机械制造技术基础课程设计-固定锥座加工工艺设计及Φ15孔的夹具设计【全套图纸】.doc

11大学课 程 设 计题 目：固定锥座加工工艺设计及加工15孔的夹具设计全套图纸，加153893706班级：姓名：指导教师：完成日期：一、设计题目(学生空出，由指导教师填写)固定锥座加工工艺设计及加工15孔的夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张(6) 课程设计说明书(50008000字) 1份四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要这次设计的是固定锥座，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后订固定锥座的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。AbstractThis time I design the Fixed awl Foundation , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet . Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the Fixed awl Foundation, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying .目 录1零件工艺性分析12机械加工工艺设计12.1毛坯的制造形式12.2基面23制订机械加工工艺路线23.1表面加工方法的确定33.2工序顺序安排33.3确工艺路线44机械加工余量、工序尺寸及公差的确定5 4.1确定切削用量及时间定额55夹具设计6 5.1夹具选择66体会与展望97参考文献17正文1零件工艺性分析该设计是固定锥座的加工工艺和2x15孔的工艺装备要求: 2x15在固定锥座的左右两边，孔心距114mm。孔心距最近端面60mm。分析如表：项目公差等级尺寸及偏差mm粗糙度um上表面IT71271.6锥座底面IT111526.3槽下表面IT7871.6阶梯面IT1156.315的孔IT13152512的孔IT7121.618的孔IT1318252机械加工工艺设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT150，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于属于中批或大批大量生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。铸件需经时效处理。2.1.1毛坯工艺.确定毛坯的尺寸公差和加工余量铸造类型（机器造型）基本尺寸尺寸公差等级加工余量等级公差CT加工余量底座底面58CT12RMA-G5.60.7上表面30CT12RMA-G50.5阶梯表面36CT12RMA-G50.5阶梯端面20CT12RMA-G4.60.5槽下表面10CT12RMA-G4.20.52.2基面基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。2.2.1 粗基面的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择高58mm的端面。采用58mm端面定位加工底座底面。可以为后续工序准备好精基准。2.2.2 精基面的选择选加工后的底座底面为精基准面来加工其上面，阶梯面，槽的下表面，12孔和18孔。3.制订机械加工工艺路线生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定3.1表面加工方法的确定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。查机械制造课程设计指导书10页表1-7、1-8、1-9，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：个表面加工方案加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注锥座底面IT116.3粗铣-半精铣表1-8上表面IT71.6粗铣-精铣表1-8槽下表面IT71.6粗铣-精铣表1-8阶梯面IT116.3粗铣表1-815的孔IT1125钻-锪表1-712的孔IT71.6钻-铰-锪表1-718的孔IT1125钻-锪表1-7M10内螺纹IT725车表1-103.2工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准曲柄左端面和右端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原则，先加工曲柄端面，再加工孔，确定工艺路3.3确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了固定锥座的工艺路线。工序号工序名称机床装备刀具量具1时效处理 2铣锥座底面铣床铣刀游标卡尺3-4粗铣-精铣锥座上表面铣床铣刀游标卡尺5-6粗铣-精铣槽的下表面铣床铣刀游标卡尺7铣锥座阶梯面铣床铣刀游标卡尺8攻M10内螺纹车床丝锥游标卡尺9-10钻15孔，锪沉孔钻床麻花钻，锪钻塞规.卡尺11-12钻12孔，锪沉孔钻床麻花钻，铰刀，锪钻塞规.卡尺13-14钻18孔，锪沉孔钻床麻花钻，锪钻塞规、卡尺15去毛刺钳工台平锉16清洗清洗机17终检塞规、百分表、卡尺等加工设备和工艺设备1 机床的选择：采用Z3025立式钻床、卧式X60铣床。2 选择夹具：该固定锥座的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用圆柱形铣刀，立铣刀即可保证加工质量。 在钻床上加工的各工序，采用麻花钻，锪钻即可。4选择量具：采用塞规.双用游标卡尺4.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定孔15的工序尺寸由表2-28课查得，钻孔余量Z=0mm.孔加工工序的加工余量项目内容精度等级工序尺寸工序余量15孔钻IT1115154.1确定切削用量及时间定额：主轴转速的确定1.