机械制造技术课程设计-接头零件加工工艺规程及铣28mm槽的夹具设计【全套图纸】 .doc

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“接头”零件加工工艺 规程及铣 28mm 槽的夹具设计 班 级： 姓 名： 指导教师 ： 完成日期 ： 辽宁工程技术大学课程设计 1 课程设计任务书课程设计任务书 一、设计题目 设计 “接头 ”零件加工工艺规程 及铣 28mm 槽的夹具设计 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件 草图 1 张 (2) 生产类型 : 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应 那道 工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (6) 课程设计说明书 (3000-4000 字) 1 份 说说明明书书主主要要包包括括以以下下内内容容（章章节节） 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 (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 辽宁工程技术大学课程设计 2 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 成成绩绩评评定定 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。 辽宁工程技术大学课程设计 3 摘摘 要要 这次设计的是 接头 。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加 工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。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。最后拟定顶杆帽的工 艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 机械制造工艺学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生活中占有重要的地位 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工 作进行一次实际 的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。 由于能力 所限，设计 尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 全全套套图图纸纸，加加 153893706 辽宁工程技术大学课程设计 4 abstract what this design is the roof bar hat. including detail drawing, semifinished materials chart, assembly drawing each, machine- finishing technological process card and with operation card each one. according to components nature and detail drawing various end surfaces roughness determination semifinished materials size and machining allowance. finally draws up the roof bar hats craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing. 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 辽宁工程技术大学课程设计 5 for me personally, i hope that through the curriculum design of their future will be engaged in the work of one of training, which tempered his analysis, problem-solving abilities. as capacity constraints, there are still many deficiencies in the design, ask teachers to give guidance. 目目录录 1. 接接头头 的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型的的确确定定6 1.1 接头 的用途 .6 1.2接头 的技术要求 6 1.3审核 接头 的工艺性 .7 1.4. 确定 接头 的生产类型 7 2 确确定定毛毛坯坯、绘绘制制毛毛坯坯简简图图7 2.1选择毛坯 .7 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量.7 2.2.1 公差等级 7 2.2.2 锻件重量 8 2.2.3 锻件形状复杂系数.8 2.2.4 铸件的材质系数 8 2.2.5 锻件分模线形状 .8 2.2.6 零件表面粗糙度 .8 3拟拟定定 接接头头 工工艺艺路路线线9 3.1.选择定位基准： .9 3.2表面加工方法的确定.9 3.3加工阶段的划分10 3.4. 工序的集中与分散 10 3.5. 工序顺序的安排.10 3.6. 确定工艺路线 .11 4.机机床床设设备备及及工工艺艺装装备备的的选选用用12 4.1 机床设备选用 .12 4.2 工艺设备 12 5 铣铣 28mm 槽槽的的切切削削用用量量的的计计算算12 6 夹夹具具设设计计13 辽宁工程技术大学课程设计 6 6.1 问题的提出 .13 6.2 夹具设计 .14 6.1.1 定位基准的选择 .14 6.1.2 切削力和夹紧力的计算15 7 体体会会与与展展望望16 8 参参考考文文献献18 1. 