弹簧夹头加工工艺及钻孔夹具设计.docx

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1、弹簧夹头说明书摘要本设计是基于弹性夹头写件的加工工艺规程及些工序的专用夹具设计。弹性夹头零件的主要加工表面是外圆及孔系，般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后槽的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度0主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出外表面，在后续工序中除个别工序外均用外表面定位加工其他孔系与平面.夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用自动夹紧，夹紧可靠.因此生产效率较高，适用于中批量的加工，能够满足设计要求。关键词：附簧夹头、工艺、夹具:目录摘要O前言21 .弹簧夹头设计背景31.1 机械制造工程学课程设计的目的31.2

2、 弹簧夹头的应用31.3 弹簧夹头工艺设计的分析413-1弹簧夹头零件的分析4132弹赞夹头的生产纲领、生产类型与工艺特征5134弹簧夹头的主要加工表面及设计基点的分析62 .工艺规程的设计及计算82.1 毛坯的制造82.2 基准的选择82.3 工艺路线的拟定82.4 毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸的确定122.4.1 主要参数122.4.2 确定切削用量134 .数控编程225 .工序50的夹具设计275.1 夹具的夹紧、定位和导向275.2 夹具的计算与分析285.2.1 夹紧力的计算285.2.2 钻孔与工件之间的切屑间隙305.2.3 定位误差的分析315.3 夹具的总体确定326

3、.结论36参考文献37致谢38前言通过“机械制造工程学课程设计”的教学，使学生在加深理解消化、巩固课堂所学知识的同时，了解传统和现代机械加工手段及其对应的工艺装备，掌握机械制造工艺的编制、机床夹具的三维CAD/CAM、数控编程的堪本原理、利用主流三维CAD软件的设计方法以及零件的制造精度测试方法，培养学生的工程实践能力，为今后的工作和学习奠定坚实的基础.弹簧夹头，也叫做筒夹。是一种用来在铳床上禁锢钻头或者铳刀的一种筒形的夹具，也是一种用来固定加固需耍改造的零件的一种固定装.置.木文将根据以卜几个部分来具体说明弹簧夹头制造工艺相关内容:1 .弹簧夹头设计背景1.1 机械制造工程学课程设计的目的通

4、过机械制造工程学课程设计”的教学，使学生在加深理解消化、巩固课堂所学知识的同时，r解传统和现代机械加工手段及其对应的工艺装备，掌握机械制造工艺的编制、机床夹具的三维CAD,CAM、数控编程的基本原理、利用主流三维CAD软件的设计方法以及零件的制造精度测试方法，培养学生的工程实践能力，为今后的工作和学习奠定坚实的基础。其目的在于：（1）掌握机器零件机械加工工艺的一般过程,学会机械加工工艺规程的编制思想和方法：（2）通过机械加工专用夹具的设计课题.掌握机床夹具的一般设计方法：（3）学会使用有关标准、手册、图册以及其他技术资料，学会分析和解决设计中的各种问题：（4）综合运用所学课程知识.进步提高机械

5、设计、分析计算机械制图编写工艺技术文件及独立的技术工作能力：（5）熟悉主流三维软件的基本使用方法.强化三维设计能力的训练：（6）熟悉流CAPP软件,学会用CAXA等软件实现计算机辅助工艺的编制:1.2 弹簧夹头的应用弹簧夹头，也叫做筒夹。是一种用来装置在铳床上的一种用来禁锢钻头或者是铳刀的种筒形的夹具，也是种用来固定加固需要改造的零件的种固定装置。有如下优势：（I）提高零件精度和表面粗糙度的质量：（2）延长刀具寿命并降低振动：（3）降低刀具库存；1.3 弹簧夹头工艺设计的分析13.1 弹簧夹头零件的分析一、其作用如下：（1）能精确的定位与夹紧工件（或刀具），具有抵抗扭矩和承受来自多方向切削力的

6、功能：（2）具有增大驱动力（拉力）和转换驱动力为工件（或刀具）夹索力的功能：（3）具有快速松开工件（或刀具）的功能；（4）具有在不降低加工精度和使工件不受损害前提下的高重更精度：（5）具有能在较宽的主轴转速范围内工作与只有极小的夹紧力损失的能力：（6）在高速切削中的转动惯量最小；二、其工作条件如F：（I）弹簧夹头通常在装有机床主轴的孔内使用，在工作中弹彼夹头必须保持与工件（或刀具）的定位基准相同，如主轴。钟簧夹头和工件（或刀具）之间的相时运动将导致不正确的零件加工，弹簧夹头与工件（或刀具）的相对转动或相对轴向移动都会使加工工件尺寸的一致性和几何精度受到影响；（2）弹簧夹头采用辨性较好的优质合金

7、钢制成，此课程设计的材料为65Mn,并经热处理使头部外锥与夹爪内壁有较高硬度以保证坚硬耐磨。每种规格的曲簧夹头所能夹紧工件的尺寸范围很小，所以它的应用范用很广，消耗量较大，适用于自动车床、万能铳床、螺纹磨床等各类设备；三、弹性夹头的作用弹性夹头的主要作用是装夹夹具作用，保证各能正常运行，并保证部件与其他部分正确安装。因此弹性夹头零件的加工版量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。四、弹性夹头的零件图图1.1零件图1.3.2弹簧夹头的生产纲领、生产类型与工艺特征一、弹簧夹头的生产纲领该零件的汽产纲领：NQn（1.+a%+b%）式中N零件的年生产纲领（件/台）：

