偏心套的机械加工工艺规程及工艺装备设计【加工M3-6H孔】【含CAD图纸】
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加工M3-6H孔
含CAD图纸
偏心
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课 程 设 计题 目：偏心套的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓名：指导教师：完成日期：摘要现今的世界国家间的竞争已经全面转入科学技术的竞争，而机械工业直接反应一个国家的整体技术水平。无论是核工业还是农具，机械制造业是国家获取其他几乎一切行业设施和工具的来源。可以说人类文明史就是机械制造的历史。我国的工业化建设情况，国际上众说纷纭，虽然在很多高技术项目上颇有建树，但在这次汶川地震中表现出中众多缺陷。包括规模较小，工艺粗糙，关键技术仍依赖国外等等。充分说明在向高技术领域进军的同时，低端产业也应该加强建设。本说明书是为加工机械零件偏心套的加工过程而编写。偏心套以其偏心结构实现内孔直径可调，加上紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定的目的。但因为内圈内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。是一种较为常见的机械零件。关键词：偏心套 零件 加工过程ABSTRACT Nowadays,the competition of world countries has shift to the competition of new science and technology completely,In this age , level of development for the machine industry has become the most important criteria in the judgement in a countrys level of development.From Nuclear industry to dead stock,ALL the establishment and facilities,hat our country need and consume, depend on our machine industry .The histroy of mankind is the histroy of the machine building Consider chinese industry construction,Many argumentations has been bring forward in the globality organization.We enjoy our achievement in some new technologes.But in these serious earthquake in WENCHUAN,we discovered our weakness: dimensions, asperous technics,core technology depend on other countries.So notwithstanding these is the age of advanced krowlage,we must improve our well-rounded technologies. These instruction book is for machine hardware eccentric bushings processing cycle . The eccentric bushing with their proprietary composition accommodate inside diameter ,use the screw to realize the accommodate of inner rings lock-up.Byt bacause their clearance fit composition, they apply to non- or light- load.They are a type of frequently-used machine hardware.Key word : eccentric bushing , machine hardware, processing cycle目 录1 零件工艺性分析-51.1 用途-51.2 技术要求-51.3 工艺性-61.4 生产类型-62 机械加工工艺规程设计-62.1 确定毛坯，绘制毛坯简图-62.2 定位基准-72.3 加工方法-72.4 加工工序-82.5 M3-6H孔的加工余量，尺寸公差-83钻削加工夹具设计-103.1夹具定位装置与定位方案-103.2夹紧装置-123.3 钻孔定位装置-133.4 夹具与机床连接元件-133.5 夹具体-144方案综合评价与结论-145体会与展望-156参考文献-171 零件工艺性分析1.1 用途 该偏心套以30mm孔辅以螺栓与螺丝，使得孔中的轴实现内圈周向、轴向固定。查阅资料表明，该工件一般承受较小的负载。其中30H7孔的精度应予保证。1.2 技术要求： 将该零件的技术要求列入表（1）中 表（1）加工表面 尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra（m）形位公差（mm）左，右端面 IT13 12.5圆柱面 IT1312.530H7内孔IT71.6上平面IT1312.5下平面IT1312.5上平面方形孔IT126.3下平面方形孔IT126.3左端面侧槽IT126.3方形侧孔IT126.3E面孔H11 12.53mm圆孔IT13 12.5M3-6H螺纹孔M36H 12.5 加工热处理方面，要求调质处理硬度230-250HB。