机械制造技术课程设计后罗拉过桥摇臂镗直径78孔36设计说明书.doc

目 录目 录1序 言2一、零件的分析2一绘制和分析零件图2二、工艺的选择6一、毛坯的选择6二、毛坯加工余量的确定7三、基准的选择7四、制定工艺路线和工艺过程卡8三、夹具的设计9一确定加工部位，确定定位方案9二确定夹紧方案，选择夹紧元件9四、总结13五、参考文献15序 言本次机械制造技术课程设计是我们全面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。它不仅能培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，还为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具打下一定的基础。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。一 零件的分析一、绘制和分析零件图绘制零件图的时候采用图1-1方式，而加工时为了方便镗出直径为78的孔采取图1-2的方式图1-1图1-2零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 二、零件的主要技术条件分析 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要具有好的机械加工工艺性，也就是说有加工的可能性，便于加工，能够保证加工质量，同时能够减轻劳动强度。而设计与工艺密切相关，相辅相成。本夹具的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的加工要求： 1）以47H8孔为中心的加工这一组加工表面包括：一个47H8的孔及其倒角，粗糙度为Ra6.3；47H8的两端面，粗糙度为Ra3.2。2）以槽13.5X25为中心的加工这一组加工表面包括：一个13.5X25的通槽与13.5X25的通槽相垂直的上下两端面，粗糙度为Ra3.2。3）以M10内螺纹为中心的加工这一组加工表面包括：钻8的孔，加工M10的外螺纹；与这两个孔相垂直的表面；4）以78H9孔为中心的加工这一组加工表面包括：一个78H9的通孔，其表面粗糙度为Ra6.3；与这个孔垂直的上下两端面，其粗糙度为Ra6.3。这些加工面有一定的位置要求，分别是：1）78H9与78H8孔有平行度要求，公差是0.05mm；2）78H9上下两端端面与其轴线有垂直度要求，公关是0.10mm；对于以上四组加工面而言，可以先加工一面一孔，以它们作为基准，加工其他面、孔，该结构简单，工艺性好。三、确定生产类型零件的生产纲领：根据机械设计制作工艺与机床夹具公式： N零 = QN(1+a)(1+B) 公式2.1说明：式中N零 ：零件生产纲领。Q：产品的生产纲领n ：每一产品包含该零件的数量a : 零件的备用率一般情况下a = 4 %。B : 零件的平均废品率：取B=1%。根据零件生产纲领以及机械制造工艺与机床夹具表1-3，可查得此零件生产为生产类型。二 工艺的选择一、毛坯的选择根据工艺手册P410中表2.1-6可知，选择毛坯时，应考虑下列因素：1）零件材料的工艺特性（如可铸性及可塑性）以及零件对材料组织和性能的要求。2）零件的结构形状和外形尺寸。3）生产纲领的大小，它在很大程度上决定了采用某种毛坯制造方法的经济性。4）现场的生产条件。这里主要考虑现场的毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展而采用较先进的毛坯制造方法。零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。二、毛坯加工余量的确定查工艺手册表2.3-6P471可知标准为GB/T11351-89中规定的铸件机械加工余量的数值、确定方法及检验与评定规则，由于是砂型铸造，故CT为10级，MA为G级(CT为尺寸公差等级，MA为加工余量等级)。其中顶面比侧面、底面降一级。查工艺手册表2.3-5P468可知加工余量，下面表3.3-1为铸件各表面加工余量，表3.3-2为铸件主要尺寸公差。表3.3-1 铸件各表面加工余量加工表面基本尺寸MAMA数值说明47H8端面76G3.5单侧加工槽13.5x25端面15G2单侧加工78H9端面20G2单侧加工查工艺手册表2.3-9P472可知铸件尺寸公差表3.3-2 铸件主要尺寸公差加工表面总余量毛坯尺寸公差47H8端面4802.6槽13.5x25端面4192.678H9端面4242.6三、基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。定位基准是在加工中使工件在夹具上占有正确位置所采用的基准。定位基准的选择不仅影响着加工精度，如基准不重合时产生的定位误差会影响着加工精度，作为一道工序的定位基准必须在前道工序加工出来，因此要合理的选择定位基准，多设想几种定位方案，比较它们的优缺点，周密地考虑定位方案与加工顺序的关系。（机械制造技术基础P229）粗基面的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，47外圆为粗基准，可保证圆的壁厚均匀，虽然切去的余量不均匀。精基面的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，故在此选择47内孔为精基准。