机械制造技术课程设计-曲柄的工艺规程及铣A面夹具设计【全套图纸】 .doc

设 计 说 明 书设计题目：曲柄的工艺规程及铣a面夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要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。曲柄加工工艺规程及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。全套图纸，加153893706abstrctthis 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 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 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.3制定工艺路线52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5 确定切削用量及基本工时8三 夹具设计183.1问题的提出183.2定位基准的选择183.3切削力和夹紧力的计算183.4定位误差分析193.5夹具设计及操作的简要说明20总 结21致 谢23参 考 文 献24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。曲柄的加工工艺规程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，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1.1：零件的作用曲柄的作用待查1.2、零件的工艺分析 曲柄的加工共有二组加工表面，它们相互之间有一定的要求。现分述如下：1、以基准面a为基准的加工面，包括基准面a，基准面a的对面，18h8孔，两个10h9孔2：以18h8孔，一个10h9孔和基准面a为基准加工3-9面及钻3-4孔有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。二 、工艺规程的设计 2.1 、确定毛坯的的制造形式 零件材料为ht200。在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，年生产量为60000件，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 、基准的选择 （1）、 粗基准的的选择 根据粗基准的选择原则，要亦非加工表面为粗基准，且粗基准只能使用一次，对本工件来说选择三外圆表面为粗基准是非常合理的。（2） 、精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以18h8和10h9的孔作为精基准以基准面a作为辅助基准。 2.3 、制订工艺路线（1）、工艺路线方案一：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：粗铣，半精铣，精铣基准a，粗糙度为1.6工序四；粗铣，半精铣，精铣基准a对面，粗造度为1.6工序五：钻，扩，铰18h8和两个10h9及其倒角，三孔相对于基准面a的垂直度公差为0.05粗糙度1.6工序六：铣3-9面，粗糙度为12.5工序七：钻，铰3-4，粗糙度为3.2工序八：质检，入库（2）、工艺路线方案二：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：粗铣，半精铣，精铣基准a，粗糙度为1.6工序四；粗铣，半精铣，精铣基准a对面，粗造度为1.6工序五：铣3-9面，粗糙度为12.5工序六：钻，扩，铰18h8和两个10h9及其倒角，三孔相对于基准面a的垂直度公差为0.05粗糙度1.6工序七：钻，铰3-4，粗糙度为3.2工序八：质检，入库（3）、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是先加工所有的面，然后加工所有孔。方案一则是先加工基准面a和基准面a的对面，然后再加工这2个面上的圆孔，这样用这2个面上加工的孔定位。加工其的精度比较高的面，很好的保证了精度，经比较可知，显然方案一比方案二能更好的保证了精度要求。具体的工艺过程如下：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：粗铣，半精铣，精铣基准a，粗糙度为1.6工序四；粗铣，半精铣，精铣基准a对面，粗造度为1.6工序五：钻，扩，铰18h8和两个10h9及其倒角，三孔相对于基准面a的垂直度公差为0.05粗糙度1.6工序六：铣3-9面，粗糙度为12.5工序七：钻，铰3-4，粗糙度为3.2工序八：质检，入库 2.4 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 曲轴零件材料为ht200 重量为1生产类型为大批量生产，年生产量为60000件，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 曲柄的基准面a由于曲柄的基准面a要与其他面接触，同时又是18h8和两个10h9孔的中心线的基准，粗糙度要求为1.6，查相关资料知余量留2.5mm比较合适。3、曲柄的孔毛坯为实心。孔的精度要求介于it8it9之间 2.5、确定切削用量及基本工时工序一：铸造工序二：时效处理工序三：粗铣，半精铣，精铣基准a，粗糙度为1.6工步一：粗铣基准a 1. 选择刀具刀具选取面铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为.工步二：半精铣基准面a 1. 选择刀具刀具选取面铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为.工步三：精铣基准面a 1. 选择刀具刀具选取面铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为.工序四：粗铣，半精铣，精铣基准a对面，粗造度为1.6与工序三相似，在此就不多做说明。工序五：钻，扩，铰18h8和两个10h9及其倒角，三孔相对于基准面a的垂直度公差为0.05粗糙度1.6工步一钻，扩，铰18h8及其倒角1.钻孔至14确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14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2：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3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为4：倒角工步二：钻，扩，铰两10h9孔与工步一相似，在此就不多做说明工序六：铣3-9面，粗糙度为12.5刀具选取面铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取2150当2150r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为总的工时：t=3t=0.093min工序七：钻，铰3-4，粗糙度为3.2工步一：钻3-3.4钻3.4孔的切削用量及基本工时(1)钻3.4mm孔机床：z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻61)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度v=2434m/min. 取v=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 2810r/min与2850r/min相近的机床转速为2810r/min。现选取=2850r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=11mm; =1.7mm; =3mm;t= =0.0423min总的工时：t=3t=0.127min工步二：铰3-4根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为总的工时：t=3t=0.619min工序八：质检，入库三、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第1道工序铣a面的铣床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于铣a面，有本道工序加工精度要求高，为此，只考虑如何提高生产效率上和精度要求。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采下端面和外圆面为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。3.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用端铣刀 30mm z=12机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 f=889.4n 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 k=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 f=+g g为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=15mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.4 定位误差分析 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： td=dmax-dmin 本工序采用一活动v型块，一挡快定位，工件始终靠近挡块的一面。但是，由于此道工序后还有精加工，因此本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。3.5 夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和autocad等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努