接接头头的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型的的确确定定 1.1 顶顶杆杆帽帽 的的用用途途 该接头的用途，待查 零件图如下 1.2接接头头的的技技术术要要求求 接头 的全部技术要求列表中 20 的孔，精度为7 级粗糙度要求为0.8，需要钻，扩， 铰，精铰 辽宁工程技术大学课程设计 7 宽 28 的槽，精度等级为11 级，相对于基准a 的垂直度为 0.10，相对 于基准 b 的对称度为 0.10b 10 的孔精度等级为7 级粗糙度要求为0.8 需要钻，扩，铰，精铰 加工方能满足要求。 10h7 的孔与端面的距离的尺寸公差为56 正负 0.15 1.3审审核核 接接头头的的工工艺艺性性 分析零件图可知 ，该零件除 主要工作表面加工精度均较低，不需 要高竣工度机床加工，通过铣削、车床的粗加工就可以达到加工要求； 而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下， 采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较 好。 1.4. 确确定定接接头头的的生生产产类类型型 大批量生产。 2 确确定定毛毛坯坯、绘绘制制毛毛坯坯简简图图 2.1选选择择毛毛坯坯 由于该 接头的材料为45，又是大批量生产，因此我们采用锻造， 为提高生产率和锻 件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。 2.2确确定定毛毛坯坯的的尺尺寸寸公公差差和和加加工工余余量量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 2.2.1 公公差差等等级级 由于 接头 的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级。 辽宁工程技术大学课程设计 8 2 2. .2 2. .2 2 锻锻件件重重量量 根据顶杆帽的 体积和密度估算 机械加工后顶杆帽 的重量为 0.37kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.430kg。 2 2. .2 2. .3 3 锻锻件件形形状状复复杂杂系系数数 对接头 的零件图进行分析计算，可计算该接头 锻件的形状复杂系 数 s=0.259kg/0.450kg0.58 n /mmt 由于 0.58 介于 0.32 和 0.63 之间，故 接头 的形状复杂系数属 级 2 s 2 2. .2 2. .4 4 铸铸件件的的材材质质系系数数 由于该 接头 材料 45 是碳 的质量分数大于0.65%的钢，该锻件的材 质系数属级。 2 m 2 2. .2 2. .5 5 锻锻件件分分模模线线形形状状 根据锻件的形 位特点，选择零件轴线方向为分模面。此分模面是对 称的，分模线属平直分模线。 2 2. .2 2. .6 6 零零件件表表面面粗粗糙糙度度 由零件图可知，各表面的粗糙度。查表确定该锻件的尺寸公差和机 械加工余量 。 3拟拟定定 接接头头工工艺艺路路线线 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合 理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中 辽宁工程技术大学课程设计 9 会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进 行。 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定 粗基准。 3.1.选选择择定定位位基基准准： （1） 粗基准的选择： 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为 粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对 位置精度较高的不加工表面作粗基准。因此， 对于本 零件 选择零件 的外圆柱端面 为主要的定位粗基准 。 （2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方 便，依据 “基准重合 ”原则和 “基准统一 ”原则，以粗加工后零件轴 线为主要的定位精基准。 3.2表表面面加加工工方方法法的的确确定定 根据 接头 零件图上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表 加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案 外圆柱端面6.3粗车 20 的孔 it70.8钻，扩，铰，精铰 50 端面 12.6粗车 10 的孔 it70.8钻，扩，铰，精铰 6 孔内 表面 6.3钻，扩 28mm 槽it113.2粗铣 半精铣 3.3加加工工阶阶段段的的划划分分 该接头 加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工 辽宁工程技术大学课程设计 10 和精加工几个阶段。 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用 精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车接头 30 外圆柱 面及其 端面、 然后铣 50 端面 3.4. 工工序序的的集集中中与与分分散散 选用工序集中原则安排接头 的加工工序。该 接头 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 且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的 相对位置精度要求。 3.5. 工工序序顺顺序序的的安安排排 （1）遵循 “先基准后其他 ”原则，首先加工基准 顶杆帽 外 圆柱端面。 （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 “先主后次 ”原则，先加工主要表面顶杆帽 外圆 柱端面、 外圆柱表 面、内孔 表面和 顶杆帽 环形 孔槽表 面，后加工次 要表面。 （4）遵循 “先面后孔 ”原则，先加工 顶杆帽 外圆柱面，再加工 内孔和 环形 孔槽 。 3.6. 确确定定工工艺艺路路线线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位 辽宁工程技术大学课程设计 11 置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下, 可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生 产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了接头 的工艺 路线。 工序号工序名称机床装备刀具量具 1粗车 30 外 圆及其端面 ca6140 卧 式车床 端面 车刀 外圆车刀 游标卡尺 2铣 50 端面x51端铣刀游标卡尺 3钻，扩，铰 20 孔 z525麻花钻，扩 孔钻，铰刀 游标卡尺 4铣宽 40mm 的 2 端面 x62三面刃铣刀游标卡尺 5钻 6 孔z525麻花钻游标 卡尺 6钻，扩，铰， 精铰 8 孔 z525麻花钻，扩 孔钻，铰刀 游标卡尺 7铣宽 28mm 的槽 x62三面刃铣刀游标卡尺 8精铰 20 孔 z525铰刀卡尺 9清洗清洗机 10检查百分表、卡 尺 4.机机床床设设备备及及工工艺艺装装备备的的选选用用 4.1 机机床床设设备备选选用用 选用 x62 卧式 式铣床、 4.2 工工艺艺设设备备 包括刀具、量具、夹具 辽宁工程技术大学课程设计 12 5 工工时时和和 削削用用量量的的计计算算 （1） 粗车 30 的端面 和外圆 确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为1.5mm， 则毛坯长度方向的最大加工余量为1.5mm,分两次加工 ,a=0.75mm 计。 p 长度加工方向取it12 级，取mm。确定进给量f:根据 切削用量04 . 0 简明手册 （第三版）（以下简称 切削手册 表 1.4,当刀杆 16mmx25mm, a=2mm 时,以及工件直径为30 时。 p f=0.50.7mm/r 按 c6201 车床说明书（见 切削手册 表 1.30）取 f=0.5 mm/r 计 算切削速度 : 按切削手册 表 1.27,切削速度的 计算公式为 v =(m/min)2.1 cv yx p m v k fat c v v 式中 , =1.58, =0.15, y =0.4,m=0.2。修正系v cx v v 数 k 见切削手册 表 1.28,即v k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97 mvsvkvkrvbv 所以 v = c 97 . 0 81 . 0 04. 18 . 044. 1 5 . 0260 58 . 1 4 . 015 . 0 2 . 0 =66.7(m/min) 确定机床主轴转速 n =253(r/min) s d vc1000 8414 . 3 7 . 661000 按机床说明书 （见 工艺 手册 表 4.28）与 253r/min 相近的机床 转速有 230r/min 及 305r/min。现选取 305r/min。如果选 230m/min， 则速度损失较大。所以实际切削速度 v=80m/min 计算切削工时，按 工艺 手册 表 6.2-1,取 l=33mm, l =3mm, l =0mm, l =0mm 123 t=0.236(min) m 5 . 0305 333 辽宁工程技术大学课程设计 13 工序二： 铣左端面的切削用量及基本工时的计算 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用yg8, ，。mmap5 . 1mmd35 0 min/125mv 4z 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mmap5 . 1 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 ，则齿/2 . 0 mmfz min/39.1137 35 12510001000 r d v ns 按机床标准选取1450 w nmin/r min/35.159 1000 145035 1000 m dn v w 当1450r/min 时 w n rmmznff wzm /1160145042 . 0 按机床标准选取rmmfm/1160 3）计算工时 切削工时：，则机动工时为mml40mml5 1 mml3 2 min1010 . 0 475 3540 21 fn lll t w m 工序三：钻，扩，铰20 的孔 工步一钻孔至19 确定进给量：根据参考文献 表 2-7，当钢的，fmpa b 800 时，。由于本零件在加工14 孔mmd14 0 rmf/47 . 0 39 . 0 时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 辽宁工程技术大学课程设计 14 根据 z525 机床说明书，现取rmmf/25 . 0 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min/18mv min/7 .301 19 1810001000 r d v n w s 根据机床说明书，取，故实际切削速度为min/375rnw min/37.22 1000 37519 1000 m nd v ww 切削工时：，则机动工时为mml30mml9 1 mml3 2 min448 . 0 25 . 0 375 3930 21 fn lll t w m 工步二： 扩孔mm85.19 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，mm19mm85.19 扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 rmm ff /87 . 