第一部分 工艺设计.doc

第一部分 工艺设计说明书 1.零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析根据图形分析，该零件是轴套,图中表面由圆柱.键槽.平面以及螺纹表面外，还有一个销孔组成。其轴套主要的作用是起轴向定位和轴向固定的作用,与其他轴套类配合使用,比如齿轮,套类零件配合等.其中有圆柱面30有较高的精度和公差，表面粗糙度Ra1.6，其中上偏差为0.013，下偏差为-0.008；36的圆柱面更有较高的精度和公差，表面粗糙度为Ra3.2，上偏差为-0.009，下偏差-0.048；键槽的表面也有较高的精度和公差圆柱面；44的表面质量要求这个表面的精度要求较高，编程时取中间值即可。1.2零件技术条件分析（1）技术条件.除螺纹表面外，其余高频火，硬度达到50至55HRC.布氏硬度31-35HRC . 32两处圆柱面对 50轴线的圆跳动度公差值为0.04。 .材料为45钢。（2）该零件的内孔17.5是个基孔制,尺寸公差为H8.可以从表2-2,书4-书中查得基本尺寸17上偏差0.027下偏差0，内孔表面粗糙读为Ra1.6，两端相等，中间是23的孔，该孔主要是为了避免深空加工，加工时候比较困难，可以建议用挖槽刀。（3）M26的螺纹，根据表3-2书中查得螺距为1.5，加工时候注意引入两和螺纹加工时候分层的选择和计算。（4）位置精度：根据图形我、我们可以知道30+0.013-0.018外圆的同轴度为0.04，左端的外圆为基准。以4深5的孔与36外圆为垂直中心线成45度的角可成。圆销孔为8H7的基孔制，偏差为30+0.0150 ；键槽30X6与开口键槽24X5平行，其中键槽24X5在M26外螺纹上，这样的配合使传动更加紧密牢固。（5）零件热处理是表面渗氮，表面渗到040.5。 1.3零件结构工艺性分析经过对图纸的认真分析可知，该零件表面主要有外圆柱表面，内孔，外螺纹，键槽，销孔，定位孔，退刀槽等组成。具体有：（1）30+0.013-0.018(两端) 36+0.009-0.048表面 44的外圆柱表面等.（2）17.5H8(两端 3深6的内孔 8H7 4深5内孔等.（3）M26的螺纹（4）30X6 24X5 还有左端内孔宽5mm的普通键槽。分析总结：主要的表面有，A面右端30+0.013-0.018外螺纹表面，内孔表面，两端键槽等，其中几个键槽主要起定位作用。2.毛坯类型2.1毛坯类型零件的材料是45钢，也就是中碳钢，具有较好的性能，由于零件结构简单，生产批量是中批量，铸件组织不如锻件致密，铸件工艺过程较复杂，影响因素多，成本较高，因此选用锻件为毛坯。零件的材料是45钢，也就是中碳钢，性能较好，便于切削，由于零件形状接近与圆钢，又为了提高生产效率，因此选用型材中的圆钢为毛坯（热轧）。毛坯类型的分析：在毛坯类型中，毛坯选择了两种，一种是锻件，另一种是型材中的圆钢，由于零件的内孔太小，无法在锻造中做出，加工经费太高，所以排除锻件；又因零件结构简单，尺寸不大，为了提高生产效率，减少时间，降低加工经费，因此选用圆钢。经查数控加工工艺简明教程得知：材料为钢材的零件，当形状不复杂而机械性能要求又不高时，可选用型材；阶梯轴零件中台阶的直径相差不大时，可选用圆钢（型材）。2.2毛坯余量确定轴套主要的作用是起轴向定位和轴向固定的作用,与其他轴套类配合使用。零件的原尺寸是44*152mm，44是零件的最大直径，根据【4】查机械制造工艺设计简明手册表2.2-34、35得知：毛坯尺寸为44*156mm。毛坯余量是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，因此端面总加工的余量是4mm，直径总加工的余量是4mm。