（课程设计）后罗拉过桥摇臂镗直径78孔_(36)设计说明书

教务处制 二 0 一一年 六 月 五 日 目 录 目 录 . 1 序 言 . 2 一、零件的分析 . 错误 !未定义书签。 一绘制和分析零件图 . 2 二、工艺的选择 . 6 一、毛坯的选择 . 6 二、毛坯加工余量的确定 . 7 三、基准的选择 . 7 四、制定工 艺路线和工艺过程卡 . 8 三、夹具的设计 . 错误 !未定义书签。 一确定加工部位，确定定位方案 . 错误 !未定义书签。 二确定夹紧方案，选择夹紧元件 . 9 四、总结 . 错误 !未定义书签。 五、参考文献 . 15 序 言 本次机械制造技术课程设计是我们全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它不仅能培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，还为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具打下一定的基础。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。 由于能力 所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。 一 零件的分析 一、绘制和分析零件图 绘制零件图的时候采用图 1-1方式，而加工时为了方便镗出直径为 78的孔采取图 1-2的方式 图 1-1 图 1-2 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表 面之间的位置要求： 二、零件的主要技术条件分 析 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要具有好的机械加工工艺性，也就是说有加工的可能性，便于加工，能够保证加工质量，同时能够减轻劳动强度。而设计与工艺密切相关，相辅相成。本夹具的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的加工要求： 1）以 47H8孔为中心的加工 这一组加工表面 包括：一个 47H8 的孔及其倒角，粗糙度为 Ra6.3； 47H8 的两端面，粗糙度为 Ra3.2。 2）以槽 13.5X25为中心的加工 这一组加工表面包括：一个 13.5X25的通槽与 13.5X25的通槽相垂直的上下两端面，粗糙度为 Ra3.2。 3）以 M10内螺纹为中心的加工 这一组加工表面包括：钻 8的孔，加工 M10 的外螺纹；与这两个孔相垂直的表面； 4）以 78H9孔为中心的加工 这一组加工表面包括：一个 78H9的通孔，其表面粗糙度为 Ra6.3；与这个孔垂直的上下两端面，其粗糙度为 Ra6.3。 这些加工面有一定的位置要求，分别是： 1） 78H9与 78H8 孔有平行度要求，公差是 0.05mm； 2） 78H9上下两端端面与其轴线有垂直度要求，公关是 0.10mm； 对于以上四组加工面而言，可以先加工一面一孔，以它们作为基准，加工其他面、孔，该结构简单，工艺性好。 三、确定生产类型 零件的生产纲领：根据机械设计制作工艺与机床夹具公式： N 零 = QN(1+a)(1+B) 公式 2.1 说明：式中 N 零 ：零件生产纲领。 Q：产品的生产纲领 n ：每一产品包含该零件的数量 a : 零件的备用率一般情况下 a = 4 %。 B : 零件的平均废品率：取 B=1%。 根据零件生产纲领以及机械制造工艺与机床夹具表 1-3，可查得此零件生产为生产类型。 二 工艺的选择 一、毛坯的选择 根据工艺手册 P410中表 2.1-6可知，选择毛坯时，应考虑下列因素： 1）零件材料的工艺特性（如可铸性及可塑性）以及零件对材料组织和性能的要求。 2）零件的结构形状和外形尺寸。 3）生产纲 领的大小，它在很大程度上决定了采用某种毛坯制造方法的经济性。 4）现场的生产条件。这里主要考虑现场的毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展而采用较先进的毛坯制造方法。 零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 324 页表 15-5选用铸件尺寸公差等级 CT9级。 二、毛坯加工余量的确定 查工艺手册表 2.3-6P471 可知标准为 GB/T11351-89 中 规定的铸件机械加工余量的数值、确定方法及检验与评定规则，由于是砂型铸造，故 CT 为 10级， MA为 G级 (CT 为尺寸公差等级， MA为加工余量等级 )。其中顶面比侧面、底面降一级。 