2-连接壳体零件机械加工工艺规程及钻M6螺纹孔夹具设计【课程设计】【优秀】【通过答辩】
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辽宁工程 技术大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 箱体 共 1页 第 1 页 车间 工序号 工序名 材料牌号 丝 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 /s 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r 削速度 /m 给量 （ mm/r） 背吃刀 量 / 进给 次数 工步工时 /s 机动 辅助 描图 钻 纹孔 机床 65 r 8m 1 机械 描校 底图号 装订号 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 王晨星 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 连接壳体 共 页 第 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 01 铸造 铸造 锻造 05 热处理 时效处理 热处 理 10 铣 铣 40 左端面 以 40 右端面的外圆和 圆定位，采用活动 V 型块和固定 V 型块定位夹紧 机加工 用夹具，端铣刀，游标卡尺 15 铣 铣 40 右端面 以 40 左端面的外圆定位，采用活动 V 型块和固定 V 型块定位夹紧 机加工 用夹具，端铣刀，游标卡尺 20 钻 钻 12 孔 以 40 右端面的外圆和 圆定位，采用活动 V 型块和固定 V 型块定位夹紧 机加工 用夹具，麻花钻，游标卡尺 25 车 车 30， 31 孔， 40 外圆， 55 端面 以 40 右端面的外圆和 圆定位，采用活动 V 型块和固定 V 型块定位夹紧 机加工 用夹具，外圆车刀，游标卡尺 30 钻 钻 3 孔，扩 32 孔 以 30 孔定位，采用心轴定位夹紧，用盖板式钻模板 机加工 用夹具，麻花钻，游标卡尺 35 钻 钻 6 孔，扩 12 孔 以 30 孔定位，采用心轴定位夹紧 机加工 用夹具，麻花钻，游标卡尺 40 铣 铣 所在的端面 机加工 用夹具，端铣刀，游标卡尺 45 钻 钻 纹底孔，攻丝 以 30 和 7 孔定位，采用一面 2 销定位 机加工 用夹具，麻花钻，丝锥，游标卡尺 50 磨 磨 40 外圆。 55 端面 检验入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 1 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 连接壳体的工艺规程及钻 纹孔的工装夹具设计 班 级： 机械 10 名： 王晨星 学 号： 1007100217 指导教师： 魏永乐 完成日期： 2013/7/1 辽宁工程技术大学课程设 计 2 任 务 书 一、 设计题目 :连接壳体的工艺规程及钻 纹孔的工装夹具设计 二、 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :（中批生产） 三、上交 材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（ 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（ 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课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000） 1 份 四 、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l 2 天查资料，绘制零件图。 2第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 8 10 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 11 13 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 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 20 21 天，答辩 五、指 导教师评语 辽宁工程技术大学课程设 计 3 该生 设计的过程 中 表现 ， 设计 内容 反映的基本概念 及计算 ，设计方案 ， 图 纸表达 ，说明书撰写 。 综合评定成绩： 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设 计 4 摘 要 这次设计的是连接壳体。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后制定该工件 的夹紧方案，画出夹具装配图。 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课 、 技术基础课以及大部分专业课之后进行的 也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 辽宁工程技术大学课程设 计 5 he is an ly of a to of to of of s of of of is we of ic al in as as is in to of an of is a of we an me I of to a to ab As a of I to to 目录 一、零件分析 . 1 零件的作用 . 1 零件的工艺分析 . 1 二、工艺规程设计 . 2 确定毛坯的制造形式 . 2 辽宁工程技术大学课程设 计 6 基面的选择的选择 . 2 基准的选择 . 3 制定工艺路线 . 4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 确定切削用量及基本工时 . 6 三、 夹具设计 . 17 四、体会与展望 . 23 五 . 24 辽宁工程技术大学课程设计 1 一、零件分析 零件的作用 连接壳体的作用待查 零件的工艺分析 从连接壳体 的零件图上可以看出， 它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以上下端面为基准的加工面 这一组加工面包括：上下端面自身， 0的孔 2. 以 30孔为中心的加工面 这一组加工面包括：这组加工面包括剩余的各面和孔。 辽宁工程技术大学课程设 计 2 二、工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 基面 的选择的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增 加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该辽宁工程技术大学课程设 计 3 面有足够的加工余量。 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取 40 外圆为定位基准，利用 V 型块为定位元件。 基准的选择 精基准的选择应满足 以下原则： （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 辽宁工程技术大学课程设 计 4 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 错误 !未找到引用源。 6 和 30孔（一面 2 销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应 当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣 40左端面 工序：铣 40右端面 工序：钻 12孔，车 30， 31 孔， 40 外圆， 55 端 工序：钻 3孔，扩 32孔 辽宁工程技术大学课程设 计 5 工序：钻 6 孔，扩 12 孔 工序：铣 工序：钻 丝 工序 X：终检，入库。 方案二 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣 40左端面 工序：铣 40右端面 工序：钻 12孔，车 30， 31 孔， 40 外圆， 55 端 工序：钻 3孔，扩 32孔 工序：钻 6 孔，扩 12 孔 工序：铣 工序：钻 丝 工序 X：磨 40外圆。 55 端面 工序 检，入库。 方案一和方案二的区别在于，方案一在加工完所有的后，在最后增加了一道磨 40 外圆和 70 端面的工序，因为这 2 个端面的粗糙度要求为 很难满足要求，因此我们增加此道磨的工序是比较合理的，综合考虑我们选择方案一，具体的加工路线如下 工序：铸造。 工序：时效处 理 辽宁工程技术大学课程设 计 6 工序：铣 40左端面 工序：铣 40右端面 工序：钻 12孔，车 30， 31 孔， 40 外圆， 55 端 工序：钻 3孔，扩 32孔 工序：钻 6 孔，扩 12 孔 工序：铣 工序：钻 丝 工序 X：磨 40外圆。 55端面 工序 检，入库。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下： 0查机械加工工艺手册 . 