钻15孔,以固定锥座右端面为基准。刀具：钻头直径为15mm的直柄麻花钻钻头。机床：Z3025立式钻床2.钻孔工步背刀吃量p的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定p=15mm。进给量的确定 由表5-22，选取该工步得进量f=0.2mm/r。切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=20m/min选取。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头钻速n=425r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床得主轴转速，取转速n=500r/min。再将此转速代入公式v=nd/1000=23.55m/min。时间定额的计算：工序9：钻15孔1） 钻孔工步根据表5-51，钻孔的基本时间可由公式 。, mm,;f=0.2mm/r;n=500r/min。则该工步的基本时间=(14+6+2)/0.2mm/r /500r/min=36.6s2） 辅助时间的计算tf辅助时间tf基本时间t之间的关系为tf=（0.15-0.2）t钻孔辅助时间tf=0.236.6=7.4s其它时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间tb是作业时间的2%-7%，休息与生理时间tx是作业时间的2%-4%，本设计均取3%，则工序的其他时间（tb +tx）可按关系式（3%+3%）（tf+t）计算。工序9的其他时间：tb +tx=6%（36.6s+7.4s）=2.7s单件计算时间td=36.6+7.4+2.7=47s5.夹具设计5.1夹具选择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。（一）提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，两个支承钉限制2个自由度，一个定位销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由快速夹紧装置配合两个支承钉夹紧工件，支承钉起支撑工件的作用。两个支承钉和一个定位销配合起定位作用（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理。（二）设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对15孔进行加工，这个孔表面粗糙度W为25，钻可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。（三）夹具设计1、定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工15孔时，采用固定锥座右端面和侧端面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为面与面定位，因为该定位元件的定位基准为面的轴线，存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。a=90,hH/2时dw(B)=2(H-h)tanagdw(H)=02、切削力及夹紧力的计算刀具：15的麻花钻，钻孔切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 P钻削力t钻削深度, 14mmS每转进给量, 0.2mmD麻花钻直径, 15mmHB布氏硬度，150HBS 所以 =3265（N）钻孔的扭矩： 式中 S每转进给量, 0.2mmD麻花钻直径, 15mmHB布氏硬度，150HBS=14.03(NM)钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以一个面和两个支承钉定位时所需夹紧力计算公式： 根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过固定锥座端面和侧面为定位基准，在支承板平面上实现完全定位，以钻套引导刀具进行加工。采用快速夹紧机构夹紧工件。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。4.确定导向装置本工序要求对被加工工件只进行钻孔加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用可换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=72mm，排泄空间h=0.7d=10.5mm。d：基本偏差F7(0.0160.034);D=22mm，偏差m6（0.0080.021）。体会与展望为期三周的机械制造技术基础课程设计就要结束了，回首近20天的设计过程，感慨万千。感的是较好的完成了设计任务，在设计过程中，通过各种途径解决了所遇到的困难。慨的是在细节问题的把握上还很欠缺，过程技术人员追求的是完美，我想，我的课程设计离完美还有很远的路要走。三周的时间里，查阅了数十本机械加工与夹具设计方面的资料。在绘制夹具体装配图时，由于对机械制图中的有关内容有些陌生，所以索性翻出机械制图书，也算温习了功课。最终，通过自己的努力，很好的完成了装配图的绘制，也对机械制图的内容有了更深的理解。同时，也练习了电子图板软件的使用，能熟练的解决绘图过程中所遇到的问题，最重要的是绘图的速度和质量有了很大的提高。从刚拿到题目时的无从下手，到初步了解机械零件加工的工艺过程，这其中的个中体会只有自己能够理解，也使我更加坚信在做任何事时，我们都应该认真去对待。通过这次课程设计，虽然了解了机械加工工艺过程，但离实际还很远，路还很长，但庆幸的是自己对机械加工工艺过程有了初步的了解，课程设计过程中，一步一个脚印走出来了。通过这次对固定锥座的加工工艺和对孔设计夹具的过程中，我收益良多。这次设计不仅使我对本专业有了更深的了解，还使我对课本上的知识有了更深入的体会，俗话说：实践出真知。这是完全正确的。这次课程设计就是使我得到了对课本知识的更深层了解，对我以前不明白