镗套座的工艺规程设计和夹具设计【含全套CAD图纸】
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机电工程学院 机械制造技术 基础 课程设计 说 明 书 课题名称： 镗套座加工工艺、 钻攻螺纹孔 学生姓名： 盛圆圆 学号： 20100608101 专 业： 机械制造及其自动化 班级： 10 机设 1 成 绩： 指导教师签字： 郭华锋 2013 年 12 月 27 日 目 录 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 2 1 设计题目及其要求 . 1 的 . 1 计内容 . 1 计程序和一般要求 . 2 . 4 写设计说明 书 . 5 绩考核 . 6 . 6 2 零件的分析及加工方案的制定 . 7 析零件的作用及技术要求 . 7 件的工艺分析 . 7 定毛坯的制造形式 . 7 位基准的选择 . 8 定加工工艺路线 . 8 3 必要的工序尺寸，加工余量及公差的计算 . 9 00孔的加工 . 9 面的工序尺寸及公差计算 . 10 4 选择车床、量具、刃具 . 11 择机床 . 11 择量具 . 11 . 12 5 确定切削用量、时间定额 . 13 . 13 100孔 . 15 6. 专用夹具设计 . 18 计思想 . 18 具设计 . 18 7. 设计小结 . 20 . 21 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 1 设计内容 计算说明 结论 1. 设 计 题 目 及 其 要 求 计目的 机械制造工 艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，学生在学完了工艺课后并完成了生产实习的基础上，还应通过课程设计受到一次理论联系实际的综合训练，培养运用所学知识分析和解决机械制造工艺技术问题的能力。通过课程设计，学生应在下述各方面得到锻炼： （ 1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位。夹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。 （ 2）提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求， 设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。 （ 3）学会使用手册及图表资料。 （ 4）能具备一定创新能力的培养。 计内容 要求编制一个典型的中等复杂程度的机器零件的机械加工工艺规程，按教师指定设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。 具体内容如下： (1)选择毛坯的制造方法，制定毛坯技术要求。 (2)拟定零件的机械加工工艺过程。 (3)合理选择各工序的定位基准。 (4)正确确定各工序的夹压位置和夹紧力的方向和作用点。 (5)确定各工序所用的加工设备。 (6)确定刀具材料，类型及规定 量具种类。 (7)确定一个加工表面的工序余量和总余量。 (8)选定一个工序的切削用量。 (9)确定工序尺寸，正确拟订工序技术要求。 (10)确定工序使用的冷却润滑液。 (11)计算一个工序的单件工时。 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 2 (12)设计指定工序的专用夹具（需计算切削力、夹紧力）。 绘制夹具装配图。 (13)测绘夹具中的指定零件。 (14)填写工艺文件。 (15)编写设计说明书。 计程序和一般要求 零件机械加工工艺规程的制定： 在有关的原始资料准备完毕后，即可按下列步骤和方法进行设计工作： 行 工艺审查。 (1)了解零件在整机中的作用及工作条件，结构及工艺特点。 (2)分析零件图上各项技术要求制定的依据，确定主要加工表面，并找出关键技术问题。 (3)审查各项技术要求是否合理，零件的结构工艺性是否良好，选用材料是否恰当。 (1)生产类型 单件小批生产，成批生产，大批大量生产。 (2)工艺安排的基本倾向。 工序集中原则，工序分散原则。 (3)设备选择 通用设备 +通用工装；通用设备 +专用工装；专用设备 +专用工装。 (4)工艺手段 常规工艺，新工艺或特种工艺 (1)确定毛坯 铸件：木模手工造型；金属模机器造型。 锻件：自由锻；模锻。 型材 (2)确定毛坯形状 (3)规定毛坯精度等级 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 3 (4)给出加工表面的总余量 (5)制定毛坯技术要求 (6)绘制毛坯 零件综合图 (1)正确选择定位基准 选定精基准 选定粗基准 同时确定各工序工件的夹压位置和夹紧力的方向和作用点。 (2)确定各加工面的加工方法及加工方案。 先确定主要表面的加工方法，而后确定其它各次要表面的加工方法。 先确定主要表面的终加工方法，然后再确定各准备工序的加工方法。 (3)确定工序集中与分散 根据给定的生产类型，零件特点、机床负荷和具体生产条件，统筹考虑各工步的组合，确定工序集中与分散的实施方案。 (4)加工顺序的安排 切削加工工序、热处理工序和其他辅助工序统筹合理安排。 切削加工顺序的安排需遵循基面先行，先面后孔，先粗后精，先主后次等项原则。 结合生产类型、加工精度、零件尺寸、夹具等因素综合考虑，查阅手册，合理确定机床型号规格。 