在化学处理方面，Fe/Ct.0。1.3工艺性分析零件图可知，该偏心套的左，右端面精度要求并不太高，可用车削加工。外圆柱表面用车削加工。30H7内孔对精度要求较高，由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。30H7内孔较长，需以多步骤加工实现。1.4 生产类型由题目知产量五万件以上，计算其年生产纲领：N零件年生产纲领（件|年）Q产品年产量（台，辆|年）m每台（辆）产品中零件的数量（件|台，辆）a%备品率b%废品率Q=50000台|年，m=1件|台a取3%，b取0.5%计算得 N=51757.5 该偏心套的生产类型属于大批量生产。2 机械加工工艺规程设计2.1确定毛坯，绘制毛坯简图2.1.1 选择毛坯该零件因其一般只用于轻载，冲击小或无冲击的场合。考虑到大量生产，为提高生产效率，毛坯选用圆钢锻件。对零件图进行分析计算，可以大致确定锻件外廓包容体的尺寸。2.1.2 确定毛坯尺寸公差与机械加工余量以其技术要求确认，普通级公差等级。外圆：粗车外圆，表面粗糙度12.5无精车，直径为52mm，零件长度180mm。根据查表判断毛坯直径为52+6=58mm左右端面：加工余量查表得a=1.0mm，长182mm各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6m。综合以上，可查表确定该零件毛坯的尺寸公差与加工余量。形状为锻造棒料。 表（2）项目（mm）机械加工余量(mm)尺寸公差（mm）长度1821.0端面R296.0绘制毛坯零件图。2.2 定位基准2.2.1 精基准：根据其装配要求，选定偏心套右端面与30H7内孔作为精基准。因为如需要专用夹具的侧槽和上平面，下平面以及孔加工都要以它们为基准。另外30H7内孔为精加工。2.2.2 粗基准：需要平整，无飞边，毛刺或其他表面欠缺的加工面，本加工方案选择偏心套外圆柱面与右端面为粗基准。2.3 加工方法根据各加工表面的尺寸与表面粗糙度，列出各工件表面的加工方法，如表（3） 表（3）加工表面 尺寸精度等级表面粗糙度加工方案左，右端面IT1312.5 粗车圆柱面IT1312.5粗车30H7内孔IT71.6钻扩铰上平面IT1312.5粗铣下平面IT1312.5粗铣上平面方形孔IT126.3粗铣下平面方形孔IT126.3粗铣左端面侧槽IT1312.5粗铣方形侧孔IT126.3粗铣E面孔IT12.5 钻3孔IT12.5 钻M3-6H螺纹孔IT12.5 攻螺纹2.4 加工工序加工工序方面，可采用多台机床工作，其中铣床钻床加工阶段需配备夹具。在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，以表（4）列出偏心套工艺路线。 表（4）工序号 工序名称机床设备刀具量具1调质处理调质炉2车削右端面和外径卧式车床C6132外圆车刀游标卡尺3车削左端面与圆锥面 卧式车床C6132外圆车刀游标卡尺4钻、扩、铰30H7孔摇臂钻床C6132莫式锥柄麻花钻，扩孔钻，铰刀卡尺，塞规5粗铣10mm槽立式铣床X5032直柄键槽铣刀游标卡尺6粗铣上平面20槽立式铣床X5032直柄键槽铣刀游标卡尺7 粗铣下平面20槽立式铣床X5032直柄键槽铣刀游标卡尺8上方形槽线切割机床9下方形槽线切割机床1010H11方形槽线切割机床11 2-4H7孔摇臂钻床Z3025直柄麻花钻游标卡尺12直径3mm孔摇臂钻床Z3025直柄麻花钻游标卡尺13螺纹孔M3-6H摇臂钻床Z3025麻花钻、丝锥游标卡尺14 化学处理化学处理装备2.5 M3-6H螺纹孔的加工余量，尺寸公差该道工序为钻车钻削加工。达到设计图的要求。表面粗糙度要求为12.5，由丝锥加工成型。根据技术要求尺寸公差为6H，此公差等级可由丝锥一次加工达到。2.5.1 切削用量的计算a：背吃刀量的计算取=1.5mm。b：进给量的确定由查表可知，该公布的每转进给量应取0.050.15mm，取0.1mmr。c：切削速度的计算查表，按工件材料为45钢的结构选取，切削速度v可取为10mmin。由公式n=1000v d，可得该工序铣刀转速为1061rmin。参照表格所列出的转速，取转速为Z3025钻床的1000rmin。再将此转速带入公式，可求出该工序的实际铣削速度。v=nd1000=1000rmin10mm1000=9.4mmin。d：时间定额1：钻底孔基本时间t1的计算，根据查表结果，铣刀铣削槽的的基本时间计算公为： t1=(52-30)21500 rmin0.1mm/r=0.1min=6.6s 该零件外径为52mm、内径为30mm加工深度为(52-30)2=11mm可求出该工序的基本时间为6.6s2：攻丝时间为t2，M3螺纹螺距为0.5mm,根据根据公式得： t2=(52-30)21000r/min0.5mm/r=0.022min=1.32s该零件外径为52mm、内径为30mm加工深度为(52-30)2=11mm 3.辅助时间：该工序为大批量加工，但是单个工序时间较短，辅助时间为工件装夹时间、更换刀具时间和卸见时间，此时间人为因素较大不易计算初步估算为1min。4：单件时间=6.6s+1.32s+60s=68s。将上述零件工艺规程设计结果填入工艺文件，制作机械加工工艺过程卡片。3 钻削加工夹具设计根据加工工序，进行铣床夹具结构方案设计。夹具的用途与生产规模的大小不同，夹具的结构形式也不同。在本例的大量生产中，夹具的主要作用一方面是要保证产品质量，另一方面还要考虑尽量提高生产效率的问题，应广泛采用多件夹紧机构，气动，液压和电动夹紧装置等高效省力的工具；若在中小批生产中，由于受到生产条件的限制，为使经济性良好，夹具的主要做用就是保证产品质量的目的应尽量是夹具结构简单，广泛采用单件加工的夹具及手动夹紧机构，条件允许的情况下采用可调夹具，成组夹具和组合夹具等。