套筒零件的工艺规程及钻3-φ10孔夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
套筒零件的加工工艺规程及其钻3-Φ10孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

ABSTRCT

This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.

Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error

目    录

序言…………………………………………………………………1

一. 零件分析  ……………………………………………………2
1.1 零件作用  ………………………………………………2
1.2零件的工艺分析 …………………………………………2

二. 工艺规程设计…………………………………………………3
2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………3
2.2基面的选择传 ……………………………………………3
2.3制定工艺路线 ……………………………………………3
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 …………5
2.5确定切削用量及基本工时………………………………5

三  夹具设计……………………………………………………14
3.1问题的提出………………………………………………14
3.2切削力及夹紧力计算……………………………………14
3.3定位误差分析……………………………………………15
3.4夹紧误差…………………………………………………15
3.5夹具设计及操作简要说明………………………………16

总 结………………………………………………………………18
致 谢………………………………………………………………19
参考文献 …………………………………………………………20

序   言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
套筒零件的加工工艺规程及其钻3-Φ10孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

一、零件的分析
二、

1.1  零件的作用
套筒的作用，待查

1.2  零件的工艺分析
套筒有2组加工面他们有位置度要求。
这2组加工面的分别为
1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和上下端面
2：一个事以Φ20H7为基准的加工面，这组加工面包括，Φ20H7孔，3-Φ10H7孔，键槽

二. 工艺规程设计
2.1  确定毛坯的制造形式
零件的材料为HT15，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。

