机械制造技术课程设计-油缸体的工艺规程及钻φ40孔的夹具设计【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：油缸体的工艺规程及40 孔的工艺规 程和夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 10-2 班 姓 名： 指导教师： 完成日期：2013/6/30 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 一、设计题目一、设计题目 （1）油缸体的工艺规程 （2）40 孔的工艺规程及夹具设计 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 2 2 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 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 3 摘摘 要要 机械制造技术基础课程设计是未来从事机械制造技术工作的一 次基本应用能力的全面训练。 设计内容：设计“油缸体”零件的机械加工工艺规程及工艺装 备，并绘制出零件图、毛坯图、夹具装配图，夹具体零件图。填写 机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。编制课程设计说 明书。 设计意义：本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成 生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。通 过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问 题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机 械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提 高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作 进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 4 abstract mechanical manufacturing technology foundation course design will be the future work in the mechanical manufacturing technology of a basic application ability of comprehensive training. design content: oil cylinder parts machining process planning and process equipment, and draw out the part drawing, blank drawing, fixture assembly drawing, the specific part drawing. comprehensive card fill in machining process, machining process card. preparation of curriculum design specification. design meaning: this course design is one of the important practice teaching link. is at the completion of production practice, learned after mechanical manufacturing technology base and other professional courses. through this course design, theory of learning combined with production practice, exercise their ability to analyze and solve problems, in the process, i independently analyze and solve the problem parts of machinery manufacturing technology, designs the special machine tool fixture is a typical process equipment, improve the ability of structure design, for the graduation design in the future and for yourself in the future will be engaged in work for a fitness training, thus laid a good foundation. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 5 目录 1 零件的分析7 1.1 零件的用途7 1.2 零件的技术要求7 1.3 零件的工艺性8 1.4 零件的生产类型8 2 毛坯的确定8 2.1 选择毛坯8 2.2 确定机械加工余量8 2.3 毛坯简图9 3 机械加工工艺规程9 3.1 定位基准的确定9 3.2 表面加工方法的确定10 3.3 加工阶段的划分10 3.4 工序的集中与分散10 3.5 工艺路线的确定11 4 工序尺寸的确定12 5 切削用量及时间定额的计算12 5.1 切削用量12 5.1.1 粗铰工步12 5.1.2 半精铰工步12 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 6 5.2 时间定额的计算12 5.2.1 基本时间的计算12 5.2.2 辅助时间的计算13 5.2.3 其他时间的计算13 6 夹具设计13 6.1 定位方案13 6.2 夹紧机构14 6.3 导向装置14 6.4 误差分析14 7 体会与展望15 8 参考文献16 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 7 1 零件的分析零件的分析 1.1 零件的用途零件的用途 液压油缸主要用于需长时间支撑重物的地方，它可在除去油压时 仍可支持重物，而且安全可靠。