【工装夹具类】连杆和小头铜套工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】
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工装
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【工装夹具类】连杆和小头铜套工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】,工装,夹具,连杆,以及,小头,铜套,工艺,设计,全套,cad,图纸,毕业论文
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机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式 铣床 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 粗铣上下端面 端铣刀 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式 铣床 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 粗铣上下端面 端铣刀 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 金刚镗床 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 镗 62 孔 切槽刀 游标卡 尺 10 1 2 镗 58 孔 弯头镗 刀 游标卡 尺 55 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 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 116 的外圆 外圆车 刀 游标卡 尺 2 镗 190 的外圆 外圆车 刀 游标卡 尺 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 金刚镗床 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 镗 112 孔 切槽刀 游标卡 尺 10 1 2 镗 107 孔 弯头镗 刀 游标卡 尺 55 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 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 铣 面 端铣刀 游标卡 尺 1 2 铣 24 孔 端面 端铣刀 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式钻 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 钻，扩，铰 24孔 麻花钻， 扩孔钻 游标卡 尺 1 2 钻，扩 24 孔 端面 麻花钻， 扩孔钻 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式铣 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 铣 30 端面 端铣刀 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 45 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 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 嵌入铜套 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 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 连杆 零件名称 连杆 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 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 5 锻 造 锻 造 10 退火处 理 退火 处理 15 铣 粗 铣 上 下 端面 式铣床 专用夹具 ， 端铣刀 ，游标卡尺 20 铣 精铣上下端面 式铣床 专用夹具， 端铣刀 ，游标卡尺 25 镗 镗 62 和 58孔 刚镗床 专用夹具， 弯头镗刀 ，游标卡尺 30 车 车 190. 116 的外圆 式车床 专用夹具， 外圆车刀 ，游标卡尺 35 镗 镗 112 和 107孔 刚镗床 专用夹具 ， 弯头镗刀 ，游标卡尺 40 铣 铣 2 24 的孔的 2 侧端面 式铣床 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 50 钻 钻，扩，铰 24，钻扩 2 式钻 床 专用夹具， 麻花钻，扩孔钻，铰刀 ，游标卡尺 55 铣 铣 30 端面 式铣床 专用夹具， 端铣刀 ，游标卡尺 65 钳工 小头端嵌入铜套 钳工车间 专用夹具 70 检验 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 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 定毛坯的制造形式 4 面的选择 5 定工艺路线 5 械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸的确定 6 定切削用量及基本工时 14 三 夹具设计 15 题的提出 15 位基准的选择 15 削力及夹紧力计算 16 位误差分析 17 具设计及简要操作说明 18 总 结 19 致 谢 20 参考文献 21 设计说明书 题目： 连杆 零件的工艺规程及 镗 107 孔的镗床 夹具设计 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。 连杆 加工工艺规程及 镗孔 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。 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 4 5 5 序 尺寸及毛坯尺寸的确定 6 14 三 夹具设计 15 题的提出 15 位基准的选择 15 削力及夹紧力计算 16 位误差分析 17 具设计及简要操作说明 18 总 结 19 致 谢 20 参考文献 21 第 1 页 共 25 页 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。 连杆 的加工工艺规程及其 镗孔 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。 第 2 页 共 25 页 一、 零件的分析 零件的作用 连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。 连杆的加工精度直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。 零件的工艺分析 连杆 有 2 个加工面他们 相互之间没 有 任何 位置度要求。 1： 以 上下 端面 为基准的加工面，这组加工面主要是 镗 62 和 58孔，镗 112 和 107孔。 2： 以 107 孔为基准的加工面，这组加工面主要是各个孔端面及其孔 第 3 页 共 25 页 二 . 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材 料为 虑到拖拉机运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件 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。 面的选择 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。这样可以保证该面有足够的加工余量。 第 4 页 共 25 页 （ 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 端面 作 为定位基准，。 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。 （ 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 已经加工好的 107 孔 和一端面 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 。 第 5 页 共 25 页 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。 