0 585 . 0 75 . 0 65 . 0 8 . 12 . 18 . 12 . 1 钻 根据机床说明书，选取rmmf/57 . 0 min/4612 3 1 2 1 3 1 2 1 mvv 钻 则主轴转速为，并按车床说明书取min/34 6 . 51rn ，实际切削速度为min/68rnw min/238 . 4 1000 6885.19 1000 m nd v ww 切削工时：，则机动工时为mml30mml6 1 mml3 2 min006 . 1 57 . 0 68 3630 21 fn lll t w m 辽宁工程技术大学课程设计 15 工步 3：铰孔mm20 根据 参考文献 表 2- 25，得rmmf/4 . 02 . 0min/128mv min/65.254 8 . 169rns 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。rmmf/35 . 0 min/198rnwmin/33 . 9 mv 切削工时：，则机动工时为mml30mml9 1 mml3 2 min6060 . 0 35 . 0 198 3930 21 fn lll t w m 铣 28mm 槽 卧式铣床 x62 选择刀具 刀具选取 高速钢三面刃铣刀 ，刀片采用 yg8, ，。mmap5 . 1mmd80 0 min/75mv 4z 2. 决定铣削用量 4）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mmap5 . 1 5）决定每次进给量及切削速度 根据 x62 型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz min/ 2 . 1194 50 7510001000 r d v ns 按机床标准选取1450 w nmin/r min/477 1000 145050 1000 m dn v w 当1450r/min 时 w n 辽宁工程技术大学课程设计 16 rmmznff wzm /1160145042 . 0 按机床标准选取rmmfm/1160 6）计算工时 切削工时： ，则机动工时为mml40 1 mml3 2 min09 . 0 475 340 21 fn ll t w m 铣 40mm 槽的切削用量及基本工时的计算同上，在此不再累述 钻，扩，铰 8 孔的切削用量钻扩，铰20 孔，在此不再累述 其余钻孔也如上， 6 夹夹具具设设计计 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。 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。 我们设计铣宽28mm 槽的铣床 夹具。本夹具将用于x62 卧式 铣床上 加工 。 6.1 问问题题的的提提出出 本夹具主要用来 加工 宽 28 槽，有一定的精度要求和公差要求。 28mm 槽相对基准 a 垂直度为 0.10，相对于基准b 的对称度为 0.10 此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 辽宁工程技术大学课程设计 17 怎样限制零件的自由度；因为我们加工的28mm 槽相对于基准a 的垂直度为 0.10，因此我们可以采用已经加工好的基准a 的 20 孔 及其端面作为定位基准，其中端面限制3 个自由度， 20 限制 2 个自 由度，这样空间的6 个自由度我们限制了5 个，还有一个旋转方向的 自由度没有限制，我们采用活动手柄定位40mm 的一侧面来限制空间 的最后一个方向的自由度，这样空间的6 个自由度都已经限制完了， 我们就可以开始加工工件。 怎样夹紧； 因为我们设计的是大批量生产的，大批量生产就要求我 们提高生产效率，节约劳动时间，为了实现这个目的，我们采用2 个 压板组成的铰链压板压紧，因为我们工件压紧的部分距离底面比较高，为 了能 更好的压紧工件，我们采用弯头移动压板，来缩短工件的压紧的距离。 压板结构具体附图如下 辽宁工程技术大学课程设计 18 6.2 夹夹具具设设计计 6 6. .1 1. .1 1 定定位位基基准准的的选选择择 为了保证顶杆帽外圆柱表面和内孔的尺寸和公差要求，因此采用 20 孔及其 端面 为定位基准。从而保证了加工部位的尺寸和位置要求。 6.1.2 切切削削力力和和夹夹紧紧力力的的计计算算 （1）刀具： 采用锯片铣刀 80mm z=12,三面刃铣刀 机床： x62 卧式 铣床 由3 所列公式 得 f v fzf w q u e y z x pf nd zafac f 0 查表 9.48 得其中： 修正系数0 . 1 v k 30 f c83 . 0 f q0 . 1 f x 辽宁工程技术大学课程设计 19 z=24 65 . 0 f y83 . 0 f u8 p a0 f w 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= 4321 kkkk 其中：为基本安全系数1.5 1 k 为加工性质系数1.1 2 k 为刀具钝化系数1.1 3 k 为断续切削系数1.1 4 k 所以 nkff7 .1775 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由fkffn 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25 . 0 21 ff f=+g g 为工件自重 z p n ff f n 4 . 3551 21 夹紧螺钉： 公称直径 d=8mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 mpa b 1006mpa b s 480 10 8 螺钉疲劳极限： mpa b 19260032 . 0 32 . 0 1 极限应力幅：mpa k kkm a 76.51 1lim 许用应力幅： mpa sa a a 3 . 17 lim 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s s 辽宁工程技术大学课程设计 20