机械制造技术课程设计-假轴零件加工工艺及铣槽夹具设计

目录序言1机械制造工艺及夹具课程设计任务书2第一章假轴的加工工艺设计31零件阁工艺性分析31.11零件结构功用分析41.21零件阁纸分析41.3.1主要技术条件42.1毛坯的结构确定42.1.1毛坯的结构工艺要求42.1.2毛坯形状、尺寸确定的要求52.2.1毛坯类型52.3.1毛坯余量确定53.1基面的选择64.1工艺过程设计中应考虑的主要问题7.4.1.1加工方法选择的原则74.1.2加工阶段的划分74.1.3工序的合理组合75.1制定工艺路线85.1.1工艺路线方案85.1.2制定工艺路线如下:85.2.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定95.3.1设备及其工艺装备确定95.3.2确定切削用量及基本工时9雜16第二章夹具设明书 172.1 铣1mm槽夹具设计:17第三章设计体会19参考资料20序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械制造技术基础和机械制造工艺学等课程之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。就我个人而言，通过这次的设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，并学会了使用和查阅各种设计资料、手册和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西都。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。 全套图 纸加扣 3346389411或3012250582此次课程设计，需要我们熟练掌握运用机械制造工艺设计的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。通过绘制零件图和工序图，提高总结的计算机绘图能力。学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。本设计的内容是制订假轴加工工艺规程。通过分析操纵假轴从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对假轴零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。关键词： 假轴 图样分析 工艺分析 工艺设计第一章 零件分析1.1 零件的工艺分析该零件坯料170*120mm,主要加工面有平面、外轮廓，是一个形状机构不太复杂的零件，可通过车、钻，磨来获得。加工个参数如下： 车60h6，140h7和166外圆及端面钻，扩，铰，磨50H7mm的孔钻，扩6*30mm的孔（选用数控车床）钻沉头孔12-5.8mm, 10mm深8.5mm（选用数控车床）倒角去毛刺有以上的分析可知，对于孔50mmH7，140mmh7。有圆柱度，同轴度，角度和垂直度的要求可以先加工50H7mm的孔。对加工表面的精度不难，但表面粗糙度要求很高。， 第二章 加工工艺规程设计2.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。2.2 粗基准的选择 粗基准的选择，按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的166mm右端面定位粗基准。2.3 精基准的选择 根据假轴零件的加工精度和装配方便，50mm孔和166右端面为定位基准。依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。2.4零件加工方法的选择1） 60h6外圆公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.8um，需：粗车半精车精车磨削2） 140h7外圆公差等级IT7，表面粗糙度Ra1.6um,需：粗车半精车精车3） 50H7孔，公差等级IT7，表面粗糙度Ra0.8um，需：钻扩铰研磨4） 166mm外圆，表面粗糙度6.3um，需：粗车半精车5） 166mm端面，表面粗糙度3.2um，需：粗车半精车6） 钻30孔，表面粗糙度6.3，需：钻扩7） 沉头孔，表面粗糙度6.3，需：钻扩8） 铣槽1mm槽2.5制订工艺路线生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。工艺路线：工序1：铸造；工序2：热处理；工序3：166为定位粗基准：粗车60和140左端面及外圆面并倒角工序4：166定位粗基准：半精车60，140左端面及外圆面。工序5：166定位粗基准：钻，扩，铰，研磨至尺寸50H7孔，并倒角工序6：掉头装夹，以140为定位粗基准：粗车166右端面及外圆面工序7：140为粗基准：半精车166右端面及外圆面工序8：50H7的孔为定位精基准：精车左端面及外圆面至尺寸60h6和140h7工序9：50H7的孔为定位精基准：磨削外圆面至尺寸60h6工序10：50H7的孔为定位精基准基准：钻，扩至6*30孔工序11：50H7的孔为定位精基准：钻，扩12-5.8, 10深5.8的沉头孔工序12：50H7的孔为定位基准：铣1mm槽工序13：去毛刺。工序14：终检工序15：入库第三章 选择机床和和工艺设备3.1机床的选择 因为大批量生产，所以选用高效率的机床。 （1）工序中，重要是粗车，半精车，精车数目较多，为了方便刀具安装提高生产效率，选用C3163-1车床。