机械制造技术课程设计-套零件加工工艺及夹具计.docx

全套图纸加153893706辽宁工业大学 机械制造基础课程设计（论文）题目： 套零件机械加工工艺规程设计及其工装设计 院 (系)：机械工程与自动化学院 专业班级： 机设133 学 号： 130208053 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 副教授 起止时间： 2016.12.12-2016.12.23 目 录第1章、 零件和毛坯分析设计- 2 1.1零件工艺分析及生产类型确定-2 1.2毛坯类型及毛坯图设计-2 第2章、机械加工工艺规程设计- 3 2.1定位基准选择- 3 2.2工艺路线设计-3 2.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定-3第3章、 专用夹具设计-14 3.1工序内容及加工要求- 14 3.2定位基准选择-14 3.3夹具结构设计及工作流程-15第4章、 结论- 17 参考文献- 17第1章 零件和毛坯分析设计1.1零件工艺分析及生产类型确定本题目CA6140普通车床零件材料合金代号为45号钢 , 其力学性能:用于制造要求强度较高，韧性中等的零件，通常在调质，正火状态下使用，表面淬火硬度一般在40-50HRC，b600MPa，s355MPa，16%，40%，硬度217-255HBS。由于不需承受较大的载荷，毛坯形式为铸件，生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。从零件图上得到套的内外表面有粗糙度要求达到Ra1.6，内圆26D对32gd不同心度0.03mm。42外圆要求 Ra1.6，32外圆要求达到IT6，Ra1.6，32内圆要求IT8，Ra1.6,22内圆要求达到Ra6.3,其余加工表面尺寸要求IT12T11。零件的平均精度中上档，工序数量较少,零件的加工表面简单，除了8孔需要钻削加工之外均可采用车削加工方式，夹具除了钻8孔均可用三抓夹盘进行夹紧，大幅度节省成本。1.2毛坯类型及毛坯图设计（1）毛坯类型为型材（2）毛坯图 图1.1毛坯图第2章 机械加工工艺规程合计2.1定位基准选择1该零件先以外圆作为粗基准，车端面，粗车外圆，又以粗车外圆为定位基准半精车外圆，又以半精车外圆为基准精车外圆和粗车以及半精车内圆，此即为互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。2半精加工、精加工外圆、精加工外圆时，采用了三爪卡盘，以外圆作为精加工该轴外圆面的定位基准。 2.2工艺路线设计粗车右端面、粗车42外圆、切断粗车32外圆、粗车22内圆粗车左端面、粗车26内圆、粗车内槽30半精车右端面、半精车外圆32及倒角、半精车外圆22及倒角、车42内倒角、车退刀槽半精车左端面、半精车外圆42及倒角、半精车内圆26及倒角、半精车内槽30钻8孔VII精车32外圆VIII精车42外圆2.3主要工序切削用量及时间定额计算2.3.1 .平右端面、粗车32外圆、车退刀槽、半精车32外圆及倒角1）加工条件工件材料：45号钢机 床：CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：Ra6.3刀 具：45端面车刀，90外圆车刀，3mm切槽刀 平右端面：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 -专用夹具量 具：游标卡尺0120（精度0.02）刀 具：45端面刀（2）计算切削用量加工余量mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得：=100m/min主轴转速由机床转速表 取=900实际（3）时间定额的计算基本时间辅助时间 作业时间粗车32外圆 （1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 -专用夹具量 具：游标卡尺0150（精度0.02）刀 具：90外圆车刀（2）计算切削用量加工余量mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得：=120m/min主轴转速由机床转速表 取=1120r/min实际（3）时间定额的计算=34mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间车退刀槽：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 专用夹具量 具：游标卡尺0120（精度0.02）刀 具：3mm切槽刀（2）计算切削用量加工余量ap=1.4mm查表14-6（手册）取f=0.4mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得：=105m/min主轴转速由机床转速表 取=900实际（3）时间定额的计算=3mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间半精车32外圆：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘量 具：游标卡尺0150（精度0.02） 刀 具：90外圆车刀（2）计算切削用量加工余量mm 查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得：=100m/min主轴转速由机床转速表 取=900实际（3）时间定额的计算=31mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间2.3.2 .平左端面、粗车42外圆，半精车外圆及倒角1）加工条件工件材料：45机 床：CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：Ra6.3刀 具：45端面车刀，90外圆车刀2）计算切削用量粗车左端面：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘量 具：游标卡尺0120（精度0.02）刀 具：45端面刀（2）计算切削用量加工余量mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得：=100m/min主轴转速由机床转速表 取=710实际（3）时间定额的计算 =23mm =3mm =3mm基本时间 辅助时间作业时间粗车42外圆 （1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 -专用夹具量 具：游标卡尺0150（精度0.02）加工要求：IT8 ，Ra1.6刀 具：90外圆车刀（2）计算切削用量加工余量1.2mm 查表14-6（手册）取f=0.4mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得： =100m/min主轴转速由机床转速表 取=710实际（3）时间定额的计算=21mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间半精车42外圆：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺0150（精度0.02）加工要求：IT8 ，Ra1.6刀 具：90外圆车刀（2）计算切削用量加工余量mm 查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得： =120m/min主轴转速由机床转速表 取=900实际（3）时间定额的计算=21mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间2.3.3 .