机械制造技术课程设计-摇臂的加工工艺及铣φ38孔两端面的铣床夹具设计【全套图纸】.doc

哈尔滨理工大学 设计题目：制定摇臂的加工工艺，设计铣C面的铣床夹具全套图纸，加153893706设 计 者： 指导教师： 学号 0930130212 . 目 录机械制造工艺及夹具课程设计任务书.1 序 言 3零件的分析.3 零件的作用.3 零件的工艺分析.3工艺规程设计.4确定毛坯的制造形式.4基准面的选择.4制定工艺路线.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.5确定切削用量及基本工时.6夹具设计.9设计小结.12 哈 尔 滨 理 工 大 学序 言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。一、 零件的分析（一） 零件的作用：题目所给的零件是摇臂,位于传动轴上一端。主要作用是之一是传递扭距,带动从动轴转动。(二)零件的工艺分析：本零件可从零件图中可知,它有两组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。 1、380+0.021mm孔为中心的加工表面，这一组加工表面有: 38mm孔及其倒角, 表面粗糙度为0.8。尺寸为64mm两个与38mm孔相垂直的表面,还有平面上的一个M8螺孔。2、以10mm孔为中心的加工表面,这一组加工表面包括10mm的孔及与其相垂直的孔端面。这两组加工表面之间有一定的位置要求,主要是:(1) 380+0.021mm孔中心与 100+0。015mm孔中心距力为920+0。021mm二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式。由零件要求可知，零件的材料为HT15-33，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。为保证强度，铸件不许有砂眼，缩孔缩松等缺陷。（二） 基准面的选择基准面的选择：选择零件不加工表面作为粗基准，现取 380+0.021mm孔的不加工表面作为粗基准，用一组公两个短V型块支撑 380+0.021mm孔和100+0。015mm孔的外轮括作主要定位面，以消除X,Y方向上的四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，加持在两孔连杆上，用以消除Z方向两个自由度。对于精基准，后面有专门说明。（三） 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。工艺路线方案：工序：1、铸造； 2、时效处理； 3、以. 38孔上表面为基准，精铣38mm孔和10mm孔下表面；4、以38mm和10mm孔下表面为基准粗铣38mm孔上表面和10mm上表面。5、粗铣38mm孔和10mm孔上表面6、以38mm孔外圆表面为基准钻、钻10mm孔。选用Z525立式钻床加工。7、粗镗，精镗10mm孔。8、以10mm孔及其端面定位选用Z525立式钻床加工。钻，扩38mm孔及其倒角。9、粗镗，精镗38mm孔.10、以上下表面及38mm孔，以及10mm孔定位，钻M8螺纹底孔，选用Z4112-2式钻床及专用夹具加工。 11、攻螺纹M8 12、检验。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “摇臂”零件的材料为HT1533，硬度HB170200，毛坯重量约为1kg,生产类型为成批量生产，采用砂型铸造，13级精度以下。（批量生产） 根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下： 钻 380+0.021mm孔由机械加工工艺手册表129及表134确定工序尺寸及余量为：钻孔：25mm二次钻孔：36mm 2Z12mm扩钻：37.7mm 2Z1.7mm粗镗：37.9mm 2Z0.2mm 精镗： 380+0.021mm 2Z0.1mm（五）确定切削用量及基本工时1.工序3和4：粗铣及半精铣C面工序查参考文献得平面加工余量为0.9mm，已知C面总余量为4mm，故粗加工余量为4mm-0.9mm=3.1mm。查参考文献，取粗铣的每齿进给量为0.2mm/z，取精铣的每转进给量为0.5mm/r，粗铣走刀一次，a=3.5mm，精铣走刀一次，a=1.5mm。查参考文献，取粗铣的主轴转速为150r/min，取精铣的主轴转速为300r/min。又前面已选定铣刀直径为40mm，故相应的切削速度为：v=（3.14）/1000=18.84m/minv=（）/1000=37.68m/miin校该机床功率（只校粗加工工序）：切削功率为P=167.9取z=10个齿，则 n=150/60=2.5r/s mm mm fmm/z代入公式得p=6.62kw由文献得机床功率为7.5kw，取效率为0.85，则7.50.85=6.375kw故重新选择主轴转速为118r/min，则： v=（）/1000=14.8m/min 代入p公式得：p=5.2kw6.375kw2、工序8：钻、扩38mm孔 (1) 钻25mm孔 a/加工条件：机床：Z525立时钻床. 刀具：麻花钻 其中d=25mm, .b/计算切削用量：=25mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：.f=0.36mm/r v=0.35m/s. 