本例在已知工件材料，锻件，机床为Z3025摇臂钻床，大量生产的情况下，现为加工M3-6H设计专用夹具。3.1 夹具定位装置与定位方案定位元件是用以确定工件正确位置的元件，用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。工件在夹具中定位时，根据工件的结构特点和工序加工要求选择的定位基准有各种形式。根据其形状不同，选择不同类型的定位元件。在定为基准确定后，就可以根据工件结构特点和定位基面形状，尺寸等选择标准定位元件。如果没有适合的标准定位元件可选择，设计者可自行设计非标准定位元件。根据零件图与工序条件，以工件30H7内孔有端面及12H11方槽作为定位基准，采用定位芯轴及圆柱销定位、圆柱销与螺纹手动装夹方案。因为加工零件需要限制全部六个自由度。根据M3-6H的加工余量与尺寸公差,钻孔攻丝工序的加工时的切削力较小，螺纹的装夹力完全能满足加工需要3.2 夹紧装置在加工过程中，工件会受到切削力，惯性力，离心力等外力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保证定位的正确位置，而不至于发生位移或产生震动，一般来讲在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置，把工件夹紧压牢在定位元件上。夹紧装置的基本要求是：1：夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置。2：夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形。3：夹紧机构操作安全，省力，夹紧迅速。4：夹紧机构的复杂程度，工作效率与生产类型相适应，结构应尽量简单，便于制造与维修。5：良好的自锁性能。本例中夹紧装置为自行设计的螺旋压板夹紧机构。通过拧紧两侧压板上两侧的夹紧螺母使压板压紧工件，实现夹紧。由于加工槽的需要，本工步在铣削过程中要限制工件的全部六个自由度。使用螺旋压板夹紧机构，用压力与摩擦力实现对自由度的限制。3.3 刀具定位装置对刀，导向元件是用于确定或引导刀具的元件，其作用是使刀具与定位元件之间获得正确的相对位置。本套夹具采用钻套定位，准确的固定了钻孔时钻头的位置。3.4 夹具与机床连接元件夹具与机床连接元件负责将夹具固定在机床上并防止相对运动，是用于保证夹具在机床上定位与夹紧用的元件。本例中夹紧装置与定位装置全部固定在夹具体上，其中定位装置使用螺栓与销，夹紧装置则采用螺母固定在夹具体上。整套夹具与机床采用螺栓连接。3.5 夹具体夹具体是夹具的基本元件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础元件连接成一个有机整体，夹具体应满足如下要求：1：足够的强度与刚度，在夹紧力与切削力作用下页不会产生过大的变形。2：夹具安装稳定，机床夹具通过夹具体安装在工作台上，安装应稳定。3：夹具体结构工艺性良好，应注意夹具体毛坯的制造工艺性，机械加工工艺性与装配的工艺性。4：便于清除切削，为防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面等敏感表面中，要考虑切屑的排除问题。通过夹具体把夹具各组成部分连接起来，并将连接部分剖视。4 方案综合评价与结论本机械零件加工方案针对偏心套零件加工而制定，考虑到了该机械零件在工艺上要保证其内孔的精度与表面粗糙度，针对采用机械加工的方法，分析零件图以及该零件所在部件或总成中的位置，功用以及部件或总成对该零件提出的技术要求以明确其工作表面，加工方法，加工过程，工艺步骤与工艺规程。本方案大致包括了对零件的工艺分析，生产纲领的计算与生产类型的分析，毛坯的种类与制造，毛坯的尺寸与公差，工艺路线的拟定，关键工序的加工余量，工序尺寸与公差的计算，各个工序机床设备与刀具，量具等工艺装备的选择，关键工序的切削用量与时间定额，以及工艺文件的编写。针对要求的关键步骤加工，本方案考虑到加工精度，生产效率，劳动强度与工艺范围设计了钻削专用夹具，以方便该工步的定位与加工。对加工中具体的时间定额等数据也有计5 体会与展望通过这次机械课程设计，我经历了一次完整的将二维图纸上的图形曲线化为在国家工业生产中可以使用的真正零件的设计过程。该课程设计所涉及的问题是一个机械专业的大学生所必须掌握的。这将使我们脱离纸上谈兵，得以真正将自己设计的东西化为看得见，摸得着的实体。十年的纸上谈兵也比不上一次真刀真枪的实战训练，这次课程设计对我的专业知识及实际动手能力，考虑问题能力，把握全局能力都是一次很好的锻炼。在相当长的一个可以预见的历史时期内，机械工业仍然是衡量一个国家现代化程度与工业化进程的最主要标准，微电子工业与生物技术等产业要做到彻底脱离机械工业而独立目前看来还没有可能。而机械工业的最基本组成部分零件的加工制造，当然的成为衡量机械发展水平的重要指标。即使经过几十年的积累，我国在零部件制造方面也只是在低端徘徊，产品也以低端为主。精密性和工艺性水平仍远远没有达到国际先进水平。即使在一些名为国产的设施上，进口件扮演的往往是核心角色。此次汶川地震中救灾的直升机主力20世纪80年代中美蜜月期时购买的“黑鹰”直升机至今仍然需要每年从美国进口零备件以维持运转。这可以看做我国机械工业的一个缩影。前苏联解体后，俄罗斯能用于科研的经费少得可怜，但直到今天，俄式军火出口仍然是世界主要军火出口之一。根据前苏联遗留下来的家底，很多俄式武器并没有太高的技术含量，却因为其制造工艺的先进，材料的优秀质量而得以称霸一方。以至于直到今天这个世界已经无法忽视中国技术制造的年代，中国的军火专家们在自豪的说“中国的技术好”后面也不得不加一句“但俄罗斯的工艺水平是无法替代的。”可见仅仅是一个高级零件加工的方面，我们还远远落后于
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