机械制造技术课程设计-十字沟槽的机械加工工艺规程及钻铰孔工艺装备设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 十字沟槽的机械加工工艺规程及钻 铰孔工艺装备设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 涉机 07- 1 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 摘摘 要要 机械制造课程设计是我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课 以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学 各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练, 因此,它在我们四年的大学学业中占有重要的地位。 这次设计的是十字沟槽，有零件图、毛坯图、夹具体图、装配图 各一张， 机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序 卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是十字沟槽。了 解十字沟槽的作用， 接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙 度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。 然后我们再根据定位基准先确定 精基准，后确定粗基准，最后拟定十字沟槽的工艺路线图，制定该工 件的夹紧方案，画出夹具装 abstract machinery manufacturing technology curriculum design is finished we learn all the basic course of the university, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in- depth comprehensive review of the total, is also a theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important position. this is the cover design, parts map, rough map, one of the assembly, machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. first of all, we must familiar with the parts, the parts subject to the cover. cover understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical jiagongyuliang. according to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, finalizing the cover of the road map, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly. 课程设计任务书课程设计任务书 一、设计题目：一、设计题目：“十字沟槽”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:大批大量生产 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片(参附表 1) 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体图 1 张 (6) 课程设计说明书(50008000 字) 1 份 说明书主要包括以下内容（章节）说明书主要包括以下内容（章节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10 条以上) 课程设计说明书一律用 a4 纸、纵向打印. 四、进度安排四、进度安排(参考参考) (1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 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 成绩评定成绩评定 采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤 奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中 勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤 奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设 计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程 中勤奋好学精神不够。 目目 录录 绪论 1 1 设计十字沟槽零件的机械加工工艺规程 . 2 1.1 零件工艺性分析 2 1.1.1 十字沟槽的作用 . 2 1.1.2 十字沟槽的技术要求 . 2 1.1.3 审查十字沟槽的工艺性 3 1.1.4 确定十字沟槽的生产类型 3 1.2 机械加工工艺规程设计 . 3 1.2.1 选择毛坯 3 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4 1.2.3 毛坯设计 4 1.2.4 绘制十字沟槽铸造毛坯简图 4 1.3 拟定十字沟槽工艺路线 . 5 1.3.1 定位基准的选择 . 5 1.3.2 表面加工方法的确定 . 6 1.3.3 加工阶段的划分 . 6 1.3.4 工序的集中与分散 . 7 1.3.5 工序顺序的安排 . 7 1.3.6 确定工艺路线 7 1.4 工序尺寸（工序 10） 9 1.5 切削用量、时间定额的计算。（工序 10） 9 1.5.1 切削用量的计算 9 1.5.2 时间定额的计算 . 9 2. 相关工序夹具的设计 . 10 2.1 定位方案 10 2.2 定位误差分析10 2.3 夹紧机构 10 2.4 对刀装置 12 2.5 夹具与机床联接元件 12 2.6 夹具体 12 2.7 方案综合评价和总结 13 3 设计体会 13 参考文献 . 15 十字沟槽零件图十字沟槽零件图 4x 8 1.6 1. 6 40 10 r6 80 + 0. 0 4 5 0 2 0 0 .0 2 4x m6 20 a 40 3. 2 45 1 0 + 0 . 0 1 5 0 0. 03a 3 6 6 1.1 十字沟槽的用途十字沟槽的用途 十字沟槽为盘类零件， 一半为连接两零件， 传递力矩。 因此其材料刚度要求较高， 采用 45 号钢锻件。 1.2十字沟槽的技术要求：十字沟槽的技术要求： 该十字沟槽的各项技术要求如下表所示： 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等 级 表 面 粗 糙 度 (um) 形位公差(mm) 十字沟槽上端 面 0.04 it8 1.6 十字沟槽下端 面 0.045 it8 1.6 方形端面 115x115 it13 12.5 0.03 b 十字沟槽中心 孔 20 6.3 6 孔 6 6.3 80 外表面 80 it8 6.3 60 外圆面 60 it8 6.3 1.3 审查十字沟槽的工艺性审查十字沟槽的工艺性 该十字沟槽结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有十字沟 槽两外圆端面，十字沟槽，以及上下两底面，最重要的是加工6 的螺纹孔。