2.2  基面的选择的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。
粗基准的选择：对套筒这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。
精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用Φ20H7孔及键槽做为精基准
2.3  制定工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：
方案一
工序Ⅰ：准备铸件毛坯
工序Ⅱ：洗去上面的砂粒及尘土
工序Ⅲ：在套筒表面涮上油漆
工序Ⅳ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的上表面
工序Ⅴ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的下表面
工序Ⅵ：钻Φ18孔，扩Φ18至Φ19.4孔，铰Φ19.4孔至Φ20H7
工序Ⅶ：拉键槽
工序Ⅷ：粗车，精车Φ75的外圆面
工序Ⅸ：钻3-Φ8孔，扩Φ8至Φ9.4，铰Φ9.4至Φ10H7
工序X：检验合格后，交付装配
方案二
工序Ⅰ：准备铸件毛坯
工序Ⅱ：洗去上面的砂粒及尘土
工序Ⅲ：在套筒表面涮上油漆
工序Ⅳ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的上表面
工序Ⅴ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的下表面
工序Ⅵ：粗车，精车Φ75的外圆面
工序Ⅶ：钻Φ18孔，扩Φ18至Φ19.4孔，铰Φ19.4孔至Φ20H7
工序Ⅷ：钻3-Φ8孔，扩Φ8至Φ9.4，铰Φ9.4至Φ10H7
工序Ⅸ：拉键槽
工序X：检验合格后，交付装配
工艺方案一和方案二的区别在于方案一把键槽的加工放到3-Φ10H7的前面，还有就是将钻Φ20H7孔放到了车Φ75的外圆面的前面，把键槽的工序放到前面做，为后面钻3-Φ10H7孔的加工提供了定位基准，节约了订做夹具的成本，节省了工件装夹的时间，另车Φ75的外圆面放到了钻孔的前面，这样Φ75的外圆面的加工将无法定位，所以我们选择方案一
具体的工艺路线如下
工序Ⅰ：准备铸件毛坯
工序Ⅱ：洗去上面的砂粒及尘土
工序Ⅲ：在套筒表面涮上油漆
工序Ⅳ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的上表面
工序Ⅴ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的下表面
工序Ⅵ：钻Φ18孔，扩Φ18至Φ19.4孔，铰Φ19.4孔至Φ20H7
工序Ⅶ：拉键槽
工序Ⅷ：粗车，精车Φ75的外圆面
工序Ⅸ：钻3-Φ8孔，扩Φ8至Φ9.4，铰Φ9.4至Φ10H7
工序X：检验合格后，交付装配
2.4   机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
套筒零件材料为HT15，
生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。
1、套筒的外圆和上下端面
套筒的外圆和上下端面的精度要求为3.2，相对较高，查《机械制造工艺学与夹具设计参考资料》，表2-12得，Z=1.0mm
2、套筒的Φ20H7孔，3-Φ10H7孔
因为孔的直径最大才有20mm,很难直接铸造出，所以采用实心铸造
2.5   确定切削用量及基本工时
工序I：准备铸件毛坯
工序II：洗去上面的砂粒及尘土
工序III：在套筒表面涮上油漆
工序IV：粗铣，半精铣，精铣Φ75的上表面
工步一：粗铣Φ75的上表面
1)选择刀具  
根据《机械加工工艺师手册》铣削宽度ae≤5mm时。直径为do=50mm　故齿数Ｚ＝８，由于采用标准镶齿圆柱铣刀
铣刀几何参数  rn=10°ao=16° 
2) 切削用量  本道工步切削宽度ac＝3±0.8ｍｍ，根据《机械加工工艺师手册》表30—13，铣床功率5—10KW，工艺系统刚度为 中，镶齿铣刀，加工材料为灰铸铁，可选择粗铣时每齿进给量af=0.2—0.3mm/z
3)选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据《切削用量简明手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm，刀具寿命 T=120min
4)确定切削速度
VcZ=8, aP=40-70mm, ac=3±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.07501mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min)  n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min   根据X62W型铣床说明书选n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min  Vf=nf=160x0.6=96mm/min
选Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 机床功率： 当Vc=71m/min    ae=3mm    ap=41mm    fz=0.08   Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系数：
故Pct＜0.8,
根据X51型铣床说明书，机床主轴允许的功率为
Pcm=7.5×0.75=5.63kw    故Pcc＜Pcm  因此所决定的切削用量可以采用。     ae=3mm Vf=80m/min=160r/min Vc=25.1m/min  fz=0.0625mm/z
6) 基本工时
Tm=(L+L1+△)/Vf=(75+3)/80=0.525（min）   L1+△=3mm
工步二：  半精铣Φ75的上端面
1）选择刀具 
刀具与上道工步是同一把刀。
2）切削用量
    留半精铣的加工余量为0.4，所以本道工步切削宽度ae＝1mm，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据《机械加工工艺师手册》表30—13得每转进给量ｆ＝0.5～1.2mm/r就能满足要求，但考虑到X51功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和X62W铣床说明书  所以每转进给量ｆ＝0.6mm/r
3）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工时基本工时根据  《切削用量简明手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(75+2)/125=0.336（min）   L1+△=2mm
工步三：精铣Φ75的上端面
1）选择刀具 
刀具与上道工步是同一把刀。
2）切削用量
    留精铣的加工余量为0.1，所以本道工步切削宽度ae＝1mm，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据《机械加工工艺师手册》表30—13得每转进给量ｆ＝0.5～1.2mm/r就能满足要求，但考虑到X51功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和X62W铣床说明书  所以每转进给量ｆ＝0.6mm/r
3）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工时基本工时根据  《切削用量简明手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(75+1)/125=0.335（min）   L1+△=1mm
工序Ⅴ：粗铣，半精铣，精铣Φ75的下表面与工序IV相同，在此就不多做说明
工序Ⅵ：钻Φ18孔，扩Φ18至Φ19.4孔，铰Φ19.4孔至Φ20H7
工步一钻孔至φ18
确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ18孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则

  根据Z525机床说明书，现取
切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
                                                                        
  根据机床说明书，取，故实际切削速度为
     
   切削工时：，，，则机动工时为
  
 
工步二：扩孔
利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取
   
   根据机床说明书，选取
     
则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为
   
   切削工时：，，，则机动工时为
   
工步三：铰孔
根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得
   
查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。