快速夹紧装置课程设计

目录一、前言-3二、零件的分析-4三、零件工艺规程设计-6四、选择加工设备与工艺装备-9五、确定切削用量及基本时间-10六、设计心得-16七、参考文献-17机械制造技术基础专业课程设计说明书一、前言通过对零件加工工艺的设计，整合我们所学过的有关的知识 (如机械制造工艺学 、 机械精度设计与检测技术 、 机械原理 、 机械设计 、 先进制造 、 热加工工艺基础等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！机械制造技术基础课程设计,在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养我分析问题和解决问题的能力。2、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我解决工程实际问题的独立工作能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指正和改善。二、零件的分析快速夹紧装置顶杆，材料 20 号钢，结构参数： （一） 、零件的功用题目所给的零件是快速夹紧装置顶杆，材料 20 号钢，是夹紧装置的一种。顾名思义该零件的作用就是用于工件装夹时的快速夹紧。其上的螺旋槽是用来限制顶杆的运动快慢和方向的，斜面上的螺纹孔套入手柄，起到控制的作用，当手柄旋转时顶杆就会在螺旋槽里面运动，端面 M167H 的螺纹孔配合精度还是挺高的，它应该是套在轴上与其他运动构件相贴，起到精确定位和导向的作用。（二） 、零件的工艺分析由零件图可知，其材料为 20 号刚，该 钢 属 于 优 质 低 碳 碳 素 钢 ， 冷 挤 压 、 深 谈淬 硬 钢 。 该 钢 强 度 低 ， 韧 性 、 塑 性 和 焊 接 性 均 好 。 抗 拉 强 度 为 253-500MPa， 伸 长率 24%。该 钢 模 具 零 件 工 艺 路 线 为 ： 下 料 锻 造 模 坯 退 火 机 械 粗 加 工 冷 挤 压 成型 再 结 晶 退 火 机 械 精 加 工 渗 碳 淬 火 、 回 火 研 磨 抛 光 装 配 。由零件图可知，40-0.025 -0.087mm 的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为五组：1、以 40-0.025 -0.087mm 的中心线为中心加工表面这一组加工表面包括：左右两个端面、外圆及倒角。2、以 40-0.025 -0.087mm 中心线为中心加工螺纹孔。这一组加工包括：左端面 M167H 的螺纹孔。3、以 40-0.025 -0.087mm 的中心线为中心加工圆柱螺旋槽。4、以 40-0.025 -0.087mm 的中心线为中心加工右端 30斜面。5、以右端 30斜面为基准加工 M167H 的螺纹孔。由以上分析可知，对这五组加工而言，由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。（三） 、零件的技术要求：锐边去毛刺（四） 、零件的热处理零件的热处理包括毛坯的热处理和零件的热处理。（1）毛坯热处理 在锻造后进行正火处理，消除锻件的残余应力（2）零件热处理 在粗加工后精加工前安排调质处理，其目的是消除锻造及粗加 工引起的残余应力、改善材料的可切削性和提高综合力学性能。三、零件工艺规程设计（一）选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、 选择毛坯根据零件材料确定毛坯为 20 号钢，生产类型为中小批量，可采用锻 造 毛 坯 。 此外 ， 为 了 提 高 零 件 的 耐 磨 性 ， 应 进 行 渗碳深度 0.81.2mm,淬火 6064HRC 热处理。2、确定毛坯尺寸和尺寸由参考文献（机械制造技术课程设计）查得该锻造件的加工余量公式为 A=0. 22LD 。2.05如下图：毛坯的尺寸以加工余量为依据确定毛坯最终尺寸：1) A=0. 22l d 其中，l=160mm,d=40mm,计算得 A=3.84mm,去 A=4mm。2.052) 长度 l=160mm， 双边余量 =2mm，L=l+2* =164mm 3) 直径 d=40 mm， 双边余量 =2mm，D=d+2* =44mm毛坯最终尺寸：164mm*44mm4) 零件的毛坯图 (详细见附图)3、加工余量的确定1) 粗车和精车的加工余量粗车：加工余量为 2.0；精车：加工余量为 0.6；2) 孔加工中，钻、扩、铰的加工余量孔径为 030；钻孔：加工余量为 1.0；扩孔：加工余量为 0.5；铰孔：加工余量为 0.3。（二）选择加工方法，制定工艺路线1) 定位基准面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2) 粗基准的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得，应以 40-0.025 -0.087mm 的中心线为粗基准。3) 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，选择 M167H 的孔和 L、R 两个基准面作为精基准。4) 零件表面加工方法的选择零件各表面的加工方法和方案选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还要考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。