序尺寸和公差 (1)确定加工余量 工序余量和总余量一般可参考手册 推荐的资料查取，据此方可完成毛坯图。 (2)确定工序尺寸和公差 工序尺寸计算，可采用尺寸链原理进行，也可根据手册选定。 切削用量可通过手册查取。 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 4 计指定工序的专用夹具 对指定工序的加工技术要求、定位夹紧方案、毛坯情况、所用机床、刀具、加工余量、切削用量进行了解分析后，即可着手收集同类型夹具及典型结构的资料，按下列步骤进行专用夹具的设计： 后确定工件的定位方案，合理选择和设置定位无件。 引方式，合理选择和设置导向元件。 (1)分析和判断力的性质和方向 (2)根据工序中负荷最大的工步确定切削力 （ 1）最后确定夹紧力的作用点和方向 （ 2）根据切削力方向和夹紧力方向间的相互关系确定所需的最大夹紧力。 （ 3）引入安全系数确定实用夹紧力 （ 4）根据传动系统的特性算出夹紧作用力（动力） （ 5）根据动力源元件的性质（如气缸、螺旋等）确定动力源元件的尺寸（如气缸、螺纹直径等）。 力源装置、中间递力结构、夹紧元 件、夹紧机构 分度装置等）及夹具体的结构型式。 （ 1）装配图比例一般按 1:1 绘制 （ 2）主观图尽可能选取与操作者正对的位置，视图配置和选择应能完整地表达整个夹具各部分结构。 （ 3）工件的外形轮廓和主要表面（定位基面、夹紧表面和被加工表面）用黑色双点划线画出，视为假想透明体，不影响徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 5 夹具元件的绘制，被加工表面的加工余量可用网纹线画出。 （ 4）装配图上有关尺寸，公差配合和技术条件标准，均需符合有关国家标准。 （ 5）夹具 零件应尽量采用标准，规格化零件，并标号及列出零件明细表。 应有足够的视图和剖面、全部尺寸、公差、形位公差、粗糙度及其它技术条件（包括零件材料和热处理要求等）。 写设计说明书 说明书是设计者将自己的设计成果、设计意图、理论根据用文字图表方式加以系统的阐述，重点是设计方案的论证和分析，在设计过程中考虑各种问题的出发点和最后选择的依据，以及必要的计算过程或其他说明。 自课程设计开始之日起，学生应逐日将所设计的内容记入说明书草稿本内，设计终了时，整理撰写成文，装订成册。 说明书应力求立论鲜明，论证严谨，计算准确，文理通顺，字迹端正，说明书一般包括以下内容。 (1)目录 (2)设计任务书（课题、设计要求） (3)有关零件的说明（零件的结构特点、技术要求分析，加工工艺性等） (4)有关设计条件的说明（生产纲领、生产类型、给定条件） (5)毛坯的确定 (6)有关基准选择说明 (7)重点工序的说明 (8)不同方案的比较分析 (9)绘制采用方案的工序简图 (10)加工余量的确定 (11)切削用量的选择 (12)时间定额的确定 (13)夹具原理图（工序循环的简要说明） (14)切削力和 夹紧力（包括油、气缸直径）的计算 (15)附参考书和资料目录 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 6 绩考核 (1)设计内容是否具备创新性、可行性。 (2)图纸质量、说明书撰写质量。 绩评定：学生全部设计完成后交指导教师审查签字，根据考核内容以五级分制评定设计成绩。 设计结束后，将全部设计图纸及说明书装订成册交教研室保存。 间安排 课程设计时间安排为 2周。 (1)接受任务，收集资料 约 (2)工艺设计（工艺方案、工艺规程、毛坯图、工序图等） 4天 (3)确定夹具方案，绘制夹具结构草图 (4)绘制夹具装配图 2天 (5)绘制夹具零件工作图 1天 (6)整理说明书 1天 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 7 2 . 零 件 的 分 析 及 加 工 方 案 的 制 定 析零件的作用及技术要求 镗套座是支承套筒的作用，起定位、夹紧套筒的作用。技术要求有套筒座的圆角为 角 筒支承 孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基准，所以底面的粗糙度也有很高的要求。支撑孔一面有 4 个螺纹孔，底座有 4 个螺纹孔和 2 个孔需要加工。具体的要求是：支承孔中心到底面尺寸为 210 承孔尺寸要求为 100支承孔内表面粗糙度 面的表面粗糙度要求是 有底面一边的两个螺栓孔之间尺寸为 70 座宽度尺寸为 120 度尺寸为 370 件的 工艺分析 从镗套座零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： (1) 以下端面为基准的加工面 这一组加工面包括：台阶面，铣 100 孔两端面及其各螺纹孔。 (2)以 100 为定位中心的加工面，这一组加工面包括底座面和 4 8孔。 定毛坯的制造形式 零件材料为 件在工作过程中经常受到冲击性载徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 8 荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，。 零件材料为 生产类型为大批量生产，采用砂型铸造，二级精度铸造。 位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计的重要工程之一，基准的选择正确与否，关系到加工质量、生产效率和加工成本。 