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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 二 一 六 年 七 月 机械制造技术 课程设计说明书 设计课题：曲轴机械加工工艺及夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导教师： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 课 程 设 计 任 务 书 机械工程 系 农业机械化及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号 课程名称： 机械制造技术课程设计 设计题目： 曲轴零件机械加工工艺及夹具设计 设计条件： 为曲轴设计一套铣键槽夹具，便于对工件键槽的加工。实现中批量生产。 设计要求： 1 产品零件图 （一张， 印） 2 产品毛坯图（铸造毛坯）（一张， 打印） 3 机械加工工艺过程卡片（该零件完整的工艺过程，手写或打印） 4 机械加工工序卡片（所设计夹具对应的工序，一张，手写或打印） 5 夹具设计（装配图一张，主要零件图三张，全部为 ） 6 工艺、夹具设计说明书（ 6000 字以上， 打印） 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 摘要 在进行了一系列的课程学习之后我们进行了本次课程设计，目的是通过这次设计加深理解前面的知识，同时为我们以后的设计课程做一个铺垫，本次设计的内容为一个曲轴，对他的设计主要有从铸造生产到 加工成型，整个过程：包括毛坯铸造，刀具选择，机床选择 加工工序设计以及加工误差的计算等一系列过程。起中有两个最主要的过程：一是机床与刀具的计算和选择，二是，工序专用夹具的设计。 在进行这两部分是要分外的耐心，查找各种手册和工具书来完成设计。最后要对整个过程进行检验。 关键词： 曲轴；工艺规格设计；定位夹紧；夹具设计。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 目录 摘要 . 3 第一章 曲轴的加工工艺规程设计 . 8 件的分析 . 8 件的作用 . 8 件的技术要求 . 8 件的工艺分析 . 8 定生产类型 . 9 第二章 毛坯的制 造 . 9 定毛坯种类 . 9 定铸件加工余量及形状 . 10 制铸件毛坯图 . 10 第三章 工艺规程设计 . 10 择定位基准 . 10 定工艺路线 . 11 第四章 机械加工工序的确定 . 12 序一 铸造 . 12 序二 清砂 . 12 序三 热处理 . 12 序四 铣 . 12 序五 粗车 . 14 序六 半精车 . 15 序七 粗车 . 16 序八 半精车 . 19 序九 精车 . 20 序十 铣键槽 . 22 序十一 钳 . 23 序十二 检验 . 23 序十三 入库 . 23 第五章 机械加工时间的确定 . 23 助时间 . 23 他时间的计算 . 23 件时间的计算 . 24 第六章 铣键槽专用夹具设计 . 24 题的提出 . 24 位基准的选择 . 25 定定位元件 . 25 定导向元件 . 25 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 定夹紧元件 . 25 紧力的计算与校核 . 25 位误差分析 . 26 具设计及操作的简要说明 . 26 参考文献 . 27 第一章 曲轴的加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是曲轴，曲轴的作用是将连杆传来的力转变成为绕其本身轴线旋转的扭矩，并将此扭矩输出给汽车或其他，同时曲轴还驱动配器机构以及其他个辅助装置。 件的技术要求 加工表面 尺寸及偏差 /差及精度等级 /面粗糙度 Ra/端 20 圆柱面 20 a=端 20 圆柱面 20 a=端 15 圆柱面 15 a=端 12 圆柱面 12 a=槽 5 a=件的工艺分析 分析零件图得出，该壳体外圆面可进行车削加工，凹槽可以用铣刀加工，考虑到购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 安装的统一性，为减少误差可同时进行车削加工。曲轴表面粗糙度要求不统一，且一些尺寸要求精度等级不同根据机械制造手册制定以下方案：对于表面粗糙度为1.6 m ，进行精加工；对于表面粗糙度为 3.2 m ，进行半精车加工；对于表面粗糙度为 6.3 m ，进行粗加工。 加工表面 表面粗糙度 Ra/ 加工方案 备注 左端 20 圆柱面 车 半精车 表 1 6 右端 20 圆柱面 车 半精车 精车 表 1 6 右端 15 圆柱面 车 半精车 表 1 6 右端 12 圆柱面 车 表 1 6 键槽 铣 半精铣 表 1 8 对于键槽的加工，考虑其形位误差要求高，且不易定位，因此必须采用专用夹具，并以形位基准为基准面装夹，这样可以保证加工工艺性。 定生产类型 设此零件的生产纲领为 5000 件，查机械制造设计基础课程设计指 导书第 3页表 1确定该曲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，大量采用专用工装。 第二章 毛 坯的制造 定毛坯种类 零件材料为 45 号钢。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，生产类型为大批生产，故选择金属摸机械造型铸件毛坯。查机械制造技术基础课程设计指导书第 23页表 2用铸件尺寸公差等级为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 定铸件加工余量及形状 查机械制造技术基础课程设计指导书第 24 页表 2用加工 余量为 械加工余量为 4页 2 由确定下的切削类型主要为粗车、半精车和精车，由于半精车工序集中在曲轴 （左端 20端 15 12为减少切削时间，且考虑到所加工的材料为 45号钢，可以在以上处留取半精车加工余量，其它需要精车的部位不必留取加工余量，直接进行粗车和精车。通过查表可以得出粗车的加工余量可取为 5精车的加工余量可取为 1表 2 2 制铸件毛坯图 图 1 毛坯图 第三章 工艺 规程设计 择定位基准 定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准 (粗基准 )。在后续工序中，则使用购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 已加工表面作为定位基准 (精基准 )。为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。 选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑 零件的特征 、设计基准 及加工方法 ，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。 