机械制造技术课程设计-柴油机推手加工工艺及钻铰φ18孔夹具设计.docx

机械制造工程学课程设计说明书设计题目：柴油机推手零件机械加工工艺规程制定及钻铰18孔专用夹具设计全套图纸加扣3012250582 姓 名：学 号：班 级：专 业：机械制造及其自动化学 院：机械工程学院指导教师：河北工业大学年 月 日机械制造工程学课程设计任务书班 级 机设xxxx班 姓 名 设计题目 柴油机推手零件机械加工工艺规程制定及钻铰18孔专用夹具设计 设计依据 中批生产 完成任务：1. 工艺文件部分：填写机械加工工艺卡片一份，填写机械加工工序卡片一张；2. 图纸部分：绘制零件工作图和毛坯图各一张，绘制夹具装配图、拆绘夹具零件图；3. 说明书部分：工艺及夹具设计说明书一份。 任务书发出日期： 年 月 日设计完成日期： 年 月 日指导教师签字： 年 月 日目 录1 前言12 机械加工工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 基准的选择22.1.2零件的工艺分析22.2 毛坯零件制造形式的确定32.3 基面的选择32.4 柴油机推手制造路线的确定32.5 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定52.6 加工柴油机推手的设备与工艺的设备62.7 确定切削用量6工序 铣8mm叉角两侧平面123 专用夹具设计133.1 钻铰18孔夹具设计133.2 定位基准的选择133.3 切削力及夹紧力的计算133.4 定位误差分析143.5 夹具设计的操作使用说明15结 论16参考文献17致 谢18河北工业大学机械制造工程学课程设计说明书1 前言我们国家的制造机械生产的零件与产品,并且把其加工成制造行业的设备或者部件。制造的的设备或者部件不仅能自己行业使用,也又能给其他的的行业使用,机械加工的行业中有着多种多样的设备或者部件。制造产业在生活当中是人们所不能离开的, 所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。,这也是对国家基础经济的发展里面当中,比较主要的重大的支撑。因此说从当中一种层面的来说,机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。我自己对本工装夹具的设计是在学完了了机械制图。以及工艺学课程以后,对所学知识的检验。用合理的方法解决拔叉零件,零件生产当中,零件的定位与夹紧。正确的安排柴油机推手加工过程当中的方法,合理地解决工序的尺寸这些的问题,和对20外圆工序；进行加工的专车夹具设计，确保了柴油机推手加工工序的尺寸和柴油机推手的加工的质量。我的这个设计主要就是培养,我自学以及创新的知识水平。我的这个设计是综合层次性,实习所起到的作用很大,许多知识面也要被广泛的使用。所以在制造加工的时候,不仅要分析到基本的制造的原理和基础的理论的知识,还要仔细研究生活当中制造的需求,只有把许多种理论知识和现实制造互相的结合在一起,本柴油机推手设计才能够顺利的完成。我自己对柴油机推手设计不是太好,能力有有限制,所以难免容易出现些许缺陷等问题,在这我能够给我批评以及指导。2 机械加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 基准的选择老师所规定的我的课题是，柴油机推手零件的工艺的编制；与20外圆的专用夹具的设计，柴油机推手是机器比较主要的的步件，柴油机推手的主要起到传力并且连接的作用，柴油机推手承受着容易变动的冲击的载荷，故柴油机推手的强度就要求非常的高；因此在平常的生活工作当中，使用得比较广泛，也因此起到了比较重要的作用。2.1.2零件的工艺分析1）这个零件图上面可以主要加工表面为一个18孔，铣左右两端面，车20外圆。2）工序安排以柴油机推手左右端面及30定位，装夹工件，达到了工艺基准，设计基准的统一。3）柴油机推手18孔对左右面有垂直度要求，18孔与孔30中心轴线有平行度要求。2.2 毛坯零件制造形式的确定分析柴油机推手工件时作用，材质的强度就要求非常的高，而且柴油机推手的结构不太复杂，生产的类型查表为中量的生产，所以选用ZG45材质，铸造的零件毛坯。2.3 基面的选择制定柴油机推手工件的机械加工工艺方案，首先要做的重要工作是进行定位基面的选择。