机械制造技术课程设计-连接轴零件的加工工艺及车M6的螺纹孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：连接轴零件的机械加工连接轴零件的机械加工 工艺规程及工艺装备设计工艺规程及工艺装备设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 涉外机械 07- 1 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2010- 3- 17 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 一、设计题目一、设计题目 连接轴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（草图） 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）被加工工件的零件图 1 张 （2）毛坯图 1 张 （3）机械加工工艺过程综合卡片 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）夹具体零件图 1 张 （7）课程设计说明书（约 50008000 字） 1 份 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii ii 摘摘 要要 介绍课程设计的主要内容及意义： 这次设计的是十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设 计，包括零件图、毛坯图、装配图，夹具图各一张，机械加 工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件 和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。 然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯 的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图，制定该 工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认 识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术 基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析 问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础， 并且为后续课程的学习打好基础。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii iii abstract this time i design the lathes of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .we should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .finally, i design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. as far as my individual be concerned, i want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what i have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying . 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv iv 目 录 摘要摘要 1 . 摘要（英译） 1（附加件） 1 零件分析零件分析 5 1.1 零件的作用零件的作用 5 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 5 2 零件的加工与设计工艺零件的加工与设计工艺 7 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 7 2.2 基面的选择基面的选择 7 2.2.1 粗基准选择 7 2.2.2 精基准的选择 7 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 7 2.4 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 8 2.5 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排 9 3 专用夹具设计专用夹具设计 10 3.1 夹具的选择夹具的选择 10 3.2 定位误差的分析定位误差的分析 11 3.3 夹具的设计及简要说明夹具的设计及简要说明 12 3.3.1 定心夹紧装置设定 12 3.3.2 切削力的计算与夹紧力的分析 12 3.3.3 夹具精度分析 13 3.3.4 夹具操作的简要说明 13 3.4 小结小结 13 4 结结 论论 14 参考文献参考文献 15 1 零 件 分 析 5 1 零件分析零件分析 1.1 零件的作用零件的作用 题目所给定的零件是连接轴，轴产生旋转运动，连接并且带动其他 部件使其运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性 的复杂的交变载荷。其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 由连接轴零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此 外各表面上还需加工一系列阶梯轴和螺纹。因此可将其分为两组加工表 面， 它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求.现分析如 下: 1.2.1 以以 40mm 外圆外圆面面中心中心的加工的加工表表面面 这一组加工表面包括: 直径为 40mm 的孔，直径为 32 20mm 的 轴这组加工表面有一定的位置要求，主要是： 对 a 的圆跳动公差为 0.015mm； 1.2.2 以以轴轴心心线线两端为中心两端为中心的加工的加工表表面面 这一组加工表面：螺纹 6mm 这组加工表面有一定的位置要求，主要是： 螺纹间距 6mm，倾角 15 度。 1.3 零件加工的零件加工的主主要要问问题题和和工艺工艺过过程设计分析程设计分析 （1）连接轴在模锻时，要在直径方向上留出工艺尺寸量； （2）为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加 工分开的原则； （3）连接轴加工应充分考虑在切削时平衡装置； 1 零 件 分 析 6 （4）对加工轴 40、32 时，应该考虑其与轴线的径向圆跳动要求； 7 2 零件的加工与设计工艺零件的加工与设计工艺 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢。考虑到主轴的零件不大，零件比较简单，应采用 锻造。而且投资较少，成本较低，生产周期短。 2.2 基面的选择基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合 理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。 否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报 废，使生产无法正常进行。 2.2.1 粗粗基基准准选择选择 在大批生产的条件下，保证基准的统一。主轴加工粗基准的选择尽 量选择同一个基准，所以在这种情况下我们选择 40 的端面做为粗基 准。 2.2.2 精精基基准准的选择的选择 加工输出轴的的键槽时，选择 32 圆的端面。可以保证下面加工的 精度。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技 术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生 产成本尽量下降。 工艺路线方案 8 1 粗车连接轴两端面 2 精车连接轴两端面 3 粗车 40mm，32mm，20mm 圆 4 精车 40mm，32mm，20mm 圆 5 精车螺纹 6 粗车锥面 7 精车锥面 8 精车倒角 9 精车 30 倒角 10 中检 11 热处理 12 校正 13 清洗 14 终检 2.4 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 主轴零件材料为 45 钢，硬度 200hbs，毛坯重量约 1.5kg.，生产类 型为大批生产，采用毛坯锻造件。 2.4.1 车车 40mm 外圆外圆面面。 