可用于水下，单作用，负载回缩，螺 母自锁使负载更安全，特别在大型工程应用中，其易操作控制，设计 有安全保压装置，内置卸压阀防止过载，以保护自锁式千斤顶以利于 安全操作。该装置的连接，采用的是高压胶管和螺纹接头连接，具有 使用快捷，并克服快速传统接头漏油缺点主要用于电力、建筑、机械 制造、矿山、铁路桥梁、造船等多种行业的设备安装起顶拆卸作业。 1.2 零件的技术要求零件的技术要求 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 8 1.3 零件的工艺性零件的工艺性 油缸的总体结构较简单，外圆柱面结构要求高。内表面粗糙度要 求较高。主要加工表面有40 孔、16 孔、30 孔、左端面、右端 面、外圆柱面、内腔。除内腔外其余表面粗糙度要求均低，不需要高 精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工半精加工就可以达到加工要 求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。 1.4 零件的生产类型零件的生产类型 零件的生产类型为大批生产 2 毛坯的确定毛坯的确定 2.1 毛坯的选择毛坯的选择 油缸工作过程中承受较为稳定的较大载荷，为增强油缸的强度和 韧度，获得纤维组织，毛胚需选用锻件。该油缸的轮廓尺寸较大、且 生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制 造毛坯。毛坯拔模斜度为 5。油缸左右两部分有焊接的要求所以用 20 号钢。 2.2 确定机械加工余量确定机械加工余量 锻件重量/kg 包容体重量 /kg 形状复杂系 数 材质系数 公差等级 6 15 0.06 m1 普通级 项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差 /mm 备注 宽度 r251 22.7（取 2） 3.6( +2.4 - 1.2) 表 2- 10 宽度 r200 22.7（取 2） 表 2- 13 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 9 长度 710 （右 部分） 2 表 2- 10 长度 125 2 表 2- 10 孔径40 2 表 2- 14 孔径324 5 表 2- 10 2.3 毛坯简图毛坯简图 3 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 3.1 定位基准的确定定位基准的确定 加工内腔时以外圆柱面的轴线为基准， 加工40 孔时以左端面为 基准。 3 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 3.1 定位基准的确定定位基准的确定 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确 与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工 艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行， 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 10 难以在工期内完成加工任务。该工序用短心轴、挡板、挡销钉限制六 个自由度。因夹紧装置与加工位置有一定的距离为防止加工过程中零 件变形在与加工位置下方对齐的位置用一个支撑钉辅助支撑。 3.2 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 加工表面 尺寸精度等级 表面粗 糙度 加工方案 备注 左端面 it12 6.4 粗车 表 1.6-表 1.8 油缸盖右腔 it12 3.2 粗铣-半精铣 表 1.6-表 1.8 内腔 it7 0.2 粗镗-半精镗-精镗 表 1.6-表 1.8 右端面 it10 3.2 粗车-半精车 表 1.6-表 1.8 外圆柱面 it10 3.2 粗车-半精车 表 1.6-表 1.8 16 孔 it10 3.2 钻-扩-攻螺纹 表 1.6-表 1.8 40 孔 it10 1.6 粗铰-半精铰-攻螺 纹 表 1.6-表 1.8 3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 该零件总体加工阶段分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶 段。粗加工时把零件的总体轮廓，尤其是外圆柱面加工出来。半精加 工阶段把粗糙度加工到 3.2.精加工阶段主要把内腔的粗糙度加工到 0.2. 3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 零件选用工序集中的原则安排加工工序。该零件的生产类型为大 批生产，可以采用万能型机床配以专用工夹具，以提高生产率；而且 运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而 且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的 相对位置精度要求。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 11 3.5 工艺路线的确定工艺路线的确定 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗车左端面 ca6140 车床 外圆车刀 游标卡尺 2 铣油缸盖右腔 z525 铣床 铣刀 游标卡尺 3 焊接处理 4 车右端面 c630 外圆车刀 游标卡尺 5 车外圆柱面 c630 外圆车刀 游标卡尺 6 镗油缸体内腔 镗床 镗刀 内径千分尺 7 较孔40 z525 钻床 较刀 内径千分尺 8 攻螺纹 z525 钻床 丝锥 卡尺 塞规 9 钻孔16 z525 钻床 直柄麻花钻 内径千分尺 10 攻螺纹 z525 钻床 丝锥 卡尺 塞规 11 钻孔30 z525 钻床 直柄麻花钻 内径千分尺 12 攻螺纹 z525 钻床 丝锥 卡尺 塞规 13 去毛刺 钳工台 平锉 14 清洗 清洗机 15 终检 塞规 卡尺 百 分表等 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 12 4 工序尺寸的确定工序尺寸的确定 （工序 7 的尺寸确定）查表 2-28 得，粗铰余量 z=0.07mm，半精铰 余量 z=0.04mm； 查表 1-20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为， 粗铰：it12；半精铰：it10.