KSCJ-02套筒座夹具设计【镗孔和钻孔】（含CAD图纸和说明书）
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镗孔和钻孔
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- 内容简介：
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课程设计说明书套筒座加工工艺及夹具设计学院名称专业名称学生姓名学号指导教师 年十二月目 录 第1章零件的分析1.1零件的介绍和作用1.2主要加工表面及技术要求第2章工艺流程设计2.1生产方式确定2.2毛坯的设计2.3基准的选择2.4工艺路线及工艺过程卡设计第3章 工序设计3.1工序分析3.2设备的选择3.3加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.4切削用量及工时定额的确定第4章 专用夹具设计4.1夹具总体方案设计4.2定位的设计小结参考文献第1章 零件的分析1. 1零件的介绍和作用套筒座是支承套筒，起定位、夹紧套筒的作用。技术要求有套筒座的圆角为 R3-R5 ，倒角 1.545，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。1.2主要加工表面和技术要求加工套筒支承孔需要底面作精基准，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6个螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，还有套筒支承孔自身有个圆柱度要求。 具体的要求是：套筒支承孔对底面的平行度为0.01；套筒支承孔的圆柱度是0.01；支承孔中心到底面尺寸为800.02，支承孔尺寸要求为50H7套筒支承孔内表面粗糙度Ra值为1.6；底面的表面粗糙度要求是Ra值为1.6；底面6个螺栓孔上表面粗糙度要求是 Ra 值为12.5；还有套筒支承孔两断面表面粗糙度是 Ra 值为6.3；顶面螺纹孔上表面粗糙度要求是 Ra 值为12.5。第2章 工艺流程设计2.1 生产方式确定根据生产纲领的要求，本零件是中批量生产，还有零件的复杂程度及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。锻造难达到这样的形状要求，生产成本也较高。铸造可以大批量生产，成本较低，并且可以制造出这样形状复杂零件的铸件。根据机械制造工艺设计简明手册，零件材料为HT250钢，采用金属型铸造，精度可达到3.2-10，因此毛坯的加工余量比较小。选择 HT250 ，它的强度耐磨性，耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优。需要进行人工时效处理，即将铸件重新加热到 530-620 经过长时间保温2到6小时利用塑性变形降低应力最后冷却至 200C 以下出炉空冷。经时效退火后可消除 90%以上的内应力。该零件的机械加工工艺性我觉得很好，因为其结构工艺性良好，需要精加工的内孔相对于不加工的内孔有台阶，便于退刀。另外还有2个加强筋。2.2 毛坯的设计2.3 基准的选择该零件重要加工表面是支承孔50H7，其与底面A有平行度关系，所以底是精基准面，粗基准的选择应是未经加工的面。第一步工序是粗铣底面，根据以重要表面为粗基准的选用原则，我们选择毛坯70mm处外圆及端面作为粗基准，考虑到第二基准面选择的方便性，选择粗铣后的底面A为精基准,后续工序左右支承孔及其端面的加工都以此为基准,符合精准重合原则,也保证了工件各个面及孔的相对位置精度,所以在工艺开始就加工作为后续基准的底面.由于精度要求高,精加工阶段先将底面A以70mm圆端面定位精铣,以保证支承孔及螺纹孔的精度.2.4 工艺路线及工艺过程卡设计方案一:工序10.铸造毛坯;工序20.对要加工的6个底面孔及2个螺纹孔进行划线;工序30.以毛坯支承孔和底面台阶孔平面定位,粗铣底面A;工序40.以左支承孔D及底面A定位,粗镗右支承孔E49+00.25mm;工序50.以右支承孔E及底面A定位,粗镗左支承孔D49+00.25mm;工序60.以粗镗支承孔和底面台阶孔平面定位,半精铣底面A;工序70.以半精铣后的底面A定位粗铣底面台阶孔平面;工序80.以半精铣后的底面A定位,钻底面孔9.8,扩其中四个底面孔至尺寸10.5,扩一对对角底面工艺孔至10.4,铰一对工艺孔至尺寸10.5H7;工序90.以左支承孔D及底面定位,半精镗右支承孔E49.7+00.10mm;工序100.以右支承孔E及底面定位,半精镗左支承孔D49.7+00.10mm;工序110.以右端面C和底面A定位,粗铣左端面B至尺寸;工序120.以左端面B和底面A定位,粗铣右端面C至尺寸;工序130.以支承孔和底面台阶孔平面定位,精铣底面A至尺寸80+0.02mm;工序140.以精铣后的底面A及一对工艺孔定位,粗铣螺纹孔面; 工序150.以精铣的底面A和一对工艺孔定位,钻两螺纹孔至尺寸5mm,攻螺纹至尺寸M6;工序160.以左支承孔D及底面定位,精镗右支承孔E50+00.025mm并倒角;工序170.以右支承孔D及底面定位,精镗左支承孔E50+00.025mm并倒角;工序180.检验入库;方案二：工序10.