由于这些表面的粗糙度要不较高，它们的表面粗糙度都是 12.5 a rmm ，根据工序要求，轴径 40 mm 加工分粗、精车。 粗车： 参照 机械加工工艺手册 表 2.3- 5， 其余量规定为 35 5mm， 现取 0.8。 精车：参照机械加工工艺手册表 2.3- 39，其余量规定为 2.5 轴径 40 mm 锻造毛坯的基本尺寸分别为： 40+0.8+2.5=43.3mm。 根据机械加工工艺手册表 2.3- 11,锻件尺寸公差等级选用 ct1113，再查表 2.3- 9 可得锻件尺寸公差为4.4 9mm，现取 7mm。对 轴径 176mm 有 毛坯的名义尺寸为：40+0.8+2.5=43.3. mm 毛坯最小尺寸为：43.3- 3.5=39.8 mm 9 毛坯最大尺寸为：43.3+3.5=46.8mm 而对于轴径粗糙度要求为 ra 1.6 mm ,精车能达到要求，此时直径粗 加工余量 2z=3mm 精加工为 0.5mm 能满足加工要求。 2.4.2 粗、精车粗、精车 32mm 的外圆面的外圆面 根据工艺要求，32 mm 端面精度要求粗糙度为 ra1.6 mm 。需要粗、 精车加工就可以了。 2.4.3 粗、精车粗、精车 20mm 端面端面 根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为 ra3.2 mm ，需要粗、精 车就可以了，此时的粗加工余量 2z=3mm，精加工余量取 2z=0.5mm 就 能满足加工要求。 2.5 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排 一年以 300 个工作日计算，再以每天 8 小时工作时间，实际一个加 工时间为：21.57min。所以总的加工个数约为 6676 个。 参照3表 2.5- 2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额 的计算公式为： ntkttt zzfjd /%)1)(+= （大量生产时 0/ntzz ） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)(kttt fjd += 其中： d t 单件时间定额 j t 基本时间（机动时间） f t 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各 种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分 比值 综上所述该设计适合大批量生产。 3 专用夹具设计 10 3 专用夹具设计专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专 用夹具。并设计工序 5车螺纹的夹具。本夹具将用于 c620- 1 卧式车床 3.1 夹具选择夹具选择 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。 28 20 10 90 12 0 0.0 5a 0. 0 5a a 4 0h 7h 6 4 0 7 17 1 .6 1. 6 451 550 6. 3 20 2 5 16 0 70 3.1.1 问问题的题的提出提出 本夹具主要用车 m6 的螺纹，没有技术要求，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，而其位置尺寸为自由公差， 精度不是主要问题。 3.1.2 夹具设计夹具设计 3 专用夹具设计 11 1、定位基准选择 由零件图可知，攻 m6 的螺纹 ，没有技术要求，为使定位误差 为零，应该选择轴线为定位基准保证该角度。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置， 2、切削力及夹紧力计算 由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即 垂直于工作台,查车削手册表 2.3，切削力计算公式为： f f f kf dcf y z ff0 = 其中： 410= cf ， 2 . 1= zf ， 75. 0=yf ， d=5.8mm。 22 . 0 =f ， kkkkhfxfmff = ，kmf与加工材料有关,取 0.94；kxf与刀具刃磨形状有关, 取 1.33； khf与刀具磨钝标准有关,取 1.0，则： nf108125 . 1 22 . 0 8 . 4 410 75. 02 . 1 = 3.2、定位误差分析、定位误差分析 （1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为六个定位 销，这六个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配轴 的尺寸与公差相同。此外，这六定位销共同保证加工孔 。 （2）计算轴中心线与工作台的垂直度误差。 大径 40 与较小的 32 的最大间隙为： 026 . 0 )011 . 0 (015 . 0 max =-=d ：则轴中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026- 0.005=0.021。 （3）计算定位轴与工作台的平行度误差。 定位轴与夹具体的最大间隙为： 034 . 0 001 . 0 035. 0 max =-=d 夹具体的长度为 120mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为： 0.034/120，即 0.24/100。 3.3、夹具设计及操作的简要说明、夹具设计及操作的简要说明 3.3.1 定心夹紧装置设计定心夹紧装置设计 夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构所 3 专用夹具设计 12 组成。设计本夹紧装置考虑到夹紧简单、夹紧力可靠。 由于 cm6125 车床输出轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构 简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置 采用手动夹紧。采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠， 方便实用。 本道工序夹具的定位元件选用两个圆柱销、一个定位板来对输出轴 定位。再用一个螺旋顶针对工件夹紧，从轴径方向夹紧工件。工件由于 用 2 个圆柱销定位所以绕轴心线转动被限制了。由于夹紧力方向与车削 力方向不同，轴心线方向上受到力的作用，所以用一定位板来定位。 夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下 基本要求：1）在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置； 2）夹紧应可靠和适当； 3）夹紧装置应操作方便、省力、安全； 4） 夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方 式相适应。 3.3.2 切削力的计算与夹紧力分析：切削力的计算与夹紧力分析： 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩 的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册17得： 钻削力 6 . 08 . 0 26hbdff = 钻削力矩 6 . 0 8 . 09 . 1 10hbfdt = 式中： 8dmm= ()()232187255 3 1 255 3 1 minmaxmax =-=-=hbhbhbhb 1 0.25fmm r-= nf5 .180223215. 01226 6 . 08 . 0 = mmnt=8 .648823215. 01210 6 . 08 . 09 . 1 当用两把刀具同时车削时： nff26055 .180222= mmntt=6 .129778 .648822 本道工序加工油孔时，工件后端放在定位块上。夹紧力方向与钻削力方 向不同，有 30 o 的夹角的偏向，所以夹紧力 1 302256ff cos= o n 3 专用夹具设计 13 2 sin301302.5ff= o 。 3.3.3 夹具精度分析夹具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封 闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位 置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进 行精度分析和误差计算。 由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用 顶面为主要定位基面，故定位误差 w dd 很小可以忽略不计。本道工序加 工中主要保证两油孔尺寸 mm8f 。直径为 mm8f ，并采用钻套，导套孔径 为 mmd8