通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来， 即先 选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准 ，然后再考虑选择合适的 最初工序的 粗基准把精基准面加工出来 (1)粗基准的选择：以零件外圆为主要的定位粗基准。 (2)精基准的选择：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，以粗加工后的外圆为主要的定位精基准。 定工艺路线 机械加工工序： 粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 基准后其他”原则，首先加工精基准。 主后次”原则。 面后孔”原则，先 加工圆柱面，在加工键槽。 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造技术基础课程指导书，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 1 下料 铸造 2 清砂 清 砂 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 3 热处理 调质 250 285 铣 用 V 型块和辅助支承调整装加工件后压紧，洗曲轴中心部分大圆弧 84 和小圆弧 30，保证大小圆弧端面间距尺寸为 57 上，下面，保证厚度尺寸为 10曲轴左右端面。 5 粗车 夹右端顶左边中心孔，车左端 24度尺寸至 20左端 22度尺寸至 16 6 半精车 夹右端顶左边中心孔，车左端 20度尺寸至 16槽 2 182。 7 粗车 夹左端顶左边中心孔，车右端 30度尺寸至 80 右端 20度尺寸至 78右端 15度尺寸至 48右端 12度尺寸至 23 8 半精车 夹左端顶左边中心孔，车右端 20度尺寸至 78右端 15度尺寸至 48 9 精车 夹左端顶左边中心孔，车右端 20度尺寸至 78槽 216槽 2 14角 10 铣键槽 铣键槽 519图样尺寸。 11 钳 去毛刺，清洗 12 检验 检查各部尺寸 13 入库 涂油入库 第四章 机械加工工序的确定 序一 铸造 序二 清砂 序三 热处理 调质 250 285火 835，保温八小时，水中冷却。取出铸件后修行处理：去除飞边毛刺。 序四 铣 用 曲轴中部的上，下面，保证厚度尺寸为 10 （ 1）加工条件的确定 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 工件材料：由给定材料为 45号钢： 加工要求：专用夹具，用 V 型块和辅助支承调整装加工件后压紧，洗曲轴中部分上，下平面，厚度尺寸保证为 10 机床：由被加工件为 45 号钢，考虑加工的经济性，可采用 普通铣床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择铣进行加工时。 (2)铣削用量的选择及有关计算： a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择 次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量 由切削手册表 知机床的功为 切削手册表 得f=z,由于是对称铣，选较小量 f=z c)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为（ 切削手册表 命 T=180d)计算切削速度 按切削手册表 的公式： v o p rp v z v v ec d a x f y u a z，也可以由表 8mm/s， n=439r/490mm/s， 又根据 床参数，选 n=475r/600mm/s， 则实际的切削速度为 00001000 =际进给量为： 即600475 10=z e)校验机床功率 查切削手册表 机床所提供的功率 以 校验合格。 最终确定 75r/00mm/z f)计算基本工时m 公式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 得 l+=12所以 L=98买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 故8/0s 车 1夹右端顶左边中心孔，车左端 24度尺寸至 20 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 24， 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采 用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 40/； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 2； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =320 2=夹右端顶左边中心孔，车左端 22度尺寸至 16 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 22， 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 40/； 5）走刀次数的选定：由 i=；选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =316 1=序六 半精车 1夹右端顶左边中心孔，车左端 20度尺寸至 16 （ 1） 加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 22， 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 40/20=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =316 =s 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 2车槽 2 18角 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔；车槽 2 18角 床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择切断刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定切削速度 取切削速度 0m/ 3）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 20/2=； 4）计算基本工时切削时间为：2 =序七 粗车 右端 300 