K099-吊环轴的工工艺规程及车直径30外圆的夹具设计【课程设计】【优秀】【通过答辩】
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吊环
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机械加工工艺卡片 工件名 称 吊环轴 工序号 零件名称 吊环轴 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 卧式车床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度m/本工 时 车 30 外圆 标卡 33 1 尺 设计者 王森彤 指导老师 孙远敬 共 1 页 第 1 页 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 吊环轴 共 页 第 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 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 10 铸造 铸造 20 时效 时效处理 30 铣 铣下端面 。 40 铣 铣上端面 。 50 钻 钻，扩 38 的孔 60 车 车 30 的端面和外圆 70 去毛刺 80 终检 平台 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 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 吊环轴的工工艺规程及车 30 外圆的夹具设计 班 级： 机械 10 名： 王森彤 学 号： 1007100318 指导教师： 孙远敬 完成日期： 2013 6 30 辽宁工程技术大学课程设计 任 务 书 一、设计题目 : 吊环轴的工工艺规程及车 30 外圆的夹具设计 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :（中批或大批大量生产） 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。 辽宁工程技术大学课程设计 8第 20 21 天，答辩 辽宁工程技术大学课程设计 五、指导教师评语 综合评定成绩： 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 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。 吊环轴 加工工艺规程及其 车 30 外圆 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。 辽宁工程技术大学课程设计 l, so on n al ho le is as as c on is in to is on n to a of is 宁工程技术大学课程设计 on to as as in to 宁工程技术大学课程设计 目 录 序言 1 1. 零件分析 2 件作用 2 件的工艺分析 2 2. 工艺规程设计 3 定毛坯的制造形式 3 面的选择传 4 定工艺路线 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯 尺寸的确定 5 定切削用量及基本工时 6 3 夹具设计 8 题的提出 8 位基准的选择 8 削力及夹紧力计算 9 位误差分析 10 具设计及操作简要说明 10 总 结 11 辽宁工程技术大学课程设计 致 谢 12 参考文献 13 辽宁工程技术大学课程设计 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。 吊环轴 的加工 工艺规程及其 车 30 外圆 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。 辽宁工程技术大学课程设计 2 1 零件的分析 件的作用 吊环轴 的作用待查 ，零件图如下 图 1 零件图 件的工艺分析 吊环轴 加工共有 3 组加工表面，它们相互之间有一定的要求。现分述如下： 1、以工件的 上 端面为基准加工面。 这组加工面，主要是 下 端面 2、以 下 端面为基准 的加工面，这组加工面主要是上端面 直径 38 的通孔。 3：以 下 端面和 38 孔为基准加工 面，这组加工面主要是 30 的外圆和端面 辽宁工程技术大学课程设计 3 2 工艺规程的设计 确定毛坯的的制造形式 零件材料为 因为工件是 批量生产，因此我们采用砂型铸造。 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，对本工件来说选择左端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 38 孔作为精 基准。 制订工艺路线 （ 1）、工艺路线方案一： 工序一： 铸造 、 工序二： 时效处理 工序三： 铣下端面 工序四； 铣上端面 工序五： 钻，扩 38 的孔 工序六： 车 30 的端面 和外圆 工序 七 ： 钳工去毛刺 工序八 ：质检，入库 辽宁工程技术大学课程设计 4 （ 2）、工艺路线方案二： 工序一：铸造、 工序二：时效处理 工序三：铣下端面 工序四；铣上端面 工序五：钻，扩 38 的孔 工序六：车 30 的端面 工序七 ： 车 30 的外圆 工序八： 去毛刺 工序九： 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 在加工 30 端面和外圆的时间放在了一起加工，这样一次装夹既可以把端面和外圆加工出来，减少了装夹误差 ，极大的保证了加工质量，同时又大大的提高的生产效率，适合大批量生产，因此综合考虑我们选择方案一 . 