制定以下两种工艺方案 ： 方案一 5 锻 造 锻造 10 退火处理 退火处理 15 铣 粗铣上下端面 20 铣 精铣上下端面 25 镗 镗 62 和 5830 车 车 190. 116的外圆 35 镗 镗 112 和 10740 铣 铣 24的孔的 2侧端面 50 钻 钻，扩，铰 24扩 255 铣 铣 30端面 65 钳工 小头端嵌入铜套 70 检验 检验，入库 第 6 页 共 25 页 方案二 5 锻 造 锻造 10 退火处理 退火处理 15 铣 粗铣上下端面 20 铣 精铣上下端面 25 镗 镗 62 和 5830 车 车 190. 116的外圆 35 镗 镗 112 和 10740 铣 铣 2 24的孔的 2侧端面 50 钻 钻 24，钻 255 铣 铣 30端面 65 钳工 小头端嵌入铜套 70 检验 检验，入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一 钻，扩，铰 24扩 2 因为孔的精度要求比较高， 且 铰 孔的孔的 尺寸要求较为严格，这样我们 加工其他工序的 就可以利用 铰 好的孔做为定位基准，这样能 能更好地保证工件 钻孔时 的位置度要求 。而方案二没有扩，铰工序，不能很好的保证精度要求。综合考虑我们选择方案一。 第 7 页 共 25 页 具体的加工路线如下 5 锻 造 锻造 10 退火处理 退火处理 15 铣 粗铣上 下端面 20 铣 精铣上下端面 25 镗 镗 62 和 5830 车 车 190. 116的外圆 35 镗 镗 112 和 10740 铣 铣 2 24的孔的 2侧端面 50 钻 钻，扩，铰 24扩 255 铣 铣 30端面 65 钳工 小头端嵌入铜套 70 检验 检验，入库 第 8 页 共 25 页 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 连杆 零 件材料为 45， 重量为 产类型为大批量生产，采用 锻 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 锻造 可直接获得。 2、 连杆 的 上下端面 由于 连杆上下端面 要与其他接触面 接触， 同时又是 107的中心线的基准。 粗糙度要求为 相关资料知余量留 较合适 。 3、 连杆 的孔 毛坯为空心， 孔的精度要求介于 照参数文献，确定工艺尺寸余量为 2 确定切削用量及基本工时 工序 5： 锻造 工序 10： 退火处理 工序 15： 粗铣上下端面 1. 选择刀具 刀具选取 端 铣刀，刀片采用 p ， 0 190d ， 1 5 0 / m ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 第 9 页 共 25 页 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 1 0 0 0 1 0 0 0 1 5 0 2 5 1 / m i 按机床标准选取250 r 1 9 0 2 5 0 1 4 9 / m i 0 0 1 0 0 0 当250r/ 0 . 2 4 2 5 0 2 0 0 /m z wf f z n m m r 按机床标准选取 2 0 0 /mf m m r3） 计算工时 切削工时： 190l ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 1 9 0 9 3 4 . 2 4 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 20： 精铣上下端面 精铣上下端面 的切削用量和工时计算同上，在此不再累述。 工序 25： 镗 62和 58工件材料： 效处理，砂型铸造 加工要求： 镗孔 58 床：卧式镗床 具： 弯头镗刀 第 10 页 共 25 页 查简明手册表 v =25mm/z 0 0 0 1 0 0 0 2 5 1 0 6 / m i 1 4 3 . 1 4 5 8 根据 125 r/削工时： L=2mm m 8 5 2 fm 工序 35： 镗 112和 107孔 工件材料： 效处理，砂型铸造 加工要求：镗孔 107 床：卧式 镗床 具： 弯头镗刀 查简明手册表 v =20m/z 第 11 页 共 25 页 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 8 4 . 9 2 / m i 1 4 3 . 1 4 1 0 7 根据 床说明书，取 100 r/削工时： L=2 0 . 4 0 m i 0 0 . 0 5m 工序 50： 钻，扩，铰 24 工步一钻孔至 23 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 0 23d 时， 。由于本零件在加工 31 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参 考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 1 5 2 / m i 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 2 3 1 7 5 7 1 . 9 8 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工时： 00 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 第 12 页 共 25 页 m 5391 0 021 扩孔 利用钻头将 23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 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 2 3 . 8 5 6 8 6 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工时： 00 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m ： 铰 24孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 第 13 页 共 25 页 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： 00 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 8391 0 021 5： 铣 30端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 p ， 0 30d ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 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 rd vn s 按机床标准选取750 r m 50501000 w 当750r/ 第 14 页 共 25 页 按机床标准 选取 6006） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 91521 15 页 共 25 页 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 第 35 工序的 镗 112 和 107孔 的镗床夹具 。 题的提出 本夹具主要用来 镗 112 和 107孔 , 粗糙度要求 度要求比较高，考虑保证加工精度要求， 采用已加工好的 镗62和 58孔 定位。 位基准的选择 本道工序 镗 112 和 107孔 ，精度不高，因此我们采用已加工 好的 62 和 58孔 定位， 用圆柱销和挡销定位， 压板的压紧力即可以满足要求 。 削力和夹紧力的计算 由夹具装配图可以看出 ,由于水平方向上有两个定位销 ,所以水平方向上不需要考虑夹紧力是否合适 ,只用考虑 Z 轴上的夹紧力就可以了 . 查机 床夹具设计手册表 1 式中 : 第 16 页 共 25 页 p 0 =50190( 以 , 2 计算切削力时 ,必须把安全系数也考虑在内 . 6543210 安全系数 查机床夹具设计手册 ,表 1 切削力 =本夹具主要夹紧力是螺母夹紧 , 查机械加工工艺师手册表 17 夹紧力 N=7950N 此时 ,实际夹紧力已大于所需 加紧力了 ,所以本夹具可安全工作 . 第 17 页 共 25 页 位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移 误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 Z 轴方向，且向下，见下图。 0 . 0 1 2 0 . 0 2 3 0 . 0 3 2 0 . 0 6 72 T d 式中 定位副间的最小配合间隙（ 工件圆孔直径公差（ 定位销外圆直径公差（ 具设计及操作的简要说明 使用 圆柱销 定位，采用 铰链 压板快速夹紧 ，即可指定可靠的卡紧力。 