表3.4-1 主要工艺及其定位基准工序内容定位基准两端面外圆柱面，一个未加工外端面端面外圆柱面13.5X25的槽外圆柱面及其上下端面4、8的孔外圆柱面及其上下端面螺纹M6、M10外圆柱面及其上下端面的孔外圆柱面及其下端面的孔外圆柱面，轴心线及其上表面四、制定工艺路线和填写工艺过程卡 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺及设备设计指导手册346页表15-32、15-33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下所示：机械设计制造及其自动化机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片零件材料零 件 名 称HT200后罗拉过桥摇臂镗工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具名 称型 号名 称名 称规 格名 称规 格1234 5678910铸造去应力铣两端面铣端面粗铣、半精铣13.5X25的槽钻4、8的孔攻螺纹M6、M10拉槽宽9深3镗的孔终检立式铣床立式铣床立式铣床立式钻床立式钻床卧式拉床卧式镗床X52KX52KX52KZ535Z535C620T68专用铣夹具专用铣夹具专用铣夹具专用钻夹具专用车镗夹具硬质合金可转位端铣刀硬质合金可转位端铣刀高速钢三面刃铣刀高速钢麻花钻机用丝锥R3拉刀硬质合金镗刀YT5游标卡尺游标卡尺游标卡尺内径千分尺游标卡尺游标卡尺内径千分尺型型型型型型型三 夹具的设计一、 确定加工部位，分析技术要求本夹具主要用来粗镗、半精镗、精镗的孔，加工时要满足粗糙度要求。在机床上进行加工时，为了保证加工精度，最关键是要找到定位基准，保证工件在机床上有一定的正确位置。其次要有足够的夹紧力。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。由零件图可知，镗的孔时，先加工外圆柱面，以及加工孔及其上端面，并以此作为精基准对于所要加工的孔，定位、夹紧方案如下：方案一：以的孔作为定位精准，再采用外圆柱面作为基面并用V形块定位，用钩形压板夹紧工件。方案二：用心轴夹紧的孔，然后用一个销钉防止工件绕心轴旋转。相比较之下，因方案2有的定位夹紧是联在一起的，夹紧不妥时会造成破坏定位的现象，且会因为夹紧装置太大而使得比例不协调。而方案一中以的孔作为定位精准，再采用外圆柱面作为基面并用V形块定位，用钩形压板夹紧工件，能够使工件易于进入夹具中，而且定位比较好，故而采用第一种方案。二、 确定夹紧方案，选择夹紧元件本次镗孔加工所采用的夹紧方案是以的孔作为定位精准，再采用外圆柱面作为基面并用V形块定位，用钩形压板夹紧工件。所采用的定位元件是V形块。根据设计指南表5-172可知，其形状和尺寸如图3-1和表3-1所示，其标准代号是85 GB 2208-80。图3-1 V型块NDLdrA基本尺寸极限偏差H7h859814010+0.015015312302025110表3-1 V型块尺寸所采用的夹紧元件是钩形压板与T型槽快卸螺栓通过垫片和螺母相配合，如图3-2所示。图3-2夹紧元件本夹具设计选用固定式镗套，是由于这次加工的加工速度都较低，且固定式的成本较低，便于更换。固定式镗套具有下列的优点：（1） 结构简单紧凑，外形尺寸较小；（2） 制造简单，成本低；（3） 容易保证镗套的中心中心位置，从而有较高的孔系位置精度。根据工艺手册2P1139可知，所选用的镗套的标准代号为A70H7X85g5X80GB2267-80。图3-3为镗套，表3-2为镗套尺寸。图3-3镗套 dDHIh（滚花前）配用螺钉基本尺寸极限偏差H6基本尺寸极限偏差g670+0.019085-0.012-0.0278081847612.5105M168GB2269-80表3-2镗套尺寸根据工艺手册2P1138可知衬套形状和尺寸如图3-4跟表3-3所示。其代号为A70H7X85g5X80 GB2266-80。图3-4 镗套用衬套dHDC公称尺寸极限偏差H6公称尺寸极限偏差n685+0.022080100+0.045+0.02332表3-3 镗套用衬套尺寸本夹具用于在卧式镗床上镗孔。以V形块和削边销进行定位，在定位方面上实现五个自由度的定位。而夹紧则采用钩形压板夹紧，动力源来源于T型槽快卸螺栓和螺母，该机构夹紧简单，操作方便。安装工件时，通过V形块和削边销找正定位后，旋转T型槽快卸螺栓上的螺母进行拧紧。如图3-5镗孔装配图所示。四 总结本次机械制造技术课程设计是我们全面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。它不仅能培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，还为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具打下一定的基础。本次我设计的题目是“后罗拉过桥摇臂镗直径78的孔”，接到设计的题目是在考完所有的科目之后，本来以后会很轻松的，没想到一点都不是原先想象的样子。根据夹具设计进度安排表的指示，接到题目的头两天是先制定工艺路线，这个说难也难，我列出几套方案之后，却不晓得要如何抉择，不知道怎么样才能从这几套方案中综合出一套较好的。有一天请教过张老师之后终于使我确定出一套高效、高质量的方案。工艺路线是确定下来了，更难的还在后头。根据所要加工的部位即“镗出直径78的孔”设计一套夹具。平时对夹具学的不是很好，虽能看的懂课本里的夹具的作用，也知道什么是“六点定位原理”，但要让自己设计出一套符合加工要求的夹具，的确是一件相当棘手的事。为此我头疼了几天，哎。夹具是用来帮助工件定位的，目的是为了让工件在夹具中相对于机床、道具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。所以夹具设计的好坏直接影响了加工的质量，以及效率。在夹具设计和定位分析中，完全定位和不完全定位是经常会遇到的问题，好在上课时我就弄懂了这个知识点，所以在分析定位方面不是问题。分析是不难，也知道要从哪里限制工件的自由度，可是要自己设计出一套夹具并能准确的按照自己的意愿来限制工件的自由度，还真的不是一件易事。而且当你设计出来之后还得想想有没有存在过定位和欠定位，如果很悲剧的存在这其中一个问题，那你又得费尽心思来更改辛辛苦苦设计出来的方案，不容易吖！辛苦了这么多天，翻阅了大量的设计手册，上网搜索了许许多多的夹具设计的例子，我终于赶在答辩之前完成了老师所下达的任务。要说体会那可是一大堆了，首先会觉得很辛苦，很烦，这个我想只要是人都会这么觉得的，想想下一年的毕业设计就觉得可怕。欣慰的是辛苦了这么久还算是有所收获的，在一定程度上巩固了自己以前所学到的知识，很多都已经遗忘的知识又重新被捡回来，而且加深了记忆，还学到了一点点知识，虽然很快也会忘掉。不过没关系，学习本来就是一个学了又忘，