其中 两外圆端面用半精车加磨削，上下底面可以用精铣加磨削来达到要求，螺纹孔可以钻铰。 确定十字沟槽的生产类型的。 依设计题目知十字沟槽的生产类型为大批生产。 2.确定毛胚、绘制毛胚简图确定毛胚、绘制毛胚简图 2.1 选择毛胚选择毛胚 十字沟槽在主要传递载荷，承受交代的冲击。该十字沟槽的轮廓尺寸不大，形状 亦不是很复杂，故采用胎膜锻造。 2.2 十字沟槽锻造毛坯尺寸工差及加工余量十字沟槽锻造毛坯尺寸工差及加工余量 参照指导书参照指导书 p30 可确定锻件质量可确定锻件质量 2.0kg,形状复杂系数为形状复杂系数为 s2,材质系数 为 材质系数 为 m1，表面粗糙度大于等于，表面粗糙度大于等于 1.6。可确定毛坯尺寸公差及加工余量如 下 。可确定毛坯尺寸公差及加工余量如 下 项目 机 械 加 工 余 量 /mm 尺寸公差/mm 毛坯尺寸/mm 备注 80 的外圆面 1*2=2 2.2 84.2- 0.71.5 表2- 10至表2- 14 60 的外圆面 1*2=2 2.0 64- 0.61.4 表2- 10至表2- 14 上下高 2 2.0 24- 05 1.5 表2- 10至表2- 14 2.3 绘制十字沟槽毛坯简图绘制十字沟槽毛坯简图 84.2+1.5 -0.7 64 +1.4 -0.6 24 +1.5 -0.5 3.拟定十字沟槽工艺路线拟定十字沟槽工艺路线 3.1 定定位基准位基准的选择的选择 3.1.1 精基准精基准的选择的选择 根据该十字沟槽零件的技术要求，选择十字沟槽下底面和80 外圆面作 为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基 准统一”原则。 3.2.2粗基准粗基准的选择的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择十 字沟槽右端面和60 外圆面作为粗基准。 采用60 外圆面定位加工内孔可保 证孔的壁厚均匀；采用十字沟槽右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续 工序准备好精基准。 3.2 表面表面加工加工方法方法的确定的确定 根据十字沟槽零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件 各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度 等级 表 面 粗 糙 度 ra/um 加工方案 备注 60 和80 端面 it8 6.3 粗铣- 精铣 表 1- 6 至表 1- 8 上下底面 it7 1.6 粗铣- 精铣 表 1- 6 至表 1- 8 6 螺纹孔 钻铰 表 1- 6 至表 1- 8 十字槽 it7 6.3 粗铣 半精铣 表 1- 6 至表 1- 8 其它表面 it9 6.3 铣 表 1- 6 至表 1- 8 3.3 加工加工阶段阶段的的划分划分 该十字沟槽加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精 加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（十字沟槽左端面和60 外圆面）准备好，使 后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣十 字沟槽上下两端面。在半精加工阶段，完成十字沟槽右端面的精铣加工和 10 孔的钻- 铰- 精铰加工及14 孔等其他孔的加工。 3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 选用工序集中原则安排十字沟槽的加工工序。 该十字沟槽的生产类型为大批 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 序分散原则使工件的加工误差分散，可保证工件的质量。 3.5 工序顺序的安排工序顺序的安排 1机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准十字沟槽左端面和 60mm 外圆面。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原则，先加工十字沟槽外圆面，再加工6 孔。 2热处理工序 半精加工后，由于对工件的强度硬度耐磨性都有要求，故安排调质处理 以达到要求，之后淬火以提高硬度。该十字沟槽在工作过程中承受较大的冲 击载荷，存在这各种交变应力，故采用调质处理即可满足零件的加工要求。 3辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该十字沟槽工序的安排顺序为：基准加工粗加工半精加 工调质处理终检。 3.6 确定工艺路线确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了十字沟槽的工艺路 线。 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 粗车 粗车60 段 普通车床 cw6180 外圆车刀 游标卡尺 2 粗车 粗车80 段 普通车床 cw6180 外圆车刀 游标卡尺 3 半精车 半粗车60 段 普通车床 cw6180 外圆车刀 游标卡尺 4 半精车 粗车80 段 普通车床 cw6180 外圆车刀 游标卡尺 5 粗铣 粗铣60 平面 立式铣床 x51 端铣刀 游标卡尺 6 粗铣 粗铣80 平面 立式铣床 x51 端铣刀 游标卡尺 7 精铣 精铣60 平面 立式铣床 x51 端铣刀 游标卡尺 8 精铣 精铣80 平面 立式铣床 x51 端铣刀 游标卡尺 9 粗铣 粗铣沟槽 龙门铣床 立式铣刀 游标卡尺 10 半精铣 半精铣沟槽 龙门铣床 立式铣刀 游标卡尺 11 粗铣 粗铣20 沟槽 龙门铣床 立式铣刀 游标卡尺 12 去毛刺 钳工台 平锉 13 热处理 淬火加低温回火 14 中检 四面组合钻床 塞规 百分表 卡尺等 15 扩铰 扩铰8 孔6 螺纹孔 四面组合钻床 扩孔钻 铰刀 卡尺 塞规 16 磨削 磨削上底面 砂轮 游标卡尺 17 磨削 磨削下底面 砂轮 游标卡尺 18 磨削 磨削沟槽 砂轮 游标卡尺 19 清洗 清洗机 20 终检 塞规 百分表 卡尺 4.加工余量、工序尺寸和工差的确定加工余量、工序尺寸和工差的确定 在这只在这只确定确定钻扩钻扩6 孔孔的加工余量、 工的加工余量、 工序序 尺寸尺寸和公和公差差。 由表 2- 28 可查得，钻孔余量 z钻=5.8mm，扩孔没有加工余量。查表 1- 20 可依次确定各工序 尺寸的加工精度等级为，钻孔：it12- 13；扩孔：it11。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，扩孔：0.8mm;扩孔没有公差。 5.切削用量、时间定额的计算切削用量、时间定额的计算 在这只计算钻- 扩6 孔此工序的切削用量和时间定额。 一、切削用量的计算 （1）钻孔工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=5.0mm. 2) 进给量的确定 由表 5- 22，选取该工步的每转进给量 f=0.08mm/r。 3）切削速度的计算 由表 5- 22，按锻件硬度为 hrc30 计算，切削速度 v 选取为 18m/min,由公式 （5- 1） n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速 n=389.96 r/min ,参照 z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=392 r/min ,再将此转速代 入公式（5- 1） ，可求出该工序的实际钻削速度为 v=3.14nd/1000=16.6 m/min。 （2） 扩孔 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.8mm。 