同时我们采用快换 镗 套，当导向的 镗 套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下 镗 套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产 第 18 页 共 25 页 总 结 毕业 设计 是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 毕业 设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。 这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具 选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次 毕业 设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的， 第 19 页 共 25 页 只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才 能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 这次 毕业 设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！ 第 20 页 共 25 页 致 谢 这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习 和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。 这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老 师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题， 她 严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成， 她 都 始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜， 她 不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩 指导 老师的专业水平外， 她 的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向 指导 老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 第 21 页 共 25 页 参 考 文 献 1. 切削用量简明手册 ,艾兴、肖诗纲主编 ,机械工业出版社出版，1994年 益民主编，机械工业出版社出版， 1994年 计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版， 1983年 北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版， 1990年 海科学技术出版社， 1981年 10月 宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版， 1997 年 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 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 车左端面 端面车 刀 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 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 车右 端面 端面车 刀 卡尺 1 2 车孔至 圆车 刀 卡尺 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 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 外圆至 59 端面车 刀 卡尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 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 外圆至 58 至图样尺寸 外圆 车刀 卡尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 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 钻 12孔 麻花钻 卡尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 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 外 54内圆 内圆 车刀 卡尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 机械加工工 序 卡片 工件名称 工序号 零件名称 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 锻 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 卧式插 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 插 槽 插槽刀 卡尺 1 设计者 指导老师 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 铜套 零件名称 铜套 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 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 5 铸造 下料 10 退火处 理 车左端面 式 车床 专用夹具，外圆车刀，游标卡尺 15 铣 粗 车右端面，车孔至 式车床 专用夹具 ， 外圆车刀 ，游标卡尺 20 铣 车外圆至 59 式车床 专用夹具， 外圆车刀 ，游标卡尺 25 镗 精车 58 外 圆至图样尺寸 式车床 专用夹具， 外圆车刀 ，游标卡尺 30 车 钻 12 的孔 立式钻床 用夹具， 麻花钻 ，游标卡尺 35 镗 车 54 的 孔 式车床 专用夹具 ， 内圆车刀 ，游标卡尺 40 铣 插 油槽 卧式插床 用夹具， 专用插刀 ，游标卡尺 45 检验 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 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 定毛坯的制造形式 3 面的选择 4 定工艺路线 5 械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸的确定 7 定切削用量及基本工时 9 三 夹具设计 14 题的提出 14 位基准的选择 18 削力及夹紧力计算 16 位误差分析 17 具设计及操作简要说明 18 总 结 20 致 谢 21 参考文献 22 设计说明书 题目： 铜 套 零件的工艺规程及 插槽 的夹具 设计 。 学 生 ： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 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。 铜 套加工工艺规程及其 插槽 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。 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 2 二 . 工艺规程设计 3 3 4 5 序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 9 三 夹具设计 14 题的提出 14 位基准的选择 18 削力及夹紧力计算 16 位误差分析 17 具设计及操作简要说明 18 总 结 20 致 谢 21 参考文献 22 第 1 页 共 26 页 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。 铜 套的加工工艺规程及其 插槽 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。 第 2 页 共 26 页 一、 零件的分析 零件的作用 铜 套 的作用，待查 零件的工艺分析 铜 套的各个加工面没有位置度要求，但加工精度较高，我们采用粗车 和精车 等加工手段 第 3 页 共 26 页 二 . 