机械制造技术课程设计-导向套零件的机械加工工艺规程及钻4-φ10mm夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：导向套零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 10-03 姓 名： 指导教师： 完成日期：2013.07.01 辽宁工程技术大学课程设计 i 一、设计题目一、设计题目 导向套零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计导向套零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型:（中批或大批大量生产） 三、上交材料三、上交材料 1绘制零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程综合卡片 1 套 4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1 套 5绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图， 一般为夹具体） 。 1 张 7编写课程设计说明书（约 5000-8000 字） 。 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。 2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计 并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进 行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 2021 天，答辩 辽宁工程技术大学课程设计 ii 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 辽宁工程技术大学课程设计 iii 摘要摘要 本设计的内容是制订导向套加工工艺规程及工艺装备设计，通 过分析导向套从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构、主 要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。导向套零件的加工 工艺规程及其钻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，分析夹具结构的理性与不足之处，并在 以后设计中注意改进。 关键词：导向套、工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 辽宁工程技术大学课程设计 iv abstract the content of this design is for guide sleeve machining process planning and process equipment design, through the analysis of the guide sleeve from blank to the finished product machining process, summarized the structure, the main processing surface, and formulate the corresponding machining process planning. guide sleeve parts machining process planning and drilling fixture design is including the parts processing process design, process design and special fixture design three parts. should first analyze the parts in the process design, understand the parts of the process to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process routes of the parts; then each work step of the process of parts size calculation is the key to determine the process equipment for each process and cutting parameter; then designed fixture design, select design fixture of each components, such as positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; when calculate the fixture positioning positioning error, analysis of clamp structure rationality and deficiency, and pay attention to improve in the later design. keywords: guide sleeve, process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error. 辽宁工程技术大学课程设计 1 目录目录 目录目录 . 1 1 零件工艺性分析零件工艺性分析 3 1.1 零件的用途零件的用途 . 3 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 . 3 1.3 零件的生产类型零件的生产类型 . 4 2 零件加工工艺规程设计零件加工工艺规程设计 4 2.1 确定毛坯，绘制毛坯简图确定毛坯，绘制毛坯简图 . 4 2.2 定位基准定位基准 . 4 2.3 加工方法选择加工方法选择 . 5 2.3.1 加工表面加工表面 5 2.3.2 孔的加工孔的加工 6 2.4 加工工序加工工序 . 7 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 2.6 加工工艺过程及确定切削用量和工时加工工艺过程及确定切削用量和工时 8 2.6.1 工艺准备机械铸造铸造工艺准备机械铸造铸造 . 8 2.6.2 时效处理时效处理 8 2.6.3 车端面车端面 a、b 8 2.6.4 车外车外圆圆 1、2 9 2.6.5 工序工序 5 切削用量及基切削用量及基本本时时间间的确的确 . 9 2.6.6 车车倒角倒角 1.5x45 . 10 2.6.7 钻钻孔孔 . 10 2.6.8 拉槽拉槽 . 16 2.6.9 表面表面清洗去清洗去毛毛刺刺 16 2.6.10 检验检验 16 2.6.11 入库入库 16 3 机机床夹具床夹具设计设计 . 