机械制造技术课程设计-摆杆零件工艺规程及夹具设计.doc

摘要机械制造基础课程设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们大学中进行的第二次的课程设计，每次课程设计对毕业设计有着很大的帮助这次设计的是传动轴，有零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是轴。了解了轴的作用，接下来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机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定端盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。全套图纸加153893706AbstractMachinery manufacturing foundation course design is we learned university machinery manufacturing base course, course and the most specialized technical after. This is our university in the second course design, each course design of graduation design has a lot of help This design is shaft, have part drawing, casting chart, each one, mechanical drawings machining process card and with the design fixtures corresponding that procedure process card every one. First we must be familiar with the parts, the title of the parts are shaft. Understand the role of the shaft, next according to the properties and parts drawing parts on each end of the roughness of blank size and determined mechanical machining allowance. Then we can decide according to the locating datum, pure benchmark crude benchmark, and finally determined after worked out the process, formulate the roadmap shaft the workpiece clamping fixture, draw assembly drawings. 目录摘要1Abstract21.零件的分析，并进行结构工艺性审查31.1、零件的作用31.2、零件的结构特点31.3、确定主要、次要加工表面及其加工方法32.确定毛坯的制造形式以及毛坯图43.拟定工艺路线53.1、定位基准的选择53.1.1、粗基准的选择53.1.2、精基准的选择63.2、制定工艺路线73.2.1、加工方法的选择73.2.2、加工阶段的划分73.2.3、拟定工艺路线73.3、工艺设备的选择83.3.1、机床的选择83.3.2、刀具的选择83.3.3、夹具的选择83.4填写工艺流程图94.确定切削用量及基本工时95.夹具设计135.1设计思想145.2 定位基准的选择145.3 夹紧元件的选择155.4 定位元件的选用155.5 对刀装置的确定155.6 定位误差的分析与计算166 设计心得体会16参考文献171.零件的分析，并进行结构工艺性审查1.1、零件的作用题目所给的零件是摆杆，起碰停作用。1.2、零件的结构特点36的轴圆面和外圆面粗糙度度要求较高，所以需在精车后进行磨削。22H7的孔公差等级、粗糙度要求较高，所以需在精车后进行磨削。20不带键槽的轴公差等级、粗糙度要求较高，所以需在精车后进行磨削。M8螺纹孔需在精车后进行。4的孔需要钻，半径为8的外圆表面需要精车后磨。其他平面需要铣。1.3、确定主要、次要加工表面及其加工方法22H7和20部分以及22H7和20h7为主要加工表面，在经过精车后要调质处理再粗磨和精磨；其他的加工表面为次要加工表面，经过粗车、半精车、精车、精铣。2.确定毛坯的制造形式以及毛坯图锻件适用于强度要求高、形式比较简单的零件毛坯。锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用与单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高、但成本也高，适用于大批大量生产的中小型零件毛坯。因此选择自由锻毛坯进行加工。材料是C45钢，选择锻件毛坯，制造方法是自由锻，毛坯形状为圆柱形。确定余量：查金属机械加工工艺人员手册表5-28，在轴线长度方向余量为20.5，在轴向直径的毛坯余量为20.5毛坯图3.拟定工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1、粗基准的选择粗基准的选择应考虑两个问题：一是保证加工面有足够而均匀的加工余量和各待加工表面有足够的加工余量；二是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准合理分配各加工面的加工余量a.为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准b.为了保证重要加工面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准c.粗基准的选择应尽可能使工件上各加工表面总的金属切除量最小粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边毛刺等缺陷，以保证定位准确，夹紧可靠3.1.2、精基准的选择 选择精基准时，重点是考虑如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度，同时也要考虑工件的装夹方便，夹具结构简单，使零件的制造较为经济、容易。应遵循的原则:基准重合原则基准统一原则自为基准原则互为基准原则根据此平键轴的要求，该零件既是平键轴又是阶梯轴，其加工精度又要求较高，以此选轴的中心线作为设计和工艺基准，能最大限度地加工多个外圆面和端面。3.2、制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。