莲花轴加工工艺规程及钻7×φ7孔专用夹具设计论文

机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 莲花轴 加工工艺规程及 钻 7 7 孔专用夹具设计 班 级： 机械 08 名： 指导教师： 完成日期： 辽宁工程技术大学课程设计 I 一、设计题目 设计 莲花轴 加工工艺规程及 钻 7 7 孔专用夹具设计 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 1绘制零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程综合卡片 1 套 4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1 套 5绘制夹具装配图（ 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（ 配图出来后，由指导教师为 学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1 张 7编写课程设计说明书（约 5000）。 1 份 四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l 2 天查资料，熟悉题目阶段。 2第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 20 21 天，答辩 辽宁工程技术大学课程设计 、指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 次设计的是 床输出轴 7 7 孔， 包括 被加工工件的零件图、工件的毛坯图、夹具装配图、夹具体图 各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。 输出轴作为动力装置的主要零件， 工艺工装的设计与改良直接 影响着其质量与性能。 本文首先介绍了输出轴的作用和工艺分析 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。最后拟定钻孔的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 本次课程设计主要是应用机械制造技术，是一次 深入的综合性的总复习 。 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 is 7 a as to s of a to a a at s up of is a By to be to is be a 辽宁工程技术大学课程设计 V 目 录 1、莲花轴的工艺分析及生产类型的确定 件的用途 . 1 花轴的技术要求： . 1 查莲花轴的工艺性 . 2 定莲花轴的生产类型 . 2 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 . 3 3、拟定莲花轴工艺路线 . 3 位基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 表面加工方法的确定 . 3 工阶段的划分 . 4 序的集中与分散 . 4 序顺序的安排 . 4 . 4 处理工序 . 5 助工序 . 5 定工艺路线 . 5 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 . 6 5、切削用量、时间定额的计算 . 6 削用量的计算 . 6 间定额的计算 . 6 本时间 . 6 助时间 . 7 其他时间的计算 . 7 辽宁工程技术大学课程设计 单件时间 . 7 . 7 . 8 . 8 . 9 . 9 . 9 7. 体会与展望 . 9 参考文献 . 11 辽宁工程技术大学课程设计 1 1、 莲花轴 件的用途 题目所给定的零件为 莲花轴 ，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三 是支撑传动零部件。 莲花轴 的技术要求： 制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。 在轴一端为大端直径 87，在端面上有 8 个 圆端面，在四周端面顶端为 7 的孔，中间的半圆端面为 6 的孔，轴的周向端面为长 115 45 圆柱，在圆柱中间为 144 的一段。该工件辽宁工程技术大学课程设计 2 的精度要求大多数为 10 级。加工精度不算高。 查 莲花轴 的工艺性 该 莲花轴 结构简单，形状普通，属一 般的底座类零件。主要加工表面有 87 上 侧 端面 ，要求其 7 个半球面同轴度为 次就是；在其端面上钻 7 个 7 的孔 。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过 车削 、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。 定 莲花轴 的生产类型 已知此 莲花轴 零件的生产纲领为 5000 件 /年，零件的质量 不足100机械制造工艺 与夹具 第 7 页表 确定该 莲花轴生产类型为 大 批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装 。 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 择毛胚 零件材料为 考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸 机械 砂型铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级为 这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。 定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 由表 2表 2知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 差等级 由 莲花轴 的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为 0。 花轴 铸造毛坯尺寸工差及加工余量 由下面毛坯图可知，零件两端加工余量为 4轴端加工余量为辽宁工程技术大学课程设计 3 差为 2，在粗轴端端面连接有一些过渡处，考虑加工方便全部取与轴上半径最大处一平，加工余量大些，在细轴端处，加工余量取 3，误差为 2，由于是毛坯，对于精度要求不高。 制 莲花轴 毛坯简图 3、拟定 莲花轴 工艺路线 位基准的选择 基准的选择 按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加 工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应选 莲花轴轴线为粗基准，以此加工莲花轴表面 以。 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， 由于莲花轴为会转零件 ， 因此 仍 以 莲花轴的 中心轴线 精基准。 表面加工方法的确定 根据 莲花轴 零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确辽宁工程技术大学课程设计 4 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/工方案 大端表面 铣 大端外端面 车 轴中心孔 粗 钻 45 处外缘 车 磨削 车 7 车 磨削 40 处端面 车 磨削 纹孔 钻 工阶段的划分 该 莲花轴 加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工 和局部精加工 阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（ 莲花轴 中心轴线 ）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；然后粗车 莲花轴 整体外形 。