粗车内圆22及倒角1）加工条件工件材料：45号钢机 床：CA6140夹 具：三爪自定心卡盘 量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：Ra6.4 Ra3.2 刀 具：内圆车刀2） 计算切削用量 粗车内圆22：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘量 具：游标卡尺0150（精度0.02）加工要求：IT8 ，Ra1.6刀 具：内圆车刀（2）计算切削用量加工余量mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得： =80m/min主轴转速由机床转速表 取=1400实际（3）时间定额的计算=55mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间2.3.4 .半精车26内圆及倒角，车内槽 1）加工条件工件材料：45号钢机 床：CA6140夹 具：三爪夹盘量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求： Ra3.2 刀 具：内圆车刀2） 计算切削用量1）. 半精车26内圆及倒角：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺0120（精度0.02）刀 具：内圆车刀（2）计算切削用量加工余量mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得： =80mm/min主轴转速由机床转速表 取=1120实际（3）时间定额的计算=17mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间车内槽：（1）加工条件工件材料：45号钢机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺0120（精度0.02） 刀 具：90外圆车刀（2）计算切削用量加工余量1mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得：=100m/min主轴转速由机床转速表 取=1400实际（3）时间定额的计算=17mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间2.3.5.钻8孔(1）加工条件工件材料：45号钢机 床：Z525立式钻床夹 具：专用夹具量 具：游标卡尺量程0-120mm，精度0.02mm。 刀 具：8高速钢麻花钻(2）计算切削用量切削深度4mm，钻削加工余量mm由 表 4-83 取mm/r由 表 4-84 查得切削速度=20m/min机床主轴转速由机床转速表并考虑机床,取=760r/min得实际m/min(3）时间定额的计算由 表 5-41 计算切入行程=mm切出行程计算mm，切削长度=4mm 基本时间 辅助时间作业时间2.3.6.精车32外圆（1）加工条件工件材料：HT 15-33机 床：卧式车床CA6140夹 具：三爪卡盘 专用夹具量 具：游标卡尺0120（精度0.02）加工要求：IT8 ，Ra3.2刀 具：90直头外圆车刀（2）计算切削用量加工余量ap=0.15mm查表14-6（手册）取mm/r切削速度公式及参数查表14-1（手册）得： =120m/min主轴转速由机床转速表 取=1120实际（3）时间定额的计算=31mm =3mm =3mm基本时间辅助时间作业时间 第3章 专用夹具设计3.1工序内容及加工要求夹具设计的主要目的是实现完成套侧面8孔的加工。夹具应用在Z525立式钻床上，与钻床的连接部分按机床工作台的联系尺寸设计。夹具的具体结构见夹具装配图。铣床夹具的用途是来完成钻孔工序，通过一次装夹，完成钻孔加工。采用芯轴的定位方式，使用固定锥套夹紧。夹具设计主要参考了金属切削机床夹具设计手册中的设计示例。夹具中的定位销、六角螺母、快换垫圈、圆柱销等均按照标准件表选取的。3.2定位基准选择3.2.1钻床夹具的用途是来完成工序V，通过一次装夹，完成套侧面上的孔的加工。同样采用芯轴的定位方式，使用一个固定锥套夹紧。3.2.2切削力及夹紧力计算刀具：8高速钢麻花钻切削力计算公式：切削力： 式中 Ff轴向切削力 Kp修正系数 f每转进给量, 0.25mm D钻刀直径, 8mm所以Ff=30980.250.5=407.73N计算切削力时必须把安全系数考虑在内安全系数 k=KKKKK为基本安全系数 1.5K为加工性质系数 1.1K为刀具钝化系数 1.1K为连续切削系数 1.0所以 F=kFf=1.51.11.11.0611.59=740N实际夹紧力N应为N（f+f）=kFf其中f，f分别为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=f=0.25.则N=1480N此时N大于所需的1400N的夹紧力，故本夹具可以安全工作。3.3.2定位误差分析 零件中孔尺寸为22mm，与定位销的配合尺寸为22H7/h6，由相关手册查得，定位销尺寸为22，由此可以求得最大间隙为，满足精度要求，所以能满足精度要求。3.3夹具结构及工作流程 钻床夹具的用途是来完成工序V，通过一次装夹，完成对8孔的加工。 夹具采用芯轴的定位方法，限制了5个自由度。 夹具的优点是夹紧快速简单，适合大量生产。 工作流程： 先放置好零件，使22孔与垫板上的22粗销过渡配合，使工件一侧贴靠到 垫板L型板上，安装快换垫圈，旋紧螺母M10，用“芯轴定位，限制5个自由度，满足加工要求；取下零件时，松脱螺母M10，取出快换垫圈，取出工件。按照工序设计所得的计算结果填写机械加工工艺过程综合卡片，绘制工序简图。夹具装配图 图3.1 第4章 结论1、根据零件的机械性能和外形尺寸选择毛坯材料及确定毛坯尺寸2、确定工艺路线，定位基准，机械加工余量及时间定额3、设计钻孔夹具，确定夹具定位基准4、编写说明书参考文