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2.表面加工方法的确定 根据V形动导轨零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表表格 2V形动导轨各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra(m)加工方案V形动导轨的前端面GB/T1084-m1.6粗铣精铣V形动导轨的后端面GB/T1084-m0.4粗铣精铣磨削V形动导轨的上下两端面GB/T1084-m0.8粗铣精铣磨削R4.

15、5外圆面及左右两端面GB/T1084-m6.3粗铣精铣V形槽表面GB/T1084-m0.2粗铣精铣磨削3mm孔IT73.2钻铰5mm孔IT63.2钻铰5H6槽IT60.8粗铣精铣磨削3.3加工阶段的划分该V形动导轨加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段。首先加工出精基准（后端面，5孔），使后续工序都可以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V形动导轨前端面，上下两端面，R4.5外圆面，左右端面。在半精加工阶段，完成V形动导轨前端面，上下两端面，R4.5外圆面，左右端面，V形槽的精铣，5mm 孔，3 mm孔的钻铰加工；然后进行主要表面

16、的精加工。然后进行热处理淬火。最后进行主要表面的磨削加工。3.4.工序的集中与分散选用工序集中原则安排V形动导轨的加工工序。该V形动导轨的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工具、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，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间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，首先加工基准V形动导轨的后端面。（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“先主后次”原则，先加工主要表面V形动导轨5H6槽内表面，V形

17、槽表面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工V形动导轨前后端面，再加工V形动导轨上的孔。3.5.2.热处理工序在精加工后进行淬火处理，硬度62-66HRC。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，表列出了V形动导轨的工艺路线。表格 3V形动导轨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1粗铣前后两端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺2精铣后端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺3精铣前端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺4粗铣R4.5外圆面及左右端面、上下端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺5钻、铰5孔四面组合钻床麻花钻 铰刀卡尺塞规6钻、铰3孔四面组合钻床麻花钻

18、 铰刀卡尺塞规7粗铣V形槽卧式铣床X60三面刃圆盘铣刀游标卡尺8精铣R4.5外圆面及左右端面、上下端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺9精铣V形槽卧式铣床X60三面刃圆盘铣刀游标卡尺10精铣5H6槽卧式铣床X60三面刃圆盘铣刀游标卡尺11热处理淬火淬火机12磨削后端面万能磨床 砂轮游标卡尺13磨削上下两端面万能磨床 砂轮游标卡尺14磨削V形槽万能磨床砂轮游标卡尺15磨削5H6槽万能磨床砂轮游标卡尺16清洗清洗机17终检塞规、百分表、卡尺等4.加工余量、工序尺寸和公差的确定4.1工序10和工序15-加工V形动导轨5H6槽之设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。第10、15两道工序的加工过程为：1

19、）以后中心面定位，精铣5H6槽，保证工序尺寸P1；2）以后中心面定位，磨削5H6槽内表面，保证工序尺寸P2；，达到零件图设计尺寸d的要求，d=。可知P2=d=; Z1 P1 P2 d 中心线 工序尺寸图查表2-26得 Z1=0.15mm, 公差0.05mm。 则P2=P1+Z1，P1=P2-Z1=2.5-0.15=2.35mm 故P1=。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。1）余量Z1的校核在工序尺寸图所示尺寸链中Z2是封闭环，故Z=P-P=2.504-2.35mm=0.154mmZ=P-P=2.5-2.4mm=0.1mm余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。

20、将工序尺寸按“入体原则”表示：P=mm，P=mm5.切削用量、时间额定的计算5.1.切削用量的计算5.1.1.工序10精铣5H6槽该工序只一个工步，以中心线为基准，粗铣5H6槽。（1） 背吃刀量的确定 ap取为Z1 ，Z1=0.25mm。（2） 进给量的确定 由机械加工工艺手册表2.1-72查得，f=0.007-0.003 mm/z,取f=0.005mm/z。（3） 切削速度的计算 由机械加工工艺手册表2.1-88，按直径d/z=80/10，铣削宽度aw=5mm，每齿进给量f=0.06mm/z，v可选取41m/min。由公式5-1，n=1000v/（d）可求得该工序铣刀转速n=163.2r/m

21、in，参照表4-18所列X60型卧式铣床主轴转速，取转速n=200r/min，再将此转速带入公式5-1中，可求出该工序的实际铣削速度v=nd/1000=50.24m/min。5.1.2.工序15磨削5H6内表面该工序只一个工步，以中心线为基准，磨削铣5H6槽内表面。（1） 背吃刀量的确定 取ap=0.05mm。（2） 进给量的确定 由表5-35，按工件运动速度V=10m/min,选取此工步的进给量0.065mm/r。（3） 切削速度的计算 由机械加工工艺手册表5.5-31查得砂轮速度为2530m/s，取25m/s。5.2.时间额定的计算5.2.1.基本时间tm的计算（1）工序10精铣5H6槽根

22、据表5-43三面刃圆盘铣刀铣槽公式tj=(l+l1+l2)/fmzl1=l2=25mmfmz为工作台的水平进给量。l=11mm,l1=+1=28.5mm,l2=2mm。l=10.3, =+1=26.8fmZ=0.00510200=10mm/min。则该工序的基本时间tj1=(l+l1+l2)/fmz=(11+28.5+2)/10=4.15s。则该工序的基本时间tj2=(l+l1+l2)/fmz=(10.3+26.8+2)/10=3.91s。tj= tj1+tj2=4.15+3.91=8.06s（2）工序15磨削5H6槽磨削单次背吃刀量为0.05mm，总余量为0.15mm，需磨削3次。进给量为f