30 ，查机械加工工艺手册 知铸造单边余量为 2确定切削用量及基本工时 工序：铣 40左端面 辽宁工程技术大学课程设 计 7 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完 ，则 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 51 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按机床标准选取750 r m 50451000 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 54521 fn 刀右端面的切削用量的计算如上，其计算工时的计算如下切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 辽宁工程技术大学课程设 计 8 m 59021 fn ，扩，绞 12 孔 工步一钻孔至 11 确定进给量 f ：根据参考文献表 2钢的 00，10 时， 。由于本零件在加工 14 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘 以系数 根据 取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 8 所以 m 810001000 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 75111000 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻 的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 辽宁工程技术大学课程设 计 9 钻 根据机床说明书，选取 m 61231213121 钻则主轴转速为 4 ，并按车床说明书取8 rn w ，实际切削速度为 m 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m ：铰 孔 根据参考文献表 2， 28 ，得 m 查参考文献表 机床实际进给量和实际转速，取， 98 rn w ，实际切削速度 3.9 。 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0：车 30 孔 工步一：粗车 30的内圆 粗车 301) 切削深度 单边余量为 Z= 辽宁工程技术大学课程设 计 10 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m=正系数削手册表 所以 60 342 9m/) 确定 机床主轴转速 x 753r/ 753r/50r/选取50r/ 所以实际切削速度000 m 41 0 0 0 7 5 050 5) 切削工时， tm=i ;其中 l=471l =4 2l =0tm=工步二：精车 30内圆 1) 切削深度 单边余量为 Z= 分两次切 除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 辽宁工程技术大学课程设 计 11 3) 计算切削速度 中：42, m= 所以 60 342 6m/) 确定机床主轴转速 50 961000 585r/ 585r/00r/选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 41 00 0 6 0050 m5)切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=471l =4 2l =0tm=i=工序 25 钻 3 孔锪孔 12深 7个 钻 7 孔的切削用量及基本工 时 (1)钻 7辽宁工程技术大学课程设 计 12 机床： 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 9 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=10m/)确定机床主轴转速 7 101000 454r/ 454r/75r/选取75r/ 所以实 际切削速度000 m 0 0 4 7 57 m5) 切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=121l =4 2l =3tm=412 =(工步二：锪孔 12根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 钻钻3121(式中的钻f、钻v 加工实心孔进的切削用量 . 现已知 钻f=r (切削手册 )表 v= (切削手册 )表 宁工程技术大学课程设 计 13 1) 给量 取 f=r 按机床选取 r 2) 削速度 v= 3) 定机床主 轴转速 12 48r/ 448r/75r/选取75r/ 所以实际切削速度 000 m 7512 m5) 削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=71l =6 2l =0tm=工序 30：钻孔 6，锪孔 12 的切削用量的计算如上，具体的工时计算如下 钻 6 孔切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=101l =4 2l =3tm=410 =锪孔 12 的切削工时 5) 削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=21l =6 2l =0=辽宁工程技术大学课程设 计 14 工序 35：铣 在的端面，立式铣床 择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 9610 2510001000 rd vn s 按机床标准选取750 r m 50151000 w 当750r/ 按机床标准选取 6006） 计算工时 切削工时： 11 ， 2 ，则机动工时为 4221 fn 15 工序 ：钻 钻 纹底孔 确定进给量 f ：根据参考文献表 2 钢的 00， 时， 。由于本零件在加工 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 取 切削速度：根据参考文献表 2表 2得切削速度 8 所以 m 1810001000 rd 根据机床说明书，取 65 ，故实际切削速度为 m 切削工时： 2 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 91221 fn 攻丝 螺纹 15 17 rn s 按机床选取 95 rn w ，则 辽宁工程技术大学课程设 计 16 机动时 2 ， 1 ， 2 攻 m 3512()( 21 nf m 工序 X：磨 40外圆， 70端面 磨 40 外圆 (1) 磨 40机床 1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料 50 40 127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6 号组织， 平型砂轮，其尺寸为 350)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33 工件速度 18m/向进给量 20行程 ) 切削深度 )切削工时 0002式中 辽宁工程技术大学课程设 计 17 0 1 5 0 0 t 磨 70 端面的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述 三、 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 纹孔的钻床夹具本夹具主要用于铣 纹孔面，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 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辽宁工程技术大学课程设 计 18 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。 30， 7 的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 30 孔和 7 作为定位基准，即采用经典的一面 2 销定位。采用 40 端面限制 3 个自由度 ，圆柱销限制 2 个自由度，削边销限制一个自由度，这样空间的 6 个自由度都已经限制完，我们既可以开始加工工件。 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 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 7 7 8 9174 . 2 015819 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、刚度适当辽宁工程技术大学课程设 计 19 即能满足加工要求。 一面两销定位误差 (1)移动时基准位移误差 （式 5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 代入（式 5： =0 9 0 0 6 =(2) 转角误差 L m i i （式 5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 2d 削边销孔的最大偏差 2D 削边销孔的最小偏差 2 削边销定位孔与定位销最小配合间隙 其中： )2(2 m i i X 则代入（ 式 5： 0 . 0 0 9 0 0 . 0 1 6 0 . 0 0 9 0 0 . 0 0 4 0 . 0 0 0 0 6 2 22 3 0 5 . 2 9 辽宁工程技术大学课程设 计 20 则： 0 0 0 6 2 1 9 加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用 据 84 的规定钻头上偏差为
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