1、十字头的机械加工工艺规程及夹具设计机械CAD图纸word资料40页任务书一 教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模仿。如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。 设计题目：与当今“教师”一称最接近的“老师”概念，最早也要追溯至宋元时期。金代元好问示侄孙伯安诗云：“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。”于是看，宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。清代称主考官也为“老师”，而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。可
2、见，“教师”一说是比较晚的事了。如今体会，“教师”的含义比之“老师”一说，具有资历和学识程度上较低一些的差别。辛亥革命后，教师与其他官员一样依法令任命，故又称“教师”为“教员”。 设计如下十字头的机械加工工艺规程及工装夹具设计唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。“教授”和“助教”均原为学官称谓。前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教
3、书育人的职责也十分明晰。唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。 二、原始数据和技术要求： 生产类型：成批生产三、设计内容与要求：1、毛坯图1张（A4幅面）；2、制定零件的机械加工工艺规程，填写机械加工工艺过程卡片及所有工序的机械加工工序卡片1套；3、设计说明书1份。四、进度安排：序号内容时间（天）1领取设计任务书，熟悉资料，搜集设计资料12分析零件图及加工要求0.53选择毛坯的种类及制造方法，确定毛坯尺寸，
4、绘制毛坯图14选择加工方法，拟订工艺路线25进行工序设计和工艺计算46编写课程 设计说明书1.5第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析：十字头零件是机械中常见的一种零件，它的应用范围很广。由于它们功用的不同，该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端平等表面构成。1.2零件图纸分析：由零件图可知，该零件形状较为复杂、外形尺寸不大，可以采用铸造毛坯。由于该零件的两个20孔要求较高，它的表面质量直接影响工作状态，通常对其尺寸要求较高。一般为IT5-IT7。加工时两20孔的同轴度应该控制在0.01mm。8
5、5外圆的尺寸它直接影响孔在空间的位置，加工时可以将其加工精度降低，通过装配来提高精度。1.3主要技术条件：1.孔径精度：两20孔的孔径的尺寸误差和形状误差会造的配合不良，因此对孔的要求较高，其孔的尺寸公差为IT72.主要平面的精度：由于85外圆接影响联接时的接触刚度，并且加工过程中常作为定位基面，则会影响孔的加工精度，因此须规定其加工要求。2.毛坯选择2.1毛坯类型 考虑到十字头工作时的作用，要求材料要有很高的强度，并且该零件结构较为复杂，故选用铸造毛坯材料为HT200。2.2毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为2，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4.2.3
6、毛坯零件合图草图3机械工艺路线确定3.1定位基准的选择：3.1.1精基准的选择：选择十字头底面与两85外圆作定位基准，因为85外圆柱面 ，及底面是装配结合面，且十字头底面又是空间位置的设计基准，故选择十字头底面与外圆作定位基准，符合基准重合原则且装夹误差小。3.1.2粗基准的选择：以十字头上端面和十字头支撑外圆定位加工出精基准。3.2加工顺序的安排： 十字头零件主要由孔和平面构成与箱体类零件大体相同，加工顺序为先面后孔，这样可以用加工好的平面定位再来加工孔，因为轴承座孔的精度要求较高，加工难度大，先加工好平面，再以平面为精基准加工孔，这样即能为孔的加工提供稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余
7、量较为均匀3.3加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.4加工工序简图1、铸 铸造、清理2、热处理 时效3、粗车85外圆4、粗铣上顶面5、粗,精铣底平面6、钻、攻4M6螺纹孔7、扩20孔9、铣十字头10、粗镗65内孔11、粗镗、半精镗、精镗2-20内孔12、挖2-24环槽13、精车85外圆14、去毛刺：15、终检：4.主要工序尺寸及其公差确定85工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸铸90.55.590.51.4粗车873.512.5（IT11）87半精车85.51.56.3（IT9）85.5精车850.51.6（IT7）8520工艺路线基本尺寸工序余量经济
8、精度工序尺寸铸146141.4粗镗1736.3（IT11）17半精镗19.52.53.2（IT9）19.5精镗床200.51.6（IT7）200.015.设备及其工艺装备确定所用的设备有： CA6140、X62W、T618、Z4012、检验台、钳工台。夹具有：镗2-20孔专用夹具、车床专用夹具、钻2-M6底孔专用夹具、扩20孔专用夹具、刀具有：90度车刀、硬质合金铣刀、平板锉、开式自锁夹紧镗刀、5钻头、M6丝锥、20钻头、圆锉刀量具有：游标卡尺、专用塞规。6切削用量及工时定额确定粗车、半精车、精车时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）挖24环形槽： ap=2由表5.3-1得：f
9、=0.4m/r由表5.3-20得：v=90m/r则n=220x90/40=495 r/mm工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.2 min则T总=T1+T2+T基=2.26 min粗车85外圆时： ap=2由表3-1得：f=0.5 m/r由表5.3-20得：v=
10、82 m/r则n=318x82/85=307 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.167 min则T总=T1+T2+T基=0.347 min半精车85外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=1由表3-1得：f=0.4 m/r由表5.3-20得：v