确定主轴转速： n=.334r/min . 按机床选取： 实际机床选取： v= 切入 切出 l=80mm 切削工时： . （2） 钻36mm孔 a/加工条件：机床：Z525立时钻床. 刀具：麻花钻 其中d=36mm, .b/计算切削用量：=11mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：.f=0.36mm/r v=0.35m/s. 确定主轴转速： n=.334r/min . 按机床选取： 实际机床选取： v= 切入 切出 l=90mm 切削工时： . （3）扩37.7mm孔 a/加工条件：机床：Z525立时钻床. 刀具：扩孔钻 其中d=37.7mm, .b/计算切削用量：=1.7mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：.f=0.81mm/r v=0.14m/s 确定主轴转速： n=.121.5r/min . 按机床选取： 实际机床选取： v=切削工时： .3、工序9：粗镗，精镗38mm孔 （1）粗镗37.9mm孔a/加工条件：机床：Z525立时钻床. 刀具：硬质合金镗刀 其中d=37.9mm, .b/计算切削用量：=0.2mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：.f=0.1mm/r v=2.03m/s 确定主轴转速： n=.607.5 r/min . 按机床选取： N1000r/min 实际机床选取： v=切削工时： .（2）硬质合金镗刀a/加工条件：机床：Z525立时钻床. 刀具：硬质合金镗刀 其中d=37.9mm, .b/计算切削用量：=0.1mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：.f=0.1mm/r v=2.03m/s 确定主轴转速： n=.607.5 r/min . 按机床选取： N1000r/min 实际机床选取： v=切削工时： . 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。根据老师布置的要求，现需设计铣38孔两端面的铣床夹具。（一） 零件本工序的加工要求分析 本工序的加工要求，铣38孔的两端面，两端面表面粗糙度为3.2um，圆跳动不允许超过0.1mm。故本工序采用两把高速钢三面刃铣刀，对工件的两端面同时进行铣削加工。（二） 拟定定位方案和选择定位元件1.定位方案以A面和11孔作为定位基准，限制五个自由度，再加一个防转销限定工件一个自由度，这样工件六个自由度全部被限定。2.选择定位元件根据定位方式，采用带台阶的定位销，其他装工件部分的直径为11h。（三） 定位误差计算工序尺寸36mm定位误差分析如下：由于定位孔和定位销为任意边接触，则：Y=D+d+X=(0.039+0.016+0.009)mm=0.064mm所以D=B+Y=(0+0.064)mm=0.064因此，定位精度足够。由于加工要求不高，其他精度可不必计算。（四） 确定夹紧方案 采用如摘要所述的定位销，用M8螺母把工件轴夹紧在定位销上，下端用双螺母结构将定位销与夹具固定在一起。（五） 确定对刀装置1. 根据加工要求采用GB2240-80圆形刀块；塞尺符合GB2240-80，基本尺寸及偏差20+0.014mm。2. 计算对刀尺寸. 计算时应把尺寸化为双向对称偏差，即37符合要求 所以 H=37/2-2=16.5mm公差取工件相应公差的1/3，即1/3=0.033mm 所以H=16.5mm（四） 夹具精度分析和计算本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下：定位销表面尺寸11h定位件与刀块的位置尺寸（16.5）mm对刀塞规度2mm定位销轴线与夹具安装面平行度公差为0.03mm对刀块工作表面对夹具安装面的垂直度为0.03mm（1） 尺寸37mm的精度分析D=0.064mmT =0.16mmA=0.1/23320=0.0086mmD+T+A=0.064+0.16+0.0086=0.1722/3所以此夹具能保证37mm尺寸。 设计小结本次课程设计是在学完了机械设计制造、机械制造工艺学与击穿夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个实践环节，它要求我们全面地综合运用本课程及相关课程的理论与实践知识，进行零件加工工艺规程设计和机床夹具设计。从大一至今的历次课程设计中，属本次最为艰苦了，在老师和同学的共同努力下，我们在两周的时间内完成了夹具课程设计。我们花费的时间很长，因为这是同学第一次进行这样的课程设计。虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。我们这次终于把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。同学学会了对于不同的待工件设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们。这些都是因为老师的帮助下，我们才能完成的。谢谢老师。两周的夹具课程设计过去了，学到了很多知识。通过这次课程设计实训，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用