零件孔和底座面的表面粗糙度要求高，利用大孔和底座互为基准。 定加工工艺路线 方案： (1)铸造毛坯 (2)时效处理 (3)粗铣底座下端面 (4)铣底座上端面 (5)粗铣大孔端面 (6)粗铣底座四周面 (7)钻底座两个 8通孔 (8)粗镗 100大孔 (9)半精铣底座下端面 (10)半精镗大孔 (11)精铣底座下端面 (12)精铣大孔端面 (13)加工底座 4个 18螺纹孔 (14)加工大孔端面 4个螺纹孔 (15)精镗 100孔 (16)检验、入库 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 9 3. 必 要 的 工 序 尺 寸， 加 工 余 量 及 公 差 的 计 算 00 孔的加工 承孔孔径 100，表面粗糙度为 工方案为粗镗、半精镗、精镗、，下面求解各道工序尺寸及公差。 毛坯总余量 =8镗加工余量 =半精镗加工余量 =镗加工余量 =5计算各工序尺寸的基本尺寸 浮动镗后孔径应达到图样规定尺寸，因此浮动镗工序尺寸即图样上的尺寸 4D =100计尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次为： 半精镗 3D =（ 100 镗 2D =（ 7坯 1D =(97-5)2确定各道工序尺寸的公差及其偏差 通过查表和计算确定毛坯总余量及其公差、工序余量以及工序的经济精度和公差值 . 孔的工序尺寸及公差的计算 ( 工序名称 工序 余量 基本工序尺寸 工序的经济精度 工序尺寸及公差 精镗 00 半精镗 10( 5 7 8 972 92 州工程学院机电工程学院课程设计说明书 10 面的工序尺寸及公差计算 底面以孔中心为定位基准，经过了粗铣、半精铣和精铣。 查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下： 毛坯总余量 =8铣加工余量 =1精铣加工余量 =2铣加工余量 =5计算各工序尺寸的基本尺寸。 精铣平面后应该达到规定的尺寸，因此精铣工序尺寸即是图样上的尺寸，表面粗糙度 位尺寸为 210 他各工序基本尺寸依次为 半精铣 H=（ 210+1） 11铣 H=（ 211+2） 13坯 H=（ 213+5） 18确定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定 底面的工序尺寸及公差的计算 序名称 工序间余量 工序达到的公差 工序尺寸及公差 精铣 1 半精铣 2 粗铣 5 毛坯 8 1 218 1 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 11 4 . 选 择 车 床、 量 具、 刃 具 择机床 工序 3、 4、 5、 6、 9、 11、 12 是铣削加工，各工序的工步数不多，根据工件尺寸选用 式铣床。 工序 7、 13、 14 是钻孔、攻螺纹。根据工件尺寸可以选用 钻床。 工序 8、 10、 15 是粗镗、半精镗、精镗、支承孔，根据工件尺寸可以选用 择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精 度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。 100精镗、精镗三 次加工。粗镗 精镗 镗 粗镗孔 公差等级为 择测量范围 0 半精镗孔 差等级为 择测量范围 0 精镗 孔 于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规。根据孔径可选三牙锁 紧式圆柱塞规（ 6322 择加工工艺孔量具。有 8 10 18以 选择 测量范围 0 于是测量底面至支承孔轴线距离，故需要与支承孔相匹配的标准芯棒，其尺寸为 100后测量轴线中心至底面距离选择 测量范围 0游标卡 尺即可。当然由于加工时每个工件都需进行测量，也可以设计一个专用量具（通规止规）来测量，这样可以大大减少劳动时间。 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 12 择刃具 (1)铣削底面时，选用硬质合金端面铣刀，直径 D= 2202)铣削底台面和螺纹孔面时，选用硬质合金端面铣刀直径 D= 2203)镗孔时选用机夹单刃高速钢镗刀直径 D= 604)钻孔 18用直柄麻花钻，直径 16扩钻 ，直径 18 (5)钻孔 8用直柄麻花钻，直径 86)钻孔 10用直柄麻花钻，直径 8扩钻 ，直径 10 （ 7） 攻螺纹 用 丝锥 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 13 5. 确 定 切 削 用 量、 时 间 定 额 底面 （ A）确定切削用量 a确定背吃刀量 粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面 择背吃刀量 b确定进给量 根据机械制造技术课程设计指导，选择每齿进给量 z. c选取切削速度 (1)根据机械制造技术课程设计指导，选择切削速度mV c （ 2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册，磨钝标准为 具的耐用度180 。 （ 3）确定机床主轴转速 n m 0 rd （ B）确定时间定额（ 2个工位） 一个工位基本时间 f 1 75s 其中 68 为切削加工长度； 1l 为刀具切入长度； 2工作台水平进给量。 )31()(21 中 d=2205 ； 902l =35，取 2l =4 =半精铣底面 （ A）确定切削用量 a确定背吃刀量 半精铣时，背吃刀量一般为 2以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=2 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 14 b确定进给量 根据机械制造技术课程设计指导，选择每齿进给量 z. c选取切削速度 (1)根据机械制造技术课程设计指导，选择切削速度mv c 。 （ 2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据 机械加工工艺手册取磨钝标准为 具的耐用度 180 。 （ 3）确定机床主轴转速 n： m 7 rd （ B）确定时间定额（ 2次走刀） 一次走刀基本时间中 01 为切削加工长度； 1l 为刀具切入长度； 2工作台水平进给量。 )31()(21 中 d=2205 ； 902l =35，取 2l =4 =精铣底面 （ A）确定切削用量 a确 定背吃刀量 精铣时，精铣时一般为 更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a= b确定进给量 根据机械制造技术课程设计指导，选择每齿进给量 z. c选取切削速度 (1)根据机械制造技术课程设计指导，选择切削速度。9 （ 2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术课程设计指导，取磨钝标准为 表 9。 480 。 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 15 （ 3）确定机床主轴转速 n m 0 910001000 rd （ B）确定时间定额（ 2次走刀） 一次走刀基本时间95s 其中 01 为切削加工长度； 1l 为刀具切入长度； 2工作台水平进给量。 )31()(21 中 d=2205 ； 902l =35，取 2l =4 = 100 孔 （ A）确定切削用量 a 确定背吃用量 粗镗时，为提高效率，一般选择镗削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程镗完，所以粗镗大孔时加工余量为 5择背吃刀量 5p b 确定进给量和切削速度 （ 1）根据机械制造技术课程设计指导，选择进给量为 f=r 切削速度为 s. （ 2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术课程设计指导取粗镗时单刃镗刀刀具的耐用度 T=50 （ 3）确认机床主轴转速 r / m i d （ B）确定时间定额 基本时间 fn b 中 65 为切削加工长度； 1l 为刀具切入长度；2l 为刀具切出长度； )32(ta 州工程学院机电工程学院课程设计说明书 16 其中 402l =35，取 2l =4半精镗 (A)确定切削用量 a. 确定背吃用量 半精镗时，取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a= b. 确定进给量和切削速度 (1)根据机械制造技术课程设计指导，r 切削速度为 s. (2)确定镗刀的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术课程设计指导取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度 T=50 (3)确认机床主轴转速 m 9 1 0 0 06 0 0 0 0 rd vn s （ B）确定时间定额 基本时间 fn b 35s 其中 65 为切削加工长度； 1l 为刀具切入长度；2l 为刀具切出长度； )32(ta 中 402l =35，取 2l =4精镗 （ A）确定切削用量 a、 确定背吃用量 取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a= b、确定进给量和切削速度 (1)根据机械制造技术基础课程设计表 5择进给量为 r 切削速度为 s. （ 2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 17 根据机械制造技术基础课程设计表 3半精镗时单刃镗 刀刀具的耐用度 T=50 （ 3）确认机床主轴转速 m 2 7 0 0 06 0 0 0 0 rd vn s （ B）确定时间定额 基本时间 fn b 中 60 为切削加工长度； 1l 为刀具切入长度；2l 为刀具切出长度； )32(ta 中 402l =35，取 2l =4州工程学院机电工程学院课程设计说明书 18 6 专 用 夹 具 设 计 6 1 设计思想 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。 6 2 夹具设计 面两孔） 确定两销心距及公差： D=330mm 两销中心距为 330 确定圆柱销尺寸及公差 圆柱销的基本尺寸 1= 8孔配合按 造，查表知：销的上偏差 得 圆柱销尺寸为 按表 取菱形销
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