机械制造技术课程设计-制定尾座体零件的加工工艺，设计钻Φ25H7孔的钻床夹具【全套图纸】 .doc

机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定尾座体零件的加工工艺， 设计钻25h7孔的钻床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系2012年11月23日目录序言i一、零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析1二、工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.3制定工艺路线42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5确定切削用量及基本工时6三、专用夹具设计143.1设计主旨143.2夹具设计14四、课程设计心得体会18五、参 考 文 献20序言机械制造工艺毕业设计是大学教育的最后一环，在整个教学环节中占有极为重要的地位。其目的是使学生获得工程师的基本训练机械制造工艺学课程设计使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,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。 全套图纸，加153893706其目的在于： （1） 培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 （2） 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。 （3） 培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。 （4） 进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。对于我本人来说，希望能通过本次课程设计学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。一、零件的分析1.1零件的作用题目所给为一尾座体的加工工艺以及钻夹具设计，尾座体形状和尺寸如图所示。从图中可以看出，在尾座上加有了很多的孔以及润滑油槽，自然为顶尖和润滑所设计，尾座体的一个装配特点就是他的预紧力非常的大，而且越卡越紧，如果在尾座安装的配件需要处于旋转状态，则必须进行润滑。综合可看，此锥轴的作用主要在于装紧及其带动工件旋转。1.2零件的工艺分析由图可以看出，此零件需要进行，车、钻、铣、磨、攻螺纹等多种加工工艺，而且相互之间有一定的位置要求。现分析如下：1、以尾座体底面为基准加工顶尖轴孔2、以顶尖孔为基准加工上表面3、以右下边孔基准c为基准，钻削孔和固定孔4、以小端面为基准钻削孔255、在山端面上铣平面，而且断面上有孔。6、以中心轴为基准铣倒角c1.5和c17、表面磨削，粗糙度分别为ra0.8和ra1.68、以中心轴为基准钻底面孔由以上分析可知，对于众多加工工艺而言，可以先加工一些表面，然后借助于专用夹具加工其余表面和一些公艺孔和槽等，并且保证他们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到锥轴在旋转过程中要经常加速及正、反旋转，零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于为中批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用锻模。对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。锻造后应安排时效处理，以消除残余的锻造应力，防止在机械加工过程中出现变形情况。2.2基面的选择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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取尾座底面和端面作为粗基准。在铣床上用带压板的专用夹击夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。所以对于本零件可以选取尾座底面和端面为粗基准。选择精基准主要应该考虑基准重合的问题。当设计基 准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。本零件的加工面有孔，端面，槽等，材料为45，表面粗糙度要求，参考图纸。确定各表面加工方法如下： （1）上表面表示的面粗糙度3.2可以通过粗铣来完成，所以不用再做加工，可以做为粗基准； 左端面粗糙度为3.2，右端面粗糙度为1.6可以以轴线做为基准，用三爪卡盘定位，分别对两端面进行粗车工，并导其上端面的导角； 35孔，标注表面粗糙度为3.2，所以我们可以采用以中心轴和盘表面为基面，通过钻孔-绞孔的方法加工； 20孔的加工，未标注公差等级，根据gb180079规定公差为it13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为车削。顶尖孔粗糙度为0.8，所以需要进行磨削；其他的的粗糙度为3.2，可以通过粗加工来完成。2.3制定工艺路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工卡具,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。 工序一 铸造毛坏；工序二 时效处理； 工序三 粗铣上端面工序四 车左右端面 工序五 精铰右边两孔 25、27工序六 钻孔20、和22工序七 钻孔35、25两个孔工序八 以底面为基准铣侧面 工序九 铣下端面工序十 忽台阶孔工序十一 磨削孔 工序十二 终检工序十 忽台阶孔工序十一 磨削孔 工序十二 终检2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸如下：上端面考虑其零件表面为粗加工表面，所以上端面面为锻造造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造造而成。车削加工余量为： 粗铣 2mm 精铣 0.7mm 工序尺寸加工余量： 钻孔 2mm 扩孔 0.125mm 铰孔 0.035mm 精铰0.015mm 3. 其他尺寸铸造得到内孔为了节省材料，取25孔已铸成孔长度余量为2，铸成孔半径为23mm。 工序尺寸加工余量： 粗镗35mm孔至34mm 余量为1mm 半精 、细镗至35mm，表面粗糙度达到1.6外轮廓余量2mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 2.5确定切削用量及基本工时一、粗、精铣上端面机床：x62型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：z=1mm 所以铣削深度=1每齿进给量：查表2.1-85，取铣削速度：查表2.1-85，取。