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹左端顶右边中心孔； 粗车右端面 30，保证总长度为80 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定： 由公式 n=1000v/ n=1000 40/80=； 5）走刀次数的选定：由 i=；选取次数为 1 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =32 =车右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹左端顶右边中心孔； 粗车右端面 证总长度为 78 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/78=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =330 =右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 为 48 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手 册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定： 由公式 n=1000v/： n=1000 40/48=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 1； 6）计算基本工时切削时 间为：jt=nf =325 =右端 153 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹端顶左边中心孔； 粗车左端面 15，保证总长度为 23 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具： 综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/23=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 5； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =323 =序八 半精车 右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度为78 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/78=； 5）走刀次数的选定：选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =330 =右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求 ：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度为 48 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/48=； 5）走刀次数的选定：选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =325 =序九 精车 1. 专用夹具夹左端顶右边中心孔，车右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度为78 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 21 由公式 n=1000v/： n=1000 40/78=； 5）走刀次数的选定：选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =330 =车槽 2 16 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔；车槽 2 16角 床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择切断刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定切削速度 取切削速度 0m/ 3）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 20/16=398N/ 4）计算基本工时切削时间为：981 22=S 14角 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔；车 槽 2 14角 床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 刀具：综合考虑加工的可行性，选择切断刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定切削速度 取切削速度 0m/ 3）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 20/14=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 22 N/ 4）计算基本工时切削时间为：2 =序十 铣键槽 19图样尺寸。 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 工余量 8 用乳化液冷却 机床： ) 选择刀具：由加工尺寸公差 所以铣刀精度为精密 级 刀参数： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 3故一次走完， mm 切削用量简明手册表 确定 f=r 现取 f=r 6=z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表 最大磨损量为 表 T=100中 4) 决定切削速度 f、由切削用量 简明手册 公式 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m=m ( n=1000 000 63=据 75r/际速度 000=选 根据 铣床说明书选选10mm/10/375 16=z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 式 圆周力 由表 28 得 0， ， c=(0 X 8 X 8/ 63 X 375 = M= 103= 000=据 率 足够。 