在底面A划线,以70处外圆两端面定位,粗铣底面A;工序20.以粗铣后的底面定位,粗铣底面孔平面及上面的螺纹孔面;工序30.以70处外圆及底面A定位,粗铣支承孔右端面及底面的右端面;工序40.以粗加工的圆70处外圆及底面A定位,粗铣支承孔左边端面;工序50.以粗加工的底面A和工艺孔定位,粗镗支承孔;工序60.以70圆及两端面定位,半精铣底面A工序70.以半精铣的底面A定位,半精镗支承孔;工序80.以粗加工的70及两端面定位,精铣底面A至尺寸;工序90.以精铣后的底面A定位,钻底面螺栓孔及扩孔10.5。工序100.以精加工后的底面A定位,精镗孔50H7至尺寸并倒角;工序110.以精加工后的底面A定位,攻螺纹M6;工序120.检验入库;对比以上两个方案,考虑到保证支承孔同轴度原则,镗孔一次性和进行镗通孔操作更为合理有效,由于采用铸造方式,支承孔只需要一次精镗就可以达到精度要求.因此,我们选用第二个方案.第3章 工序分析31工序分析1工序阶段的划分（1）粗加工阶段工序10：粗铣地面A，工序20：粗铣地面孔平面及上面的螺纹面，工序30，40：粗铣毛胚支承孔左右端面，工序50：粗镗支承孔，去除多余的毛胚余量，使基准面更光整，为下一步工序提供先决条件，方便加工，提高生产效率。（2）半精加工阶段工序60：半精铣底面A，工序70：半精镗支承孔，以底面和毛胚支承孔互为基准，使加工面达到一定的加工精度，为精加工做好准备。（3）精加工阶段工序80：精铣底面，工序100：精镗支承孔，经过三次反复加工，使底面和支承孔的表面粗糙度Ra1.6达到技术要求，平行度达到0.01，垂直度达到0.01。（4）光整加工阶段工序90：钻底面螺栓孔，工序110：钻螺纹孔M6及扩孔10.5并倒角。综上所述：通过加工阶段的划分，可以更好的了解加工过程，并且对加工工艺良好的效果（1）有利于保证零件的加工质量；（2）有利于合理使用设备和保持精密机床的精度；（3）有利于热处理工序的安插；（4）有利于及早发现毛胚或在制品的缺陷，以减少损失。套 筒 座 零 件 加 工 阶 段 划 分加工阶段加工内容说明基准加工粗铣底面A互为基准，反复加工，使表面粗糙度达到Ra1.6粗镗支承孔半精铣底面A半精镗支承孔精铣底面A精镗支承孔粗加工粗钻螺栓孔为了去除毛胚表面的余量，保证表面光整，便于加工和使用。粗钻螺纹孔粗加工毛胚支撑孔左右端面粗加工底面孔平面粗细螺纹孔面精加工精铣底面A套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面，因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响。套筒支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度精镗支承孔50H7至尺寸并倒角2工序顺序的确定（1）划线工序工序10：对底面A进行划线，粗铣底面A，为精基准加工提供找正基准。（2）基面先行工序10，20，30，40，50。以底面A作为精基准面，并对底面A进行定位，安排其他表面的加工。( 3 ) 先粗后精工序10,20,30,40,50进行粗加工，工序60,70半精加工，工序80,90精度加工，依照表面粗燥度逐步加工，可以得到理想的精度要求。（4）先主后次工序10,先对主要加工底面A，然后加工工序20,30,40，对次表面（底面孔平面，螺纹孔面，支承孔左右端面）进行粗铣加工。（5）先面后孔工序10,20,50,60,70,80对表面进行加工，工序90，110：加工螺栓孔和螺纹孔。当零件上有较大的平面可以作为基准时，先加工表面，再以表面定位加工孔，这样可以保证定位准确，稳定。套筒座零件加工工序安排加工阶段加工内容说明基准加工粗铣底面A基准先行，先面后孔先主后次，但次要表面的加工并非是安排在最后面加工，要考虑到次要表面的加工对主要表面加工质量的影响。粗镗支承孔半精铣底面A半精镗支承孔精铣底面A精镗支承孔粗加工粗钻螺栓孔粗钻螺纹孔粗加工毛胚支撑孔左右端面先面后孔，为了去除毛胚表面的余量，保证表面光整，便于加工和使用，用以加工过的表面定位后，再加工孔，这样可以保证定位准确和稳定。粗加工底面孔平面粗细螺纹孔面精加工精铣底面A套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面，因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响。套筒支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度精镗支承孔50H7至尺寸并倒角3.2设备的选择(1)机床选择首先根据工件尺寸，查表5-18至表5-28选出适用的设备。铣床选择时，因为各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用X5032立式铣床。工序当中的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹，根据工件尺寸可以选用Z3025B型摇臂钻床。进行镗床加工时，是粗镗、半精镗、精镗支承孔，工作台面尺寸选择较大的，选用T618型卧式镗床。