具体的工艺过程如下： 工序一：铸造、 工序二：时效处理 工序三：铣下端面 工序四；铣上端面 工序五：钻，扩 38 的孔 工序六：车 30 的端面和外圆 辽宁工程技术大学课程设计 5 工序七 ：钳工去毛刺 工序八：质检，入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 吊环轴 ”零件材料为 产类型为大批量生产。 查参考文献可以知道，底面和端面的余量留 较合适。 确定切削用量及基本工时 工序 车 30 的端面和外圆的切削用量及基本工时的计算如下 粗车 30 端面 及外圆柱面， 工件材料： b=220 模铸 加工要求：车削 30面及外圆柱面， 机床： 式车床 刀具：采用刀片的材料为 杆尺寸 16 K =90 , 0 =15 , 0 =12 , =计算切削用量 (1) 粗车 30面 1) 已 知毛 坯 长 度方 向 的加 工 余 量为 虑的 模 铸 拔模 斜 度，4) 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 刀杆尺寸为 16 25 辽宁工程技术大学课程设计 6 35及工件直径为 30 时， f =r 按 床说明书（见切削手册）取 f =r 3) 计算切削速度，按切削手册表 削速度的计算公式为 (寿命 T=60(m/其中： 342, m=正系数 切削手册表 所以 c 42 58.6(m/4)确定机的主轴转速 04r/机床说明书 (见工艺手册表 与 504r/近的机床转速为 480r/ 600r/选取 480r/ 所以实际切削速度 v=110r/ 5) 切削工时，按工艺手册表 =30, 1l =22l =0, 3l =0 =30 =(2) 粗车 30圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度 1) 切削深度，单边余量 Z=二次切除。 辽宁工程技术大学课程设计 7 2) 进给量， 根据机械加工工艺手册取 f=r 3)计算切削速度 132m/)确定机床主轴转速 20r/ 420r/近的机床转速为 480r/选取 480r/以实际切削速度 000= m 501000 48030 m 5) 检验机床功率 其中 2985， 650( = 50600( =2985 150 ) 切削时消耗功率 4106 4106 x W) 电机功率为 80r/主轴传递的最大功率为 以正常加工。 6) 校验机床进给系统强度 已知主切削力 其中 1940， 650( = 50220( =以 1940 150 03(N) 辽宁工程技术大学课程设计 8 而轴向切削力 其中 2880， 650( = 50220( =k =向切削力 2880 150 42(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =切削罗在纵向进给方向 对 进 给 机 构 的 作 用 力 为 F= ( =442+03)=442+机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为 3530N(见切削手册表 机床进给系统可正常工作。 7)切削工时 t= 其中 l=33 1l =4 1l =2以 t= 433 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 计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计 车 38 孔 的夹具 ，选用机床： 式车床 题提出 本夹具主要用来 车 30 的外圆和端面 ，因为钻 30 外圆 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、。 辽宁工程技术大学课程设计 9 位基准的选择 我们已已经加工好的 38 孔作为定位基准，采用一个 心轴 定位， 26孔端面限制 3 个自由度，圆柱销限制 2 个自由度，最后一个方向的自由度我们采用一个定位挡销定位，这样空间的 6 个自由度都已经限制完了，我们就可以开始加工工件了。 削力和夹紧力的计算 查表 1 圆周力： 径向力： 轴向力： 其中： 查机床夹具手册表 1k )1501( ， 表 1 表 1,1, r 由上得： 25N， 59N， 95N 夹紧力的计算：由机床 夹具设计手册（表 1： 用扳手的六角螺 母的夹紧力 ： M=12P=L=140 用力：F=70N，夹紧力： 380N 由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。 满足加工要求。 位误差分析 辽宁工程技术大学课程设计 10 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。 （ 2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定 位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 具设计及简要操作说明 本工件采用 圆柱 销和 挡销 销定位，用移动压板压紧， 这样操作更加简单，迅速，特别适合打批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求 装配图附图如下 辽宁工程技术大学课程设计 11 图 2 夹具装配图 图 3 夹具图 辽宁工程技术大学课程设计 12 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 制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。 辽宁工程技术大学课程设计 13 致 谢 这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和
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