在半精加工阶段，完成 莲花轴 左端面的精铣加工和 轴的半精加工以及 其他孔的加工。 序的集中与分散 选用工序集中原则安排 莲花轴 的加工工序。该 莲花轴 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，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。 序顺序的安排 械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 莲花轴右端面和 26 孔。 （ 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 莲花轴 右端面，再加工辽宁工程技术大学课程设计 5 25 孔。 处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该 莲花轴 在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。 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 莲花轴 工序的安排顺序为：在、热处理 基准加工 粗加工 精加工。 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 莲花轴的工艺路线 工序号 工序名称 工序内容 设备 工艺装备 1 退火 调质处理 2 粗 车 车零件整体外缘 车刀 、 千分尺 3 半精 车 车小端各外圆 车刀 4 粗铣 互为基准加工大小端面 立式铣床 铣刀、千分尺 5 粗钻 14 4 摇臂钻床 用夹具，分度头 6 粗钻 7 7 孔 式钻床 麻花钻、专用夹具 7 粗 铰 8 及 8 22 圆弧面 组合钻床 铰刀、千分尺、塞规，专用夹具， 分度头 8 粗 钻 钻 孔 式钻床 专用夹具 9 粗钻 钻 3 孔 式钻床 专用夹具 10 精磨 钻 26 孔 磨削 45 40 外圆（30 外圆） 磨床 11 精铣 大小端过渡凸台 立式铣床 分尺 12 去毛刺 去毛刺 钳工台 13 检验 检验 塞规、卡尺、百分表等 辽宁工程技术大学课程设计 6 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 在这只确定 车 7 7 孔的加工余量、 工序尺寸和公差。 由表 2查，在钻 7 的孔时由于孔太小，在表中可 知，加工两次，第一次钻 二次为 7，其加工余量，尺寸的很小，均不予计算。 5、切削用量、时间定额的计算 在这只计算 钻 7 孔此工序的切削用量和时间定额。 削用量的计算 钻 7 孔 由文献 )2( 表 5孔的进给量 f=r，由文献 )2( 表 5得镗孔时的切削速度 v=20m/此算出转速为： n= 000 =7201000910r/镗床的实际转速取 n=960r/实际切削速度为：v= 000= 1000 24200 =间定额的计算 本时间 计算 钻 孔工步 根据表 5孔的基本时间可由公式 L/l+l1+得。式中切削工时 l=18 l1=*12)=7/2* f=r;n=960r/将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 辽宁工程技术大学课程设计 7 助时间 计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 基本时间 间的关系为这里取 则各工序的辅助时间分别为： 钻 孔工步的辅助时间为： s=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 莲花轴 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 作业时间的2%7%，休息与生理需要时间 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+算，它们分别为： 钻 孔工步的其他时间为： tb+6%x(件时间 计算 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔 工步 =由于在此工步中加工 7 个孔，总时间为 7=此，此工序的单 件时间 上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 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。 辽宁工程技术大学课程设计 8 出问题 （ 1）怎样限制零件的自由度；一个面限制 3 个自由度 ，长圆柱销限制 2 个自由度，定位销限制 1 个自由度。 （ 2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。 （ 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。 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。 本夹具主要用来对 7 7 孔进行加工， 由于 孔尺寸 较小，因此辽宁工程技术大学课程设计 9 精度要求 不高 ， 钻可以 以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产 效率，降低劳动强度。 具设计 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 7 7孔时，采用 莲花轴 中心 轴线 为基准。 （ 2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为 半球套的 定位，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，由于 半球套加紧工件并定位 ， 所以不存在间隙， 定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ T d+ S） /2 T d = S=0 j= 所以定位误差为 d= b+ j= j= 夹具操作说明 此次设计的夹具夹紧原理为：通过 半球套 和底面 支撑钉 为定位基准，采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。 定位元件： 定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计用 半球套。 7. 体会与展望 本次的机械制造工艺课程设计 ，使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并能结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了 设计一个中等复杂程度零件（输出轴）的工艺规程的能力和学到了夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我的熟悉并运用有辽宁工程技术大学课程设计 10 关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养了我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，提高了我的思考、解