磨架外壳零件镗模夹具设计论文

目 录 课程设计任务书 . 2 序言 . 6 一、零件工艺分析 . 7 （一）零件功用 . 7 （二）主要技术要求分析 . 7 （三）工艺分析 . 7 二、制订工艺路线 . 7 （一）毛坯的选择 . 7 （二）确定毛坯余量 . 7 （三）工艺路线拟订 . 8 （四）加工余量、工序尺寸的确定 . 9 （五）确定切削用量、基本工时定额 . 10 三、机床夹具设计 . 14 （一）定位基准和夹紧方案 . 14 （二）夹紧力、切削力的计算 . 15 （三）定位误差的分析计算 . 15 四、课程设计心得体会 . 16 五、参考文献 . 17 毕业设计（论文）任务书 专业： 机械设计制造与自动化 班级： 机制 1006班 设计题目： 设计（ 具磨床）磨架外壳零件的机械加工工艺规程及加工 主轴孔工序的专用夹具 设计内容： （ 1）零件毛坯合图 1 张 （ 2）机械加工工艺规程卡片 1 套 （ 3）夹具装配总图 1 张 （ 4）夹具零件图 全部 （ 5）毕业设计（计算）说明书 1 份 原始资料： 零件图 1 张；生产纲领为 800 件 /年；每日 1 班。 题目下达日期： 2012 年 12 月 03日 设计开始日期： 2012 年 12 月 03日 任务完成日期： 2013 年 01 月 13日 指导教师： 学生姓名： 教研室主任： 批准日期： 20 年 12月 03日 一、设计（论文）内容及要求： （一）设计内容 1在对 具磨床磨架外壳零件图进行工艺分析的基础上，拟定该零件的工艺流程和加工方案，进行工艺规程的初步设计，并填写 工艺过程卡 ； 2根据磨架外壳上 主轴孔的技术要求，拟定加工该孔的加工方案，并填写 工序卡 ； 3根据磨架外壳零件 主轴孔的技术要求，拟定加工该孔工序的定位及夹紧方案，进行定位误差分析计算，设计机床夹具（绘制 装配图 和 零件图 ）； 4依据学院教务处 2007年 4月 26日发布的 关于规范毕业论文的通知 （ 教务【 2007】5号文件 ）的统一规定格式，编写毕业设计（计算）说明书，准备毕业答辩提纲。 （二）设计要求 1必须拟定两个以上的工艺方案进行对比分析，以便确定最佳工艺方案； 2填写工序卡时，由指导老师指定关键工序进行填写； 3进行夹具设计时，必须在绘制装配草图的基础上，经指导老师审查后，才能进行下一步工作； 4设计任务量要求：零件毛坯合图一张；机械加工工艺规程卡片一套；设计草图（装配草图）一张；装配图（正式装配图）一张；零件图若干张（由老师指定） ；毕业设计（计算）说明书一份，字数不少于 3000字；毕业答辩提纲一份。 二、技术指标： （祥见 具磨床的磨架外壳零件图） 三、主要参考资料： 1金属机械加工工艺人员手册 上海科学技术出版社 主编赵如福 2机床夹具设计手册 国防工业出版社 主编杨黎明 3机械零件设计手册 冶金工业出版社 主编东北工学院 4机械设计手册 机械工业出版社 主编徐灏 5相关课程教材 四、毕业设计进程安排 （见进程安排表） 进程计划表 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成情况 检查签 名 1 12月 03 日 至 12月 09 日 （ 7天） 熟悉设计课题，准备设计资料，进行工艺流程初步设计。 2 12月 10 日 至 12月 30 日 （ 21天） 在工艺流程初步设计的基础上，进行夹具结构草图设计。 3 12月 31 日 至 2013年 1月 6日 （ 7天） 进行定位误差分析和计算，并在草图设计基础上，绘制正式的机床夹具装配图和部分零件图。 4 01月 07 日 至 01月 13 日 （ 7天） 编写毕业设计论文和答辩提纲，准备毕业答辩。 5 01月 14日开始 毕业答辩。 