机械制造技术课程设计-分离爪零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：分离爪零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计全套图纸，加153893706班级：机械10-03姓名：指导教师；完成日期：2013.6.29 一、设计题目分离爪零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7编写课程设计说明书（约5000-8000字）。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要本课程设计是最重要的实践教学环节之一。实在完成生产实习，学完机械制造基础和其他专业课程之后进行的。学生通过课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计，走向工作岗位进行一次综合训练。本设计的零件为分离爪，选用QT40-10球墨铸铁 。根据零件的形状、尺寸精度、生产的经济效益等各方面的详细分析其加工工艺，多采用专用机床加工。通过对零件的分析，此轴要求精度高，工序适当集中，要求光滑，所以选用工具和尺寸要准。最后对零件进行校核。以便达到零件精度的要求。AbstractThis course design is one of the most important practical teaching link,and it is at the completion of production practice,after learning the basic machinery manufacturing and other professional courses.Through the curriculum design,studens will learn theory combined with production practice,the cultivation of the ability to solve problems.Its also to do well the graduation design for later,go to work on a comprehensive training.The design of the components separation claw choose QT40-10 ductile iron. According to parts of shape, dimensional accuracy, cost-effective production areas such as a detailed analysis of its manufacturing processes, the use of dedicated processing machine. Part of the analysis, accuracy of this axis, the appropriate concentration processes require smooth, and use tools to prospective size. Finally, the parts are checked. To meet the requirements of precision parts.目 录1零件的工艺性分析7 1.1零件的用途 7 1.2零件的工艺性7 2机械加工工艺规程设计7 2.1生产纲领计算和生产类型确定7 2.2毛坯的种类与制造方法的确定 7 2.2.1毛坯种类 7 2.2.2铸件制造方法 8 2.3毛坯尺寸公差与加工余量8 2.4拟定工艺路线9 2.4.1选择定位基准 9 2.4.2工序集中与分散 9 2.4.3工序顺序安排9 2.4.4工艺路线方案93选择各工序的机床设备，刀具及量具等工艺设备10 3.1选择各工序机床设备 10 3.2选择刀具与量具114确定各工序的切削用量和时间定额 115专用夹具设计 145.1问题的提出145.2定位方案及定位原件的选择145.3定位误差的计算145.4加紧方案的设计155.5加紧力的计算166.方案的综合评价与结论177体会与展望198参考文献201零件的工艺性分析 1.1零件的用途 题目所给的零件是分离爪。它位于车床变速机构中，主要起换档的作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。 1.2零件的工艺分析C6132D车床共有两处加工表面和一个空内表面，其间有一定位置要求。分述如下：（1）零件孔40mm的上加工表面这一组加工表面包括：孔40mm的下加工表面，孔40mm的外表面，有粗糙度要求为Ra等于5um。加工时以50mm中心线为基准，并加紧50的左右两端面。（2）孔50mm下端面及孔36的内表面其中50mm的下端面有粗糙度要求为Ra等于5um，这需要粗车；孔36mm的内表面粗糙度要求5，需要进一步精车，这都以40孔及端面定位，这就是先选一粗基准，然后必须要用已加工表面作为精基准。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精 度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。2机械加工工艺规程2.1生产纲领计算和生产类型确定根据课程要求生产纲领为中批或大批生产，现选为大批生产。