6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(h+4+3+2/110= =14买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 23 序十一 钳 去毛刺，清洗 序十二 检验 检查各部尺寸 序十三 入库 涂油入库 第五章 机械加工时间的确定 助时间 根据第五章第二节所述，辅助时间 这里取 则各工序的辅助时间分别为： 工序四的辅助时间为： 工序五的辅助时间为： s=工序六的辅助时间为： s=工序七的辅助时间为： 8s=工序八的辅助时间为： s=工序九的辅助时间为： 5s=工序十的辅助时间为： s=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。由于端盖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 %7%，休息与生理需要时间 %4%，这里均取 3%，则购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 24 各工序的其他时间可按关系式（ 3%+3%）（ tj+算，它们分别为： 工序四的其他时间为： tb+6%x(50s+工序五的其他时间为： tb+6%x(工序六的其他辅助时间为： tb+6%x(工序七的其他时间为： tb+6%x(工序八的其他时间为： tb+6%x(工序九的其他时间为： 6%x(工序十的其他时间为： tb+6%x(件时间的计算 这里的各工序的单件时间分别为： 工序四的单件 时间为： 50s+工序五的单件时间为： 工序六的单件时间为： 工序七的单件时间为： 工序八的单件时间为： 工序九的单件时间为： 工序十的单件时间为： 第六章 铣键槽专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 题的提出 本夹具主要用于铣键槽，属于工序 10，表面粗糙度 计夹具时这要考虑在内。 加工要求：专用夹具，高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 工余量 8 用乳化液冷却 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 25 位基准的选择 以 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 4 铣 毛 坯 种 类 毛坯 外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 检 具编号 检 具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 游标卡尺，内径表，圆角 规， 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 铣曲轴中心部分大圆弧 84 和小圆弧 30 游标卡尺 铣 刀 三爪卡盘 475 98 2 铣 上下面 左右端面 游标卡尺 铣刀 三爪卡盘 475 98 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 5 粗车 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 检 具编号 检 具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 游标卡尺，内径表，圆角 规， 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 车 左端 24 毫米长 度尺寸至 20 毫米 游标卡尺 外圆车刀 612 40 2 车左端 22 毫米长度尺寸至 16 毫米 游标卡尺 外圆车刀 677 40 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 6 半精车 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 检具编号 检具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 游标卡尺 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 车左端 20 毫米的长度至 16 毫米 游标卡尺 外圆车刀 636 40 3 2 车槽 2 毫米 18 毫米 游标卡尺 外圆车刀 3184 20 1 1 3 倒角 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 7 粗车 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备 编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 检具编号 检具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 圆角规 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 车右端 30 毫米长度尺寸至 80 毫米 游标卡尺 外圆车刀 专用夹具 159 40 1 2 车右端 20 毫米长度尺寸至 78 毫米 游标卡尺 外圆车刀 专用夹具 163 40 3 车右端 15 毫米长度尺寸至 48 毫米 游标卡尺 外圆车刀 专用夹具 365 40 4 车右端 12 毫米长度尺寸至 23 毫米 游标卡尺 外圆车刀 专用夹具 553 40 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 8 半精 车 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 检具编号 检具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 圆角规 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 车右端 20 毫米长度至 78 毫米 游标卡尺 外圆车刀 三爪卡盘 163 40 车右端 15 毫米长度至 48 毫米 游标卡尺 外圆车刀 三爪卡盘 365 40 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 9 精车 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 检具编号 检具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 圆角规 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 车右端 20 毫米长度至 78 毫米 游标卡尺 外圆车刀 三爪卡盘 163 40 2 车槽 2 毫米 16 毫米 游标卡尺 外圆车刀 三爪卡盘 398 20 1 1 3 车槽 2 毫米 12 毫米 游标卡尺 外圆车刀 三爪卡盘 454 20 1 4 倒角 标卡尺 外圆车刀 三爪卡盘 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 11 页 第 7 页 1 2 + 0 . 