（2）其余表面加工均采用通用机床，如卧式车床C6201、摇臂钻床Z3025、卧式铣床X60W、万能外圆磨床M1412和端面外圆磨床GZ0463.2夹具的选择 选用三爪自定心卡盘3.3量具选择游标卡尺，第四章 确定工艺路线4.1工序号工序名称 机床设备刀具量具01粗车60h6和140h7左端面及外圆面C620-1车床93度端面刀，90度外圆刀游标卡尺 02半精车60h6和140h7左端面及外圆面C620-1车床93度端面刀，90度外圆车刀游标卡尺 03粗车166端面及外圆面C620-1车床93度端面刀，90度外圆车刀游标卡尺 04半精车166端面及外圆面C620-1车床93度端面刀，90度外圆车刀游标卡尺05钻，扩，铰，50H7孔，并倒角多刀数控钻床麻花钻、扩孔钻，铰刀游标卡尺06研磨50H7研磨机抛光纱布游标卡尺07精车60h6140h7端面及外圆面C620-1车床93度端面刀90度外圆刀游标卡尺08磨削60h6外圆面磨床砂轮游标卡尺09钻，扩6*30孔Z3025钻床30高速钢，锥柄标准麻花钻游标卡尺10钻，扩12-5.8, 10深8.5的沉头孔Z3025钻床5.8高速钢锥柄标准麻花钻游标卡尺11去毛刺12终检 13入库4.2 确定切削用量及基本工时根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：4.2.1粗车140h7和60h6端面1）确定背吃刀量ap粗车单边余量为2.1mm,则ap=2.1mm2)确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=18m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100018/100=57.29r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=58r/min,则实际切削速度v=18.2m/min.4.2.2.粗车60h6和140h7外圆表面1）确定背吃刀量ap粗车双边余量为3.1mm,显然ap为单边余量，ap=1.55mm2)确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=15m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100015/100=47.79r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=46r/min,则实际切削速度v=14.45m/min.4.2.3半精车60h6和140h7外圆表面1）确定背吃刀量ap粗车双边余量为1.5mm,显然ap为单边余量，ap=0.75mm2) 确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.4mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=15m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100018/100=47.74r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=46r/min,则实际切削速度v=14.4m/min.4.2.4半精车60h6和140h7左端面1）确定背吃刀量ap半精车单边余量为1mm,则ap=1mm2)确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.4mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=18m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100018/100=57.29r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=58r/min,则实际切削速度v=18.22m/min.4.2.5.粗车166外圆表面及端面1）确定背吃刀量ap粗车双边余量为3.1mm,显然ap为单边余量，ap=1.55mm2) 确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=15m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100015/45=106.3r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=120r/min,则实际切削速度v=17m/min4.2.6半精车166外圆表面及端面1）确定背吃刀量ap粗车双边余量为1.5mm,显然ap为单边余量，ap=0.75mm2) 确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.8mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=18m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100018/45=127r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=120r/min,则实际切削速度v=17m/min.4.2.7精车60h6和140h7外圆面1）确定背吃刀量ap粗车单边余量为0.4mm,则ap=0.4mm2)确定进给量f根据文献1表51可得f=0.20.8mm/r,根据所选的机床取f=0.2mm/r3)确定切削速度v根据文献1表51差得切削速度可取v=25m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100025/100=79.57r/min按车床的转速文献3表556，选择转速n=760r/min,则实际切削速度v=23.87m/min4.2.8磨60h6外圆表面1）确定背吃刀量ap磨削双边余量为0.4mm,显然ap为单边余量，ap=0.2mm2) 