机械制造课程设计前盖机械加工工艺规程及钻削φ12孔专用夹具设计

1、辽宁工程技术大学课程设计II辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：前盖机械加工工艺规程及钻削12孔专用夹具设计班级： 姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期：辽宁工程技术大学课程设计10一、设计题目设计前盖12孔夹具设计二、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绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定

2、需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7编写课程设计说明书（约5000-8000字）。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810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1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618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。8第2021天，答辩五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要机械

3、制造基础课程设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们大学中进行的第二次的课程设计，每次课程设计对毕业设计有着很大的帮助 这次设计的是前盖，有零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，了解了前盖的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定前盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。AbstractMachinery manufacturing foundation cour

4、se design is we learned university machinery manufacturing base course, course and the most specialized technical after. This is our university in the second course design, each course design of graduation design has a lot of help This design is cover, have part drawing, casting chart, each one, mec

5、hanical drawings machining process card and with the design fixtures corresponding that procedure process card every one. First we must be familiar with the parts, the title of the parts are cover. Understand the role of the cover, next according to the properties and parts drawing parts on each end

6、 of the roughness of blank size and determined mechanical machining allowance. Then we can decide according to the locating datum, pure benchmark crude benchmark, and finally determined after worked out the process, formulate the roadmap cover the workpiece clamping fixture, draw assembly drawings.

7、目 录1、前盖的工艺分析及生产类型的确定11.1、前盖的用途11.2、前盖的技术要求：21.3、审查前盖的工艺性21.4、确定前盖的生产类型32、确定毛坯、绘制毛坯简图32.1选择毛坯32.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量32.2.1公差等级32.2.2铸造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3绘制前盖毛坯简图43、拟定前盖工艺路线43.1、定位基准的选择43.1.1精基准的选择43.1.2粗基准的选择43.2 、表面加工方法的确定43.3、加工阶段的划分53.4、工序的集中与分散53.5、工序顺序的安排53.5.1机械加工工序53.5.2热处理工序63.5.3辅助工序63.6、确定工艺路线64

8、、加工余量、工序尺寸和工差的确定75、切削用量、时间定额的计算75.1、切削用量的计算75.75.2、时间定额的计算85.2.1基本时间tj的计算86.夹具设计96.1提出问题96.2设计思想106.3夹具设计106.3.1定位分析106.3.3夹具操作说明117. 体会与展望12参考文献131、前盖的工艺分析及生产类型的确定1.1、前盖的用途1.2 零件的作用该零件作用是防尘、防油、密封、固定、连接支撑等作用，具体是哪几种就要看上盖在装配图中的位置与零件的装配了。1.3 零件的工艺分析该零件属于圆盘形零件，其材料为HT200，硬度比钢材低，采用的热处理为退火。该零件的主要加工表面有平面、外圆

9、面、内圆面、孔和锥形管螺纹，是一个形状较简单的零件，可通过车、铣、钻和丝锥来获得。分析如下：1. 该零件105的平面上有4个螺母孔均匀布置，它们之间相隔90°。2. 22孔的中心线与零件的76外圆的中心线有同轴度的要求。3. 7孔的左端面与76外圆的中心线有垂直度的要求。4. 零件的下表面与76外圆的中心线有平行度的要求。5. 螺纹孔的位置也有要求，位于与水平线呈30°的方向上。6. 其中11孔的下表面、7的表面，22孔的表面、有表面精度的要求。1.4、前盖的技术要求：该轴承座的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)

10、左右端面37IT1312.5右端面左侧面7IT83.276圆周76IT103.24545IT1112.522孔220+0.033IT81.6/0.06A8孔8 IT1325螺纹孔M1212IT13257孔7IT1212.511孔11IT1212.59,9IT1312.5/0.06A1.5、前盖的生产类型 ，查机械制造工艺与夹具，可确定产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装。2、确定毛胚、绘制毛胚简图2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，生产类型为大批量生产，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由参考文

11、献可知查得该铸件的尺寸公差等级CT为8-10级，查机械加工余量手册 表1-6可知，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。表2.1 用查表法确定各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量等级数值说明45mm的端面37H0.7顶面降一级，单侧加工76mm的端面37H0.7顶面降一级，单侧加工76mm的外圆端面76G1.4双侧加工底座平面107.5G2.2单侧加工表2.2 由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表加工表面零件尺寸加工总余量毛坯尺寸公差CT45mm的端面370.737.72.676mm的端面370.737.72.676mm的外圆端面762.878.82.8底座

12、平面107.54.4111.93.6零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸机械砂型铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级为CT10。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1公差等级由轴承座的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=10。表3.2 由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表加工表面零件尺寸加工总余量毛坯尺寸公差CT45mm的端面370.737.7422220+0.0330.7

13、23.81.2螺纹孔M12M120.711.21.376mm的端面370.737.72.676mm的外圆端面764803.2左端面107.54.4111.93.63、拟定前盖工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1精基准的选择按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应选前盖左端面表面为粗基准，以此加工前盖的右端面3.1.2粗基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。3.1.3 工艺路线方案一 工序 加工45mm的外圆表面及

14、端面。工序 加工76mm的外圆表面及端面。工序 钻、粗铰、精铰22mm的孔。工序 钻12mm的螺纹孔，倒角45°，攻螺纹ZG1/4工序 钻8mm的孔。工序 钻11mm和7mm的台阶孔。工序 铣底面，铣26孔。工序 镗槽。3.1.4 工艺路线方案二 工序 加工45mm的外圆表面及端面。工序 加工76mm的外圆端面及端面。工序 铣26孔，铣底座平面。工序 钻11mm和7mm的台阶孔。工序 钻8mm的孔。工序 钻12mm的螺纹孔，倒角45°，攻螺纹ZG1/4。工序 钻、粗铰、精铰22mm的孔。工序 镗槽。3.2.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按先加工