17 3.1 设计要设计要求求 17 3.2 夹具夹具设计设计 17 3.2.1 定位基准的选择定位基准的选择 17 3.2.2 切削切削力力及及夹紧力夹紧力的计的计算算 17 辽宁工程技术大学课程设计 2 3.2.3 定位误差的分析定位误差的分析 18 3.3 夹紧装置夹紧装置 19 3.4 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 19 综合评价和结论综合评价和结论 . 21 体会与展望体会与展望 . 22 参考文献参考文献. 23 辽宁工程技术大学课程设计 3 1 零件工艺性分析零件工艺性分析 1.1 零件的用途零件的用途 据资料所示，可知该零件是 zqsn6-6-3 导向套，是机床进给机构的零件， 具有确保加工工件位置准确度的作用。 图 1-1 导向套 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 zqsn6-6-3，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，导向套有两组加工面有位置准确度要求。该零件的主要加工 面可分为两组： 1.以外园为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和端面，内圆。 辽宁工程技术大学课程设计 4 2.一个是以内圆为基准的加工面，这个主要是外圆的加工和各个孔槽的钻 削。 1.3 零件的生产类型零件的生产类型 导向套零件的生产类型选择大批生产 2 零件加工工艺规程设计零件加工工艺规程设计 2.1 确定毛坯，绘制毛坯简图确定毛坯，绘制毛坯简图 零件的材料为 zqsn6-6-3，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷 情况，选用机器砂型铸造。毛坯图如图： 图 2-1 导向套毛坯 2.2 定位基准定位基准 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择正确合理， 可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百 出。 粗基准的选择:对导向套这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关 辽宁工程技术大学课程设计 5 重要的。对回转体零件我们通常以外园作为粗基准。 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。因此我们采用孔作为精基准。由参考文献可知，查得该铸件的尺寸 公差等级 it 为 810 级，加工余量等级 ma 为 g 级，故 it=10 级，ma 为 g 级。 2.3 加工方法选择加工方法选择 2.3.1 加工表面加工表面 用查表法确定各加工表面的总余量 表 2.1 各加工表面的总余量 由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差 表 2.2 铸件主要尺寸的公差 主要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 ct 圆柱的两端面 长 75 4 79 12.5 内孔面 60 3 57 12.5 小圆柱面 70 5 75 12.5 孔内表面 10 4 6 12.5 大外圆柱面 105 5 110 12.5 面的加工（所有面） 加工表面 基本尺 寸 加工余量 等级 加工余量 数值 说明 105 的端面 75 h 4.0 顶面降一级，单侧加工 105 的外圆柱端面 10 g 2.5 整体加工（取下行值） 10 的孔 10 h 3.0 孔降一级，双侧加工 70 的端面 70 g 2.5 双侧加工（取下行值） 槽 r1.5 g 0 加工（取下行值 60 的孔 60 h 3.0 孔降一级，双侧加工 辽宁工程技术大学课程设计 6 根据加工长度的为 75mm，毛坯的余量为 4mm，粗加工的量为 2mm。根据机 械工艺手册加工的长度的为 75、加工的宽度为 105，经粗加工后的加工余 量为 1.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 2.3.2 孔的加工孔的加工 1. 60mm. 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于 it7it8 之间。查机械工艺手册 确定工序尺寸及余量。 钻孔：59mm. 2z=0.75mm 扩孔：59.75mm 2z=0.18mm 粗铰：59.93mm 2z=0.07mm 精铰：60h9 2. 10mm. 毛坯为实心，冲孔，孔内要求精度介于 it7it8 之间。查机械工艺手册 确定工序尺寸及余量。 钻孔：9mm. 2z=0.85mm 扩孔：9.85mm 2z=0.1mm 粗铰：9.95mm 2z=0.05mm 精铰：10 5.钻6mm 孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 it8it9 之间。查机械工艺 手册确定工序尺寸及余量。 钻孔：5.8mm 2z=0.02mm 精铰：6h7 辽宁工程技术大学课程设计 7 2.4 加工工序加工工序 制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精 度等技术要求能合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工 艺方案： 工序 1：工艺准备机器砂型铸造 工序 2：人工时效处理 工序 3：车 a、b 两端面 工序 4：车外圆105、70 及台阶面 工序 5：车内孔60 工序 6：车倒角 工序 7：钻6 孔 工序 8：钻 4x10 孔 工序 9：拉削槽 r1.5 工序 10：清洗去毛刺 工序 11：检验 工序 12：入库 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 导向套零件材料为 zqsn6-6-3,生产类型为大批量生产， 采用砂型机铸造毛 坯。 导向套的外圆和端面 因轴套的外圆和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为 1.5mm. 导向套的轴孔 毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 it7-it8 之间，参照参数文献， 确定工艺尺寸余量为 2.5 辽宁工程技术大学课程设计 8 表面粗糙度均为圆柱外表面 1.6 大孔内表面为 3.2 孔端面 采用 2 次走刀完加工表面， 表面粗糙度为 3.5， 根据参考文献， 其余量 z=1.0mm 2.6 加工工艺过程及确定切削用量和工时加工工艺过程及确定切削用量和工时 2.6.1 工艺准备机械铸造铸造工艺准备机械铸造铸造 2.6.2 时效处理时效处理 2.6.3 车端面车端面 a、b 选硬质合金车刀 车削深度，因为本工序为车105mm 孔的端面。已知工件材料为 zqsn6-6-3， 因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择 a=1.0mm，一次走刀即可完成所 需长度。 机床功率为 7.5kw。 查，切削手册 f=0.140.24mm/z。 选较小量 f=0.14mm/z。 