2012 指导教师评语： 指导教师签名： 毕业设计（论文）成绩： 毕业设计（论文）表现成绩： 毕业设计（论文）答辩 1答辩组成员签名： 2答 辩 日 期： 年 月 日 3答 辩 评 语： 4答 辩 成 绩： 毕业设计（论文）总成绩： 序言 机械制造工艺学课程设计是在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的各课程的一次深入的综合性的运用，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们 的大学学习生活中占有重要的地位。 本设计说明书主要分为五个部分，包括零件工艺分析、工艺规程设计、机床夹具的设计、工艺卡片及参考资料，是在指导老师及校办工厂（咸阳机床厂）师傅的指导之下完成，在此表示衷心的感谢！就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于本人是初次设计，能力有限，加之时间仓促，尚有许多不足之处，设计中的错误和不当之处，恳请老师予以指出和改正。 一、零件工艺分析 （一）零件功用 该零件为 能工具磨床的砂轮磨架外壳，其主要作用是支承内孔主轴，安装砂轮。 （二）主要技术要求分析 这两组加工表面之间有一定的位置要求，现将这两组加工表面分述如下： 1以 90为中心的加工表面 这一组加工表面包括 28之平行的外圆及端面， 68的也及2 3 1的切断槽及 70 的环形槽及倒角； 2以 68为中心的加工表面 这一组成加工表面包括铣 90两侧 30宽，钻攻 2 310 这两组加工表面之间有着一定的位置要求 9068也中心线的平行度公差为 4 90的端面需要一定的平面度为 圆跳动为 三）工艺分析 由以上分析可知，对于这两组加工表面，我们可以先加工一组表面，然后借助于专用夹具进行另一表面的夹正，并保证它们之间有位置精度要求。 二、制订工艺路线 （一）毛坯的选择 由零件图和设计任务可知，磨架外壳零件材料为 时考虑到该零件在磨床工作中需要经常转动，且零件在工作过程中需要 承受高变及冲击性载荷，为了降低其振动频率，因此应该选用铸件，以保证零件工作可靠。已知零件的生产纲领为 800件 /年，通过计算，该零件质量为 金属机械加工工艺人员手册可知，其生产类型为成批生产，故选择二级铸件毛坯，采用手工砂型木模铸造工艺，其上 90磨架外壳凸台面和 68孔需要铸出。 （二）确定毛坯余量 查阅金属机械加工工艺人员手册中铸件机械加工余量可知，体壳零件上 68孔 的总余量取值 7边余量）； 90磨架外壳凸台面毛坯余量取值 5零件的其余各表面的毛坯余量的具体分布情况见“零 件毛坯合图”所示。 （三） 精基准的选择：加工磨架外壳 68砂轮主轴孔时，为保证基准重合，采用了典型的“ 3、 2、 1”工件定位方案（见下图所示），即：选择外壳底座 90端面（限制工件 3个自由度）和 28制工件 2个自由度）作为主定位面，选择磨架外壳宽度尺寸为 30的侧面（或 90 毛坯面，即： 68砂轮主轴孔同轴的毛坯外圆）作为防转面（限制工件转动自由度）。 粗基准的选择：磨架外壳零件粗基准至关重要。对于一般轴类零件而言，以外圆为粗基准是完全合理的，但对本零件来说，若以 90的外圆为 基准，则会造成加工 68主轴孔的加工余量不均匀。现选取 68主轴孔的未加工前的毛坯孔为粗基准，起到定心作用，并利用毛坯孔的端面作为主要定位面限制三个自由度。另外，以磨架外壳零件的腰部 80不加工毛坯面作为防转面，限制工件转动自由度，达到完全定位。 （四）工艺路线拟订 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状及位置精度等技术要求能得到合理保证，在生产纲领已确定为成批生产条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量采用工序集中来提高生产率，除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成 本尽量下降。 