a) 两端面之间保证尺寸 160mm，表面粗糙度 6.3 半精车b) 外圆保证尺寸 42 粗车c) 外圆保证尺寸 40.6 精车d) 外圆保证尺寸 40-0.025 -0.087 精磨e) 端面倒角 2x45 精车f) 粗铣深 7mm 宽 9mm 的槽，圆柱旋转 270g) 钻、扩、粗、精铰 13.835mm 深 40mm 的孔，h) 锪 120，倒角 60，攻丝 M167H 深 32mmi) 粗、精铣 30斜面，保证粗糙度 6.3j) 钻、扩、粗、精铰 13.835mm 的孔，攻丝 M167H5) 制定工艺路线工序方案工序 1 毛坯备料工序 2 锻造毛坯工序 3 渗碳深度 0.81.2mm,淬火 6064HRC工序 4 清洗干净，检查是否有缺陷工序 5 夹左端车右端面留余量至 L162，车一中心孔；上尾顶尖，车右端外圆各部，留余量至 42；工序 6 夹右端车左端面留余量至 L160，车一中心孔；上尾顶尖，车左端外圆各部，留余量至 542；工序 7 热处理，调质工序 8 精车外圆：精车至 40.6；精磨外圆：精磨至 40 087.25工序 9 铣螺旋槽深 7mm 宽 9mm工序 10 钻、扩、粗铰、精铰 13.835mm 深 40mm 的孔，锪 120的倒角，倒角 60 ，攻丝 167H 深 32mm工序 11 粗、精铣 30斜面工序 12 钻、扩、粗铰、精铰 13.835mm 的孔，攻丝 M167H工序 13 去毛刺工序 14 检验工序 15 油封入库四、选择加工设备与工艺装备（1） 选择机床 根据不同的工序选择机床工序 5、6、8 粗车、半精车、精车、精磨，各工序的工步数不多，选用CKJ6136 数控车床。工序 9、11 选用 X62W 卧式铣床。工序 10、12 选用 Z535 立式钻床。（2） 选择夹具本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。（3） 选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.车左右的端面，外圆等选用后角 o120 、45 度车刀。2.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀3.钻孔选用锥柄麻花钻。4.钻 12.835 和扩、半精铰、精铰 13.835 的孔及锪 120的倒角，选用专用刀具。5.攻丝 M16-7H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。（4） 选择量具 1.选择加工面的量具 用分度值为 0.05mm 的游标长尺测量，以及读数值为 0.01mm 测量范围100mm125mm 的外径千分尺。2.选择加工孔量具因为孔的加工精度介于 IT7IT9 之间，可选用读数值 0.01mm 测量范围50mm125mm 的内径千分尺即可。3.选择加工槽所用量具槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为 IT14;半精铣时，槽宽为 IT13，槽深为 IT14。故可选用读数值为 0.02mm 测量范围 0150mm的游标卡尺进行测量。五、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量 a 、进给量 f 和切削速度 v。确定顺序应该是 a 、f，再确定 v。P P工序 5 切削用量及基本时间的确定1 切削用量的确定本工序为车 44mm 的端面。所选刀具为后角 o120，45 度车刀，选用 CKJ6136 车床。粗加工切削用量的确定背吃刀量 根据加工余量确定。由资料可知端面加工时一般可取：pa=(2/33/4)Z Z单边粗加工余量。因此可取 =0.7Z 即： =0.7*4=2.8pa papa进给量 f 进给量 f 的选择主要受刀杆、刀片、工件及机床进给机构等的强度、刚性的限制。实际生产中由查表确定。查表得：f = 0.4mm。切削速度 车削端面时：刀量确定后由公式可就算得切削速度。cv计算公式为： = 。cvvxympCkTaf公式中的系数查表可得： =189.8、T=360min、m=0.2v=0.7、 =0.15 =0.2 。vkvxvy则计算得：端面加工 = 42m/minc主轴转速 n=189.5r/min2 基本时间粗车 44 端面 Tj1 = =44/0.4/189.5=0.58minLifn粗车 80mm 外圆 Tj2 = =80/0.4/189.5=1.06 minif辅助工时 t=0.15min工序 6 切削用量及基本时间的确定1 切削用量的确定本工序的加工与工序 5 相同，只是方向相反，所以：背吃刀量 =0.7*4=2.8pa进给量 f = 0.4mm端面加工 = 42m/mincv主轴转速 n=189.5r/min2 基本时间粗车 44 端面 Tj1 = =44/0.4/189.5=0.58minLifn粗车 80mm 外圆 Tj2 = =80/0.4/189.5=1.06 minif辅助工时 t=0.15min工序 8 切削用量及基本时间的确定本工序为精车、精磨外圆。所选刀具为后角 o120，45 度车刀，选用 CKJ6136 车床。精车加工切削用量的确定背吃刀量 根据加工余量确定。由资料可知端面加工时一般可取：pa=(2/33/4)Z Z单边粗加工余量。因此可取 =0.7Z 即： =0.7*2=1.4pa papa进给量 f 进给量 f 的选择主要受刀杆、刀片、工件及机床进给机构等的强度、刚性的限制。实际生产中由查表确定。查表得：f = 0.15mm切削速度 = 200m/mincvcv主轴转速 n n=1000r/min2 基本时间精车 160mm 外圆 Tj3= =160/0.15/1000=1.07minLifn辅助工时 t=0.15min精磨加工切削用量的确定背吃刀量 根据加工余量确定。由资料可知端面加工时一般可取：pa=(2/33/4)Z Z单边粗加工余量。因此可取 =0.7Z 即： =0.7*0.6=0.42pa papa进给量 f 进给量 f 的选择主要受刀杆、刀片、工件及机床进给机构等的强度、刚性的限制。实际生产中由查表确定。查表得：f = 0.1mm切削速度 = 200m/mincvcv主轴转速 n n=2000r/min2 基本时间精车 160mm 外圆 Tj3= =160/0.1/2000=1.60minLifn辅助工时 t=0.15min工序 9 切削用量及基本时间的确定1 切削用量的确定本工序为铣深 7mm,宽 9mm 的槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=9mm，z=10，已知铣削宽度 a =4.5mm，铣削深度 a =7mm 故机床选用 XA6132 卧e P式铣床。