2.3.毛坯-零件组合图：3.机加工工艺路线的确定 为了达到零件的尺寸精度和位置精度等要求，在各工序加工中一定要按合理的走刀路线，例如在数控铣床上，加工外轮廓时采用顺铣，加工内轮廓采用逆铣加工，精加工采用顺铣，粗加工采用逆铣。加工时也注意刀具切入切出路线，加刀补得时候，应尽量采用垂直加刀补切入。该零件的加工工艺要遵循基面先行、先面后孔、先内后外、先粗后精等原则来确定行加工路线，热处理要安排的很合理，有预备热处理和最终热处理。3.1.加工方法的分析及确定：该零件的加工工艺要遵循基面先行、先面后孔、先内后外、先粗后精等原则来确定行加工路线，热处理要安排的很合理，有预备热处理和最终热处理。为了达到零件的尺寸精度和位置精度等要求，在各工序加工中一定要按合理的走刀路线，例如在数控铣床上，加工外轮廓时采用顺铣，加工内轮廓采用逆铣加工，精加工采用顺铣，粗加工采用逆铣。加工时也注意刀具切入切出路线，加刀补得时候，应尽量采用垂直加刀补切入。3. 2.加工顺序的安排加工顺序按先粗后精，由近到远的原则确定。根据本工件的结构特征可按以下加工方案 ：工序 一 选择毛坯；45钢型材棒料。二 对毛坯进行调质热处理，布氏硬度一般情况下达到31-35HRC。 三 数控车床 1) 用软三爪夹持48mm的外圆面, 加工左端面；2) 粗车外轮廓；3) 精车外轮廓至36-0.009 -0.048mm；4) 加工2*2两槽5) 用15.5mm钻头钻孔；6) 粗镗17.5mm内孔至100mm；7) 半精镗17.5mm内孔；8) 精镗17.5mm内孔；9) 调头，同样用软三爪夹持36-0.009 -0.048mm外圆面，加工右端面；10) 粗镗17.5mm内孔至80mm；11) 半精镗17.5mm内孔；12) 精镗17.5mm内孔；13) 精镗23mm内孔；14) 到内圆角R3.15) 粗车外轮廓；16) 精车外轮廓，使得30+0.013 -0.008留有精磨余量0.05mm；17) 加工2*2两槽18) 加工M26外螺纹； 四 数控铣床 （1） 以内孔定位和44mm外圆定位夹紧及左端面定位 ， 6mm钻头钻8H7孔 。 （2） 4mm钻头钻4深5与36外圆垂直中心线成45度夹角的定位孔。 （3） 粗铣8H7孔。 （4） 半精铣8H7孔。 （5） 精铣8H7孔。 （6） 加工24*5键槽，因为其尺寸的精度要求不高，所以用4mm的键槽铣刀靠刀补来控制它的尺寸。 （7） 以30+0.013 -0.018和30-0.009 -0.048外圆，左端用支撑钉定位，44mm外圆夹紧， 加工30*6键槽。 （8） 加工端面3深6的孔，在铣床上有三爪定位加工即. 五 普通立式插床 加工内孔宽为5mm的键槽，用内孔和8 H7销孔及右端面定位 ，44mm外圆夹紧。 六 普通无心外圆磨床 对右端30+0.013 -0.008外圆进行磨削，表面粗糙度为0.8. 七 表面渗氮最终热处理该零件上述已分析，为提高耐磨性，使得零件具有较大的承受能力，应对零件进行最终表面渗氮热处理八 检验入库3.3.定位基准选择:（1）右边的30的圆柱表面作为粗基准，对左边的36的圆柱面及左端面的圆柱面进行半精车。（2）调换工件，以已加工的36的圆柱面作为精基准.对44进行粗加工。（3）以36的圆柱面作为精基准，进行车削右端面，螺纹加工，退刀槽加工及对右边的32.5圆柱面进行精车。 (4) 以左边的36圆作为基准, 在磨床上对30的圆进行磨削.（5） 以左端面的30圆柱面和右边30的圆柱面作为基准利用V型块定位进行铣削键槽钻孔。 3.4.加工阶段的划分说明 根据该零件在整个加工过程中，加工阶段划分的很清楚，严格按照粗加工半精加工精加工光整加工等这样一个路线去进行的。