阻力伞圆环设计说明书

1 目 录 一、前 言 2 2 2 二、 零件的分析 3 3 3 三、 工艺规划设计 4 坯 的制造形式 4 面的选择 4 艺路线的 拟定 5 6 8 8 四、用 夹具设计 11 11 14 五、自我 小结 15 六、 参考文献 15 轴承座零件的机械加工工艺规程及夹具设计 学院： 机械与汽车工程学院 班级： 机制 076 2 姓名： 张赫 学号： 107011178 指导老师： 叶岳松 成绩： 日期 ： 编 号 名 称 件 数 页 数 1 任务书和零件图 一份 2 零件毛坯图 一张 3 机加工工艺规程卡 一套 4 机加工工序卡 一套 5 零件定位方案图 一张 6 夹具装配图 一张 7 夹具零件图 (含夹具体 ) 一套 8 课程设计说明书 一份 9 机械制造工艺学 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 3 设计题目 ： 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 076 学 号： 107011178 学生姓名： 张赫 指导老师： 叶岳松 机 械 与 汽 车 工 程 学 院 2010 年 7 月 16 日 机械加工工艺规程与机床夹具设计 一、 设计任务 1. 设计课题 :轴承座机械加工工艺规程设计 2. 丝攻 纹孔专用夹具设计 4 3. 生产纲领：大批量生产 4. 设计要求： 1) 零件毛坯图 1 张 2) 机械加工工艺过程卡片 1 套 3) 机械加工主要工序的工序卡片 1 套 4) 夹具装配图 1 张 5) 夹具零件图 若干张 6) 设计说明书 1 份 二、设计说明书 5 设计圆环的机械加工工艺规程及工艺设备 一、 前言 机械制造 技术基础 课程设计是我们学完了大学全部基础课，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有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。 本次课程设计内容包括零件的分析，工艺路线的制定，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具底座零 件图的绘制等等。 就我个人而言，希望能通过这次课程设计对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来，为以后走向社会打下坚实的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师批评指正。 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次 综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下： 培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。 培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。 进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。 序 言 6 机械 制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。 我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！ 其主要目的是： 宽和深化所学的知识。 2. 培 养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规范和方法。 家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。 4. 培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 二、 零件的分析 件的作用 一 零件 分析 件的作用 圆环是阻力伞上的 一个重要零件。 7 我们知道，当飞机完成了战斗机训练任务返航着陆时，阻力伞是配合飞机上其他刹车装置，用以缩短飞机着陆滑跑距离的一种军工装备 圆环用以连接飞机与降伞的一个功能连接件。其上的圆环截面这边同降落伞的伞带连接，另一边在 中装有一个“轴颈”的零件同飞机连接这两个零件用 以该零件首先要保证足够的抗拉强度，且重量要轻，因此采用 30级合金结构钢制造。另外为保证强度，该零件必须采用模锻毛坯。再机械加工中除保证各尺寸外，还要保证表面质量，绝不能有毛刺锐边等容易损害伞带强度的表面质量问题。方形截面和圆环截面之间的过渡区要圆滑过渡。 圆环零件的关键尺寸是 11的圆环截面。为了防止锈蚀降低其强度，所以圆环表面要求镀锌纯化处理。 二确定毛坯类型绘制毛坯简图 由于该圆环再工作过程中要承受拉力载荷，为保证圆环的强度和拉力硬度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该圆环的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯 的材料为 30模斜度为 7。 。 由圆环的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为高等精度。 有机械加工后圆环件的质量为 初步估计机械加工前锻件毛坯的质量为 对圆环零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度， l= 78 b= 37 h= 12 圆环锻件的形状复杂系数为 S=mt/78 37 12 10 该圆环的材料为 30碳的质量分数笑说小于 故该锻件的材质系数属于 根据该圆环的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。 由零件图可知，该圆环各加工表面的粗糙度 件的工艺分析 该圆环 的加工表面分 三 种，主要是孔的加工， 右侧 面的加工，槽 内 的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位 置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔 保证 而需精加工，现将主要加 8 工面分述如下： 的加工 该零件共有 3 个孔要加工： 孔口倒角为1尺寸精度为 因而是后续工序的主要精基准面，需精加工且尽早加工出来； 与 右端面中心距为 20 小头孔孔口倒角为 1尺寸精度为 要 粗 加工。 的加工 该零件共有 1 个 侧 面要加工： 两个侧面是配合 需要精加工 。 的加工 该零件仅有 1 个槽需加工： 22 半 精加工。 