2) 进给量的确定 由表 5- 31，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- 31，切削速度 v 选取为 2m/min,由公式（5- 1） n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=63.95 r/min ,参照z525型立式钻床的 主轴转速，取转速 n=97r/min ,再将此转速代入公式（5- 1） ，可求出该工序的 实际钻削速度为 v=3.14nd/1000=3.0 m/min。 6 时间定额的计算时间定额的计算 1基本时间 tj的计算 （1） 钻孔工步 根据表 5- 41，钻孔的基本时间可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l=20mm; l2=1mm; l1=d/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.1mm/r;n=392mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 tj=(12mm+5.3mm+1mm) /(0.1mm/min x 392r/min)=0.47min=28s。 （2） 粗铰工步 根据表 5- 41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、 l1由表5- 42按kr=15、 ap= （d- d） /2= （9.96- 9.8） /2=0.08的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而 l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，则该工 序的基本时间tj=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s。 （3） 精铰工步 同上，根据表 5- 41 可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式 中 l2、l1由表 5- 42 按 kr=15、ap=（d- d）/2=（10- 9.96）/2=0.02 的条件查得 l1=0.19mm; l2=13mm; 而 l=12mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入 公式，则该工序的基本时间 tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。 2辅助时间 ta的计算 根据第五章第二节所述， 辅助时间 ta与基本时间 tj之间的关系为 ta=(0.150.2) tj ,这里取 ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为： 钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x28s=4.2s; 粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s; 精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s; 3. 其他时间的计算 除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包 括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于十字沟 槽的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽 略不计；布置工作的时间 tb是作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 tx 是作业时间的 2%4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间可按关系式 （3%+3%） （tj+ta）计算，它们分别为： 钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(28s+4.2s)=1.93s; 粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s; 精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s; 4单件时间 tdj的计算 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔工步 tdj钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s; 粗铰工步 tdj粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s; 精铰工步 tdj精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s; 因此，此工序的单件时间 tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。 7.机床夹具的设计机床夹具的设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备， 它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪 器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追 求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而 降低生产成本的重要技术环节之一。 同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要 手段。 夹具装配图 8g7h6 a 10 g7 h6 f0.04a 5 1 0 31.5 68151.91 技术要求 1。钻套轴线对夹具体垂直度误差+0。03 7.1 提出问提出问题题 （1）怎样限制零件的自由度；一个面限制 3 个自由度，短圆柱销限制 2 个自由 度，削边销限制 1 个自由度。 （2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合 v 形块夹紧工件，定位块起支撑工件 的作用。 （3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工 件之间的间隙排削。 （4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 7.2 设计思想设计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有 合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要是对14 孔进行加工， 孔的尺寸精度要求为 gb/t1804- m 表面粗 糙度 12.5，钻、粗铰、精铰可以满足其精度要求，所以要在满足其精度的前 提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。 7.3 夹具设计夹具设计 7.3.1、定、定位分析位分析 （1）定位基准的选择 据夹具手册知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25 孔时，采用十字沟槽 底面为定位基准。 （2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。 ，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以 基准重合b=0，