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机械毕业设计全套

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GY03-018@上盖的工工艺规程及钻6-Ф4.5孔的夹具设计,机械毕业设计全套

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5 4 3 2 1 工步号机械加工工序卡片荆楚理工学院机械工程学院精车30的内孔粗车30的内孔及其倒角精车35外圆粗车35外圆粗车35的端面工步内容1717mm 12mm 12mm 48mm 走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称1 2 1 1 1 走刀次数CA6140车床车III大量生产上盖612m/min 612m/min 475m/min 475m/min 475m/min 主轴转速(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号272r/min 272r/min 119.3r/min 119.3r/min 119.3r/min 切削速度(m/s)专用夹具铸件HT2000.15mm/齿0.15mm/齿0.16mm/齿0.16mm/齿0.16mm/齿进给量(mm/r) 审核指导编制同时加工件数0.5mm 1mm 0.5mm 1mm 1mm 背吃刀量(mm)1 0.184min 0.185min 0.449min 0.050min 0.052min 工时定额（min）（日期）（日期）（日期）共1 张第1 张nts nts 6 5 4 3 2 1 工步号机械加工工序卡片荆楚理工学院机械工程学院精车10的圆台及圆角精车48的内孔精车35的外圆粗车10的圆台及圆角粗车48的内孔粗车53的外圆工步内容3mm 11mm 2mm 3mm 11mm 2mm 走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称1 1 1 1 1 1 走刀次数CA6140车床车III大量生产上盖475475m/min 475m/min 475m/min 475m/min 475m/min 主轴转速(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号119.3r/minn 119.3r/min 119.3r/min 119.3r/min 119.3r/min 119.3r/min 切削速度(m/s)专用夹具铸件HT2000.16mm/齿0.16mm/齿0.16mm/齿0.16mm/齿0.16mm/齿0.16mm/齿进给量(mm/r) 审核指导编制同时加工件数0.5mm 0.5mm0.5mm 1mm 1mm 1mm 背吃刀量(mm)1 0.033min 0.042min 0.036min 0.034min 0.043min 0.037min 工时定额（min）（日期）（日期）（日期）共1 张第1 张nts nts 4 3 2 1 工步号机械加工工序卡片荆楚理工学院机械工程学院攻M5的螺纹钻M5的螺纹底孔4.2钻6-4.5孔锪平6-10工步内容14mm 11.1mm 9.75mm 7mm 走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称1 1 6 6 走刀次数Z3040 摇臂钻床V 大量生产上盖6.8m/min 21.6m/min 22.37m/min 94.2m/min 主轴转速(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号272r/min 375r/min 375r/min 375r/min 切削速度(m/s)专用夹具铸件HT200125mm/齿0.25mm/齿0.25mm/齿0.2mm/齿进给量(mm/r) 审核指导编制同时加工件数0.4mm 2.1mm 2.25mm 1mm 背吃刀量(mm)1 0.053min 0.448min 0.654min 0.306min 工时定额（min）（日期）（日期）（日期）共1 张第1 张nts nts 1 工步号机械加工工序卡片荆楚理工学院机械工程学院钻3-1.2工步内容20mm 走刀长度（mm）设备型号设备名称工序名称工序编号生产类型零件编号零件名称3 走刀次数Z525钻床钻VI大量生产上盖375m/min 主轴转速(r/min)冷却液工序工时夹具名称夹具编号毛坯重量毛坯种类材料牌号21.6r/min 切削速度(m/s)专用夹具铸件HT2000.25mm/齿进给量(mm/r) 审核指导编制同时加工件数1mm 背吃刀量(mm)1 0.068min 工时定额（min）（日期）（日期）（日期）共1 张第1 张nts nts 设 计 说 明 书 设计题目： 上盖 的工工艺规程及钻 6- 4.5孔的夹具设计 设 计 者： 指导教师： 日 期 ： nts 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 上盖 加工工艺规程及其钻 6- 4.5 孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺 寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 nts ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error nts 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2零件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 2.1确定毛坯的制造形式 3 2.2基面的选择 传 3 2.3制定工艺路线 3 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 2.5确定切削用量及基本工时 6 三 专 用 夹具设计 12 3.1 问题的提出 12 3.2 定位基准的选择 12 3.3 定位元件的设计 12 3.4 切削力及夹紧力计算 12 3.5 定位误差分析 13 3.6 夹具设计及操作简要说明 13 总 结 16 致 谢 17 参考文献 18 nts 1 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着 各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 上盖 的加工工艺规程及其钻 6- 4.5 孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学 与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 nts 2 一：零件的分析 1.1：零件的作用 上盖 的作用待查 1.2、零件的工艺分析 上盖 的加工共有 二 组加工表面，它们相互之间 没 有要求。现分述如下： 1、以 外圆 面为中心的加工面，这组面包括： 35 端 面 和外圆面 ， 30内孔面及其倒角， 53外圆， 48内孔面， 10 圆台及其倒角 2、以 35 外圆 为基准 的 加工 面 ， 这组面包括 ：锪 平 10面， 钻 6- 4.5孔 ，攻 M5 螺纹， 3- 1.2孔 有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。 