机械制造技术课程设计-定位小轴的加工工艺及钻φ9孔夹具设计.doc

辽宁工程技术大学课程设计11辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：定位小轴的机械加工工艺规程及钻9孔工艺装备设计全套图纸加扣3012250582 班级：涉外机械姓名：学 号：指导教师：完成日期：2019.06.27一、设计题目定位小轴的机械加工工艺规程及钻9孔工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图） 1张（2）生产类型：中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张（5）夹具装配图 1张（6）夹具体零件图 1张（7）课程设计说明书（约50008000字） 1份四、进度安排(参考)（1）熟悉零件，画零件图 2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片 5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图） 9天（4）编写说明书 3天（5）准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要本课程设计内容主要包括定位小轴的加工工艺过程设计和钻9mm孔专用夹具的设计。包括零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具体零件图的绘制，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片的编写。本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。Abstract This course is designed to cover mainly targeting small-axis machining process design and drill holes inclined 9mm special fixture design. Including spare parts map, blank map, fixture assembly drawings and folders mapping of specific parts, machining process and machining processes card preparation.the design of this course is an important aspect of the practice of teaching. Completed nternship in the production, completion of machinery manufacturing and chnological foundation and other professional courses conducted. The adoption of the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, tempered his analysis, problem-solving abilities, in the process I am an independent analysis and solution of the manufacture of mechanical parts of the problem, design a machine for this fixture A typical technology equipment, improved structural design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation . 目 录1.零件分析.1 1.1零件的工艺分析 .11.1.1以30mm右端面为粗基准加工表面.11.1.2以60mm左端面为基准加工表面.11.1.3以30mm中心线为基准加工表面.11.2零件加工的主要问题和工艺过程设计分析.12.工艺分析.12.1确定毛坯的制造形式.12.2基面的选择.12.2.1 粗基准选择.22.2.2 精基准的选择.22.3制定工艺路线.22.3.1 工序的集中与分散22.3.2 工序顺序的安排22.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.32.4.1车60mm外圆面.32.4.2车30 mm，60 mm端面.42.4.3钻扩铰9孔.42.5 时间定额计算及生产安排.53.加工9mm孔专用夹具设计.83.1问题的提出. .93.2定位基准的选择.103.3定位元件的设计113.4 定位误差分析.123.5切削力的计算与夹紧力分析.133.6夹具操作的简要说明144.体会155.参考文献. 161. 零件分析1.1零件的工艺分析由定位小轴零件图可知，它的外表面上有两侧端面需要进行加工，此外圆柱表面上还需一系列加工，车外圆、钻孔等。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求.现分析如下:1.1.1以30mm右端面为粗基准加工表面主要是：直径为60mm的左端面、外圆表面1.1.2以60mm左端面为基准加工表面主要是：30mm右端面、外圆，60mm左端面1.1.3以30mm中心线为基准加工表面主要是：60mm左端面，中心孔，8孔1.2零件加工的主要问题和工艺过程设计分析（1）定位小轴在模锻时，要在直径方向上留出工艺尺寸量； （2）为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则； （3）定位小轴加工应充分考虑在切削时平衡装置；（4）对加工孔8时，应该考虑其与轴线的位置要求；（5）在钻斜孔时应注意与垂直方向夹角的问题；2 工艺分析2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到定位小轴的零件不大，零件比较简单，应采用锻造。而且投资较少，成本较低，生产周期短。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准选择在中批或大批大量生产的条件下，保证基准的统一。定位小轴加工粗基准的选择尽量选择同一个基准，所以在这种情况下我们选择60的左端面做为粗基准。2.2.2 精基准的选择加工轴的特殊孔和精度要求较高的端面时，选择30圆的中心线为基准，考虑到30圆的表面的粗糙度要求为0.8。可以保证下面加工的精度。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1 工序的集中与分散选用工序集中原则，生产类型为大批或者中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。2.3.2 工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”原则遵循“先粗后精”原则遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。遵循“先面后孔”工艺路线方案: 00车以左端为基准，粗车右端面、外圆30mm10车以左端面为基准，粗车左端面、外圆60及倒角2x4520车以左端面为基准，半精车30mm30钻钻、锪左右端面中心孔GB165-59 4x1040车车1x1x45沟槽50钻钻左端面8mm孔及倒角1x4560 钻钻、扩、粗铰9mm孔及倒角0.5x45 2处70车粗车、半精车60mm右端面，以30h6mm轴中心线为垂直基准80钻钻、铰18斜孔8mm，锪8mm斜孔90钻钻、铰8mm，以30h6mm轴中心线为定位基准100热处理淬火110磨 磨削外圆30h6mm120磨磨削60mm右端面130磨磨孔9mm140磨磨孔8mm斜孔150磨磨孔8mm160磨磨左右中心孔60处2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定主轴零件材料为45钢，硬度HRC50-55重量约1.3kg ，生产类型为大批生产，采用毛坯锻造件。2.4.1车60mm外圆面 由于这些表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度都是0.4、0.8，根据工序要求，轴径30 mm加工分粗、精车。粗车：参照机械制造技术基础课程设计指导书表2.3-5，其余量规定为5mm。精车：参照机械制造技术基础课程设计指导书表2.3-39，其余量规定为 0.9mm磨削：参照机械制造技术基础课程设计指导书表2.3-40，其余量规定为0.3mm轴径30 mm锻造毛坯的基本尺寸分别为：30+5+0.9+0.3=36.2mm。轴径60 mm加工为粗车根据机械制造技术基础课程设计指导书表2.3-5，锻件尺寸公差为6mm。轴径60 mm锻造毛坯的基本尺寸分别为：毛坯的名义尺寸为：60+6=6.6 mm2.4.2车30 mm，60 mm端面粗车30 mm，60 mm两端面根据机械制造技术基础课程设计指导书表，其余量规定为0.65mm。锻件毛坯长度为：10+80+0.65+0.65=91.3mm2.4.3钻扩铰9孔工步一：钻孔至8.8确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14知，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：粗铰8.8孔至8.96确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14知，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步三：精铰8.96孔至9确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为2.5 时间定额计算及生产安排一年以300个工作日计算，再以每天8小时工作时间，实际一个加工时间为：21.57min。所以总的加工个数约为6676个。参照3表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值综上所述该设计适合大批量生产。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，决定设计钻、粗铰、精铰9孔的钻床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻、粗铰、精铰9孔，表面粗糙度Ra0.8，精度要求较高，故设计夹具时即考虑如何提高生产效率，降低劳动强度，也要注意生产质量。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图和工艺过程得，选30h6端面和中心孔4孔及8孔作为定位基准。3.3定位元件的设计选择已加工好的30h6端面和中心孔4孔及8孔来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是A型可换定位销及B型可换定位销。因此进行定位元件的设计主要是A型可换定位销及B型可换定位销。1、 30h6端面与A型可换定位销相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2、 中心孔4孔与A型可换定位销相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。 3、 8孔与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即Z轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。3.4定位误差分析1、移动时基准位移误差 （式3-1）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： =0.012+0+0.01 =0.022（mm) 2、 转角误差 （式3-2）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式4-2）得：则：=0.6513.5 切削力的计算与夹紧力分析钻、粗铰、精铰9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8.8孔的工时计算知，=0.28mm，由简明机床夹具设计手册表3-3知即当无基准位移误差时，=0；当定位基准与工序基准重合时，=0；若两项误差都没有，则=0。3.6夹具设计及操作简要说明如前所述，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螺母、螺杆、圆垫圈、弹簧、移动压板、调节支承和带肩螺母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。4.体会为期三周的机械制造基础课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，通过课程设计使理