根据上述结果，再查标准公差数值表可 确定各工步的公差值分别为，粗铰：0.058mm，半精铰：0.015mm。 如上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：粗铰39.93 +0.058 0 半精铰 40 + 0.01 5 0 .它们的相互关系如下图所示：(加工方向从左到右) 5 切削用量及时间定额的计算切削用量及时间定额的计算 5.1 切削用量切削用量 5.1.1 粗铰粗铰工工步步 1）背吃刀量的确定 取 a p=0.16mm 2）进给量的确定 由表 5-22 选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r 3）切削速度的计算 由表 5-22 按工件材料为 20 号钢的条件选取，切 削速度 v 可取为 30m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头转 速 n=239r/min,参照表 4-9 所列 z525 立式钻床的主轴转速，取转速 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 13 13 n=272r/min.再 将 此 转 速 代 入 上 述 公 式 得 到 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 v=30.75m/min。 5.1.2 半精铰工步半精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 a p=0.10mm 2）进给量的确定 由表 5-22 选取该工步的每转进给量 f=0.3mm/r 3）切削速度的计算 由表 5-31 切削速度 v 可取为 4m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序转速 n=327r/min，参照表 4-9 所列 z525 立式钻床的主轴转速，取转速 n=392r/min.再将此转速代入上述公式 得到该工序的实际钻削速度 v=44.3m/min. 5.2 时间定额的计算时间定额的计算 5.2.1 基本时间的计算基本时间的计算 1）粗铰工步 根据表 5-41，扩圆柱孔的基本时间可由公式 t j=l/fn 求 得。l=76mm,f=0.4mm/r, n=272r/min,将之代入公式的 t j=69.9s. 2)半精铰工步 同上 t j=l/fn=（l+ l 1+ l 2）/fn.由表 5-42 按 k r=15， a p=0.05mm 的条件查得 l 1=0.19mm, l 2=13mm,l=76mm, f=0.3mm/r, n=392r/min,将数据代入公式中得 t j=75.8s。 5.2.2 辅助时间的计算辅助时间的计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 t f与基本时间 t j之间的关系为 t f=（0.15-0.2） t j。这里取 t f=0.15 t j，则工序的辅助时间分别为： 1)粗铰工步的辅助时间 t f=0.15*69.9=10.49s 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 14 14 2)半精铰工步的辅助时间 t f=0.15*75.8=11.37s 5.2.3 其他时间的计算其他时间的计算 此次设计的油缸为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚 微，可忽略不计；布置工作地时间 t b是作业时间的 2%-7%，休息与生 理需要时间 t x是作业时间的 2%-4%，这里均取为 3%，则各工序的其他 时间（ t b+ t x）可按关系式（3%+3%）*（ t j+ t f）计算，它们分别为： 1)粗铰工步的其他时间： （ t b+ t x）=6%*（69.9+10.49）=48.23s 2)半精铰工步的其他时间为： （ t b+ t x）=6%*（75.8+11.37）=52.30s 6 夹具夹具设计设计 6.1 定位方定位方案案 用短心轴、挡板、螺栓限制自由度。定位基准应尽可能与工序基 准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加 工。 故加工40 孔时以油缸左端面为基准定位。 本设计内腔用短心轴、 左端面用挡板、右侧外圆柱面用挡销来限制零件的自由度，符合六点 定位原理。 6.2 夹紧夹紧机机构构 夹紧机构的组成：1）动力装置:动力装置是产生夹紧力的装置。 通常是指机动加紧时所用的气动、液压、气动装置。2）夹紧元件:夹 紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触 面完成夹紧动作。3）中间传动机构:中间传动机构是介于力源和夹紧 元件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元 件。 根据生产率要求，本工序运用手动夹紧可以满足。采用带自锁的 外部浮动夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的表面夹紧。压板夹紧力 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 15 15 主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与较孔 时产生的力方向相同， 所以可免去夹紧力的计算。 由于零件尺寸较大， 夹紧的位置离加工面有一定的距离，为防止零件变形在加工孔的位置 下方用一个支撑钉辅助支撑。 6.3 导向装置导向装置 钻床夹具的刀具导向元件为钻套，钻套的作用是确定刀具相对夹 具定为元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止 刀具在加工中发生偏斜。本设计采用可换式钻套。本工序要求对被加 工的孔依次进行粗较、半精铰的加工，最终达到工序简图上规定的加 工要求，故选用固定钻套作为刀具的导向元件，确定钻套高度 h=2d=2 40=80mm，排泄间隙 h=0.83d=0.83*40=33.2mm。 6.4 误差分析误差分析 缸体与心轴采用过盈配合，基准位移误差为零。定位基准是油缸 体左端面，基准不重合误差为零。 7 体会体会与与展望展望 通过将近三个星期的学习，终于完成了这个项目，课程设计作为 机械制造基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了 理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段