11、=100 m/r则n=318x100/85=374 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.34 min则T总=T1+T2+T基=0.52 min精车85外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：f=0.3 m/r由表5.3-20
12、得：v=107 m/r则n=318x107/85=400 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.857 min则T总=T1+T2+T基=1.75 min铣85上顶面时：切削用量：ap=3.5由表6.3-2得：f=0.2 m/r由表6.3-21得：v=120
13、 m/r则n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min由表3.3-7得：操作机床时间为：0.83 min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14 minT1=2.27min T3=51min T4= 15minT基=lz/nfap=0.5 min则T总=T1+T2+T基=68.7min：钻2-M6底孔2-5孔时；切削用量：ap=3.5由表7.3-1得：f=0.36 m/r由表7.3-11得：v=13 m/r则n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=0.1
14、min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.17min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.15min由表3.3-12得：测量工件时间为：0.04minT1=0.76 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.9min粗铣、半精铣85底平面时； 粗铣时：切削用量：ap=2.5由表6.3-2得：f=0.2 m/r由表6.3-21硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=120 m/r则n=318V/D=763.2m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min精铣时：切削用量：ap=1由表6.3-2得：f=0.12 m/r由表6.3-21硬质合
15、金铣刀铣削灰铸铁时v=150 m/r则n=318V/D=561m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3.5 min由表3.3-7得：操作时间为0.83min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14minT1=2.27 min T3=51 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=80.53min：粗镗17内孔、半精镗、精镗20内孔时； 粗镗时：切削用量：ap=3由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r则n=318V/D=1496.5m/r工时定额：T2= lw+lf/vf=0.03 min半精镗时：切削用量：ap=2.5由表6.3-2得：f=0.
16、2m/r v=100m/r 则n=318V/D=1630.7m/r 工时定额：T2= lw+lf/vf=0.04min精镗时：切削用量：ap=0.5由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r 则n=318V/D=1590m/r 工时定额：T2= lw+lf/vf=0.07min由表3.3-1得：装夹工件时间为0.42min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.12min由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.16minT1=1.34 m
17、in T3=56min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=72.62min：攻M6螺纹孔时；切削用量：ap=2.5由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/5= 318 x15/5=954m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=1.5 min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.73min：扩20孔时；切削用量：ap=2.5由表7
18、.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=1min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.63min第二部分夹具设计说明书. 4M6的螺纹孔夹具:工序尺寸精度分析:由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻2-M6底孔，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加
19、工，零件属成批量生产。定位方案确定：根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即x移动、x转动、y转动、y移动、z转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选85外圆、底平面作为定位基准，以85外圆端面定位限制移动。具体结构如下: 1、选择定位元件：由于本工序的定位面是85外圆、底平面,所以夹具上相应的定位元件选为一个定位孔和两个平面。定位误差分析计算：分析计算孔的深度尺寸7的定位误差：用85外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定位工作面是85外圆面，定位基准是外圆母线，当工件外圆直径发生变化
