保持架的机械加工工艺规程及夹具设计（全套含CAD图纸）
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毕 业 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 保持架的机械加工工艺规程及夹具设计 指导教师： 职称: 职称: 20*年 12 月 5 日目录1.零件图工艺性分析 .21.1 零件结构功用及工艺性分析 .21.2 零件技术条件分析 .21.3 绘制零件图 .22.毛坯选择 .22.1 毛坯类型 .22.2 毛坯余量确定 .22.3 毛坯零件合图草图 .33机加工工艺路线确定 .33.1 加工方法分析确定 .33.2 加工顺序的安排 .33.3 定位基准选择 .33.4 加工阶段的划分说明 .43.5 工序集中与分散 .43.6 主要机加工工序简图（宋体、加黑、小四） .44.工序尺寸及其公差确定 .115.设备及其工艺装备确定 .116切削用量及工时定额确定 .126.1 切削用量的确定 .12第二部分 第 10 号工序夹具设计说明书 .131.工序尺寸精度分析 .132.定位方案确定 .133.定位元件确定 .134.定位误差分析计算 .135.夹紧方案及元件确定 .146.夹具总装草图 .14第三部分 第 8 号工序刀具设计说明书 .161. 工序尺寸精度分析 .162. 刀具类型确定 .163. 刀具设计参数确定 .164. 刀具工作草图 .17第四部分 第 13 号工序量具设计说明书 .181. 工序尺寸精度分析 .182.量具类型确定 .183.极限量具尺寸公差确定 .184.极限量具尺寸公差带图 .185. 极限量规结构尺寸设计 .19第五部分 毕业设计体会 .19参考文献 .20第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1 零件结构功用及工艺性分析该零件为球状薄壁套同类零件，即该零件球面上有六个孔，在冲孔时零件易于变形，其加工难度较难，其功用主要用于与万向节导向作用，保持滚珠的位置。即与球操滚道配合。1.2 零件技术条件分析1.2.1 主要尺寸精度：球状薄壁套筒与球龙万向节配合，其主要尺寸内外球面为 IT7 级，其与滚珠接触，其尺寸精度 IT7IT8 级。1.2.2 位置精度：为保证内球面球心，外球面球心位置度相对于轴向尺寸 32 中心重合， ，其位置度要求一般，其零件孔两边磨削平面中心与外球面的球心的对称度不大于 0.015。1.2.3 表面粗糙度：内外球面粗糙度为 Ra0.8，与滚珠配合粗糙度为 Ra0.4。1.2.4 技术要求：毛坯零件须经正火处理，热处理硬化层深度 0.60.8，可采用高频淬火，硬度达HRC5862，两端允许无硬层，毛坯应检验无损探伤检查，不得有裂纹，折叠，夹层等产品质量的缺陷。1.3 绘制零件图第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1 零件结构功用及工艺性分析该零件为球状薄壁套同类零件，即该零件球面上有六个孔，在冲孔时零件易于变形，其加工难度较难，其功用主要用于与万向节导向作用，保持滚珠的位置。即与球操滚道配合。1.2 零件技术条件分析1.2.1 主要尺寸精度：球状薄壁套筒与球龙万向节配合，其主要尺寸内外球面为 IT7 级，其与滚珠接触，其尺寸精度 IT7IT8 级。1.2.2 位置精度：为保证内球面球心，外球面球心位置度相对于轴向尺寸 32 中心重合， ，其位置度要求一般，其零件孔两边磨削平面中心与外球面的球心的对称度不大于 0.015。1.2.3 表面粗糙度：内外球面粗糙度为 Ra0.8，与滚珠配合粗糙度为 Ra0.4。1.2.4 技术要求：毛坯零件须经正火处理，热处理硬化层深度 0.60.8，可采用高频淬火，硬度达HRC5862，两端允许无硬层，毛坯应检验无损探伤检查，不得有裂纹，折叠，夹层等产品质量的缺陷。1.3 绘制零件图2.毛坯选择2.1 毛坯类型该零件图为球状薄壁套筒类零件，材料为 20Gr，生产类型为大批量生产，考虑其加工效率，则采用模锻件。