15、面再加工孔的原则进行加工的，方案一是先加工螺纹孔后加工底座平面，方案二则相反，先加工底座平面后加工螺纹孔。因为零件的底座平面有平行度的要求，精度比螺纹的精度高，最后加工底座平面，这时的平行度容易保证，并且定位和装夹也比较方便，因此方案一比较合理。3.2 、表面加工方法的确定 加工表面公差及精度等级表面粗糙度(um)加工方案左右端面IT1312.5粗铣右端面左侧面IT83.2粗铣-半精铣76外圆周IT103.2粗车-半精车22孔IT71.6钻-扩-粗铰-精铰8孔IT1325钻螺纹孔M12IT1325钻7孔IT1212.5钻11孔IT1212.5钻9,IT1312.5铣3.3、工序的集中与分散 选

16、用工序集中原则安排轴承座的加工工序。该轴承座的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.4、工序顺序的安排3.4.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准前盖的左端面（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工轴承座右端面，再加工25孔。3.4.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行时效热处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该前盖在工作

17、过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用时效热处理即可满足零件的加工要求。3.4.3辅助工序 在粗加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。4、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了前盖的工艺路线4.1 确定工艺过程方案工序号工序内容简要说明010一箱多件砂型铸造020进行人工时效处理消除内应力030涂漆防止生锈040铣45mm的外圆表面及端面先加工面050铣76mm的外圆端面及端面060钻、粗铰、精铰22mm的孔后加工孔070钻11mm和7mm的台阶孔080钻12mm的螺纹孔，倒角45°，攻丝ZG1/4090钻8mm的孔0100镗沟槽0110检验0120入库选

18、择机床，根据不同的工序选择不同的机床工序040铣45mm的外圆表面及端面，工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择XA6132卧式铣床。工序050铣76mm的外圆端面及端面，宜采用卧铣，选择XA6132卧式铣床。工序060钻、粗铰、精铰22mm的孔，选用Z535立式钻床。工序070钻11mm和7mm的台阶孔，选用Z535立式钻床加工。工序080钻12mm的螺纹孔，倒角45°，攻丝ZG1/4，选用Z525立式钻床加工。工序090钻8mm的孔，工序0100镗沟槽，5、切削用量、时间定额的计算5.1、切削用量的计算5.钻12孔该孔可选钻头背吃刀量的确定 取ap=6mm

19、. 由表5-22,钻孔的进给量f=0.15mm/r。切削速度计算 由表5-22 V=22 m/min.。：n=1000x22/3.14x12=583 r/min.取680 r/minV=nx3.14x12/1000=680x3.14x12/1000=25.62 m/min.5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tj的计算tj=L/fnL1=D/2X0.7+(1-2)L2=1-4Tj=37.5/0.15X680 =22.023S6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加

20、工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.2设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对12孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT13，表面粗糙度Ra25，钻孔可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3夹具设计6.3.1定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基

21、准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工12孔时，采用右端面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个支撑钉与一个V型块定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，工序基准与定位基准重合j=0mb=0mmj=0mmd=0mm6.3.2切削力及夹紧力的计算 定夹刀具：12的钻刀,手动夹紧。夹紧方案及元件确定根据设计任务的要求，可知，此夹具是为实现钻孔这一特定的工序而设计的专用夹具，即是钻床的专用夹具。根据加工零件的孔的加工尺寸和自身的几何形状，查相应的机床手册可知，可采用立式钻床，且型号可以是Z52。钻夹具

22、的主要任务是保证刀具旋转轴线对工件定位表面有正确的相互位置，根据工件的集合形状和尺寸结构及工艺特性，选择不同形式的钻模以保证产品精度和生产率。6.3.3夹具设计和制造的特点：1.在夹具设计工作中，一般有下列的一些特点:1.1 夹具设计周期较短，一般不进行刚度和强度计算。夹具设计是直接为产品生产服务的一项生产准备工作，其设计周期要求短，因此，在设计时一般不进行刚度和强度的计算，而采用“凭经验确定”的办法来保证;或者采用一些简便的计算公式和图表作为设计时的参考。1.2 专用夹具的设计，对产品零件有较强的针对性。专用夹具是夹具中数量最大的一类，是为某一产品零件某一道工序进行设计的，因此有较强的针对性

23、。1.3 确保产品加工质量，提高劳动生产率是夹具设计工作的首要任务。产品零件的加工质量，一般包括两种特性：被加工表面的本身精度;被加工表面的位置精度。对于第一种加工精度，主要由加工方法和刀具来保证，而夹具在这方面的影响一般是保证夹具本身的刚度和防止夹紧工件时不发生严重的变形。对于第二种加工精度，主要由夹具来保证的，这是设计夹具的首要任务。保证这个精度，应与夹具中各种装置的结构形式、制造精度、受力情况和工作条件有着密切的关系。在设计夹具时，应通过必要的误差分析以确保加工精度要求，这是设计夹具的主要任务之一。另一个主要任务，就是设计合理的结构，以提高劳动生产率。1.4 夹紧装置的设计对整个夹具的结构具有决定性的影响。因为夹紧装置的结构型式，种类很多，选用的灵活性较大。特别是夹紧装置中的力源及传动机构的设计，对夹具结构的影响更大。2. 在夹具制造工作中，一般有下列的一些特点:2.1 单件生产及高精度要求