1.确定每齿进给量 f Z根据机械制造技术基础 ，表 5-144，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量 f=0.520.10mm/z、现取 f =0.52mm/z。Z Z2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础 ，表 5-148 用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 0.20mm，耐用度 T=60min。3.确定切削速度和每齿进给量 f zc根据切削用量简明手册所知，依据铣刀直径 d=9mm，铣削宽度a =4.5mm，铣削深度 a =7mm，耐用度 T=60min 时查取e PVc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。根据 XA6132 型立式铣床主轴转速表查取，n c=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc = 10cndVc= =13.42m/min4759.3实际进给量：f =zcnvff = =0.16mm/zzc1034754.校验机床功率 据资料可知，切削功率的修正系数 k =1，则 P = 2.8kw，P =0.8 kw，可知机mpccct床功率能满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为：t =miczlnft = 10=0.14min16.034795辅助工时 t =0.1min工序 10 切削用量及基本时间的确定一、钻孔 10、反拉、扩、铰 13.835、锪 120倒角、孔口倒角 601 切削用量加工条件为：工件材料为 20 号钢。钻床选用 Z525 立式钻床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法。1.钻孔切削用量查切削手册 所以 ，按rmf/86.07.36.210dl rmf/70.钻头强度选择 按机床强度选择 ，最终决定选择机床r/5.1 rmf/.已有的进给量 经校验 校验成功。f4ax785Ff 2.钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册 ）为 0.50.8mm，寿命 。min60T切削速度，查切削手册：修正系数 rmvc/100.1TVK.MV0.1tvK故5.Kx.1vapv rmc/5in/7.30914.0xdns机床实际转速为 min/452rc故实际的切削速度 rmvsc /7.1203.校验扭矩功率所以 NmMc73N2.14mcM故满足条件，校验成立。EPkwP0.212 计算工时： min13.0745283nflLtm工序 12 切削用量及基本时间的确定一、钻孔 10、反拉、扩、铰 13.8351 切削用量加工条件为：工件材料为 20 号钢。钻床选用 Z525 立式钻床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法。1.钻孔切削用量查切削手册 所以 ，按rmf/86.07.36.210dl rmf/70.钻头强度选择 按机床强度选择 ，最终决定选择机床r/5.1 rmf/.已有的进给量 经校验 校验成功。f4ax785Ff2.钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册 ）为 0.50.8mm，寿命 。min60T切削速度，查切削手册：修正系数 rmvc/100.1TVK.MV0.1tvK故5.Kx.1vapv rmc/5in/7.30914.0xdns机床实际转速为 min/452rc故实际的切削速度 rmvsc /7.1203.校验扭矩功率所以 NmMc73N2.14mcM故满足条件，校验成立。EPkwP0.212 计算工时： min126.0745.3nflLtm六、设计心得本次设计是我们学完了大学的绝大多数基础课、专业基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。通过对本次课程设计过程及老师指点的回顾和总结，系统地分析一下整个设计、学习过程中所存在的问题。通过总结，还可以把平时听课时还没有弄懂、弄透的问题加以学习巩固，以获得更多的收获，更好的达到课程设计的预期目的和意义。虽然在课程设计中我遇到了不少困难，比如在加工顺序中我不知应该先加工哪一步，还有车床的选择不清楚等，但是我不怕麻烦多次向老师求教并作出修改，终于确定了这次课程设计的工艺路线。在工艺路线制作中，使我对机械制造工艺学、金属切削机床等相关专业知识的理解更加深入。因此，在这次课程设计完成的过程中我学到了许多东西，并成功完成了这次课设。此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计，其中考察了定位基准的选择，零件表面加工方法的选择，加工工艺路线的拟订及工序加工余量，工序尺寸，公差等相关知识，利用近两周时间的课程设计，加深了对所学知识的理解，有助于今后工作。本次课程设计使我学会了解决机械加工工艺问题的能力，提高结构设计能力，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，同时还具备了识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。七、参考文献书 名 出版社 主 编机械制造工艺学课程设计指导书华侨大学机电学院 刘晓梅机械制造手册 辽宁科学技术出版社 王宛山 刑敏机械制造工艺设计简明手册哈尔滨工业大学 李益民机械制造工艺与机床夹具 机械工业出版社 刘守勇机械精度设计与检测技术 机械工业出版社 陈隆东 赵福令机械制造工艺学 清华大学出版社 王先逵机械制造及自动化生产实习