2.2 毛坯余量确定V1=3.14x（33.35x10-3 ）2 x32x10-3 =0.0112x10-3 V2=3.14x（29.35x10-3 ）2 x32x10-3 =0.087x10-3 V=V1-V2=2.25x10-5 W=2.25x10-5 x7.9x103 =0.18Kg查表 1.3-9 P20 机械加工工艺设计资料确定直径方向余量为 1.5mm，确定轴向方向余量为 1mm偏差的确定 查表 1.3-4 P17确定直径方向为 S69.7+1.2 -0.4， 确定轴向方向余量 34+1.0 -0.4确定直径方向为 S55.8+1.2 -0.42.3 毛坯零件合图草图3机加工工艺路线确定3.1 加工方法分析确定S66.7-0.03 -0.06 机械加工工艺设计资料 P60，P41 经济精度锻粗车 IT12Ra12.5半精车 IT10Ra6.3粗磨 IT8Ra1.6精磨 IT7Ra0.8S55.7+0.03 0锻粗车 IT12Ra12.5半精车 IT10Ra6.3粗磨 IT8Ra1.6精磨 IT7Ra0.83.2 加工顺序的安排该零件为一球状薄壁套筒类零件，先对内外球面进行加工，再粗加工阶段之后按排用冲床冲孔，在冲孔之后有变形，半精加工阶段主要是为了校正零件的变形，在磨削之前安排热处理，最后进行磨削加工，达到精度要求。3.3 定位基准选择精基准的选择：采用内孔端面定位，便于定位装夹。精基准的选择：采用已加工面装夹定位，便于位置精度的保证，为后续加工提供精基准。3.4 加工阶段的划分说明粗加工阶段：主要是去除大量的金属后会引起残余应力分布而变形应将粗加工分开，粗车外球面与内球面热模冲孔，在粗加工阶段之前应正火处理。半精加工阶段；用其外球面及端面定位加工内球面在用内球面定位加工外球面，热处理。精加工阶段：以外球面定位磨削已达到精度要求在以内球面定位磨削，达到尺寸精度。对六个孔的磨削已达到精度要求，进行去磁处理。3.5 工序集中与分散该零件的生产批量为大批量，所以工序应适当的分散，尺寸精度要求不高，易保证，其位置精度要求较高在精加工时应适当集中。3.6 主要机加工工序简图（宋体、加黑、小四）1. 车 装夹车左端面2.车 装夹车右端面 3.收边4.车 装夹车左端面车内球面5. 车 装夹车端面车外球面6. 冲孔 7. 车 装夹车端面车 52.2 孔倒角 1.4x45车内球面 S58.38. 车 装夹车端面车外球面 9. 磨 装夹磨内球面10.磨 装夹磨外球面 11. 磨 装夹磨孔12. 磨 装夹磨内球面 13. 磨 装夹磨孔4.工序尺寸及其公差确定4.1 S 66.7-0.03 -0.06 IT7 Ra0.8余量 工序公差 工序尺寸锻造 S71+1.2 -0.4粗车 IT12Ra12.5 2.3 0.3 S 68.60 -0.3半精车 IT10Ra6.3 1.5 0.12 S 67.10 -0.12粗磨 IT8Ra1.6 0.25 0.046 S66.850 -0.046精磨 IT7Ra0.8 0.15 S66.7-0.03 -0.064.2 S58.7+0.03 0 余量 工序公差 工序尺寸锻造 S54+1.2 -0.4粗车 IT12Ra12.5 2.3 0.3 S 56.8+0.3 0半精车 IT10Ra6.3 1.5 0.12 S 58.3+0.12 0粗磨 IT8Ra1.6 0.25 0.046 S58.55+0.046 0精磨 IT7Ra0.8 0.15 S 58.7+0.03 04.3 17.43+0.02 0余量 工序公差 工序尺寸冲孔 170.9粗磨 IT8Ra1.6 0.3 0.027 17.33+0.027 0精磨 IT7Ra0.4 0.1 0.018 17.43+0.02 04.4 5.设备及其工艺装备确定数控车床 MJ-50CNC主轴驱动电动机 AC（11KW 连续）/（15KW、30min）刀架分度重复定位精度 X0.003mm Z=0.005mm采用 FANUCOTD 系统磨床 M1420圆度 0.003 圆柱度 0.006 粗糙度 0.4 / 0.8 电机功率 4.98KW工艺装备刀具：车刀 砂轮夹具：数控车床专用夹具 磨孔的专用夹具量具：专用夹具6切削用量及工时定额确定6.1 切削用量的确定粗车外圆 械加工工艺设计资料P104 表 5.3-1ap =2.5 f=0.6查表 5.3-5 T=60min查表 5.3-6 C V=242 X V=0.15 Y=0.35 m=0.2V= C V/Tm a XV P fyv =113.08N=318v/d=600r/mm查表 P110 C Fz=2650 X Fz=1.0 Y Fz=0.75 n Fz=-0.15F z= C Fz a XV P fYFz Vn F z Fz KFzN=2119.15P m= Fz*V/6x104 =4KW磨削外圆 查 P243 表 10.2-2V w=36m/s f a=(0.5-0.8)x50=35既查表 a p=0.00326.2 工时定额确定粗车外圆 100 查P63基本时间 T b=L Iz/nfap=0.1辅助时间 Ta=0.03+0.02+0.1+0.08=0.18作业时间 T B=0.05x0.18=0.33布置工作地时间 T s=0.33x(2%-7%)=0.02休息与生理需要时间 Tr=0.33x(2%-4%)=0.01单件时间=T b+Ta+T s+Tr=0.1+0.23+0.02+0.01=0.36min第二部分第 10 号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析工序图工序加工要求即外球面加工要精度为 IT7 级，即 52.2+0.19 0 精度要求一般。