2.2毛坯的种类与制造方法的确定。 2.2.1毛坯种类选择零件材料为QT40-10。QT40-10是球墨铸铁，它的热处理与钢相似，但因其含碳、硅、锰量较多，所以热处理需要较高的加温度和较长的保温时间，其淬透性比碳钢好。毛坯的铸造后采用低温退火。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，故选择铸件毛坯。 2.2.2铸件制造方法已知零件的生产为大批生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，加工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样生产质量高，投产快生产率较高，能适应大批量需求。根据零件的材料确定毛坯为铸件，材料为QT40-10，毛坯的铸造方法为砂型型铸造，铸件尺寸公差等级为IT13级以下。2.3毛坯尺寸公差及加工余量根据机械制造技术基础课程设计指导书 表2-1 可选取公差等级为8到12级。这里选取8级。根据表2-3 选择铸件尺寸公差。由于零件根据表2-5选取加工余量等级为F，机械加工余量取0.5mm。根据表2-4选取铸件机械加工余量。最后根据公式2-1及 2-2。算得毛坯基本尺寸R。过程及结果如表1-1所示。根据式机械制造技术基础课程指设计导书中式2-1 2-2 R=F+RMA+CT/2（单侧加工）R=F+2RMA+CT/2（双侧加工）R=F-2RMA-CT/2（内腔加工）求毛坯基本尺寸；A孔；直径40孔R=F+2RMA+2CT/2=46；B孔；直径36孔R=F-2RMA-CT/2=30；C孔；直径50孔R=F+2RMA+2CT/2=56；D面；长度21面R=F+RMA+CT/2=21；E面；长度13面R=F+RMA+CT/2=13；F面；长度25面R=F+RMA+CT/2=25；项目A孔B孔C孔D面公差等级CT8888加工面基本尺寸F40365016铸件尺寸公差1.31.31.41.1机械加工余量等级FFFF要求的铸件机械加工余量RMA1111毛坯基本尺寸R46305621项目E面F面公差等级CT88加工面基本尺寸F820铸件尺寸公差11.2机械加工余量等级FF要求的铸件机械加工余量RMA11毛坯基本尺寸R1325 表1-12.4拟定工艺路线2.4.1选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取50孔的上表面作为粗基准，利用圆柱来定位，另外四爪握住两边来限制六个自由度，达到完全定位,然后进行车削。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。故选取50孔的上表面。 2.4.2工序集中与分散 采取工序集中原则。有利于提高生产率机床。减少弓箭装夹次数，节省装夹工作时间。有利于保证各加工面的相互位置精度。减少工序数目缩短工艺路线，简化生产计划组织工作.2.4.3工序顺序的安排采取如下原则；先基准后其他，先粗后精，先主后次，先面后孔原则。2.4.4工艺路线方案制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下, 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。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。制定如下工艺方案；工序一：铸造。工序二：低温退火热处理。工序三：以50mm的孔及下端面定位，车40孔，并车孔的上端面。工序四：以40内孔及上端面定位，车50下端面及36mm孔。工序五：以40内孔及上端面定位，精车36及36.5孔。工序六：以36内孔及端面定位，精车40外圆倒角工序七：以36内孔及端面定位，铣8.3mm孔两端至尺寸8+0.5mm，保证30mm尺寸至300.03mm，表面粗糙度要求为5mm。工序八：以36内孔及端面定位，钻、铰8.3mm至尺寸。工序九：以36内孔及端面定位，钻3的孔，孔口倒角。工序十：以36内孔及端面定位，精铣螺旋面工序十一 去毛刺。工序十二 检验。3选择各工序的机床设备，刀具及量具等工艺设备 3.1选择各工序机床设备机床选择时应考虑以下几个因素；1机床尺寸规格要与被加工工件的外轮廓尺寸相适应，应避免盲目加大机床规格。2机床的加工精度应与被加工工件在该工序的加工精度相适应。3机床的生产率应与被加工工件的生产类型相适应。4.机床的选择应考虑工厂的现有设备条件。根据各工序的技术要求，及查阅机械制造技术基础课程指设计导书，工序三，工序四，工序五，工序六均为车表面，查表4-1 4-2 4-3可用C6132卧式车床。工序七，工序八为铣削工艺，查表4-14 4-15 4-16可采用立式铣床X51。工序九为钻，铰工艺，工序十为钻孔工艺。查表4-9 4-10 4-11用台式钻床Z535。工学十一需精铣螺旋面，很复杂，查表4-21选用数控立式升降台铣床XK50253.2选择刀具与量具在生产中，除大批量生产和加工特殊形状零件有时采用高效专用刀具，组合刀具和特殊刀具之外，一般均选用标准刀具机械制造基础课程设计指导书表3-1 3-2 3-3 3-35 3-36 在铣床上用硬质合金端铣刀，铣上下两槽用三面刃铣刀，在车床上硬质合金外圆车刀和端面车刀，钻床用直柄麻花钻和锥柄机用铰刀，数控铣床用专用螺旋面铣刀。选择设计量具时，主要根据被加工零件的精度要求，零件的尺寸，形状和生产类型等进行选择。