机械制造技术课程设计-圆柱滑块的加工工艺及钻Ф4孔的夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1 零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的工艺分析零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知道该图的视图正确、完整，尺寸、 公差及技术要求齐全。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 圆柱滑块属于异形件，材料为 45 钢。所有表面均需切削加工，各 表 面 的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以端面为基准确定长度 100，以端面确定 20 中心孔的位置，以 40 的外圆为基准确定 29.959 与中心孔的同轴度及侧平面的平行度，以中心孔确定 4 孔 的位置，以侧平面确定各中心孔、环形槽位置及 4 孔位置。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可 保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体 的形状和大小，符合要求。 1.2 零件的生产类型零件的生产类型 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生 产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产 类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生 产类型有着完全不同的工艺特性。此零件的生产类型为中批或大批大 量。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 2 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图 2.1 毛坯的选择毛坯的选择 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产 中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材 2、锻造 3、铸造 4、 焊接 5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，本零件生产批量为中 批量或大批大量，该零件材料为 45 号钢，应选锻件。根据零件形状，采 用棒料便于加工。 2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 零件毛坯为棒料，只需确定端面及外圆的机械加工余量、毛坯尺 寸和公差。零件外圆及端面的表面粗糙度均为 3.2，外圆直径的公差为 it7，长度的公差为 it8。根据零件的基本尺寸、公差及表面粗糙度， 查表得到 表面加工方法 加工表面 粗糙度要求 加工方法 右端面 3.2 粗车-半精车 左端面 3.2 粗车-半精车 外圆 3.2 粗车-半精车-精车 根据查表，由各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工 序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度确定毛坯尺寸。 毛坯总长为 105，外圆 53。 2.3 设计及绘制毛坯图设计及绘制毛坯图 毛坯为圆柱棒料，根据得出的毛坯尺寸，利用电子图板绘出毛坯 图。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 3 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3.1 拟定工艺路线拟定工艺路线 工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定； 加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。考虑到实 际经验的缺乏，加之时间的限制，主要进行了定位基准的选择、各表 面加工方法的确定和工序顺序的安排工作。 3.2 定位基准的选择定位基准的选择 拟定工艺路线的第一步是选择定位基准，为保证整个机械加工工 艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然 后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 圆柱滑块基本上是圆柱体，根据表面粗糙度要求和精度要求，先 粗车右端面以得到的右端面为粗基准，粗车左端面。然后以粗车得到 的左端面为基准再半粗车右端面，再以半粗车得到的右端面为基准半 粗车左端面，以保证工件长度的尺寸要求。外圆经过粗车、半精车、 精车达到尺寸要求。加工侧平面时以外圆为基准，经过粗铣、精铣、 磨，来达到尺寸要求。内孔加工以外圆为基准保证同轴度的精度要求， 以中心轴线为基准达到尺寸要求。端面 4 孔以侧平面为基准达到位 置要求。具体而言，即选外圆及一端面作为精基准。由于本零件全部 表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及 一端面为粗基准。 3.3 工序顺序的安排工序顺序的安排 当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要 求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、 人 力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工, 精加工三个阶段。 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状 和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，并为后续工 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 序提供精基准。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主 要表面的精加工做好准备。 精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留 一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次 要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工 质量。 根据各加工表面的加工方法和各工序间加工余量，考虑加工过程 中定位基准的选择原则，确定工序顺序。在工序顺序安排中，不仅要 考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序，遵循先基准后其他、 先粗后精、先主后次、先面后孔的原则，最终确定的工序顺序详见表， 以此为依据，填写机械加工工艺过程卡片。 