20、时其中心线在定位孔内左右移动。定位误差计算如下：jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105db=1/2(D+d+min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295dw=jb+db-=0.04T/3 所以满足要求。夹紧方案及元件确定（1）计算切削力及所需加紧力：工件在加工时所受的力有加紧力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由机床夹具设计手册表1-2-7得切削力的计算公式：Fx=667DsKp=667x7x700x650/7261083N实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：F=KFx(K由表1-2-2查得为1.15)=1.15Fx=1245.45N（2）
21、设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：由于此工件是成批量生产，固选用GB2264-80可换钻套，选用活动式钻模板。根据钻床T型槽的宽度，决定选用GB2206-80宽度B=14，公差带为h6的A型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体，并在夹具体底部两端设计出供T型槽用螺栓紧固夹具用的U型槽耳座。2.2 镗床夹具设计(20上偏差为+0.023下偏差为0的销孔): 镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体，支架等工件上的单孔或孔系。镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体
22、等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。根据基准面重合的原则，选定底面定位基准，限制三个自由度，工序孔限制三个自由度，实现定位。由于定位基准是经过加工过的光平面，故定位元件等用夹具体把两个定位元件联成一体，工件放在上面，使重力与加紧方向一致。本夹具属于单支承前引导的镗床夹具，本就加以说明介绍。单支承前引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的前方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工D3668820202525323240405050
23、Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- 2 3 4 5 5 6 8 14计算定位误差：由于孔定位有旋转角度误差a,使加工尺寸产生定位误差和，应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上的偏转其值相同。因此，只对一个方向偏转误差进行计算。式中中心线与圆柱销中心线交点至左端面的距离中心线与圆柱销中心线交点至右端面的距离由于转角误差很小，不计工件左右端面的旋转对定位误差的影响，故较大的定位误差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。2定位销高度的计算 确定定位销高度时，要注意防止卡住现象，当安装比较笨重的工件时，不太可能将工件托平后同时装入定位销，而是将工件一边支在夹具支承
24、面上，逐渐套入两销。这时，如定位销高度选择不当，将使工件卡在定位销边缘上而装不进去。避免产生卡住的最大高度，可按下列计算。定位装置为一面两销，定位销的最大工作高度为为了装卸工件方便，可使圆柱销低于35mm。结论：通过本次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。2.3扩（20上偏差为+0.018下偏差为0）孔夹具设计任务 设计在成批生产条件下,在专用立式钻床上扩20孔的钻床夹具.1、20可一次扩削保证.该孔
25、在轴线方向的设计基准是以钻套的中心线的，设计基准是以外圆与另一端面.2、定位基准的选择工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔的设计基准，按照基准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的。因此，选择结合面与外圆作为定位比较合理。3、切削力及夹紧力的计算刀具：麻花钻，dw=20mm,则F=9.8154.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0Fz (切削手册)查表得：d0=20mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, Fz =1.06所以：F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 20=79401N查表可得，铣削水平分力，垂直分力
26、，轴向力与圆周分力的比值：FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53故FL=0.8 FE =0.879401=63521N FV=0.6 FE=0.679401=47640N FX =0.53 FE=0.5379401=42082N在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系数，2.5 K2加工性质系数，1.1 K3刀具钝化系数，1.1 K2断续切削系数，1.1则F/=K FH=2.51.11.11.163521 =211366N选用螺旋板夹紧机构，故夹紧力 fN=1/2 F/ f为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，
27、f=0.25则 N=0.52113660.25=52841N4、操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的钻床夹具就是选择了手动螺旋板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）5、工序精度分析 在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。影响设计尺寸的各项误差分析1、重合,故产生定位误差。定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，的方向与加工方向是一致的，所以=0.2mm,因为平面定位。所以故2、垂直度所引起的夹具安装误差，对工序尺寸的影响均小，既可以忽略不计。面到钻套座孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一，。通常不超过0.005mm.。偏移用概率法相加总误差为：098137mm0.2mm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。2.4精车外圆夹具的设计(85上偏差为-0.05下偏差为-0.15:)问题的提出：夹具的种类很多，有通用夹具，专用夹具和组合夹具等，本夹具是用来车削粗车和半
