机械制造技术课程设计-衬套加工工艺及钻4-Ф8.2孔的夹具设计【全套图纸】.doc

完整设计序言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。衬套的加工工艺规程及其，钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。全套图纸，加153893706目录序言I课程设计说明书正文：第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析3第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式42.2 基准的选择42.3 制定工艺路线62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.5 确定切削用量及基本工时15第3章 专用夹具设计163.1问题的提出163.2定位基准的选择163.3切削力和夹紧力的计算163.4定位误差分析163.5夹具设计及操作的简要说明17结束语19致谢20参考文献211.零件分析1.1零件的作用衬套的作用:磨损了，可以方便更换。如果不用衬套，磨损后，更换的是零件。现在更换的是衬套（设计时，就将衬套硬度降低，是其在摩擦副中成为承磨件。）。因其加工方便，更换成本低，也易换。1.2 零件的工艺分析衬套的各个加工面有位置度要求且加工精度较高，我们采用，车，粗车，精车等加工手段。2.工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式影响毛坯选择的因素通常包括：1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。2、零件的结构形状和外形尺寸。3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。4、零件生产纲领的大小。5、现有生产能力和发展前途。由于衬套要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择45。因为衬套在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好，。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用锻造成型2.2 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确合理，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。粗基准的选择：对衬套这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。衬套外轮廓用短V形块定位，可以消除、两个自由度，再用一个面定位。精基准的选择：根据基准重合原则，选取孔及已加工的底面作为精基准。2.3 制定工艺路线2.3.1工艺过程的安排：在衬套加工中，影响加工精度的主要因素有：（1）衬套本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。（2）衬套是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。2.3.2各主要表面的工序安排：方案一工序：下料工序：锻造工序：退火工序：粗车、精车150端面和100内孔工序：粗车、精车112端面和100内孔工序：车112，106，150外圆和端面工序：钻4-8.2孔工序：发蓝处理工序IX：去毛刺工序X：检验，入库方案二工序：下料工序：锻造工序：退火工序：车150端面和100内孔工序：精车112端面和100内孔工序：车112，106，150外圆和端面工序：磨100内孔工序：钻4-8.2孔工序IX：发蓝处理工序X：去毛刺工序XI检验，入库工艺方案一和方案二的区别在于工序二相对于工序1增加了一个磨的工序，因为我们孔的粗糙度要求为1.6，精车即可满足要求，不需要磨削加工，从节省劳动时间考虑，我们选择方案一具体的加工路线如下工序：下料工序：锻造工序：退火工序：粗车、精车150端面和100内孔工序：粗车、精车112端面和100内孔工序：车112，106，150外圆和端面工序：钻4-8.2孔工序：发蓝处理工序IX：去毛刺工序X：检验，入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。2.4.1单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定由表1： =6.5 =4.5锻件机械加工余量基本尺寸加工余量数值大于至-1005.56.06.57.58.59.01011123.54.04.55.56.05.56.56.57.51001606.57.08.09.010111213144.04.55.56.07.07.08.08.09.01602507.58.59.51113131515175.06.07.08.59.08.5109.5112504008.59.5111315151718205.56.58.01011101212144006301011131618172020236.57.59.512131214131663010001213151820202323267.5911141514171518基本尺寸加工余量数值大于至100016001315172023232627308.51013161716191821注：（1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。下面为双侧加工时，每侧的加工余量值。（2、表中略去基本尺寸大于160010000mm的加工余量数值。2.4.2铸件公差等级的确定 由表2可知： 成批和大量生产的铸件机械加工余量等级工艺方法尺寸公差加工余量加工余量等级铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型手工造型CT11131113111310121012-911-MAJHHHH-一、 H-砂型机器造型及壳型CT810810810810810-79-MAHGGGG-G-金属型CT-797979797968-MA-FFFFFF-低压铸造CT-797979797968-MA-FFFFFF-压力铸造CT-684657-MA-EEE-熔模铸造CT575757-46-465757MAEEE-E-EEE注：（1. 型铸造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例：尺寸公差为CT12级，加工余量底、侧面为MAH级。（2. 型铸造铸件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例：底、侧面加工与量为CT12级，MAH级。（3. 砂型铸造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。 (1) 铸造孔的最小尺寸 在铸造工艺上为制造方面，一般当铸造孔径小于规定尺寸时可不铸出， 零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。 (2) 铸造壁的最小厚度 各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表。 (3) 铸造斜度 对于砂型及硬型铸件常选用3，压铸件常选用1302。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。2.4.3加工余量及工序尺寸的确定1、150端面的加工余量，表面粗糙度为3.2查表1可得总余量A=4mm由表可得粗车=3.5 精车=A-3.5=0.5mm2、112端面的加工余量，表面粗糙度为3.2查表1可得总余量A=4mm由表可得粗车=3.5 精车=A-3.5=0.5mm3、100H8内孔的加工余量，表面粗糙度为1.6由表1可得总余量A=4mm由表可得粗车=3.5 精车=A-3.5=0.5mm4、工件的所有外圆面，表面粗糙度为6.3，查表1可得余量A=4mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：下料工序：锻造工序：退火工序：粗车、精车150端面和100内孔工步一：粗车150端面和100内孔1） 车削深度，选择ap=3.5mm2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=3.5mm，nc=475r/min, V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(27+35+3.5)/（4750.16）=0.862min。工步二：精车150端面和100内孔1） 车削深度，选择ap=0.5mm2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.5mm，nc=475r/min, V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(27+35+0.5)/（4750.16）=0.822min。工序：粗车、精车112端面和100内孔工步一：粗车112端面和100内孔1） 车削深度，选择ap=3.5mm2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=3.5mm，nc=475r/min, V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(8+35+3.5)/（4750.16）=0.599min。工步二：精车150端面和100内孔1） 车削深度，选择ap=0.5mm2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.5mm，nc=475r/min, V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(8+35+0.5)/（4750.16）=0.572min。工序：车112，106，150外圆和端面1） 车削深度，选择单边余量ap=2.0mm。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(5+3+57+22+8+4+2)/（4750.16）=1.329min。工序：钻4-8.2孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为总的工时：T=4t=0.644min工序：发蓝处理工序IX：去毛刺工序X：检验，入库3.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。由指导老师的分配的任务，我们加工4-8.2孔钻床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于加工4-8.2，精度要求不高，和其他面没有任何位置度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2定位基准的选择本道工序加工8.2孔，精度不高，且我们4-8.2孔和其他面没有位置度要求，工件为回转类零件，圆周均布就可以了，因此我们采用已加工好的100H8孔定位，使用螺母与快换垫圈相配合夹紧工件，保证加工的时间工件不旋转就可以了，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，螺母的夹紧力即可以满足要求。3.3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式1钻削力矩 式2式中： 代入公式1和公式2得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.4定位误差分析 因为4-8.2孔和其他的面和孔位置度要求，因此4-8.2孔靠钻模板下端的100外圆和100内孔配合来保证4-8.2孔的位置关系，即相当于一面一心轴，误差分析如下：一面一心轴定位误差移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 100H8孔的最大偏差 100H8孔的最小偏差 100H8孔与外圆面最小配合间隙代入（式5-5）得： = = 3.5夹具设计及操作的简要说明 使用心轴定位，采用螺母与快换垫圈相配合夹紧工件，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用可换钻套，当导向的钻套磨损后，我们取下螺钉，可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。装配图附图如下：夹具体附图如下：结 束 语毕业设计结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为