1工艺路线方案一 工序 车 28、 90的端面及外圆 工序 粗镗 68 的一端面及孔 工序 半精镗 68孔及其端面 工序 镗 68 的另一端面及精镗孔 工序 切 3 1、 2 90的槽 工序 铣 90 的两侧 30宽 工序 钻攻 2 31012工序 超精加工 68孔至设计尺寸 2工艺路线方案二 工序 镗 68 的一端面及粗镗孔 工序 镗 68 的另一端面及精镗孔 工序 车 28、 90的端面及外圆 工序 切 3 1、 2 90的槽 工序 铣 90 的两侧 30宽 工序 钻攻 2 310123工艺方案的比较与分析 由于 68的内孔精度要求最高；根据工艺要求；精度最高必须在最后精加工，所以根据分析可知：方案一先加工 28、 90端面及外圆，再镗 68的端面及孔，方案二则与此相反，先镗 68 的端面及孔，再加工 28、 90的端面及外圆。两相比较，可以看出第一方案加工余量均匀，且满足以重要表面化为粗基准原则，因此决定将采用方案一。 （四）加工余量、工序尺寸的确定 根据磨架外壳的原始资料及加工工艺，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： （ 1）加工余量（查表法） 68孔毛坯余量 z=7 车 28、 90 的端面 z=22粗车 28、 90 的外圆 z=4精车 90的外圆 z=镗 68端面 z=4粗镗 68孔 z=5半精镗 68 孔 z=精镗 68孔 z=切 3 1、 2 90的槽 z=1铣 90的两侧 30宽 z=30钻攻 2 3 z=51钻攻 z=102钻攻 z=12 2）余量分布图（见上图） 选择 68孔，其余量分布图如下： 毛坯孔直径为 68（ 5） 61 镗孔直径为 61 5 66 ） 半精镗孔直径 66 10（ ） 精镗孔直径为 68 ） 超精加工孔至设计尺寸 （ ） （五）确定切削用量、基本工时定额 余量分布图： 1加工方法与设备 工序 40， 50， 60， 100采用 工序 110中 60 的孔采用镗 68镗床； 工序 120采用钻床 2切削用量 采用计算法，下面为设计要求填写的两个工序卡工序的切削用量的计算确定过程： 工序 车 28、 90的端面及外圆 1加工条件： 1）加工材料：灰口铸铁： D 130，成批毛坯 2）加工要求：车工 28端面有外圆，粗车 90外圆 3）机床： 通车床 4）端面车刀：刀片材料： 杆尺寸： 16 250， 5， 2， 工序 镗 68 的一端面及孔 1）加工材料：灰口铸铁： D 130，成批毛坯 2）加工要求：粗镗 68的一端面及孔 3）机床：镗床 4）端面镗刀：刀片材料：硬质合金； 工序 半精镗、精镗 68孔及其端面 1）加工材料：灰口铸铁： D 130，成批毛坯 2）加工要求：精镗 68的一端面及孔 3）机床：镗床 端面镗刀：刀片材料：硬质合金； 工序 切 3 1、 2 90的槽 1）加工材料：灰口铸铁： D 130，成 批毛坯 2）加工要求：车切 3 1、 2 90 的槽 3）机床： 通车床 4）切槽车刀：刀片材料：白钢刀； 工序 铣 90 的两侧 30宽 1）加工材料：灰口铸铁： D 130，成批毛坯 2）加工要求：铣 90的两侧 30宽 3）机床： 铣床 4）铣刀：刀片材料：高速钢 工序 钻攻 2 310121）加工材料：灰口铸铁： D 130，成批毛坯 2）加工要求： 钻攻 2 310123）机床：钻床 4）钻头：麻花钻 工序 超精加工 68孔至设计尺寸 1）加工材料：灰口铸铁： D 130，成批毛坯 2）加工要求：超精镗 68的一端面及孔 3）机床：镗床 端面镗刀：刀片材料：硬质合金 2计算切削用量 （ 1）车端面 1） ,f=r 2）计算切削速度、耐用度 t=45= tm 292 )=243(m/s) 3）确定主轴转速 000v/000 28)=46(r/s)(2757r/按机床选取 0r/s (600r/48m/所以实际的切削速度为 v=s （ 2）粗车外圆 要求校验机床功率及进给机构强度 1）切削深度： 2z=4一次性切除 2）进给量： f=r ）计算切削速度 =292/(129(m/s) 确定主轴转速： 000 90)=7.6(r/s) (456r/按机床选取 10m/s (600r/所以实际切削速度为 v=m/s) （ 3）粗镗 68 通孔 1） mm,f=r 2）镗刀 25 200 3）计算切削速度、耐用度 