nts 3 二 、工艺规程的设计 2.1 、确定毛坯的的制造形式 零件材料为 HT200。 上盖 在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。 2.2 、基准的选择 （ 1）、 粗基准的的选择 根据粗基准的选择原则，要亦非加工表面为粗基准， 且粗基准只能使用一次，对本工件来说选择 48内孔面 为粗基准是非常合理的。 （ 2） 、精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以直径为 35的外圆面 作为精基准。 2.3 、制订工艺路线 （ 1）、工艺路线方案一： 工序 I：铸造 工序 II：时效处理 工序 III：粗车 35（ -0.025 -0.087）端面和外圆，精车 35外圆，粗车 30 内孔及其倒角 工序 IV：粗车，精车 53（ -0.05 -0.1）外圆， 48 内孔， 10 圆台及圆角 nts 4 工序 V：锪平 6- 10， 钻 6- 4.5 孔，钻 M5 的螺纹底孔 4.2，攻 M5的螺纹 工序 VI：钻 3- 1.2 的孔 工序 VII：质检，入库 （ 2）、工艺路线方案二： 工序 I：铸造 工序 II：时效处理 工序 III：粗车 35（ -0.025 -0.087）端面和外圆，精车 35外圆，粗车 30 内孔及其倒角 工序 IV：锪平 6- 10，钻 6- 4.5 孔，钻 M5 的螺纹底孔 4.2，攻 M5的螺纹 工序 V： 钻 3- 1.2 的孔 工序 VI： 粗车，精车 53（ -0.05 -0.1）外圆， 48 内孔， 10 圆台及圆角 工序 VII：质检，入库 （ 3）、工艺 方案的分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案 一 是先加工所有的面，然后加工所有孔 。 面加工完后，为后道加工孔，提供了方便，利于后道工序的加工，方案 二 则是先加工 35端面和外圆面， 30内孔 及其倒角 ，然后再加工nts 5 各圆 孔， 再加工 53外圆， 48内孔， 10 圆台及圆角。 经比较可知，显然方案 一 比方案 二 的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。 具体的工艺过程如下： 工序 I：铸造 工序 II：时效处理 工序 III：粗车 35（ -0.025 -0.087）端面和外圆，精车 35外圆，粗车 30 内孔及其倒角 工序 IV：粗 车，精车 53（ -0.05 -0.1）外圆， 48 内孔， 10 圆台及圆角 工序 V：锪平 6- 10，钻 6- 4.5 孔，钻 M5 的螺纹底孔 4.2，攻 M5的螺纹 工序 VI：钻 3- 1.2 的孔 工序 VII：质检，入库 2.4 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 上盖 ”零件材料为 HT200，毛坯的重量约为 1.2Kg， 生 产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、 上盖 的 外圆面和内孔 由于 上盖外圆面和内孔 要与其他接触面 接触， 粗糙度要求为 3.2，查相关资料知余量留 2.0比较合适 。 3、 上盖 的孔 nts 6 因孔直径最大才为 10mm,所以铸造成实心 毛坯为 实 心 。孔的精度要求介于 IT9 IT11之间。 2.5、 确定切削用量及基本工时 工序一： 铸造 工序二： 时效处理 工序三： 粗车 35（ -0.025 -0.087）端面和外圆，精车 35外圆，粗车 ，精车 30 内孔及其倒角 工步一： 粗车 35（ -0.025 -0.087）端面 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查 切削手册 f=0.140.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4 ） 计 算 切 削 速 度 按 切 削 手 册 ， 查 得 Vc 98mm/s ，n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车 床 参 数 ， 选 择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 则 实 际 切 削 速 度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册 Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。 nts 7 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(9+39)/475=0.052min。 工步二： 粗 车 35 外圆 选择硬质合金 外圆 车刀 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完 成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册 f=0.140.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4 ） 计 算 切 削 速 度 按 切 削 手 册 ， 查 得 Vc 98mm/s ，n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车 床 参 数 ， 选 择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 则 实 际 切 削 速 度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册 Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(10+2)/475=0.050min。 nts 8 1 2 3l l l l iT j fn+ + +=工步三：精车 35 外圆与工步一相似在此就不多做说明。 工步四： 粗车 30 内孔及其倒角 单边余量 Z=1.0mm， pa =1mm,一次加工 确定进给量 查表 3-13， P93机械制造工艺设计手册，加工铸铁，f=0.03-0.16mm/r.根据 CA6140车 床主轴进给量。取 f=0.15mm/r 根据有关手册，取 V=100m/min 则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 = 6 1 2 r / m i n3 . 1 4 3 . 1 4 5 2vn w D 查表 4-7-1， P213机械制造工艺手册。 CA6140 车 床主轴转速取nw =612r/min 车 削工时：查 P299表 7-1机械制造工艺手册。 l1 1， l2 3， l3 4， 9l m in185.061215.0 9431 xT工步五：精 车 30 内孔 与工步四相似在此就不多做说明 工序 IV：粗车，精车 53（ -0.05 -0.1）外圆， 48 内孔， 10 圆台及圆角 与工序 III 相似，在此就不多说明 工序 V：锪平 6- 10，钻 6- 4.5 孔，钻 M5 的螺纹底孔 4.2，攻 M5的螺纹 工步一：锪平 6- 10 1.