3.2.1、加工方法的选择应考虑的因素：按经济精度选择加工方法工件材料的性质工件的形状和尺寸生产类型生产率和经济性具体生产条件特殊要求3.2.2、加工阶段的划分工艺过程分为四个加工过程粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段3.2.3、拟定工艺路线工序一 铸造毛坯工序二 调质处理28-32HRC工序三 铣端面，铣36的上端面，铣36的下端面工序四 铣20的上端面铣20的下端面工序五 加工22的通孔加工5的锥销孔工序六 加工M8的螺纹孔工序七 检验所有尺寸是否合格工序八 磨所有外圆面3.3、工艺设备的选择3.3.1、机床的选择查阅相关手册，选择机床型号车床普通车床CA6140铣床立式铣床X53K磨床M114W万能外圆磨床钻床Z525立式钻床 Z3025铰机床3.3.2、刀具的选择车刀外圆车刀铣刀立铣刀、砂轮GB60ZR钻刀麻花钻522螺纹刀M8 3.3.3、夹具的选择通用，专用夹具，表面粗糙度仪3.4填写工艺流程图现在已经确定了工艺路线并选定了工艺装备，检查上述内容无误后，可填写工艺流程图，见图纸4.确定切削用量及基本工时工序一 粗车工步一 车B端面 选择切削深度：单边总余量为1,粗车工序中ap=1，选择进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及选定切削深度。从表中选f=0.3mm/r选择切削速度：根据工件材料45钢，及选定切削深度和进给量，选定v=1.5m/s确定机床主轴转速：n=1000v/D=10001.560/19=1408r/min从表4.3-1机床主轴箱上查得实际主轴转速取1500r/min故实际的切削速度v=3.141500x19/100060=1.49m/s计算切削工时：切削工时=（22/2+3+5）/(15000.3) 1=2.5s粗车17.5外圆，长40 选择切削深度：单边总余量为1.5,粗车工序中ap=1.5，其余同上确定机床主轴转速：n=1000v/D=10001.560/19=1048r/min查得实际主轴转速取1500r/min故实际的切削速度v=3.141500/100060=1.49m/s计算切削工时：切削工时:T=Li/fn=(40+3+5)/(15000.3) 1=6.4s粗车21外圆，长121选择切削深度：单边总余量为1,粗车工序中ap=1其余同上 确定机床主轴转速：n=1000v/D=10001.560/22=1302r/min查得实际主轴转速取1500r/min故实际的切削速度v=3.141500x22/100060=1.7m/s计算切削工时：切削工时=(121+3+5)/(15000.3) 1=17.2s（4）粗车粗车33外圆，长5选择切削深度：单边总余量为1,粗车工序中ap=1，其余同上确定机床主轴转速：n=1000v/D=10001.560/34=974r/min查得实际主轴转速取1000r/min故实际的切削速度v=3.141000x34/100060=1.78m/s计算切削工时：切削工时:T=Li/fn=(5+3+5)/(10000.3) 1=2.4s工序二 粗铣 半精铣键槽X53K取工作台垂直进给量给25mm/min粗铣： 确定切削深度：ap=3mm工作台进给量：查表取纵向fMa=30mm/min横向进给量fMz=20mm/min选择进给速度：查表取V=1.25m/s确定主轴转速：根据X53K立式铣床说明书，选定n=950r/min计算切削工时：T1=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=37sT2=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=40s取L1=2mm半精铣： 确定切削深度：ap=1mm工作台进给量：查表取纵向fMa=23.5mm/min横向进给量fMz=15mm/min选择进给速度：查表取V=1.8m/s确定主轴转速：根据X53K立式铣床说明书，选定n=1500r/min计算切削工时T1=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=43.6sT2=（ap+L1）/fMa+(L-D)/ fMz=47.6s取L1=2mm工序三 磨20h7, 25f7，16h7外圆面切削深度：0.05mm加工要求：粗精磨20h7, 25f7，16h7外圆面至图样要求切削用量：查阅相关手册，取工件径向进给量fr=0.025mm/r,工件轴向进给取轴向进给为fa=25 mm/r选择进给速度：查表取V=0.4m/s确定主轴转速：根据M114W万能外圆磨床说明书，选定n=2667r/min切削工时:z取2mm，K取1.55T1= LZK/nfrfa=3721.55/(26670.02525)=4.1sT2= LZK/nfrfa=12121.55/(26670.02525)=13.5sT3= LZK/nfrfa=3921.55/(26670.02525)=4.4sT4= LZK/nfrfa=2321.55/(26670.02525)=2.7s5.夹具设计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。本卡具材料45钢，锻造。5.1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6x3x25键槽孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为6N9，表面粗糙度Ra3.2，铣以可满足其精度。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。5.2 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。对于该铣键槽工序而言，采用中心轴为定位基准，设计基准为右侧面和定位面为外圆面。限制工件的6个自由度。5.3 夹紧元件的选择 夹紧原件选择手轮压板，这是一种增力的并可以翻转的便于装卸工件的螺旋压板，在压板中间安装一个半圆形的浮动压块的目的是当压板处于夹紧状态不能保证与工件夹紧面均匀接触时，浮动压块可以左右上下方向摆动，使工件受到均匀的夹紧力夹紧工件稳定。要求活动压块与压板装配时浮动压块转动灵活可靠，不允许有卡死现象，另外在夹紧螺母与压板之间装有开口垫圈，以便实现快速装卡的目的。5.4 定位元件的选用 本夹具选用一个顶尖，1个V形块，定位右端面和外圆面，限制6个自由度。5.5 对刀装置的确定对刀装置是由对刀块和塞尺组成，用以确定卡具和刀具的相对位置。本卡具对刀装置选用直角对刀块，用于加工两个相互垂直面或者铣键槽时的对刀。塞尺用于铣刀和对刀块表面之间相对位置的校准，主要防止对刀块碰撞刀具和磨损刀具，对刀块通常制成单独元件，用销钉和螺钉紧固在卡具体上，其位置应便于使用塞尺的对刀和不妨碍工件的装卸。5.6 定位误差的分