选取的基面是不是正确，是不是合理，会将直接影响车床杠杆工件的加工质量和生产率的提高。 在选择定位基面的同时， 必须要同时考虑下面三个重要问题：A 使用已经加工完成的一个表面，来当作工件加工时后的精加工的基面与统一的基准，可以满足零件精度的要求，能够使整个的零件工艺的加工的过程能够非常的顺利。 B 为了加工上面所说的精加工的基面，或者统一的加工的基准，选取粗加工的基面应考虑用哪一个表面来加工比较好 C 是不是有个别的加工工序为了特别的机械加工的要求，需选择统一加工基准之外的精加工的基面 （1）选取粗加工基准 相对本柴油机推手工件来讲，按照互为基准加工的选择的原理，选取本柴油机推手的18孔平面来当作要加工的加工的基准，选择20外圆的定位来支承以及底面，来作作为零件重要的定位的基准。来对，的几的自由度进行控制。在用一面定位减掉x方向的位置度，来达到定位目标。（2）对精细基准的选用，就要考虑基准重合与装夹是否方便的一些问题，选择已经加工完成的18孔和端平面来当作零件精加工的基准。2.4 柴油机推手制造路线的确定从制造方案的编制为开始，能够使用工装，使零件的外观的形状，与工序之间位置度等技术制造的要求，并且尽可能的使生产的成本尽可能的减少，使工件的加工工序能够集中起来，增加零件的生产的效率。制定工件制造工艺方法有：定位制造基准的使用，制定工件每道工序的加工的方法，研究要加工的零件阶段的划分零件加工的工序所集中与分散，以及要加工的零件工序顺序的合理的安排。表 工艺思路一工序号工序名称工 步 内 容10铸造铸造成型20时效去除铸造应力30钻钻铰18孔40钻钻8孔扩13孔50车车20外圆60铣铣18孔左侧平面70铣铣18孔右侧平面80铣铣8mm叉角两侧平面90铣铣48mm两侧平面100钳工清洗、去毛刺、110终检检验工艺思路二工序号工序名称工 步 内 容10铸造铸造成型20时效去除铸造应力30铣铣18孔左侧平面40铣铣18孔右侧平面50车车20外圆60钻钻铰18孔70钻钻8孔扩13孔80铣铣8mm叉角两侧平面90铣铣48mm两侧平面100钳工清洗、去毛刺、110终检检验比较以及分析柴油机推手零件工艺路线：思路二的柴油机推手工艺与思路一不同的是，铣左右侧平面工序放到前面来加工。加工完成，再加工别的工序，加工工序都没有多大的变化。经过考虑知道这样的改动方案二提高了柴油机推手制造的的速度。而且对柴油机推手的尺寸精度与位置的精度好处都非常的多。选择机械加工的基准的原则，首先来加工柴油机推手零件左右侧平面，其次平面来为精加工基准来加工其他工序，这样就便满足了，零件上各孔的位置度的要求同时也为各个平面上的各个孔确保了垂直度的要求。满足首先加工平面再来加工孔的原则。如果选路线一，对柴油机推手加工时的装夹不太方便，还有柴油机推手毛坯的端面和轴的轴线是否相互的垂直，完成加工的孔的轴线和轴的轴线能部能平行。因此分析方案一的机械加工的路线不好。假如选择方案二的机械加工工艺的方案，首先来加工左、右两面，其次再以以加工的表面来作为精加工基准，来加工别的孔就能确保孔的位置度的要求从增加生产效率以及确保加工精度这两个前提条件下考虑，知道方案二比较的合理。因此我最终确定以方案二来进行生产的加工。最终详细的卡片见附录2.5 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定按照上面的研究分析，已能决定柴油机推手各个表面的制造的余量，最后使用的每个表面的每个制造工序的加工余量见毛胚图：2.6 加工柴油机推手的设备与工艺的设备机床选用 X62式的铣床 Z3050式的钻床 CA6140式的车床 选用工装该柴油机推手为中量生产的生产方式，因此选择专用的工装。刀具的选用各步的加工工序在铣床上面进行的，选择铣刀的材料为硬质合金，就能够满足柴油机推手零件图纸的质量的要求。因为柴油机推手要求的精度比较的高，可以选择铣刀来对其加工，各个孔的工序加工，选择材质为高速钢的钻头就可以满足要求量具的选用孔加工的检验都选择极限的量规。其它的工序对位置度的误，选择使用千分表来进行检验，对角度的尺寸使用专用的工装来满足，其它的尺寸选择使用通用的量具就可以了。2.7 确定切削用量工序：铣18孔左侧平面零件的材质选择 ZG45，铸造成型。机床选择X62式铣床。