8、Q-产品的年产量（台/年）：n一一每台产品中，该零件的数量（件/台）：a%一备品率：b%一废品率：由课程设计题目所给出或是上式可算得N=5000件/年。二、弹簧夹头的生产类型根据生产类型的概念以及生产纲领与生产类型的关系可得该零件的生产类型为中批生产。三、弹簧夹头的工艺特征由生产类型可知该零件的工艺特点为:（1）工件的互换性：大部分有互换性，少数用钳工修配：（2）毛坯的制造方法及加工余量：部分铸件用金属模，部分锻件用模锻,毛坯精度中等，加工余量中等：（3）机床设备：部分通用机床和部分高生产率机床，按加工零件类别分工段排列：（4）夹具：广泛采用夹具，部分拳画线法达到精度要求：（5）7J具或量具：

9、较多采用专用刀具及专用量具：（6）对工人的要求：需要定熟练程度的工人：（7）工艺规程：有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程：（8）生产率：中：（9）成本：中：（10）发展趋势：采用成组技术、数控机床或柔性制造系统等进行加工；1.3.4弹簧夹头的主要加工表面及设计基准的分析一、弹簧夹头的主要问题和所应采取的相应措施该用簧夹头零件的主要加工表面是平面及孔系，一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易.因此，对丁弹簌夹头来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。弹簧央头类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工弹簧夹头上的基准平面，以基准平面

10、定位加工其他平面，然后再加工孔系，弹簧夹头的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可更夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度：孜次，先加工平面可以先切去表面的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也仃利于保护刀具。弹簧夹头零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系的加工精度“二、弹簧夹头的主要加工表面的分析由弹性夹头零件图可知，弹性夹头是一个轴类零件，它的外表面上有2个平面需要进行加工，此外各表面上还需加工螺纹孔。因此它们相互间有定的位置.要求。现分析如下：(1)外圆38,RaO.8,与内扎轴线和12

11、0的外圆锥表面的例跳动为0.05,使得先加工120的外圆锥面：(2)内孔26,Ra1.6,配合为HIh(3)内孔52,RaO.8,与内孔轴线和120的外圆锥面的圆跳动为0.05,配合为H9,使得先加工120的外圆锥面：(4) 27-火HRC为50,其余HRC为43,使得铳通三条均布槽和精镇孔52为淬火之后进行：(5)三、弗簧夹头的设计基准分析(1)先加工定位孔：(2)以定位孔为基准加工外圆等部分：(3)以外忸为基准加工内孔等：2.工艺规程的设计及计算2.1 毛坯的制造根据零件的形状和生产类型，现定毛坯选择方式有两种：方式一：离心铸造方式二：模型锻造由于选取弹簧夹头的制造材料为弹簧钢，其具有优良

12、的综合性能，如力学性能（特别是用性极限、强度极限、屈强比）、抗弹减性能（即抗弧性减退性能，又称抗松弛性能）、疲劳性能、淬透性、物理化学性能（耐热、耐低温、抗班化,耐腐蚀等），同时离心铸造只适合材料为灰铸铁和球墨铸铁的零件。所以毛坯采用方式二模型锻造，即为模锻件.2.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中重要工作之一，基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证、生产率得到提高，否则不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者还会造成零件大批报废使生产无法正常进行。粗基准的选择：粗基准选择应当保证各重要支承孔的加工余量均匀：因为弹饯夹头的毛坯属于轴类零件，所以应选择外圆为相基准：精基准的选择：精基准的选

13、择应当保证弹性夹头孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位罚保证弹性簧头在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不全合时，应该进行尺寸换免：2.3 工艺路线的拟定制定工艺路线的出发点是应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善保证，在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应当尽量考虑经济效果，以便使生产成本尽量卜降。现定工艺加工路线两种方案：工艺路线方案一工序号工序内容设备OO毛坯平锻机10铳端面打中心孔专用机床20车右半外圆等车铳复合加工中心30车左半

14、外圆车铳曳合加工中心40检验恒温室50粘扩段左半内孔车铳复合加工中心60镇右半内孔车铳究合加工中心70车铳左半剩余车铳第介加工中心80铳三条匀布槽车铳笈合加工中心90淬火感应淬火机100去毛刺钳工台110检验恒温室工艺路线方案二工序号工序内容设备OO毛坯平锻机10铳端面打中心孔专用机床20车右半外圆等车铳复合加工中心30车左半外圆车铳豆合加工中心40检验恒温室50钻扩较左半内孔车铳豆合加工中心60镣右半内孔车铳复合加工中心70车铳左半剩余车铳豆合加工中心80铳三条均布槽车铳复合加工中心90淬火感应淬火机100割开三条均布槽车铳红合加工中心110精镣孔中52车铳复合加工中心120去毛刺钳工台130检验恒温室由弹箭夹头52的精度要求较高，方案一设计时没有考虑淬火对零件精度的影响。因此，选用方案二的工艺路线，现将工艺路线的每个工步具体定义出来。工艺加工路线工序号工步号工序内容设备OO模锻平锻机IO铳端面打中心孔专用机床O1.铳两端面保证尺寸135mm02钻A4标准中心孔03修研中心孔20车右半外圆等车铳复合加工中心O1.粗车外圆6702粗车120外圆锥面03粗车30外圆锥面04粗车外圆3505半精车外圆670