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 影响毛坯选择的因素通常包括： 1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。 2、零件的结构形状和外形尺寸。 3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。 4、零件生产纲领的大小。 5、现有生产能力和发展前途。 由于 铜 套要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择 因为 铜 套 在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加 工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好，。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用 锻 造成型 。 面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 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 第 4 页 共 26 页 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。 粗基准的选择：对 铜 套 这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。 铜套外轮廓用短 V 形块定位，可以消除 x 、 y 两个自由度， 再用 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， 第 5 页 共 26 页 反复加工。 （ 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。 一个面定位， 精 基准的选择：根据 基准重合原则，选取孔 及已加工的底面作为精基准。 制定工艺路线 工艺过程的安排： 在 铜套 加工中，影响加工精度的主要因素有： 铜套 本身的刚度比较地，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。 铜套 是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。 因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。 这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大， 加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。 3 各主要表面的工序安排如下： 方案一 第 6 页 共 26 页 5 铸造 下料 10 退火处理 车左端面 15 铣 粗车右端面，车孔至 0 铣 车外圆至 59 25 镗 精车 58外圆至图样尺寸 30 车 钻 12的孔 35 镗 车 54 的孔 40 铣 插 油槽 45 检验 检验，入库 方案二 5 铸造 下料 10 退火处理 车左端面 15 铣 粗车右端面，车孔至 0 铣 车外圆至 59 25 车 钻 12的孔 30 镗 车 54 的孔 35 铣 插 油槽 40 检验 检验，入库 第 7 页 共 26 页 工艺方案一和方案二的区别在于 方案 二相对于 方案一 增加了一个 精加工 的工序，因为我们孔的粗糙度要求为 车即可满足要求， 从 保证加工精度要求考虑 ，我们选择方案一 。 具体的加工路线如下 5 铸造 下料 10 退火处理 车左端面 15 铣 粗车右端面，车孔至 0 铣 车外圆至 59 25 镗 精车 58外圆至图样尺寸 30 车 钻 12的孔 35 镗 车 54 的孔 40 铣 插 油槽 45 检验 检验，入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。 本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、 第 8 页 共 26 页 毛坯尺寸及公差等级。 （ 1） 单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定 由（）表 4 = =锻 件机械加工余量 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 00 0 11 12 00 160 0 11 12 13 14 60 250 1 13 13 15 15 17 0 1 250 400 1 13 15 15 17 18 20 0 11 10 12 12 14 400 630 10 11 13 16 18 17 20 20 23 2 13 12 14 13 16 630 1000 12 13 15 18 20 20 23 23 26 11 14 15 14 17 15 18 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 1000 1600 13 15 17 20 23 23 26 27 30 0 13 16 17 16 19 18 21 第 9 页 共 26 页 表 ： 1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的 数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。下面为双侧加工时，每侧的加工余量值。 2、表中略去基本尺寸大于 1600 10000 （ 2） 铸件公差等级的确定 表（） 5 可知 成批和大量生产的铸件机械加工余量等级 工艺方法尺寸公差 加工余量 加工余量等级 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 铜合金 锌合金 轻金属合金 镍基合金 钴基合金 第 10 页 共 26 页 砂型手工造型 113 1113 1113 1012 1012 11 A J H H H H 、 H 型机器造型及壳型 10 810 810 810 810 9 A H G G G G 属型 9 79 79 79 79 6 8 A F F F F F 压铸9 79 79 79 79 6 8 第 11 页 共 26 页 造 F F F F F 力铸造 8 46 5 7 A E E 模铸造 7 57 57 6 6 57 57 E E E E 表 ： 1、 型铸造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例：尺寸公差为 工余量底、侧面为 H 级。 2、 型铸造铸件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例：底、侧面加工与量为 3、 砂型铸造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。 （ 3） 铸造孔的最小尺寸 第 12 页 共 26 页 在铸造工艺上为制造方面，一般当铸造孔径小于规定尺寸时可不铸出，零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。 （ 4） 铸造壁 的最小厚度 各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表。 （ 5） 铸造斜度 对于砂型及硬型铸件常选用 3 ，压铸件常选用 130 2 。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。 2、 端面 面加工余量及工序尺寸的确定 查表 =4表可得精车 = 精车 =A 3、 螺纹孔加工余量及工序尺寸的确定 由表可得钻孔直径为 台阶面 加工余量的确定 由表查得总余量为 A=4 精铣 = 面） 粗铣 =1=3 1、 孔端面 采用车削分 2 次走刀完表面加工，表面粗糙度为 据参考文献，其余量为 Z=定切削用量及基本工时 第 13 页 共 26 页 工序： 车左端面 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 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/近的机床转速为 750r/ 选取50r/ 所以实际切削速度000 m 41000 75035 5) 切削工时， tm=i ;其中 l=25 第 14 页 共 26 页 1l =4 2l =0tm=i=工序 ： 粗车右端面，车孔至 ) 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 3
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