考虑的原因是： 有利于保证加工质量； 合理使用设备； 便于安排热处理，是冷热加工配合得更好； 便于及时发现毛坯缺陷； 精加工光整加工安排在最后。可保护精加工后的表面在搬运和夹紧中不受损伤3.5.主要机加工序图（1）右边的30的圆柱表面作为粗基准，对左边的36的圆柱面及左端面的圆柱面进行半精车。（2）调换工件，以已加工的36的圆柱面作为精基准.对44的螺纹进行粗加工。（3）以36的圆柱面作为精基准，进行车削右端面，螺纹加工，退刀槽加工及对右边的32.5圆柱面进行精车。 (4) 以左边的36圆作为基准。（5） 以左端面的30圆柱面和右边30的圆柱面作为基准利用V型块定位进行铣削键槽及孔。(6)在插床上加工宽为5mm的键槽。（7）对右端30+0.013 -0.008外圆进行磨削，表面粗糙度为0.8。工序一1工序一2 工序一3工序一4工序二1工序二2工序二3工序三工序四工序五工序六工序七工序八4. 工序尺寸及公差的确定根据我们对毛坯余量进行确定，直径方向总余量为4mm，长度方向总余量也一样。工序尺寸及其公差的确定我们主要是按有关资料进行计算。根据【5】表5-14一书中查得外圆粗车 余量取2mm 半精车1.5mm 精车0.5mm（1）在数控车床上；30+0.013 -0.008mm外圆粗车后到32+0.021 -0.079mm 半精车到30.15+0.021 -0.012mm，精加工右端外圆留0.3mm的磨削余量，靠程序控制。 36-0.009 -0.048mm外圆粗车后到38+0.039 0mm半精车到36.15+0.015 -0.047mm， 17.5内孔先用15.5钻头钻孔，再粗镗16.8+0.07 0到半精镗17.3+0.043 0精镗成孔（入体原则）。 23内孔自由公差，一般精度等级为IT11-13级，粗镗22。 M26外螺纹加工先确定引入量和超越量，一般引入量取3-5mm超越量取B/2 B为槽宽，根据公式d大=d公-0.1p=26-0.1*1.5=25.85mm d小=d大-1.3p=25.85-1.3*1.5=23.9mm。所以确定螺纹粗车余量为0.7 分层切削0.5,0.4,0.25,精车为0.1. 槽的宽度由切断刀保证。（2）在数控铣床上；先用6钻头钻8H7孔，在粗铣7.3H10 半精铣7.8H8 精铣8H7成孔。 4深5定位孔 用4的钻头钻孔，精铣4深5成孔； 24*5键槽4键槽铣刀 靠刀补来控制键槽尺寸； 30*6键槽4键槽铣刀 靠刀补来控制键槽尺寸。（3）普通台式钻床：加工端面3深6孔 用3刀具，通过刀具的精度来一次性成型3的孔。 这个零件采用了基准重合的原则，所以设计应遵守基准与定位基准重合的基本原则。（4）插床；加工内孔宽为5mm的键槽。（5）磨床； 纵向磨削右端30+0.013 -0.018mm外圆表面，使得表面粗糙度达到0.8，根据图7-11一书中查得磨削余量为0.05mm。（6）最终热处理；表面渗氮0.4-0.5mm. 4.1基准重合时工序尺寸确定工序名称工序加工余量/mm加工经济精度/mm经济粗糙度/m工序基本尺寸/mm工序尺寸及公差/mm磨削0.5h7（0 -0.021）Ra0.830300 -0.021半精车1.5h9（0 -0.062）Ra6.330.530.50 -0.062粗车16h12（0 -0.25）Ra2532320 -0.25毛坯2484824.2.基本不重合时尺寸的确定：竖式法求解A0的尺寸及公差环名 尺寸及偏差基本尺寸A/mm上偏差ES/mm下偏差EI/mmA236-0.009-0.048A1-3400A02-0.009-0.048加工30*6键槽在尺寸精度和位置精度上分析，与本道工序有关的尺寸和位置精度要是；34这么一个设计尺寸。 