端面与中心的尺寸精度为 IT7 级，即 160.022.定位方案确定2.1 必要限制的自由度尺寸 S66.7-0.03 -0.06 与定位无关位置度 0.03 需限制 X 转动，Y 轴的转动， Y 轴的移动，Z 轴的移动，限制 4 个自由度。应布置心轴定位限制其 4 个自由度。采用端面定位限制其 X 方向的移动则必须限制自由度 5 个自由度3.定位元件确定选用弹性套来做定位，限制 4 个自由度右边用其端面定位，限制 1 个自由度4.定位误差分析计算4.1 径向定位误差采用弹性心轴定位可消除径向误差，dw=04.2 轴向定位误差采用端面定位，即dw 1/3T=1/3x0.04=0.0130.03 5.夹紧方案及元件确定这是控制活塞前进速度的出口节流回路，控制活塞后退速度的进口节流回路只要把节流阀倒装即可采用气动加紧方式，是其加紧的利用活塞杆的移动来进行来夹卸工件。6.夹具总装草图零件图（第三部分第 8 号工序刀具设计说明书1. 工序尺寸精度分析粗车主轴颈左端保证尺寸 320 -0.52 公差等级为 IT142. 刀具类型确定此道工序保证的尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量，属粗加工，因此可用 90 度外圆车刀。3. 刀具设计参数确定序号项目 数据来源或公式计算 采用值1 车刀外行 表 2-6、2-7 焊接式 90 度强力外圆车刀刀片材料 YT52 刀杆材料 45 钢3 几何角度 表 2-8、2-9s=-10 度 o=20 度 o=6 度 o=4 度r=90 度 r=5 度 =2mm 4 断削参数前面型式表 2-11、2-12 （f=1.3mm/r）带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5mo1=-20 度 br1=0.6 qn=9.35 过渡刃 表 2-13（ap=2.6mm） 直线过渡刃 Kre=45 度 b=16 刀片型号 表 2-3A420L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.87 车刀外型结构尺寸表 2-1、2-2 、2-5 BxH=20x30 L=150 M=8(90 度弯头车刀)8 刀槽型式表 2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o- j=20 度-26.3 度Hc=H+(12)-cCoso/Cos( o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Bc=B-Ctg(o+ c)=12-7tg(5+6.3)=10.6Lc=L-CCoso/ Cos(o+ c).tgo=20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5=20-7x0.08=19.4j=26.3 度c=6.3 度Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm4. 刀具工作草图 技 术 条 件 ：1、 刀 片 材 料 ， 刀 杆 45钢 ；2、 刀 片 型 号 ： ；3、 使 用 0号 焊 料 ， 焊 缝 不 大 于 .2、 刃 口 不 得 有 崩 刀 ， 刀 面 不 得 有 裂纹 。第四部分第 13 号工序量具设计说明书1. 工序尺寸精度分析测量 1743+0.02 0 孔尺寸 精度为 IT7 级，一般精度要求。2.量具类型确定确定为板式塞规3.极限量具尺寸公差确定3.1 确定工作量规制造公差和位置要素由表 6-1 即公差配合与技术测量P88位置要素 IT7 级，尺寸为 17.43mm 量规公差 T=0.002 Z=0.00283.2 计算工作量规的极限偏差1743+0.02 0通规 上偏差=EI+Z+T/2 =0+0.0028+0.002/2 =0.0038下偏差=EI+Z-T/2=0+0.0028+0.002/2=0.0018磨损极限=EI=0止规 上偏差=ES=0.018下偏差=ES-T=0.018-0.002=0.0164.极限量具尺寸公差带图5. 极限量规结构尺寸设计第五部分毕业设计体会毕业设计是对我们这些年来在学校所学知识的总结。通过毕业设计可以总结我们在校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出有力判断。从我们拿到零件图纸的开
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