机床主轴转速：，按照表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据表2.1-85,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，=37刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间=0.199mm工步辅助时间为：1.23min二、粗、钻、扩、铰、精铰孔工件材料为45，硬度200hbs。孔的直径为16mm，表面粗糙度3.2。加工机床为z535立式钻床。钻头为16mm标准高速钢麻花钻。钻20mm孔确定钻削用量（1）决定进给量根据表3.4-1可查出f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔径之 l/d=85/25=3.86。，故mm/r.查z535型立式钻床说明书，取。根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量。机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量。由于选择的进给量远远小于，故所选可用（2）确定切削速度v、轴向力f、转矩t以及切削功率，用不同刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、f、t、均可按表3.4-8及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得：，f=4732nt=51.69，=1.25kw由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系数，故查z535型机床说明书，取。实际切削速度为。由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数,故（3）校验机床功率 切削功率 =机床有效功率为（由z535型机床说明书查出）由于，故选择的钻削用量可用，即相应地扩孔扩孔钻选用24.5标准高速钢扩孔钻。确定扩孔切削用量确定进给量根据表3.4-5，取。根据机床z535型说明书，取。确定切削速度根据表3.4-34.取。由于切削速度与上表不同，切削速度尚需乘以修正系数故根据z535机床说明书，取n=275r/min。实际扩孔速度3铰孔铰刀 选用25标准高速钢铰刀。确定铰孔切削用量一确定进给量 根据表3.4-6查出，按该表注4，进给量取小值。按z535机床说明书取。二 切削速度 根据表3.4-40查出取 切削速度修正系数由表3.4-9查出故根据z535机床说明书，取n=100r/min,实际铰孔速度4各工序实际切削用量根据以上计算，实际切削用量如下：钻孔：扩孔：铰孔：5基本工时计算钻孔：扩孔：铰孔：三、粗精铣锥形外轮廓机床：x62型立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为)，材料：， ，齿数z=25，为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：z=0.5mm铣削深度=1mm 每齿进给量：表2.4-73，取铣削速度：参照表2.4-81，取机床主轴转速：，取 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 =65mm刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间=0.31mm工步辅助时间为：2.07min三、专用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。在加工尾座时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计钻直径25的孔的夹具3.1设计主旨 本夹具主要用来钻直径25的孔，因此，在本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。3.2夹具设计1,、定位基准的选择由零件图纸可知，要想在零件上钻直径25的孔，则它的角度和中心轴线有一定的精度要求，故需要以中心轴线作为基准，又因为零件为轴类零件，所以采用压块卡具。同时还要加以两端固定以消除零件所有自由度。为了提高加工效率，保证定位准确可靠，还有加工工艺的要求。综合考虑做出了一套简单卡具，采用压块，t型槽螺栓，组成定位卡具。2、切削力夹紧力分析为夹紧力，为使工件夹紧的推力。查手册可知：增力比 其中，：斜楔夹紧机构的斜楔角； ：平面摩擦时作用在斜楔面上的摩擦角； ：移动柱塞双头导向时导向孔对移动柱塞的摩擦角； ：移动柱塞单头导向时导向孔对移动柱塞的摩擦角； ：移动柱塞导向孔的中点至斜楔面德距离； ：移动柱塞导向孔长。所以， ，； 取 0.7 则， ；所以，外力取200n 夹紧力符合加工要求。 3、定位误差分析 在机械加工过程中，工件的加工允差k要大于与夹具有关的加工误差和其他一些因素有关的加工误差之和。即， 式中， ：工件的加工允差； ：与夹具有关的加工误差； ：其它因素引起的加工误差。其中， 式中， ：定位误差； ：夹紧误差； ：夹具的安装误差； ：导引误差； ：夹具磨损引起的加工误差。 在夹具设计制造中，要尽可能减少与夹具有关的加工误差，如果这部分误差所占比重很大，则留给补偿其它误差的比例就很小，结果不是降低了工件的加工精度，就是有可能造成超差而导致工件报废。四、课程设计心得体会通过对课程设计的操作，把生产实习的实习成果与学习的理论相结合，作为一次测试的机会，把它表现出来，培养分析问题和解决问题的能力。 在指导教师张老师安排和精心指导下，这次课程设计从确定设计课题、拟定设计方案、设计过程都按照毕课程设计工作计划进行。 第一，确定毕业设计课题。 第二，确定产品设计方案。 第三，虚心求教，仔细认真地进行课程设计。 第四，完善设计，准备设计答辩 本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关实际知识，把握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合练习和预备。通过本次课程设计，我在下述各方面得到了锻炼： 纯熟的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关先修课程中的基本实际，以及在生产实习中所学到的实践知识，准确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择以及工件的定位、夹紧等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。 通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面