15+. 041- 0. 0201 4车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 10 铣键槽 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可 制件数 每 台 件 数 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 检具编号 检具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 圆角规 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 本 辅助 1 铣键槽 5 毫米 19 毫 米 铣刀 专用夹具 418 110 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改 文件号 签字 日期 标记 更改 文件号 签字 日期 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 曲轴 零件图 号 产品名称 曲轴 零件名称 共1 页 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 轻型 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名 称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 1 下料 精密铸造 。 铸造 2 清砂 清砂 3 热处理 人工时效处理 热处理 4 铣 铣曲轴中心部分大圆弧 84 和小圆弧 30， 铣上下面 左右 端面 专用夹具 粗车 车左端 24 毫米长度尺寸至 20 毫米， 车左端 22 毫米长度尺寸至 16 毫米 金工 专用夹具 半精车 车左端 20 毫米的长度至 16 毫米， 车槽 2 毫米 18 毫米， 倒角 合夹具 7 粗车 车右端 30 毫米长度尺寸至 80 毫米， 车右端 20 毫米长度尺寸至 78 毫米，车右端 15 毫米长度尺寸至 48 毫米，车右端 12 毫米长度尺寸至 23 毫米 铣刀、游标卡尺、专用夹具 半精车 车右端 20 毫米长度至 78 毫米， 车右端 15 毫米长度至 48 毫米 35. 精车 车右端 20 毫米长度至 78 毫米， 车槽 2毫米 16 毫米， 车槽 2 毫米 12 毫米， 倒角 0 铣键槽 铣键槽 5 毫米 19 毫米 1 钳 去毛刺，清洗 12 检验 按图样要求检查哥部尺寸及精度 13 入库 入库 设计 日期 审核 日期 标准化 日期 会签 日期 常蒙召 2016/7/29 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 （ 二 一 六 年 七 月 机械制造技术 课程设计说明书 设计课题：推动架机械加工工艺及夹具设计 学 生： 刘闯 学 号： 2134012040 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 2013 级 指导教师： 赵德金 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 课 程 设 计 任 务 书 机械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 刘闯 班级 2013 级 学号 2134012040 课程名称： 机械制造技术课程设计 设计题目： 推动架零件机械加工工艺及夹具设计 设计条件： 为推动架设计一套钻模夹具，便于钻床上对工件孔的加工。实现中批量生产。 设计要求： 1 产品零件图（一张， 印） 2 产品毛坯图（铸造毛坯）（一张， 打印） 3 机械加工工艺过程卡片（该零件完整的工艺过程，手写或打印） 4 机械加工工序卡片（所设计夹具对应的工序，一张，手写或打印） 5 夹具设计（装配图一张，主要零件图三张，全部为 ） 6 工艺、夹具设计说明书（ 6000 字以上， 打印） 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 摘 要 本次课程设计是我们在毕业设计前一次重要的实践设计，对所学的基础课、技术基础课和专业课能很好的进行系统的复习，也是我们在进行毕业之前对所学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。就我个人而言，我希望能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训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。在些次设计中我们主要是设计推动架的加工工艺和工艺器具。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在设计期间查阅了大量的资料，并 且得到了老师的指点和大力帮助，在此表示感谢！ 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 关键词：推动架，夹具，工艺 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第 1 章 推动架零件分析 动架零件的作用 我们这次课程设计所加工的零件为牛头刨床上的推动架（如下图 是牛头刨床进给机构中是零件 孔装工件台进给丝杠，靠近 孔左端处装一棘轮，在棘轮上方即 孔处装一棘爪， 孔通过销和杠杆连接，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮。杠杆使该零件绕 轴心线摆动，同时，棘爪拨动棘轮，使杠杆转动，实现工作台的自动进给 图 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 牛头刨床上的推动架的运动原理如图 图 动架零件的工艺分析 从零件图可知，该零件的加工过程，需要有较高的垂直度，某些地方需要较高的表面粗糙度，各装配基准面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。推动架有三组加工表面，一组之间有垂直度的要求。现在分述如下： （ 1）以 为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个 的孔及其倒角，一个滴油孔和一个油槽及其两个端面，其中 .，孔及其端面为主要加工表面。 （ 2）以 孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个 的孔及其倒角，一个 螺纹孔。 （ 3）以 为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个 的孔深度为26，一个 的孔以及一个宽度为 6、深度为 中 孔轴线与 孔的轴线有个垂直度的要求。 有以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先对其中一组表面进行加工，然后借助与专用夹具加工另一组表面，并且保证他们之间的位置精度的要求。 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第章 毛坯的制造 定毛坯的制造形式 推动架是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用灰铸 铁材料 具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。 择毛坯的公差等级 根据文献 4表 批量生产的铸件机械加工余量等级，可选择砂型机器铸造，公差等级为： 定为 H。 面余量查表 加工余量查文献 4表 件机械加工余量得： 表 2件余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 的两端面 45 G 侧加工 的两端面 20 G 侧加工 的孔 H 3 双侧加工 的上端面 92 H 3 单侧加工 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 砂型制造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量需降一级选用，故 的两端面和 的两端面选用 毛坯尺寸公差查文献 4表 件尺寸公差得： 表 2件尺寸公差 加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 尺寸公差 的两端面 45 7 52 两端面 20 6 26 孔 6 26 上端面 92 制毛坯图 图 毛坯零件图 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第章 定位基准的选择 在推动架零件中，首先选择定位基准为铸造而得到的 50 外圆表面，此时这未经加工的基准为粗基准，用以上粗基准定位加工出 50 和 35 左右的光洁表面和 32 的孔以后，再用加工过的孔做以后工序的定位面，此时的定位基准为精基准，否则就会使加工过程出现问题，报废率高。 基准的选择 粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要影响。 通过对零件的分析，应选取 50 外圆为粗基准，对 16 的左端面和 32 的左端面及孔进行加工。 基准的选择 精基准的选择时，应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便， 当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。选择孔 32 及其端面为精基准进行加工 ，可以方便地在各工序中加工出大多数其他表面，符合基准统一的原则，可避免因基准转换而产生的误差，保证各表面之间的位置精度。 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第章 制定工 艺路线 定各加工面的加工方法 根据各加工面的加工精度要求与表面粗糙度的要求，选定如下加工方法： 1、 50 的左右两端面距离 采用铣方法，经过粗铣、半精铣可达到要求。 2、 35 的左右两端面距离 20采用铣方法，经过粗铣可达到要求。 3、 的孔采用扩、铰方法，经扩孔和铰孔后可达到要求。 4、 的孔采用钻、扩、铰方法 可达到要求。 5、 10 上表面采用铣方法，铣上表面据 32 中心 92铣宽 6 6、 8M 的螺纹孔采用钻、攻方法，钻孔后攻 8M 的螺纹可达到要求。 7、 6 的孔采用钻、锪方法，钻通孔后锪 120 沉头孔可达到要求 定加工工艺路线 由于是大批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。 根据我们选择的定位基准以及确定的表面加工方法，我们拟定了两种工艺路线，具体如下： （ 1）工艺加工方案一： 工序 1：铸造毛坯，考虑到零件形状和经济性方面，采用砂型铸造； 工序 2：时效处理； 工序 3：铣 50 左端面，倒角 45； 工序 4：铣 35 左端面； 工序 5：铣 50 和 35 右端面，倒角 45； 工序 6：车 27 圆拄上端面，倒角 45； 工序 7：钻上端 10 的孔； 工序 8：手铰 16 孔； 工序 9：钻扩铰 32 孔，倒角 45； 工序 10：钻扩铰下端 16 孔，倒角 45； 工序 11：钻 6 油孔，锪 120的倒角； 工序 12：钻 孔，攻丝 工序 13：拉 3R 的沟槽； 工序 14：铣槽； 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 工序 15：终检； 工序 16：入库。 （ 2）工艺加工方案二： 工序 1：铸造毛坯，考虑到零件形状和经济性方面，采用砂型铸造； 工序 2：时效处理； 工序 3：铣 50 和 35 左端面； 工序 4：倒角 45； 工序 5：铣 50 和 35 右端面 :； 工序 6：倒角 45； 工序 7：钻、扩、铰 32 孔； 工序 8：倒角 45； 工序 :9：钻、扩、铰下端 16 孔； 工序 10：倒角 45； 工序 :11：车 27 圆柱上端面； 工序 12：倒角 45； 工序 :13：铣宽为 6为 工序 14：钻上端 10 的孔； 工序 15：手铰上端 16 孔； 工序 16：钻 孔，攻丝 工序 17：钻 6 油孔，锪 120的倒角； 工序 18：拉 3R 的沟槽； 工序 19：终检； 工序 20：入库。 艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：都是按先加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先加工上端 10 的孔和手铰 16 孔，然后以孔的中心线为基准距离 12扩铰 32 孔，而方案二则与此相反，先钻扩铰 32 孔，然后以孔的中心线为基准距离 12 10 和手铰 16 孔，两相比较可以看出，先加工 32 的孔，以孔作为基准加工 10 和 16 的孔，这时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便。并且方案二加工孔是在同一铣床上加工的。避免了不必要的 搬动及装假，节约了工时，提高了生产效率。因此，选用方案二是比较合理的。 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第章 工序设计 床的选择 工序 3、 5、 13 是粗铣、半精铣。各工序的工步数不多，选用 能铣床。工序 18 选用 式拉床。