3）查后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 t=180min 查切削手册表 3.8，寿命 t=180min 4）计算切削速度按切削手册，查的 vc=98mm/s,n=439r/min,vl=490mm/s. 据 ca6140 卧式车床 车床参数 选择nc=475r/min，vfc=475mm/s，则实际切削速度 vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min ， 实 际 进 给 量 为fzc=vfc/ncz=475/ （300*10）=0.16mm/z。 5）机床校验功率 查切削手册pcc=1.1kw，而机床所能提供功率 pcmpcc。 故校验合格 最终确定 ap=1.0mm，nc=475mm/s,vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z. 6)计算工时 辽宁工程技术大学课程设计 9 tm=l/nf=110/0.16*475=1.45min tm=l/nf=79/0.16*475=1.04min 2.6.4 车外圆车外圆 1、2 选硬质合金刀 1）车削深度，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择 a=1.0mm，一次走 刀即可完成所需长度。 机床功率为 7.5kw。 查，切削手册 f=0.140.24mm/z。 选较小量 f=0.14mm/z。 3）查后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 t=180min 查切削手册表 3.8，寿命 t=180min 4）计算切削速度按切削手册，查的 vc=98mm/s,n=439r/min,vl=490mm/s. 据 ca6140 卧式车床 车床参数 选择nc=475r/min，vfc=475mm/s，则实际切削速度 vc3.14*80*475/1000=119.3m/min ， 实 际 进 给 量 为fzc=vfc/ncz=475/ （300*10）=0.16mm/z。 机床校验功率 查切削手册pcc=1.1kw，而机床所能提供功率 pcmpcc。 故校验合格 最终确定 ap=1.0mm，nc=475mm/s,vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z. 6)计算工时 tm=l/nf=105/475*0.16=1.38min tm=l/nf=75/475*0.16=0.987min 2.6.5 工序工序 5 切削用量及基本时间的确切削用量及基本时间的确 1.切削用量 本工序车孔60、 孔口倒角， 加工条件为： 工件材料为 zqsn6-6-3,选用 ca6140 车床。刀具选择，后角o120，45 度车刀。 辽宁工程技术大学课程设计 10 1.车孔切削用量 查切削手册f=0.70-0.86mm/r l/d=26/10=2.6pcc。 故校验合格 最终确定 ap=1.0mm，nc=475mm/s,vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z. 6)计算工时 tm=l/nf=（5+75）/475*0.16=1.05min。 2.6.5工序切削用量及基本时间的确定 1.切削用量 本工序车孔60、 孔口倒角， 加工条件为： 工件材料为 zqsn6-6-3,选用 ca6140 车床。刀具选择，后角o120，45 度车刀。 查切削手册f=0.70-0.86mm/r l/d=26/10=2.6 f1 所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。 3.2.3 定位误差的分析定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为孔销配合，而该 定位元件的尺寸公差为， 而孔径尺寸为自由尺寸精度要求， 可满足加工要求。 定位误差分析 f 60h9/f8： 根据配合公差 f 60h9 /f8 由以上可知 1max=0.074，2max=0.071 辽宁工程技术大学课程设计 19 分析定位误差： 基准不重合误差： 因钻孔时，定位基准为心轴的中心线，工序基准也为心 轴的中心线。 故：jb=0 3.3 夹紧装置夹紧装置 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。 3.4 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 使用心轴定位，采用开口压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。 1、保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装，包含了两层含义：一是工件通过夹具上的定位 元件获得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加 工过程中保持不变，称为夹紧。这样，就可以保证，工件加工表面的位置精 度，且精度稳定。 2、提高生产率 使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正、对刀等辅助时间，采用多件、 辽宁工程技术大学课程设计 20 多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提 高生产率。 3、扩大机床的使用范围 有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使范 围。如在车床床鞍上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工。 4、减轻工人的劳动强度，保证生产安全 5、保证加工精度 其关键是定位、加紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和 验算 6、夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提自 动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定得可调 性，以适应多品种工件的加工。 7、安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位习 惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工笨 重时，更需要减轻工人劳动强度。 机排屑顺畅 床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生 热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率因夹具设计 中要给予排屑问题充分的重视。 9、机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高家具的制精 度。 辽宁工程技术大学课程设计 21 综合评价和结论综合评价和结论 本机械零件加工方案针对导向套零件加工而制定，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，