根据参考书7的表3135刀具选择铣刀，材质为硬质合金三面刃的圆盘（面铣刀）， ，齿数选择。因为此单边的余量是 mm因此铣削加工的深度是：进给量各个齿是：按照参考书3的表2.2-77，选择铣加工的速度是：根据参考书7附表3237，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）公式当中 V铣削加工的速度； d铣刀的直径。根据公式2.3铣床主轴的转动速度：根据参考书3附表3.2-76 实际铣削加工的速度：进给量： 机床工作台每分钟的进给量： ：按照参考书7附表2.6-87,切削工时被切削层长度的：根据毛坯尺寸可知道 刀具切入长度的：铣时为刀具切出长度的：取得走刀的次数为1所需机动的时间：差参考资料5附表2.6-49可以得到铣削加工的辅助的时间工序：铣18孔右侧平面：已知条件：零件所给的材质为ZG45，铸造成型。铣床的选择X62式铣床。刀具使用材料的面铣刀：， ，齿的个数为12一个边的余量： 深度加工：每一齿的进给的距离：依据教科书 7的表31.32，取速度加工：依据依据教科书7的表21.34，取机床主轴制造时的转速，依据式子（2.4）计算：依据教科书7的表3.2-32 加工实际的速度：加工进给的距离，根据式子（1.4）得：每一分工作台进给的距离： 加工所用的时间零件加工层的距离：依据毛坯的大小得出， 铣刀切入的距离： 铣刀切出的距离：得 1次加工机床所用的工时：按照参考书籍5附表2.2.47可能够知道制造辅助的用时切削所用的时间切削层加工层的距离：依据毛坯的大小得出 铣刀切入时的距离：切削刀具切出时的距离：取加工所使用的时间：工序：车20外圆机床选取CA6140式车床车刀材质选择硬质合金外圆车刀。深度加工：，铸造的毛胚为。加工时：由参考书籍的表2.4-69，车刀的刀杆伸出的长度使用取，深度制造。加工进给距离得出。制造的速度：依据教科书籍书3资料表2.3-7取主轴制造时的动度：，依据教科书籍3 资料表3.2-45得出制造时的速度：工作台60秒钟的加工进给距离： 被切削层的距度：刀具切入的距离： 刀具切出时的距离： 选择行程的次数：机器所用的工时：依据教科书籍1资料表2.5-37工步的另外的耗时是： 工序钻8孔扩13孔机床：钻床Z3050刀具：参考选用相关参考文献3表4.540.0的高速钢锥形柄的麻花钻头。钻孔到8，进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取实际钻孔的加工的速度：切削工时 被切削层长度：麻花钻切入加工时的长度： 钻头切出时的长度： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔13柴油机推手的材质是ZG45，孔的直径选择13mm。加工的机床选取Z3050钻床，加工的工序选择13的扩孔钻头。进给量：按照参考书5资料表2.5-39，使用制造的速度：依据教科书籍5资附表2.7-49，使用查书里式子（2.5）钻床主轴的转动速度：，选择扩削时的实际速度：被切削加工层的长度：钻头切入的长度：刀具切出的长：走刀的次数是1被切削加工层的长度：钻头切入的长度：刀具切出的长：1次加工完成机动所耗费的时间：工序：钻铰18孔零件的材质选择ZG45，孔的直径式17.7mm。使用Z3050钻床来对17.7孔进行加工，加工的工序选用麻花钻头为17.7的。加工进给距离：依据教科书籍5的表2.1-39，使用制造的速度：依据教科书籍5的表2.6-42，使用查书的公式（2.7）钻床主轴的转动速度：，选择钻削实际速度：被切削加工层的长度：钻头切入的长度：钻头切出的长度：走刀的次数是按照参考书5附表2.4-47可以知道加工的辅助的时间铰孔至18刀具：根据查阅书籍文献3表4.354，选择硬质合金机用铰刀。切削深度：。进给量：查阅书籍文献3表2.458，取。切削加工的速度：根据参考书籍4附表2.562，选择。