工序 7、 9、 14、 16、 17 选用用 式钻床。工序 11选用 式车床。 择夹具 本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 据不同的工序选择刀具 （ 1）铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径 0 ，齿数 10z ，及直径为 0 ，齿数 8z 及切槽刀直径 。 （ 2）钻 32 的孔选用锥柄麻花钻。 （ 3）钻 6 锪 120的倒角和钻、半精铰 的孔。倒角 45，选用直柄小麻花钻。 （ 4）钻螺纹孔 6 8锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 （ 5）拉沟槽 3R 选用专用拉刀。 择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下： （ 1）选择加工面的量具 用分度值为 游标长尺测量，以及读数值为 25 （ 2）选择加工孔量具 因为孔的加工精度介于 选用读数值 量范围0125 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 （ 3）选择加工槽所用量具 槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为精铣时，槽宽为 深为 可选用读数值为 量范围 0 150 要加工工序尺寸的确定 （ 1）钻 32 孔。 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于 间。查文献 4表 钻孔： 31 扩孔： 铰孔： 732H （ 2） 钻 孔。 毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于 文献 4表 钻孔： 15 扩孔： 粗铰： 精铰： 716H （ 3）钻 10 、 16 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 文献 4表 钻孔： 10 反拉孔： 15 扩孔： 粗铰： 精铰： 816H （ 4）钻螺纹孔 坯为实心、不 冲出孔，孔内要求精度介于 文献 4表 钻孔： 粗铰： 精铰： 78H 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 （ 5）钻 6 孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 文献 4表 钻孔： 铰孔： 76H 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第 6章 确立工序 9 的切削用量及基本工时 削用量 本工序为钻、粗铰，精铰 16 的孔。铰刀选用标准高速钢铰刀，铰孔扩削用量： (1)确定进给量 f 按该表注释取较小进给量，按 f= (2)确定切削速度 v 和转速 n 根据表 V,切削速度的修正系数可 文献 4表 。 （ 故 故 （ 1n = （ 根据 75 ，这时实际的铰孔速度 V 为： （ V 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔： 50, , 00 , 粗铰： , 574 , 精铰： 60, , 75 , 间计算 (1)钻孔基本工时： l l （ 1 5 . 8 1 1 5 3 . 8 92 0 0 . 1 0 487.0 5 . 8 1 2 7 5 1 3 . 6 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m m /表 0 0 1 0 0 0 1 2 . 3 5 2 4 8 . 6 / m i . 8 1v 表机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 式中 00 21 7 . 5 5 5 0 . 3 1 m i 0 0 . 3 (2)粗铰基本工时： 1l 1(452 1(2 1 c t gc t gk , 30 , , 1 ， 2 . 5 3 4 0 . 1 2 6 m i 0 0 . 5 (3)精铰基本工时： 1l 1(452 1(2 1 c t gc t gk 1 2 . 5 4 2 0 . 1 8 5 m i 5 0 . 7 (4)辅助工时 ： t 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 第 7 章 夹具总体方案设计 为了提高生产效率，减少辅助时间同时保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具进行各个工序的加工。我们加工的零件是推动架，经本组人员的讨论与安排，本人设计第 9道工序 钻、扩、铰 16 孔的钻床夹具。本夹具将用型号为 具为直柄小麻花钻。 本钻夹具主要用来钻 16 孔，这个孔有一定的技术要求，粗糙度为 加工本道工序时， 16 孔尚未 加工，本工序加工时要考虑如何提高劳动生产效率，降低劳动强度。 具定位基准 根据本学期所学的定位粗、精基准的选择可知，在本工序中，应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便，所以选择 32 孔作为定位精基准，可以方便地在各工序中加工出大多数其他表面，符合基准统一的原则，可避免因基准转换而产生的误差，保证各表面之间的位置精度。 具定位方案 由零件要求可知，本工序为钻 16 的孔，所以需要限制的自由度为 6个。 定位方案一：以 50 左端面作为基准面，在已经加工好的 32 通孔处使用一圆柱短销，再在 35 处用一个 定位方案二：以 50 左端面为定位基面，在已经加工好的 32 通孔处使用一圆柱长销，再在 35 处加一个 两种方案的定位原理图如下： 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 图 案一定位原理图 图 案二定位原理图 比较两种方案，很明显第二种方案可以很好的保证两孔平行度，可靠性高，可行性好 ,故选用第二种方案。工件采用垫圈和六角螺母来夹紧，加工孔下面用可调支撑钉支撑。 机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书 具工作原理 1234567块 81011图 具装配主视图 安装零件时，安装零件在支撑板上，然后通过拧紧六角螺母而实现零件压板与零件外支架 50 圆柱端面的压紧，旋转手柄通过螺杆使 使钻模板通过螺钉拧紧，最后旋紧螺钉使钻模板压紧即可，钻头通过快换钻套的对刀导向作用而钻削零件。 具定位误差分析 夹具体夹紧部分的定位基准相对于在夹具体中的理想位置没有位移，因此，基准位移误差为零，即： 0Y 。 因为 孔的中心与 相距 60此，对刀误差为 )
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