选择结果如下表所示:工序号加工内容机床设备说明010粗铣底面AX5032根据表5-20，常用，工作台尺寸、机床电动机功率均合适020粗铣底面孔平面及螺纹孔面X5032根据表5-20，常用，工作台尺寸、机床电动机功率均合适030粗铣右端面X5032根据表5-20，常用，工作台尺寸、机床电动机功率均合适040粗铣左端面X5032根据表5-20，常用，工作台尺寸、机床电动机功率均合适050粗镗支撑孔T618根据表5-24，常用、工件孔径、机床电动机功率均合适060半精铣底面AX5032根据表5-20，常用，工作台尺寸、机床电动机功率均合适070半精镗支撑孔T618根据表5-24，常用，工件孔径、机床电动机功率均合适080精铣底面AX5032根据表5-20，常用，工作台尺寸、机床电动机功率均合适090钻底面螺栓孔Z3025B根据表5-22，常用，工件孔径、机床电动机功率均合适100精镗孔50H7T618根据表5-24，常用，工件孔径、机床电动机功率均合适110攻螺纹M6及扩孔倒角Z3025B根据表5-22，常用，工作孔径、机床电动机功率均合适(2)刀具选择工序号加工内容机床刀具说明010粗铣底面AX5032AB型可转位套式面铣刀根据表2-16和表5-33，底面为120mm，可以选择刀盘直径为125mm020粗铣底面孔平面及螺纹孔面X5032A型可转位套式面铣刀根据表2-16和表5-33，平面为20mm，可以选择刀盘直径为50mm030粗铣右端面X5032B型可转位套式面铣刀根据表2-16和表5-33，右面为115，可以选择刀盘直径为125mm040粗铣左端面X5032B型可转位套式面铣刀根据表2-16和表5-33，左端面为70，可以选择刀盘直径为100mm050粗镗支撑孔T61850mm单刃镗刀根据表5-41选用GB/T20335-2006标准刀具060半精铣底面AX5032B型可转位套式面铣刀根据表2-16和表5-33，底面为120mm，可以选择刀盘直径为125mm070半精镗支撑孔T61850mm单刃镗刀根据表5-41选用GB/T20335-2006标准刀具080精铣底面AX5032B型可转位套式面铣刀根据表2-16和表5-33，底面为120mm，可以选择刀盘直径为125mm090钻底面螺栓孔Z3025B硬质合金直柄麻花钻根据表5-36，孔径为10.5mm，选用GB/T 10947-2010标准刀具100精镗孔50H7T61850mm单刃镗刀根据表5-41选用GB/T20335-2006标准刀具110攻螺纹及扩孔倒角Z3025B6mm直柄长麻花钻根据表5-36选用GB/T6135.4-2008标准刀具3.4 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定毛坯尺寸：由于毛坯所用材料是珠光体灰铸铁，运用金属型铸造机器造型，铸件公差等级为CT8CT10，取CT9，加工余量等级为，取级，总长为150的机械加工余量为1.5,即该总长的基本尺寸为151.5,尺寸公差为2.5 ,孔50H7的机械加工余量为0.5 ,即该孔的基本尺寸是49.5,尺寸公差是2 ,底面和凸台面的加工余量和尺寸公差等级可以参照总长确定其他尺寸参照零件图查得。工序20.以粗铣后的底面定位,粗铣底面孔平面及上面的螺纹孔面.螺纹孔平面加工余量为3.5公差等级取IT12为0.15工序40 粗铣左端面工序余量为2工序尺寸为150公差等级取IT12为0.25;工序90 为钻孔加工余量9.8公差等级为IT12为0.18;工序100.以精加工后的底面A定位,精镗孔50H7至尺寸并倒角加工余量为1.0公差等级为IT10为0.13.4切削用量及工时定额确定工序20:粗铣螺纹孔面(1) 切削用量的选择背吃刀量 粗加工时,为提高铣削效率,一般选用吃刀量等于加工余量.粗铣螺纹孔面加工余量为3.5mm,所以选择背吃刀量ap=3.5mm.进给量 根据表5-86,选择每齿进给量fz为0.3mm/z.切削速度 根据表5-88,选择切削速度Vc=34.6m/min.确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。确定机床主轴转速n (2)确定时间定额 一个工位的基本时间为Tb=/MZ =0.614min=37s其中=124mm切削加工长度,为道具切入长度,为道具切出长度,MZ为主轴每转刀具的进给量7.633mm其中d=60mm；=35，取=4mm=220.8mm/min工序40:粗铣支承孔左边端面(1)切削用量的选择背吃刀量 粗加工时,为提高铣削效率,一般选用吃刀量等于加工余量.粗铣底面A加工余量为2mm,所以选择背吃刀量ap=2mm.进给量 根据表5-86,选择每齿进给量fz为0.3mm/z.切削速度 根据表5-88,选择切削速度Vc=34.6m/min.(2)确定时间定额 一个工位的基本时间为Tb=/MZ =0.8min=48s其中=84mm切削加工长度,为道具切入长度,为道具切出长度,MZ为主轴每转刀具的进给量.