查机械制造技术基础课程设计指导书表3-39量具可选精度要求较高的可用内径千分尺量程50175，其余用游标卡尺分度值为0.024确定各工序切削用量和时间定额工序一 毛坯工序 工序二以36mm孔及端面定位铣8.3孔上下两端面1. 加工条件工件材料：QT40-10，b=16GPa，HB=190241,铸造。加工要求：粗铣8.3上下两端面面。机床：铣床，XD6132卧式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=40mm,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.3mm，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=(40+40)/475=0.168min。工序三 以36及端面为精基准，钻、铰8.3孔 1. 选择钻头 选择直柄麻花钻钻头，粗钻时do=8mm，钻头采用双头刃磨法，后角o12，二重刃长度=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切削手册 ，所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。3.计算工时T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 工序四 以36及端面为精基准，钻、铰3mm孔，倒角 1. 选择钻头 选择粗直柄麻花钻钻头，粗钻时do=3mm，钻头采用双头刃磨法，后角o4，二重刃长度=1.5mm,横刀长b=1mm,宽l=3mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切削手册 f=0.3-0.5mm/r ，所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。3.计算工时T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 工序十一 去毛刺工序十二 检查。其余几步数据见工艺卡片。5专用夹具设计5.1问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位提出具体的要求是一定的公差，定位要求较高。因此，本步的重点应在保证工件的定位，来保证两孔的尺寸。具体要求：1、保证孔1，孔2的尺寸。 2、保证图中其它的标尺寸。5.2定位方案及定位原件的选择本夹具主要为了车削直径为36mm的孔及直径为40mm外圆。此工序的工序基准为直径50mm外圆的中心线。为避免定位误差，按基准重合原则以及考虑定位简单和快速，故选取直径为50mm外圆中心线为定位基准。以长心轴固定直径为36mm孔。一定位销限制直径为8.3mm孔。长心轴，定位销，及夹具体平面组合定位限制工件6个自由度，使工件完全定位。5.3定位误差的计算由于加工孔的极限偏差较大故工件孔与定位心轴可采用过盈配合。工件孔与定位心轴水平放置。由于工件孔与心轴为无间隙配合，定位副间无间隙，故基准位移误差j=0.由于工序基准与定位基准重合，故b=0.所以定位误差d=j+b=0.被加工尺寸公差=0.2-0.15=0.05.因为d/3.所以方案可行。加工直径40外圆时。d=j+b=0。被加工尺寸公差=0.02-（-0.01）=0.03.因为d=FZ+FX/f取f=0.3FA2768.7N6方案的综合评价与结论由于这是第一次进行机械制造基础课程设计，所以进程比较缓慢，设计方案也不是很严密。此方案首先对零件进行了工艺分析，通过上网，查阅书籍等明白零件的用途及技术要求和工艺分析。并以此为根据对零件的生产类型进行确定。进一步对零件的毛坯的种类和制造进行了系统，全面的分析。故设计到此阶段所设计的方案还算可以。没有太多的漏洞。接下是确定毛坯的尺寸公差与加工余量，本过程大多数根据机械制造基础课程设计指导书中所给的信息进行毛坯尺寸及公差的确定还有加工余量的选择。设计过程中也有很多不确定的因素。基本都通过上网等方式进而解决，设计过程很顺利。故此可以对此设计过程认可。在下面的过程为拟定工艺路线，包括定位基准的选择工序集中的确定，工序顺序的安排及工艺路线的安排。此过程变动较大。都是根据机械制造基础课程设计指导书中所给的材料进行不精确选择，所以此设计过程不是非常准确严密，但是可以选用。需要在加工过程中视情况而进行更改，但不是随意更改，总方向还是要根据说明书进行。故此过程方案一般，可以选用。下个过程为选择各工序的机床设备，刀具及量具等工艺设备。此过程很准确，说明书中所选用的机床，刀具，量具等设备可以采用。在选取过程中，每个设备都有各自加工的选用范围，只要符合选用范围就可以取用。故此过程简便，可靠。应该按说明书所选用的设备进行工艺加工。下一过程为确定各工序的切削用量和时间定额。此过程严谨程度一般。因为此过程是根据工艺设计而来，工艺设计用所得方案的有变动，故此过程也存在一定范围内的变动，但是都是误差允许范围内。计算过程完全严格按照设计手册中所给定的而来。配合工艺设计可以进行选用，所以此过程应按照工艺过程参考选取，可以选用。下一过程为专用夹具的设计，此过程灵活性比较大，一种零件可以有不同的几种夹具方案，在设计过程中，也是根据书上多给定的夹具选用的范围选定，在选用夹具原件时，参考各种夹具原件的适用范围。最后由定位误差和夹紧力来检验此夹具设计的是否合理。所以此过程也是按照程序而来，有设计，有检验。故本过程可取。 总上所述，在方案的设计过程中，存在许多不完善的地方，但是方案依然可取，所需改进的是在设计过程中应多查资料，不仅要根据书中所给的资料进行设计，同时