套筒座工艺设计

Southwest university of science and technology毕 业 设 计 说 明 书牛头刨床进给机构推动架制造工艺设计及专用工装设计学 院 名 称 制 造 科 学 与 工 程 学 院专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 田 晓 宇学 号 20116227指 导 教 师 王 忠 教 授二一五年六月目 录第一章 零件的分析 .31.1 零件的介绍和作用 .31.2 主要加工表面及技术要求 .3第二章 工艺流程设计 .42.1 生产方式确定 .42.2 毛坯的设计 .52.3 基准的选择 .52.4 工艺路线 .6第三章 工序设计 .73.1 工序分析 .73.2 基准的选择和尺寸链的计算 .83.3 设备的选择 .93.3.1 选择机床 .93.3.2 选择刀具 .93.4 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .103.4.1 支承孔孔径 50H7 .103.4.2 底面 A 的工序尺寸及公差计算 .113.4.3 一对工艺孔的工序尺寸及公差计算 .123.4.4 其他加工面的加工余量的确定 .143.5 切削用量及工时定额的确定 .143.5.1 粗铣底面 A.143.5.2 半精铣底面 A.153.5.3 精铣底面 A.163.5.4 粗镗左、右支承孔 .173.5.5 半精镗左、右支承孔 .183.5.6 精镗左、右支承孔 .193.5.7 粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面 .203.5.8 粗铣左端面 B .213.5.9 粗铣右端面 C .223.5.10 钻、扩、铰孔 .233.5.11：钻、攻螺纹孔 .27第四章 专用夹具设计 .294.1 夹具总体方案设计 .294.2 定位的设计 .304.3 夹紧机构的设计及夹紧力的计算 .304.4 定位误差的分析 .31第一章 零件的分析1.1 零件的介绍和作用设计对象为牛头刨床进给机构的推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，32mm 孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近 32mm 孔左端处一棘轮，在棘轮上方即 16mm 孔装一棘爪， 16mm 孔通过销与杠连接杆，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕 32mm 轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。1.2 主要加工表面及技术要求由零件图可知，其材料为 HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，32、16 的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：1.32mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：32mm 的两个端面及孔和倒角，16mm 的两个端面及孔和倒角。2.以 16mm 孔为加工表面这一组加工表面包括，16mm 的端面和倒角及内孔 10mm、M8-6H 的内螺纹，6mm 的孔及 120倒角 2mm 的沟槽。这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：1.32mm 孔内与 16mm 中心线垂直度公差为 0.10；2.32mm 孔端面与 16mm 中心线的距离为 12mm。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 套筒座加工表面及其加工要求加工面 尺寸精度和几何精度要求 表面质量要求支承孔 直径 50H7 mm，圆柱度是 0.01，对底025.面的平行度为 0.01R =1.6a底面 底面到支承孔中心尺寸为 800.02mm，是支承孔的精基准面 R =1.6a支承孔两端面 距离 150mm，未注公差尺寸 R =6.3螺栓孔上表面 直径 20mm，到底面的距离为 15mm R =12.5a顶面螺纹孔上表面 直径 12mm，到支承孔外表面距离 3mm R =12.5零件图如图所示：第 2 章 工艺流程设计2.1 生产方式确定根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，我们选择毛坯的制造方式为铸造。铸造可以大批量生产，成本较低，能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据最小孔径尺寸选择铸造方法为金属型铸造，零件材料为 HT250 钢精度可达到 3.210，因此毛坯的加工余量比较小。各表面加工方法的确定：依据各种加工方法的经济精度和表面粗糙度，已确定的生产纲领，零件的结构形状和尺寸大小等因素来选择各表面的加工方法如下支承孔：镗底面：铣支承孔左右端面：铣底面两工艺孔：钻，扩，铰4 个底座孔：钻，扩底面台阶面：铣螺纹孔平面：铣螺纹：攻丝2.2 毛坯的设计如下图所示的套筒座，其所用材料为灰铸铁，大批量生产时选择的毛坯铸造方法是金属型铸造机器造型，根据机械制造技术基础课程设计中表 5-7至 5-11，铸件公差等级为 CT8-10,取 CT9，加工余量等级为 D-F，取 F 级，总长150mm 的机械加工余量为 1.5mm，即该总长的基本尺寸为 151.5mm，尺寸公差为2.5mm，孔 50H7mm 的机械加工余量为 0.5mm，即该孔的总尺寸为 49.5mm，尺寸公差为 2mm，底面和凸台面的加工余量和尺寸公差等级可参考总长确定，其它尺寸参照零件图查得。