23、=0.065mm/r ,磨床主轴转速为1440r/min。则进给速度为93.6mm/min。则单次切削时间t1=1160/93.6=7.05s，t2=10.360/93.6=6.6s。则总切削时间tj=3(t1+t2)=3(7.05+6.6)=40.95s。5.2.2.辅助时间ta的计算根据第五章第2节所述，辅助时间tf=（0.150.2）tj。则各工序辅助时间分别为：工序10的辅助时间为：tf=0.158.06=1.2s工序15的辅助时间为：tf=0.1540.95=6.14s5.2.3.其他时间的计算工序10的其他时间为：tb+tx=6%(8.06+1.2)=0.55s工序15的其他时间为

24、：tb+tx=6%(40.95+6.14)=2.8s5.2.3.单件时间tdj的计算工序10的单件时间为：tdj=8.06+1.2+0.55=9.31s工序15的其他时间为：tdj=8.06+1.2+0.55=9.31s6.专用夹具设计6.1.定位方案工件以两5孔和后端面作为定位基准，采用平面与定位销组合定位方案。其中定位平面限制工件三个自由度，两定位销限制工件三个自由度。定位孔与定位销的配合尺寸取5JS6/g6，其中工件定位孔尺寸5JS6（），削边定位销尺寸5g6()。工序要求槽的宽度对定位中心线的误差为0.008mm，其定位误差为，0.008/3=0.0026, 0.26mm,因此，该方向

25、上定位方案合理。工序要求槽的深度对5孔的轴线的直线距离误差为0.2mm（左）, 0.1mm(右)。其定位误差因此，该方向上定位方案合理。6.2.夹紧机构采用多位螺旋压板夹紧机构，通过拧紧右侧夹紧螺母使一对弯头压板同时压紧工件实现压紧。6.2.1切削力及夹紧力的计算根据机械加工工艺手册查得铣削力 ，转矩 ,由机械加工工艺手册表2.1-78查得CF=637N，xF=1.0，yF=0.72，uF=0.86，wF=0，qF=0.86，ap=0.5mm，af=10mm/min，aw=1，kFc=1。解得Fc=9.5N，M=0.386Nm。根据表10-1，查得夹紧力，=20.5mm,=0.95，d2=6m

26、m,=15mm。=2.9=6.5。解得FJ=1017.5N。6.3.夹具与机床连接元件采用两个标准定位键，固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定夹具相对于机床的进给方向的正确。并保证定位键的宽度与机床工作台T形槽相匹配的要求。6.5.夹具体通过夹具体把夹具各组成部分联接起来，并将联接部分剖视。7.方案综合评价和总结本次课程设计是入学以来的第三次课程设计，较前一次难度有所提升，这次的设计对设计、创新要求较高，并不是只查手册不用怎么动脑就能完成的，本次设计是经过三周不间断的设计、思考、探索，才能够完成。期间向老师学习了很多知识，本次设计方案自己感觉很满意，每一个细节我都有认真研究，不明白

27、就请教老师（电话没少打，多有打扰抱歉！）。本次设计方案基本合理，可以满足加工要求，但由于是初次设计夹具，所以肯定还有不足之处，希望老师斧正。8.体会与展望三周的课程设计就快结束，回想整个设计过程感觉收获满满的，我们终于走出了课本能够真正的自己动手设计充分的实现了理论与现实相结合，感觉很不容易但还是成功的完成了任务。本次设计要非常感滑老师大力支持和热心的帮助，您的帮助我都记在心里，在此对滑老师说声您辛苦了！机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是我全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。培养

28、了自己编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计做了一些必要的准备。通过本课程设计自己的收获如下： 1.培养了自己综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等）的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 2.根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会了拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计。 3.使自己提高了应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，掌握了从事工艺设计的方法和步骤。 4

29、.进一步培养了自己机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。 5.培养了自己解决工艺问题的能力，为今后进行毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计打下了良好的基础。所以，非常感谢学校能够给我们提供这样的机会，在这样的条件下我想我们的动手能力会越来越强，但由于本人的经验有限本次设计终会有一些不足之处希望老师给与修改点评，再次表示感谢！9.参考文献1、公差与配合 任嘉卉主编 机械工业出版社 1990.102、工程材料与成型工艺 马壮、赵越超、马修泉主编 东北大学出版社 2006.113、机械制造技术基础 黄健求主编 机械工业出版社 2005.114、机床夹具设计 秦宝荣主编 中国建材工业出版社 1998.25、机械制造技术基础课程设计指南 崇凯主编 化学工业出版社 2007.26、机械制造与模具制造工艺学 陈国香主编 清华大学出版社 2006.57、机械加工工艺师手册 杨叔子主编 机械工业出版社 2006.11 8、机械制造技术基础 方子良主编 上海交通大学出版社 2005.1 9、机械加工工艺手册 李洪主编 北京出版社1990.12 10、机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛 冶金工业出版社 2002.1211、机械制造技术基础课程设计指导教程 邹青主编 机械工业出版社 2004.8