它的设计基准是；36外圆上母线。定位基准是；36外圆轴线。5.确定加工设备及工艺装备5.1.机床（1）数控设备:多功能数控车床.（2）数控铣床 系统为西门子802D 型号为XD40. 普通设备:CA6140 卧式普通车床普通立式插床型号为Y5132. M131W 万能外圆磨床.5.2 夹具：车削所有外圆:采用三爪自定心卡盘加工键槽和钻孔:采用V型块和压板(摆动压块)定位.5.3 刀具：90外圆机夹式车刀（粗精分开），60外螺纹车刀，15.5钻头，1.5中心钻A型，内孔镗刀，挖槽刀，切槽刀。5.4量具：0.02游标卡尺（带测深度的，范围0-150mm），塞规（测孔），环规（测轴），千分尺。颈向32.50.27均采用通用外径千分尺测量(GB1216-85)轴向尺寸和键槽采用0.02X2-250mm的游标卡尺测量(GB1214-85)螺纹的测量采用专用的60度螺纹环规. 6 切削用量的选择及工时定额的确定6.1.切削用量的选择（1）背吃刀量的选择：它的选择根据加工余量来确定，毛坯的单边余量是1m所以不需要粗加工，只需半精加工开始，表面粗糙度Ra6.3-Ra3.2mm,背吃刀量一般为0.5-2mm.精加工时表面粗糙度Ra1.6-0.8mm,可以达到工件的技术要求，背吃刀量为0.1-0.4mm.(2)进给余量的选择：工件的材料为45钢，车刀的刀杆为20X30mm,工件的直径恰好在20到50mm的范围内，所以选用40mm，背吃刀量小于或等于3mm,所以进给量为 0.40.5mm. 根据【7】表2-4，5一书中查得粗（镗）车每转进给量为0.4mm/r，精（镗）车每转进给量为0.15 mm/r.再根据公式Vf=nf计算粗（镗）车，精（镗）车进给速度为240 mm/min，195mm/min.(3)切削速度的选择：工件材料为45钢，中碳钢硬度为175275HBS,背吃刀量为1mm，硬质合金刀具就行不需要涂层，所以切削速度为115130v/m.min.。主轴转速的确定；根据【6】表5-6一书中查得粗车切削速度为90mm/min，精车切削速度为120mm/min，然后利用公式Vc=3.14dn/1000计算主轴转速，粗（镗）车n=600r/min, n=精（镗）车n=1300 r/min,半精（镗）车取接近精（镗）车。 加工螺纹时根据公式N1200/p-k,计算主轴转速n=720 r/min。切槽时n=350 r/min。钻孔n=280 r/min。 进给速度的选择：根据【6】表6-4一书中查得粗铣切削速度为80 mm/min，精铣切削速度为120mm/min，然后利用公式Vc=3.14dn/1000计算主轴转速，粗铣n=800 r/min, 精铣n=1100 r/min,半精铣取接近精铣。钻孔n=280 r/min。6.2 工时定额计算（1） Tj=L+L1+L2+L3/fxn=(110+3+0+5)x2/(0.4x130)=4min (2) Tj=L+L1+L2+L3/fxn=(125+3+0+5)x5/(0.4x130)=15min (3) Tj=L+L1+L2+L3/fxn=(40+3+0+5)/(0.4x130)=1min (4) 加工螺纹时：Tj=(45+3+3)x3/(1.5x130)=0.8min (5) 切槽时：Tj=(d-d1)/2=(22-18.5)/2=2min7工艺设计总结通过这次毕业设计，我们受益非浅，使我进一步理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占有重要的地位。就我个人而言，希望通过这次毕业设计，对自己今后将从事的工作进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力。