最后按照入体形式标注毛坯尺寸，得到如下图所示的毛坯尺寸。套筒座毛坯尺寸确定2.3 基准的选择套筒座零件的重要表面是套筒支承孔 ，由于其与底面有平m 50H7.25行度关系，所以底面自然就成为精基准面。粗基准的选择应是未经加工的面，第一步工序是粗铣底面 A，根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底面台阶孔平面作为粗基准，考虑到第二基准面选择的方便性，将底面的一对螺栓孔选为工艺孔，将其精度由原来的 10.5mm 提高到10.5H7 mm.该定位基准组合在后续支承孔及支承孔上径向孔上的加工中都018.将作为精基准。显然，应该在工艺的开始阶段安排加工将来作为精基准的底面和底面工艺孔。2.4 工艺路线在进行工序的排序时，要遵循基准先行、先粗后精、先面后孔等原则。对套筒座可以拟定以下可能的工艺顺序链。方案 1：工序 1：粗铣套筒座底面；工序 2：粗铣 6-20、2-12 凸台端面至尺寸；工序 3：粗铣套筒座的左右端面至尺寸；工序 4：粗镗 50H7 的孔；工序 5：半精铣套筒座底面；工序 6：半精镗 50H7 的孔；工序 7：精铣套筒座底面至尺寸；工序 8：精镗 50H7 的孔至尺寸并倒角；工序 9：钻 6-10.5 孔至尺寸并倒角；工序 10：钻、攻 2-M6 的螺纹并倒角；工序 11：检验方案 2：工序 1：粗铣套筒座底面；工序 2：粗铣 6-20、2-12 凸台端面至尺寸；工序 3：粗铣套筒座的左右端面至尺寸；工序 4：粗车 50H7 的孔；工序 5：半精铣套筒座底面；工序 6：半精镗 50H7 的孔；工序 7：精铣套筒座底面至尺寸；工序 8：精车 50H7 的孔至尺寸并倒角；工序 9：钻 6-10.5 孔至尺寸并倒角；工序 10：钻、攻 2-M6 的螺纹并倒角；工序 11：检验方案对比：方案一和方案二的第 3、4 工序都体现了工序集中，操作方便。方案一在半精镗之后进行底面的钻孔、扩孔、铰孔（工序集中，一次装夹就可以完成底面孔的加工） ，在最后进行钻螺纹孔、攻螺纹；而方案二虽然在粗镗后进行钻孔、但是在最后进行扩孔、铰孔，攻螺纹，这样可能会影响已经精铣完成的底面；故选择法案一。即：工序 1：粗铣套筒座底面；工序 2：粗铣 6-20、2-12 凸台端面至尺寸；工序 3：粗铣套筒座的左右端面至尺寸；工序 4：粗镗 50H7 的孔；工序 5：半精铣套筒座底面；工序 6：半精镗 50H7 的孔；工序 7：精铣套筒座底面至尺寸；工序 8：精镗 50H7 的孔至尺寸并倒角；工序 9：钻 6-10.5 孔至尺寸并倒角；工序 10：钻、攻 2-M6 的螺纹并倒角；工序 11：检验第 3 章 工序设计3.1 工序分析粗铣、精铣轴承座底面粗铣轴承座圆柱两端面可用同一台铣床完成，作为第一道工序。粗镗孔和粗镗、半精镗、精镗孔可再同一台镗床上完成，作为第二道工序。钻孔可在同一台钻床上完成，作为第三道工序。攻螺纹在同一台钳工台上完成，作为第四道工序。3.2 基准的选择和尺寸链的计算1.对套筒座两端面，互为基准，尺寸链如下图A0 为零件最终尺寸，A1 和 A3 是加工余量,是减环，A2 是毛坯尺寸，是增坏。所以 A0=A2-A1-A32.对于 50H7 的孔，以中心线为基准，尺寸链如下图A0 为零件最终尺寸，A1 和 A3 是加工余量,是增坏环，A2 是毛坯尺寸，是增坏。所以 A0=A2+A1+A3对于轴承座下端面，底座上表面为基准，尺寸链如下图A0 为零件最终尺寸，A2、A3、A4 是加工余量,是减环，A1 是毛坯尺寸，是增坏。A0=A1-A2-A3-A43.3 设备的选择3.3.1 选择机床（1）工序 1、2、3、5、7 是铣削加工，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用 X5020A 立式铣床。 （机械制造技术基础课程设计表 5-5）（2）工序 9、10 是钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹。根据工件尺寸可以选用Z5125A 型立式钻床。 （机械制造技术基础课程设计表 5-6）（3）工序 4、6、8 是粗镗、半精镗、精镗支承孔，根据工件尺寸可以选用T618 型卧式镗床。 （机械制造技术基础课程设计表 5-9）3.3.2 选择刀具（1）铣削底面时，选用镶齿套式面铣刀，直径 D=80mm（2）铣削底凸台面和螺纹孔面时，选用镶齿套式面铣刀，直径 D=50mm（3）铣削端面时，选用镶齿套式面铣刀，直径 D=100mm（4）镗孔时选用机夹单刃镗刀直径 D=40mm（5）钻孔 mm 时，选用直柄麻花钻，直径 mm。8.98.9（6）钻孔 mm 时，选用直柄麻花钻，直径 mm。5（7）攻螺纹时用 M6 的螺纹刀。（8）扩孔 mm 时，用直径是 mm 的硬质合金扩孔钻。5.10.10（9）扩孔 mm 时，用直径是 mm 的硬质合金扩孔钻。44（10）铰孔 H7mm 时，选择 mm，精度等级为 H7 级的直柄机用铰刀。. 5.3.4 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.4.1 支承孔孔径 50H7支承孔孔径 50H7，表面粗糙度为 1.6，毛坯材料