三、工艺规划设计 坯的制造形式 零件材料为 30据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较 简单 ，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用 模锻 。 由于零件上孔 ，且都有严格的表面精度要求，故都 要留 出 足够的加工余量 。零件上孔 ， 只需要粗加工。 面的选择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 基准的选择 粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于 两侧面较平整且加工精度较高，故 以 2个主要 侧 面为基准 。 基准的选择 9 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便， 该零件上重要表面是大头孔 以底面自然成为精基准面，该定位基准组合在后 续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。 艺路线的拟定 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。 艺路线方案 20. 粗铣 ; 30. 半精铣内表面 ; 40. 半精铣右端面 ; 50. 钻、铰 ; 60. 扩、铰 ; 70. 精镗 ; 80. 抛光 圆 ; 90. 抛光 弧 ; 100. 倒角 ; 110. 去毛刺 ; 120. 中检 ; 130. 热处理 ; 140. 表面处理 150. 清洗、终检 。 艺方案的确定 端面，以底面为定位基准 ; 10 右端面，以底面为定位基准 ; 环内表面，以右端面为定位基准 ; 环内表面，以右端面为定位基准 ; 用右端面，小头孔定位，保证 20头孔， 定位与 工序相同 ; 用右端面，小头孔槽定位，保证 证 工倒角，去毛刺 ; 坯尺寸及其加工余量的确定 手柄零件材料为 30坯重量约为 产类型为大批生产，采用 模锻 生产。 查表确定加工余量： 普通模锻 ，材料为 30分模线平直对称，材质系数 杂系数S=6/( 6000000/(78*37*12* 度为 11 端面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求， 零件 经过 四 道工序，先粗铣 右端面 ，再粗铣 环内表面 ，精铣右端面 ， 最后 精铣 环内表面， 各步余量如下： 粗铣：由机械加工工艺手册第一卷表 余量值规定， 零件厚度大于 60度小于 100加工余量为 精铣：由机械加工工艺手册第一卷表 余量值规定 ，零件厚度大于 60度小于 100加工余量为 故 锻造 造毛坯的基本尺寸为 77又根据前面铸件尺寸公差标准 值，取尺寸公差 的上偏差为 偏差为 ： 毛坯的名义尺寸： 77 毛坯的最小尺寸： 77 毛坯的最大尺寸： 77 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 11 按入体原则取值。故精铣后尺寸为 77 头孔毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求， 到精镗 得到， 查 机械 加工工艺手册得粗镗的公差上偏差 下偏差为 0， 故： 粗镗小头孔后的最大尺寸 ： 粗镗小头孔后的最小尺寸 ： 2.5 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 入体原则取值。故精铣后尺寸为 端面大头孔毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求， 到精镗 得到， 查 机械 加工工艺手册得粗镗的公差上偏差 偏差为 ： 粗镗大头孔后的最大尺寸 ： 粗镗大头孔后的最小尺寸 ： 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 入体原则取值。故精铣后尺寸为 他尺寸极其加工余量的确定 其他工序尺寸包括 1个 孔， 1个 槽，现仅分析主要的 1个槽的加工余量及尺寸偏差。 精铣槽 ， 根据 机械 加工工艺手册， 按粗铣到精铣的加工 为： 粗铣 ： 22 精铣 ： 精铣 。 1 切削用量的计算 0 粗铣拔叉头两端面 该工序分两个工步，工步 1是以右端面定位，粗铣左端面；工步 2是以左端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经过一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度 有背吃刀量不同。 （ 1） 背吃刀量 12 工步 1的背吃刀量 1， 的余量 2.5 1 工步 2的背吃刀量 2，故 2= 2 （ 2）进给量 表 机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量mm/z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 2.6 数 z=10 。查表 定铣削速度 4.9 m/ 000 d= r/本工序采用 表 转速 160 r/实际铣削 速度 000=40.2 m/ r/作台的每分钟进给量 fm=128 mm/可根据表 125 mm/ 0 半精铣拔叉头左端面 （ 1）背吃刀量 3= 1 （ 2）进给量 由本工序表面粗糙度 m，查表 速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量 0.4 mm/r，故每齿进给量 mm/z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 80 数 z= 10 、 mm/z，查表 定铣削速度 48.4 m/ 000v/ d= r/本工序采用 立式铣床，查表 180 r/实际铣削速度为 v= 000= m/ 180 r/，工作台的每分钟进给量 fm=72 mm/表 作台的每分钟进给量 5mm/ 0 钻、粗铰、精铰 （ 1）钻 工步 由工件材料为 30 速钢钻头、查表 速钢麻花钻钻削碳钢的切削用量得，切削速度 16 m/给量 f= mm/r，取 2.6 000v/ 1000*16/（ ） r/r/本工序采用 立式钻床，由表 ，转速 1360 r/实际切削速度为 000= *7/1000 = 11.2 m/ 2）粗铰 孔工步 取背吃刀量 .6 工件材料为 30 查表 3 高速钢铰刀铰削切削用量得，切削速度 15 m/给量 f= mm/r，则 000v/ 1000*15*） r/360r/本工序采用 立式钻床，取转速 100 r/实际切削速度为 000= *00/1000 m/m/ 3）精铰工步 由背吃刀量 2.6 件材料为 30表 速钢铰刀铰削切削用量得，切削速度 15 m/给量 f= mm/r，则 