=18.93mm100mm ,=4mm,取MZ=Z nz=0.34100=132.48m/min工序90钻、扩螺栓孔工步1：钻9.8底面凸台孔；（A） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为9.8mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=9.8mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.45mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（6个工位钻6个孔）一个工位基本时间0.1min=6s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=20mm其中D=9.8mm；=14，取=3mm工步2：扩4个10.5底面凸台孔；a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为0.7mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.7mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.8mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.18m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（4个工位扩4个孔）一个工位基本时间0.089min=5.5s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=3.3mm其中D=10.5mm；=24，取=3mm工步3：扩一对10.4底面工艺孔；a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为0.6mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.6mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.8mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.18m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2个工位扩2个孔）一个工位基本时间0.084min=5s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.2mm其中D=10.4mm；=24，取=3mm工步4：铰一对10.5H7底面工艺孔；a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为0.1mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.1mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-68，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为1.5mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=10m/min（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀铰2个孔）一次走刀基本时间0.071min=4s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.2mm其中D=10.5mm；=13mm工序110：钻、攻螺纹孔工步1：钻5螺纹孔；（A） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为5mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=5mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.3mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2个工位钻2个孔）基本时间0.05min=3s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=9.33mm其中D=5mm；=14，取=3mm工步2：攻M6内螺纹（P=0.75mm）；（A） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为1mm。一次工作行程攻完，所以选择背吃刀量a=1mm。 b. 确定进给量 进给量应为螺距P，故f=0.75mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-83,选择切削速度Vc=8.9m/min（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取丝锥的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀攻2个内螺纹）一次走刀基本时间+=0.1min=6s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.25mm；=2.25；n=472.4r/min 第4章 专用夹具设计1. 夹具总体方案设计工序20夹具结构设计说明1、工件夹紧方式的确定从
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