查工艺手册表 2.3-5P468可知加工余量，下面表 3.3-1为铸件各表面加工余量，表 3.3-2 为铸件主要尺寸公差。 表 3.3-1 铸件各表面加工余量 加工表面 基本尺寸 MA MA 数值 说明 47H8 端面 76 G 3.5 单侧加工 槽 13.5x25 端面 15 G 2 单侧加工 78H9 端面 20 G 2 单侧加工 查工艺手册表 2.3-9P472可知铸件尺寸公差 表 3.3-2 铸件主要尺寸公差 加工表面 总余量 毛坯尺寸 公差 47H8 端面 4 80 2.6 槽 13.5x25 端面 4 19 2.6 78H9 端面 4 24 2.6 三、基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，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，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 定位基准是在加工中使工件在夹具上占有正确位置所采用的基准。定位基准的选择不仅影响着加工精度，如基准不重合时产生的定位误差会影响着加工精度，作为一道工序的定位基准必须在前道工序加工出来，因此要合理的选择定位基准，多设想几种定位方案，比较它们的优缺点，周密地考虑定位方案与加 工顺序的关系。（机械制造技术基础 P229） 粗基面的选择 对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知， 47 外圆为粗基准，可保证圆的壁厚均匀，虽然切去的余量不均匀。 精基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加 工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，故在此选择 47内孔为精基准。 表 3.4-1 主要工艺及其定位基准 工序内容 定位基准 73 两端面 73 外圆柱面， 一个未加工外端面 95 端面 95 外圆柱面 13.5X25 的槽 73 外圆柱面及其上下端面 4、 8的孔 73 外圆柱面及其上下端面 螺纹 M6、 M10 73 外圆柱面及其上下端面 47 的孔 47 外圆柱面 及其下端面 78 的孔 78 外圆柱面， 73 轴心线及其上表面 四、制定工艺路线和填写工艺过程卡 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。查机械制造工艺及设备设计指导手册 346页表 15-32、 15-33、 15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下所示： 机械 设计制造及其自动化 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 零件材料 零 件 名 称 HT200 后罗拉过桥摇臂镗 78 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 名 称 型 号 名 称 名 称 规 格 名 称 规 格 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 铸造 去应力 铣 73 两端面 铣 95 端面 粗铣、半精铣 13.5X25的槽 钻 4、 8的孔 攻螺纹 M6、 M10 拉槽宽 9深 3 镗 47 的孔 终检 立式铣床 立式铣床 立式铣床 立式钻床 立式钻床 卧式拉床 卧式镗床 X52K X52K X52K Z535 Z535 C620 T68 专用铣夹具 专用铣夹具 专用铣夹具 专用钻夹具 专用车镗夹具 硬质合金可转位端铣刀 硬质合金可转位端铣刀 高速钢三面刃铣刀 高速钢麻花钻 机用丝锥 R3 拉刀 硬质合金镗刀 YT5 100 100 125 4 8 6M 10M 6 45 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 内径千分尺 游标卡尺 游标卡尺 内径千分尺 型 型 型 型 型 型 型 三 夹具的设计 一、 确定加工部位，分析技术要求 本夹具主要用来粗镗、半精镗、精镗 78 的孔，加工时要满足粗糙度要求。在机床上进行加工时，为了保证加工精度，最关键是要找到定位基准，保证工件在机床上有一定的正确 位置。其次要有足够的夹紧力。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 由零件图可知，镗 78 的孔时， 先加工 78 外圆柱面 ，以及加工 47 孔及其上端面，并 以此作为精基准 对于所要加工的孔，定位、夹紧方案如下： 方案一：以 47 的孔作为定 位精准，再采用 78 外圆柱面作为基面并用 V形块定位 95 ， 用钩形压板夹紧 工件。 