同时也学会了查图表、资料、手册等工具书。总之，通过这次毕业课程设计使我受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础。在此，衷心感谢各位老师和同学的帮助和指导。本次毕业设计我们学到了不少的基础和加工过程中一般的过程，我们本次课题是设计一个轴套类零件。我们根据设计任务书的要求，该零件属于轴套类，其主要作用是起轴向定位和轴向固定的作用，与它轴套类零件配合使用，比如和齿轮，套类等零件配合。从整体结构来看，该零件复杂程度适中，精度不是很高，有个别几个外圆直径有严格的公差要求，还有一个同轴要求，径向有一个7级精度销孔，再后来右端30外圆要在最后一道工序进行磨削，其余的孔，键槽等都是自由公差。我们在设计的过程中，尤其是确定加工工艺方案，老师要求写两种方案，最终选一种最优的，其实我有好几种方案，就是不完整，还有不足之处，最后，我就看看资料，和老师还有同学商量，确定两种方案，经过分析选择一种最好的方案，也就是我的第一种方案，该种方案很遵循加工顺序的划分，唯一的缺点就是工序有点分散性，这是与零件结构有关联，在方案确定中，我也尽量考虑到工序集中性。在螺纹处外表面上有一个一端封闭一端开口的键槽，这种配合比较新颖，目的是承受更大的扭矩，使定位更加紧固。 最后由衷的感谢个位指导老师的耐心和细心知道，祝你们在工作中更加顺利！第二部分 第七号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析根据图形的分析：我们的设计认为，我选择加工键槽的专用夹具设计，加工键槽和钻孔，我们采用V型块和压板(摆动压块)在定位.该键槽的主要作用是轴向定位，精度不是很高，自由公差。在数控铣床上加工键槽，之所以选择数控设备，是因为还有一个径向销孔，24*5键槽，45夹角定位孔，这些一起在数控铣床上加工，提高成本和效率，在加工30*6键槽之前必须要把8销孔加工，因为它要做定位表面。加工精度靠程序参数和刀补控制。更方便，快捷。2. 定位方案确定经过我们组反复的考虑，加工该键槽的专用夹具已经确定，则定位方案也已知。即：加工键槽和钻孔:采用V型块和压板(摆动压块)在定位.。3. 定位元件确定两端30和 36外圆所用定位元件是90V型块，两个。8销孔所用定位元件是菱形销。左端面所用定位元件是一个支撑钉。组合起来总共限制6个自由度。以上定位元件与L型底板联接，L型底板再与数控铣床联接。4. 定位误差分析计算分析：加工30*6键槽在尺寸精度和位置精度上分析，与本道工序有关的尺寸和位置精度要求分别的是：34这么一个设计尺寸它的设计基准是：36外圆上母线。定位基准是：36外圆轴线。则基准不重合；即；jb=T(d)/2=T(36)/2=0.039/2=0.0195mmjw= T(d)/(2*sin45)=0.039/（2*1.414/2）=0.0276mm则定位误差dw=jb-jw=0.0195-0.0276=0.0081mm根据公式dw1* T(34)/3=0.16mm 又因为dw=0.00810.16所以该方案合理。1.右端支撑钉定位属于平面定位，一般忽略不计，为0.2.菱形销与8销孔定位我们选过盈配合最合理，选8H7/n6的配合，因为该种配合最适合轴套类零件材料的传动。对于34设计基准是36外圆上母线。定位基准是:8H7销孔轴线。34是自由公差，一般为IT10-12级选11级，则公差为0.16mm jb=T(36)=0.039mmjw=T(D)+T(d)+Xmin=0.015+0.009+0.005=0.029mm则定位误差dw=jb+jw=0.039+0.029=0.068mm根据公式dw1* T(34)/3=0.16mm 又因为dw=0.0680.16 所以该方案合理。