机床主轴转速：查阅书籍参考文献3表3.131取实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度，刀具铰孔切出长度： 取铰刀走刀次数为1机动时间：工序 铣8mm叉角两侧平面被加工零件材料：ZG45 机床的选择：我们这里选择的是铣床，他的型号是X62刀具的选择：我们这选择的是端面铣刀，刀杆尺寸铣刀盘直径的大小是50mm铣削深度的大小是：每齿进给量的大小是：我们按照机械加工设计实用手册，这里我们取铣削速度的大小是：我们按照机械加工设计实用手册，这里我们取机床主轴转速的大小是：，取实际铣削速度的大小是：进给量的大小：工作台每分进给量的大小：按照我们的机械加工设计实用手册,这里被切削层长度的大小：由毛坯尺寸可知刀具切入长度的大小：刀具切出长度的大小：取走刀的次数是2机动时间的大小：经过对比可得到，本方案完全满足生产的要求工序 去毛刺,终检3 专用夹具设计3.1 钻铰18孔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。有老师分配的任务，我被要求设计钻、扩、铰18孔，选用机床：立式钻床Z30503.2 定位基准的选择选择18孔左端面、左端面和26圆弧及20外圆来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是特制定位销、浮钉销和衬套及A型固定式定位销。因此进行定位元件的设计主要是特制定位销、浮钉销和衬套及A型固定式定位销。1、 18孔左端面与衬套相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2、 26圆弧与特制定位销相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。 3、 20外圆与A型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即Z轴转动。 4、 左端面与浮钉销相配合，起到一个浮动支承的作用。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。3.3 切削力及夹紧力的计算本夹具是钻、扩、铰18孔，钻时切削力是最大的，故按钻时计算切削力。查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式：由钻17孔的工时计算知，=0.28mm，由简明机床夹具设计手册表3-3知即所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M6螺母锁紧，查表得夹紧力为2903N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.4 定位误差分析1、基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以18孔左端面、左端面和26圆弧及20外圆来定位，钻、扩、铰18孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算式中 工件在夹具中的定位误差，mm 工件孔的最大直径公差，mm 圆柱心轴和圆柱定位销的直径公差，mm定位孔与定位销间的最小间隙，mm=0.079mm。3.5 夹具设计的操作使用说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择用滚花螺母、螺杆、螺杆支座和压板等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。18结 论经过接近两周的设计，使我自己比较充分的了解了正常的设计的方法以及步骤，不仅仅是对所学过的专业知识的一个复习，也从设计当中得到了新的启发以及感受，而且也增强了自己使用理论的知识，解决实际问题的能力也有所提高，并且比较全面的了解了，零件机械加工工艺以及夹具设计的整个的过程。在整个的工艺与夹具的设计的过程当中，我本着脚踏实地理念，抱着科学与严谨的学习的态度，主要就是根据教科书上的步骤，到图书馆查看相关的资料，也在网上查找一些与本课题有关的资料。本次设计是大学几年当中比较系统，且比较完整的一次设计，也是比较难的。在设计当中不时的需要计算与比较，然后修改，再来比较然后再来修改，我自己也付出了比较多的心血与汗水，在设计当中也遇到了很多的困难以及挫折，幸亏有了xxx老师的指导以及帮助，我才能够在这次的设计当中少走了许多的弯路，还算顺利的完成了柴油机推手零件的设计。本次的设计研究的过程当中依然存在很多不合理的地方，比如：（1）