选择刀具 nts 9 刀具选取 锪刀 mmap 1， min/75 mv 2. 决定 锪 削用量 1） 决定 锪 削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀 完 成 ，则 mmap 1 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 Z3040 型 摇臂钻 床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/5.29880 751 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取wn 375 min/r m in/2.941 0 0 0 375101 0 0 0 mdnv w 当wn 375r/min 时 rmmznff wzm /30037542.0 按机床标准选取 rmmfm /3003） 计算工时 切削工时： mml 51 ， mml 22 ，则机动工时为 m in051.0375 2521 fn lltwm总的工时： T=6t=0.306min 工步二：钻 6- 4.5孔 nts 10 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的 MPab 800，mmd 5.40 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 4.5 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z3040 机床说明书，现取 rmmf /25.0 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18 mv 所以 m in/7.3015.4 181 0 0 01 0 0 0 rd vnws 根据机床说明书，取 min/375 rnw ，故实际切削速度为 m in/37.221000 3755.41000 mndv ww 切削工时： mml 5.4 ， mml 25.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m i n109.025.0375325.25.421 fnllltwm总的工时： T=6t=0.654min 工步三：钻 M5的螺纹底孔 4.2 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的 MPab 800，mmd 5.80 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 8.5 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z3040 机床说明书，现取 rmmf /25.0 nts 11 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18 mv 所以 m in/7.3015.8 181 0 0 01 0 0 0 rd vnws 根据机床说明书，取 min/375 rnw ，故实际切削速度为 m in/6.211000 3752.41000 mndv ww 切削工时： mml 6 ， mml 1.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in448.025.037531.2621 fnllltwm工步四：攻 M5螺纹 选择 M5mm高速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 .2 5 /f m m r 7 .5 / m i ncVm机 m i n/2 9 8m i n/10 5.71 0 0 01 0 0 01 rrX XD Vn c 按机床选取 2 7 2 / m innr机6 .8 / m i ncVm机基本工时： m in053.0m in25.1X272356fn 21 抛llt l 工序 VI：钻 3- 1.2 的孔 与工序 V 相似，在此就不多做说明工序 VII：质检，入 nts 12 三 、 专用夹具的设计 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。有老师分配的任务，我被要求设计钻 钻 6- 4.5 孔 ，选用机床：Z3040摇臂 钻床 3.1、问题提出 本夹具主要用来钻 6- 4.5 孔，因为钻 6- 4.5 孔本身没有什么精度要求，因此以提高生产效率 为主。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、。 3.2 定位基准的选择 以 35（ -0.025 -0.087） 的外圆 为定位基准。 3.3 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一 平 面 一外圆面 定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面 一孔 。因此进行定位元件的设计主要是对 一面一孔的套筒 进行设计。 根据加工要求和基准重合原则，则 以 35（ -0.025 -0.087） 的外圆 定位 ，定位元件采用 套筒。 3.4 切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔 加工， 钻 削力。由切削手册得 ： 钻削力 6.08.026 HBDfF 式（ 5-2） 钻削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式（ 5-3） 式中： 10.5D mm nts 13 m a x m a x m i n11 1 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 .2 0f m m r 代入公式（ 5-2）和（ 5-3）得 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.5:定位误差分析 一面 一心轴 定位误差 移动时基准位移误差yjyj m in111 XDd （式 5-5） 式中： 1d 套筒 孔的最大偏差 1D 套筒 孔的最小偏差 1min 套筒 定位孔与 外圆面 最小配合间隙 代入（式 5-5）得： yj m in111 XDd =0 .0 0 9 0 0 .0 1 6 =0.025mm 3.6 夹具设计及简要操作说明 本工件采用套筒 定位， 通过套筒和工件的过盈配合来固定工件 ，这样操作更加简单，迅速，特别适合 大 批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求 nts 14 装配图附图如下 ： nts 15 夹具体附图如下 nts 16 总 结 设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和 要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD等制图软件