以上总的定位误差为0.0081+0.068=0.0761mm0.16mm 所以总方案合理。5. 夹紧方案及元件确定根据上定位方案，以及零件图结构分析，我设计夹紧机构为；以44外圆定位夹紧。夹紧机构由4个元件组成，分别是螺钉，铆钉，弧形合页，四方板。该种夹紧方案很方便拆卸。以上定位机构和夹紧机构组合的专用夹具很合理，完全能保证键槽的加工精度。6. 夹具总装草图第四部分第二号工序量具设计说明书1.工序尺寸精度分析在对零件进行分析之后，我决定设计17.5H8的通孔的夹具，考虑到中间23mm的孔，该孔主要起一个避免深孔加工，加工时比较困难，用带圆角的挖槽刀即可完成加工，同时也可以减少工件的重量。因此我选择该孔在数控车床上加工，经过钻粗镗半精镗 精镗 ，这么一个工艺路线能够保证精度要求，该孔的精度等级为8级，表面粗糙度为1.6m，属于基孔制，从【2】一书表2-1中查得17.5H8孔的上下偏差为+0.027 0。2.量具类型确定 在确定设计17.5H8孔的专用量具之后，我根据【2】一书123页中获悉，孔的专用量具一般都是塞规，所以，我就设计一个17.5H8孔的专用塞规， 所谓的塞规就是塞规是批量检测孔径的量具，有两个圆头，一头称为通规，是孔径的下偏差，另一头称为止规，是孔径的上偏差。在检测孔径时，通规能塞进去而止规塞不进去，则此孔径是合格的，就是在公差范围之内的，否则就是不合格的。3.极限量具尺寸公差确定计算17.5H8孔用工作量规的极限偏差，首先要确定被测孔的极限偏差，极限偏差我们在【2】一书表2-1中查得，为+0.027 0，基孔制下偏差为0,则公差就是上偏差。1） 确定工作量规制造公差和位置要素度根据【2】表6-1一书中查得 IT8级，尺寸为17.5的量规制造公差T=0.0028mm，位置要素Z=0.004mm2）计算工作量规的极限偏差17.5H8孔用塞规: 通端 上偏差=EI+Z+T/2=(0+0.004+0.0028/2)=+0.0054mm.下偏差=EI+Z-T/2=(0+0.004-0.0028/2)=+0.0026mm磨损极限=EI=0mm止端 上偏差=ES=+0.027mm下偏差=EI-T=(+0.027-0.0028)=+0.0242mm4.极限量具尺寸公差带图5. 极限量具结构设计17.5H8孔用塞规由通端测头，手柄，止端测头三部分组成。止端塞规测头塞规第五部分 第2好工序数控编程设计说明书1）数控加工工艺性的分析键槽30*6的加工选择在数控铣床上加工，用这次设计的专用夹具定位，键槽的精度并不高，加工时选择用3的键槽铣刀加工，走刀路线在粗加工采用逆铣，精加工采用顺铣。该键槽的主要作用是轴向固定，传递扭矩，实现一定得机械运动。2）编程原点的确定及数值计算在数控机床上加工，首先要确定好编程原点，也就是工件坐标系，这样才能与机床有一定的关系，经过对零件的分析，加工该键槽的编程原点确定在零件36外圆右端处，从夹具主视图上看，这使0点平面与键槽平面相同。3）数控编写及程序说明SK306200T0101 M03 S800 F0.1G71 p_ q_ F0.1G00 X50 Z2G01 X0 Z0X22X26Z-2Z-17X30Z-42X44Z-40G70P- Q-F0.05G00X100Z100M05M30SK306201TO1O1 MO3 S800 F0.1G71 P-Q- F0.1G00 X50 Z2G01 XZ0G01 X26X30 Z-2Z-18X36Z-52X44G70 P Q F0.05G00 X100Z100M05M30第六部分心得体会随着毕业日子的到来，毕业设计也