加工工序 工序 工序名 工序内容 1 车 粗车右端面 2 车 粗车左端面 3 车 半精车右端面 4 车 半精车左端 5 车 粗车、半精车、精车48 6 铣 粗铣、精铣48 侧面 7 铣 铣环形槽 8 钻 钻螺纹底孔 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 9 车 车螺纹 10 车 车内孔、倒角 11 钻 钻外圆通孔 12 钻 钻端面孔 13 钳工 去毛刺 14 磨 磨侧平面 15 检验 检验各尺寸 4 工序设计工序设计 4.1 选择加工设备选择加工设备 各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧 式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不高，选用常 用的 cm6125 型卧式车床；粗铣及精铣，应选卧式铣床。考虑本零件 属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 x50125 型铣床 能满足加工要求。钻小孔在立式钻床上加工，故选 z525 型立式钻床。 磨床磨平面应选 w313m 型磨床。 4.2 选择工艺装备选择工艺装备 4.2.1 选择夹具选择夹具 本零件粗铣及精铣平面、铣槽、钻小孔、车螺纹内孔、车螺纹及 倒角等工序需要专用夹具，其他各工序使用通用夹具即可。 4.2.2 选择刀具选择刀具 车端面选择端面车刀，车外圆选择外圆车刀，铣平面、铣槽选择铣 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 刀，钻螺纹底孔选择钻头，车螺纹选择内螺纹车刀，车内孔选择内孔 车刀，钻孔选择麻花钻，磨平面选择成型砂轮。 4.2.3 选择量具选择量具 根据零件的尺寸要求选用游标卡尺。 54 孔的专用机床夹具设计孔的专用机床夹具设计 5.1 定位方案的设计定位方案的设计 本夹具的定位方案，采用支撑钉和定位心轴确定在夹具体中的位 置。该定位方案限制了工件的 5 个自由度，较好的满足零件加工要求， 定位合理。 5.2 定位误差分析与计算定位误差分析与计算 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的 位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被 加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基 准在加工尺寸方向上的最大变动量。造成定位误差的原因有：由于定 位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即 工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以 b d 表示； 由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误 差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以 j d 表 示。 dbj d =d d 。 分析和计算定位误差的目的，就是为了判断所采用的定位方案能 否保证加工要求，以便对不同方案进行分析比较，从而选出最佳定位 方案，它是决定定位方案时的一个重要依据。 夹具的主要定位元件为定位心轴。所以该定位心轴的尺寸公差现 规 定 为 与 本 零 件 在 工 作 时 相 配 的 尺 寸 公 差 相 同 ， 所 以 定 位 误 差 为 0.043。 零件规定孔在轴线20mm 圆周上，孔距离轴线 38mm，已知孔位置 主要由夹具体定位误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹 具体的制造误差组成。 夹具体的制造误差为：对定位孔轴线平行度为：0.02，则夹具体 与钻模板配合误差，有 0.02+0.0430.1, 故误差不超过允许误差。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 5.3 导向元件设计导向元件设计 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 具定位元件的位置，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。 由于该孔的加工方法是直接钻孔。所以，采用可换式钻套。 5.4 夹紧装置的设计夹紧装置的设计 在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作 用，为了保证在这些力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位 置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定 的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。 在该夹具体设计中，采用心轴进行螺旋夹紧。夹紧力的计算采用 /(1 3/) j fflfh=+ 计算，其中的 f -摩擦系数，一般取 0.1-0.15，由于 在进行钻孔工序时，夹紧力作用表面的表面粗糙度较小，所以本设计 中选择= f 0.1。 5.5 夹具结构设计及操作简要说明夹具结构设计及操作简要说明 在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。钻孔精度要求不高，直 接钻孔便可达到。 装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由支撑钉定位， 把螺母锁上。这样就可以钻削了。 6 方案综合评价与结论方案综合评价与结论 本方案采用一面一心轴定位方式，限制了工件的 5 个自由度，采 用螺母夹紧，很好的确定工件在夹具体中的位置。在钻孔工序前的工 序尺寸保证的情况下，不会产生过定位。综上所述，本次课程设计的 基本目的已经达到，较好的反映了零件加工过程中的定位需要。同时， 在专用夹具设计过程中，通过查阅大量资料，所设计的夹具在使用上 十分方便，定位准确。绘制夹具体装配图时，很好运用了机械制图的 知识，图幅表达合理，线条准确。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 7 体会与展望体会与展望 为期三周的机械制造技术基础课程设计就要结束了，回首近 20 天的设计过程，感慨万千。感的是较好的完成了设计任务，在设计过 程中，通过各种途径解决了所遇到的困难。慨的是在细节问题的把握 上还很欠缺，过程技术人员追求的是完美，我想，我的课程设计离完 美还有很远的路要走。三周的时间里，查阅了数十本机械加工与夹具 设计方面的资料。在绘制夹具体装配图时，由于对机械制图中的有关 内容有些陌生，所以索性翻出机械制图书，也算温习了功课。最终， 通过自己的努力，很好的完成了装配图的绘制，也对机械制图的内容 有了更深的理解。同时，也练习了电子图板软件的使用，能熟练的解 决绘图过程中所遇到的问题，最重要的是绘图的速度和质量有了很大 的提高。 从刚拿到题目时的无从下手，到初步了解机械零件加工的工艺过 程，这其中的个中体会只有自己能够理解，也使我更加坚信在做任何 事时，我们都应该认真去对待。通过这次课程设计，虽然了解了机械 加工工艺过程，但离实际还很远，路还很长，但庆幸的是自己对机械 加工工艺过程有了初步的了解，课程设计过程中，一步一个脚印走出 来了。在课余，打算多看一些机械加