确定进给量f根据文献4表3342可得f=0.5mm/r3)确定切削速度v根据文献4表3342差得切削速度可取v=21m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100018/45=66.84r/min按磨床的转速文献3表556，则n=1000v/d=100018/100=57r/min4.2.9钻50H7的孔1）被吃刀量为ap=18mm2)确定进给量f=0.2mm/r，文献3表5223)确定切削速度v按文献3表522v可取v=16m/min，则n=1000v/d=100016/18=283r/min，按钻床的转速文献3表556，选择转速n=305r/min,则实际切削速度v=17.24m/min.4.3扩50H7的孔1）被吃刀量为ap=1.8mm2)确定进给量f=0.5mm/r，文献3表5243)确定切削速度v按文献3表522v可取v=56.5m/min，则n=1000v/d=100056.5/=859r/min，按钻床的转速文献3表556，选择转速n=760r/min,则实际切削速度v=47.7m/min.4.3.1铰50H7的孔1）被吃刀量为ap=0.2mm2)确定进给量f=0.8mm/r，文献3表5243)确定切削速度v按文献3表531v可取v=10m/min，则n=1000v/d=100010/100=159r/min，按钻床的转速文献3表556，选择转速n=150r/min,则实际切削速度v=9.42m/min.4.3.2研磨50H71）确定背吃刀量ap磨削双边余量为0.4mm,显然ap为单边余量，ap=0.2mm2) 确定进给量f根据文献4表3342可得f=0.5mm/r3)确定切削速度v根据文献4表3342差得切削速度可取v=21m/min.由公式（51）可得n=1000v/d=100018/45=66.84r/min按磨床的转速文献3表556，则n=1000v/d=100018/100=57r/min4.3.3钻30的孔1）被吃刀量为ap=30mm2)确定进给量f=0.16mm/r，文献3表5223)确 定切削速度v按文献3表522v可取v=25m/min，则n=1000v/d=100025/9=884r/min，按钻床的转速文献3表49，选择转速n=1000r/min,则实际切削速度v=28.2m/min4.3.4钻12*5.8，10+深8.5的沉头孔1）被吃刀量为ap=2.8mm2) 确定进给量f=0.06mm/r，文献1表5223) 确定切削速度v按文献1表522v可取v=16m/min，则n=1000v/d=100018/6=848.85r/min，按钻床的转速文献1表46，选择转速n=1000r/min,则实际切削速度v=18.8m/min.第2章 铣槽夹具设计说明书根据课题要求，设计了一套铣槽专用夹具。根据工艺规程可知，削加工采用立式铣床。如图1立式铣床是一种常见的机械加工装备，立式铣床的主轴是垂直布置的，决定了他的加工方向是工作台水平移动。在夹具设计时，要考虑到机床工作台的进给方向和进给行程。图1 X51立式铣床2定位方案分析与定位误差计算 如图2所示六点定位原理图，物体在空间中的自由度可以分为移动自由度和旋转自由度，分别是三个沿着x,y,z移动的自由度和绕着x轴,y轴,z轴旋转的自由度。工件如果需要在空间中完全定位就需要消除这6个自由度。图2在加工连杆零件时，需要限制6个自由度，分别是3个移动自由度和3个旋转自由度，底面用支撑板限制3个自由度，50内圆用定位销限制2个移动自由度，30内圆用菱形销限制1个旋转自由度。定位误差的分析：根据现代夹具设计手册表3-2公式两定位销所产生的最大角度定位误差为：tan=lmax+2max2L=0.294+0.0772X50=0.004：夹具圆柱销与其相配合的工件定位孔的最大间隙，取H9/d9,最大间隙0.294mm：夹具菱形销与其配合的工件孔件的最大间隙，取H8/e7，最大间隙0.077mmL：两定位销中心距。计算得最大定位角度误差=0.107水平定位误差为之间取较大值除2，计算得水平定位误差为：3对刀及导引装置设计 定位键的设计：定向键装配在夹具底面的纵向槽当中，正常使用两个。它距离尽量布置的要远一些。经过定向键以及铣床的工作台U形槽的配合，使本次设计的夹具上的定位元件的工作表面相对于工作台的送进的方向具有合理的位置关系。定向键可以承受铣削加工时所产生的扭转的力矩，可以降低夹紧夹具的螺栓的负荷度，提高夹具在加工当中的稳定性。定位键的具体结构如图3。图3 定位键对刀块设计：铣床夹具和铣床之间相互位置的确定依靠夹具底面定位键与机床工作台T型槽之间的配合。但是当把夹具安装到铣床上后，铣刀位置和工件位置还不确定，这时就需要对刀块来确定这一位置。对刀块可分为直角对刀块和圆形对刀块，直角对刀块能够确定铣刀两个方向上的位置，圆形对刀块只能限制铣刀一个方向上的位置。使用对刀块时，用手动方式把操作工作台，把对刀块逐渐逼近铣刀，在铣刀和对刀块之间塞入塞尺，当塞尺刚好能在铣刀和对刀块缝隙间移动时，此时刀具和夹具的位置便被确定下来，通过减去塞尺的厚度可得到二者之间精确的位置。4夹紧机构设计与夹紧力计算夹紧机构设计：如图4所示，采用移动压板作为夹紧机构。移动压板机构选用的都是标准件，包括移动压板、螺母、双头螺柱、弹簧、调节支撑。移动压板是一种结构简单，容易获得的夹紧机构，使用移动压板时，先装入工件，然后把移动压板的头部移动至需要夹紧的部位，再用扳手拧紧夹紧工件。图4 移动压板夹紧夹紧力计算：根据机械加工工艺手册孟少农表6.3-8中公式W：作用在工件上的夹紧力WL：螺旋夹紧力M：螺旋上的原始作用力M=QLd2：螺纹中径,取6.8mmQ：手柄上的的作用力，取100NL：手柄长度，取200mml1:支撑到螺栓中心线距离,取24mml2:螺栓中心线到夹紧中心距离,取21mmq:弹簧弹力（此处忽略不计）：机构效率，取0.9：螺旋升角：查数据取6：楔块与杠杆摩擦角：此处取0：螺纹摩擦角：取0带入数据得：经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力第3章 设计体会设计是对我们所学课程知识