t=40=292 (99.8(m/(s) 确定主轴转速 000 68)=r/s) 按机床选取 .7(r/s) 所以实际切削速度 v=0.4(m/s) (4)钻攻 ） 0mm,f=r 2） 3） 计算切削速度、耐用度 t=120V=292 (112(m/(s) 确定主轴转速 000 12) =50.4(r/s) 按机床选取 (r/s) 所以实际切削速度 v=m/s) 4） 耐用度 t=60f=1mm/r V=292 (161(m/(s) 000 12)=s 按机床选取 s 所以实际切削速度 v=m/r) 查阅机械制造工艺与机床夹具课程设计指导以及机械加工工艺人员手册根据零件尺寸、材料确定各工序的切削用量： 工序 工步 切削深度 （ 切削速度 （ m/ 转速 r/往复次数 进给量 r 或 行程 40 1 1 50 90 35 1 50 1 1 75 75 0 1 1 75 1 2 75 00 1 50 35 10 1 3 0 25 3 00 15 20 1 0 500 180 0 1000 5 710 11 20 710 工时定额 外形尺寸主要在铣床加工，故准备 终结时间为 65 切削用量的确定举例： 例如：工序号 40，铣大底面，查金属机械加工工艺人员手册表 14粗铣时的每齿进给量 /， z=18.则 f=,切削速度 v= n=1000*v/(*d)=1000*0=170,由机床手册可知，主轴转速取 150m/切削速度 v= *d*n/1000=0*150/1000=f=50=405mm/机床纵向进给量可知（查表） f=375mm/ f=375/150=r。 工序号 0金属机械制造加工工艺人员手册表 14 5及机床进给量（即 床的实 际进给量中选取） f=r 切削速度v=12m/则 n=1000*v/( *d)=1000主轴转速n=80r/实际切削速度 000=例如工序号 20 钻 13的孔时查金属机械制造加工工艺人员手册表 14 36可知f=削速度 v= n=1000*v/(*d)=机床手册可 知 n=500r/v=000=削速度表中可知 v=20m/ 三、机床夹具设计 （一）定位基准和夹紧方案 由于所需加工工件的特征需在镗床上进行加工故采用镗床夹具。 1工序进行镗孔 60。 采用一面两销进行完全定位，大平面限制 X、 的移动自由度，两销限制 X、Y、 此方案满足加工要求，时合理的。 2利用螺栓夹紧机构进行夹紧，采用两个移动压板和一个可卸式弧形压板进 行压 紧工件，夹紧力方向向下。 3无对刀导向机构。 4通过 68镗床的工作台上。 5为了保证镗孔的精度，故对夹具的矩形块（即大地面的定位面）进行磨削加工。为了保证其强度、稳定性，夹具的底座铸件且便于制造，并且铸件还有较好的抗震性。 6夹具的整体布局设计 夹具为长方形零件，在两端放置两个支架，并且在 25的孔中放置 2 5的镗套，支架与底座采用螺钉及定位销连接，底座采用 此来加工孔的 60保证其 孔的定位精度。 （二）夹紧力、切削力的计算 由于 夹具装配图可知夹紧力的方向指向工件，因此工件的夹紧力采用了 2个移动压板和一个弧形压板，沿 轴的切削力， F*K， 切削 *L/t,则 F 切削 *L/t*=1*3*1，由切削力计算公式= 三）定位误差的分析计算 1夹具精度分析及计算： 于定位基准与 工序基准不重合，则 B=位误差与限位基准重合，则 Y=0，因此 D= B+ Y=安装误差分析计算： 镗套与支架的采用 H7/以 A= 般取零件加工精度的 1/3到 1/5，故取 G= K/3=D=（ 1/2= K=镗床的夹具定位方案合理。 四、课程设计心得体会 紧张而又辛苦的三周课程设计结束了，当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过了一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿干心旷神怡，眼前豁然开朗。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言