方案二：用心轴夹紧 47 的孔，然后用一个销钉防止工件绕心轴旋转。 相比较之下，因方案 2有的定位夹紧是联在一起的，夹紧不妥时会造成破坏定位的现象，且会因为夹紧装置太大而使得比例不协调。而方案一中 以 47 的孔作为定位精准，再采用 78 外圆柱面作为基面并用 V 形块定位 95 ， 用钩形压板夹紧 工件 ，能够使工件易于进入夹具中，而且定位比较好，故而采用第一种方案。 二、 确定夹紧方案，选择夹紧元件 本次镗孔加工所采用的夹紧方案是以 47 的孔作为定位精准，再采用 78外圆柱面作为基面并用 V形块定位 95 ， 用钩形压板夹紧 工件。所采用的定位元件是 V形块。 根据设计指南表 5-172可知，其形状和尺寸如图 3-1和表 3-1所示，其标准代号是 85 GB 2208-80。 图 3-1 V型块 N D L d l r 1A 2A A 基本尺寸 极限偏差H7 h 1h 85 98 140 10 +0.015 0 15 3 12 30 20 25 110 表 3-1 V型块尺寸 所采用的夹紧元件是钩形压板与 T型槽快卸螺栓通过垫片和螺母相配合，如图 3-2所示。 图 3-2夹紧元件 本夹具设计选用固定式镗套，是由于这次加工的加工速度都较低，且固定式的成本较低，便于更换。固定式镗套具有下列的优点： （ 1） 结构简单紧凑，外形尺寸较小； （ 2） 制造简单，成本低； （ 3） 容易保证镗套的中心中心位置，从而有较高的孔系位置精度。 根 据 工 艺 手 册 2 P1139 可 知 ， 所 选 用 的 镗 套 的 标 准 代 号 为A70H7X85g5X80GB2267-80。图 3-3为镗套，表 3-2为镗套尺寸。 图 3-3镗套 d D H I h 1m 2r 4r 3D（滚花前） 配用螺钉 基本尺寸 极限偏差H6 基本尺寸 极限偏差g6 70 +0.019 0 85 -0.012 -0.027 80 8 18 47 61 2.5 105 M16 8 GB2269-80 表 3-2镗套尺寸 根据工艺手册 2 P1138可知衬套形状和尺寸如图 3-4跟表 3-3所示。其代号为 A70H7X85g5X80 GB2266-80。 图 3-4 镗套用衬套 d H D C 1C 公称尺寸 极限偏差 H6 公称尺 寸 极限偏差 n6 85 +0.022 0 80 100 +0.045 +0.023 3 2 表 3-3 镗套用衬套尺寸 本夹具用于在卧式镗床上镗孔。以 V形块和削边销进行定位，在定位方面上实现五个自由度的定位。而夹紧则采用钩形压板夹紧，动力源来源于 T型槽快卸螺栓和螺母，该机构夹紧简单，操作方便。 安装工件时，通过 V形块和削边销找正定位后，旋转 T型槽快卸螺栓上的螺母进行拧紧。如 图 3-5 镗孔装配图所示。 AA-A12220钢共四张 第一张 四 总结 本次机械制造技术课程设计是我们全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它不仅能培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，还为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具打下一定的基础。 本次我设计的题目是“后罗拉过桥摇臂镗直径 78的孔”，接到设计的题目是在考完所有的科目之后，本来以后会很轻松的，没想到一点都不是原先想象的样子。 根据夹具设计进度安排表的指示，接到题目的头两天是先制定工艺路线，这个说难也难，我列出几套方案之后，却不晓得要如何抉 择，不知道怎么样才能从这几套方案中综合出一套较好的。有一天请教过张老师之后终于使我确定出一套高效、高质量的方案。 工艺路线是确定下来了，更难的还在后头。根据所要加工的部位即“镗出直径 78的孔”设计一套夹具。平时对夹具学的不是很好，虽能看的懂课本里的夹具的作用，也知道什么是“六点定位原理”，但要让自己设计出一套符合加工要求的夹具，的确是一件相当棘手的事。为此我头疼了几天，哎。 夹具是用来帮助工件定位的，目的是为了让工件在夹具中相对于机床、道具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的 加工位置一致性好。所以夹具设计的好坏直接影响了加工的质量，以及效率。 在夹具设计和定位分析中，完全定位和不完全定位是经常会遇到的问题，好在上课时我就弄懂了这个知识点，所以在分析定位方面不是问题。分析是不难，也知道要从哪里限制工件的自由度，