000v/ 1000*15/ *2.6 r/1980 r/本工序采用 立式钻床，由表 转速 1360 r/ 定各工序切削用量及基本工时 序 20：半精铣右端面 机床： 刀具：高速钢 端 铣刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 根据 机械制造技术基础课程设计手册 表 5主轴转速=60r/进给量 f=r,得切 削速度 =背吃刀量为 1/给次数为 1，保证厚度尺寸 11 序 30：精铣内表面 机床： 刀具：高速钢 端 铣刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 序 40：精铣右端面 机床： 刀具：高速钢 端 铣刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 14 序 50： 粗铣 机床： 刀具：高速钢 端 铣刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 根据 机械制造技术基础课程设计手册 表 5主轴转速=1360r/进给量 f=r,得切 削速度 =进给次数为 1，保证 。 序 60：粗镗小头孔 机床： 刀具： 镗 刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 序 70：粗镗大头孔 机床： 刀具： 镗 刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 序 80：精镗小头孔 床： 刀具： 镗刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 序 90：精镗大头孔 床： 15 刀具： 镗刀 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 序 100：倒角 机床： 刀具： 倒角钻头 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 四、 专用夹具设计 由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。 位方案的确定 序要求 本次设计 选择设计的是 工序 的夹具，主要是针对 钻 ,铰 4 的夹具，它将用于 卧式钻铣床。 该工序要求 4 中 心 线与 端面（有 13 因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上，并且还要求其孔为通孔，由于端面经过精铣，精度 16 比较高，因而工序基准为端面 A，为了便于卧式转床加工，选取适当的定位基准，保证其加工要求。 夹具设计应首先满足这些要求， 在 保证较高的生产效率 的前提下 ，还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性 。 加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠， 并且 夹具体应具有较好的刚性。 位方案设计分析 左图为 图 2 攻 4工序简图 如图 2所示，为了加工 4通 孔， 必须使其完全定位。因此初步的设计方案如 下 ,首先必须明确其加工时应如图 2所示，这样水平放置，便于卧式钻床加工。那么要使其完全定位，可以采用 :一面加固定 型块定位，这样既简单又方便。 位分析 如上图所示，一底面 限制的自由度有 3个，一个固定 个滑动 为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案如附图 手柄夹具体装配图所示，总共限制了工件的全部 6 个自由度，属于完全定位。 在该定位方案中， 一 个支撑 面 顶住，限制 了 个移动自由度。 一个固定 制 了 一个滑动 制了 这样 6个自由度全部被限制。定位面板如附图 手柄座夹具体 装配 图所示。 位误差分析 定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对于夹具设计中采用的定位方案， 只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的 1/3 1/2，即可认为定位方案符合加工要求 。 对于本次设计的夹具，需要保证的尺寸要求：保证 油 孔轴线距 侧 面 13证 油 孔轴线 通过两孔轴线及两侧面的对称面 。 对于 13于定位基准 也是端面 A，故基准不重和误差为 0，且由于端面 面粗糙度达到 可认为端面 小，即可以忽略位置度误差 ，综上所述，只要 支撑面 的标准尺寸得到保证，是不 17 存在定位误差的。 对于 本 工序要求，定位基准与工序基准同为两孔中心线，故基准不重合误差为 0。基准位置误差则取决于两孔直径尺寸公差以及圆度误差，由于两孔的表面精度都达到 经过精 镗 ，故基准位置误差也可以忽略，只要两 位误差也是很小的。 综上所述，该定位方案是符合加工要求的。 位元件的型号，尺寸和安装方式 撑面 在定位板面上做成一个中间有 22 经过精铣得到精度较高的平面。 其相关尺寸见 右 图： 型块 本设计方案选用 一个 固定 型块 ，查课程设计指导教程，确定 相关尺寸见下图 3： 18 图 3 滑动 V 形块 它和定位面板上的 10孔呈 H7/盈配合 ，并用螺母固定，防止钻孔时松动，影响加工 。 紧方案的确定 紧装置的设计 夹紧力方向原则： （ 1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置； （ 2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可 能小； （ 3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。 夹紧作用点原则： （ 1）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转； （ 2）夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现； （ 3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。 根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式。 19 本设计方案选用 的是螺旋夹紧机构，夹紧方向水平向右，通过螺 栓 的转动，带动 固定在滑动 V 型块上面的方块螺母向右移动， 进而作用在工件 30面上，实现夹紧，具体夹紧装置的布置见 纸。这种夹紧方式和夹紧装置简单实用，且对于大批量生产能较快装夹工件，劳动强度较小，成本低，简单可靠。 具的操作及维护 安装工件时，应先将 螺栓 转动退出足够的行程空间以便于安装