导向套加工工艺

TOC\o"1-5"\h\z序言 1零件分析 21.1零件作用 21.2零件的工艺分析 3\o"CurrentDocument"工艺规程设计 42.1确定毛坯的制造形式 42.2基面的选择传 52.3制定工艺路线 82.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 112.5确定切削用量及基本工时 14\o"CurrentDocument"三夹具设计 163.1问题的提出 163.2夹具设计 173.3切削力及夹紧力计算 183.4定位误差分析 193.5夹紧误差 203.6夹具设计及操作简要说明 21总结 16\o"CurrentDocument"致谢 17\o"CurrentDocument"参考文献 18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。导向套零件的加工工艺规程及其钻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。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessing0140holejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerrorTOC\o"1-5"\h\z序言 1零件分析 21.1零件作用 21.2零件的工艺分析 3工艺规程设计 42.1确定毛坯的制造形式 42.2基面的选择传 52.3制定工艺路线 82.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 112.5确定切削用量及基本工时 14三夹具设计 163.1问题的提出 163.2夹具设计 173.3切削力及夹紧力计算 183.4定位误差分析 193.5夹紧误差 203.6夹具设计及操作简要说明 21总结 18致谢 19参考文献 20绪论本文是有关凸轮机构壳体工艺步骤的设计的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线方案，以确保零件的加工质量。凸轮机构壳体在制造过程中由于工艺过程较多，且有些部位精度要求较高、生产纲领大。在设计凸轮机构壳体的械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。现代机械制造技术正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织机构和文化。目前，随着电子、信息等高新技术的不断发展及市场需求的个性化与多样化，世界各地都把机械制造技术的研究和发展作为国家的关键技术进行优先发展，将其他学科的高技术成果引入机械制造业中，因此机械制造业的内涵与水平已今非昔比，它是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术，应实事求是，一切从我国的具体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。总之，我国机械制造业发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术，坚持提高与普及相结合的方针,我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。毕业设计是对我们四年学习和知识的融汇、运用和贯通，是迅速提高我们实践经验的一条重要途径。在实践中教导我们发现问题，以及怎样分析问题并最终解决问题。让我们的综合能力有所提高，扎实巩固专业基础知识。毕业设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节。通过毕业设计我们能巩固，熟悉并综合运用所学知识；培养理论联系实际的学风；掌握零件机械加工工艺规程编制，专用工艺装备基本技能；学会查阅，运用各种技术资料，手册。初步掌握对专业范围的生产技术问题进行分析综合研究的能力；使我受到比较全面的训练在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。1零件的分析1.1零件的作用导向套的作用，确保加工工件的位置度。图1.1导向套1.2零件的工艺分析导向套有2组加工面他们有位置度要求。这2组加工面的分别为1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和端面，和内圆，2：一个事以内圆为基准的加工面，这个主要是外圆的加工和各个孔的钻削。

2.工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200,根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。毛坯图如下图2.1导向套毛坯图2.2基面的选择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。粗基准的选择：对导向套套这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。精基准的选择：精基准的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用孔做为精基准2.3、制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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺方案：方案工序I:铸造工序II:时效处理工序111：车A端面。工序*：车B端面。工序V：车外圆面1、2、3。工序丑：车内孔C、D。工序可：车内孔E.工序训I：钻4-014孔，锪孔中20深8.工序以：钻M6螺纹底孔，攻丝M6.工序乂：钻M6螺纹底孔，攻丝M6.工序XI：钻孔①8.5;锪孔①24，深2;攻丝.工序XII：质检工序XIII:入库工序图如下表2.1工艺过程卡2.4、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定导向套零件材料为Gr45,生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、导向套的外圆和端面因轴套的外圆和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为2.5mm。3、导向套的轴孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5表面粗糙毒均为0.1，需要精磨1、孔I端面采用2次走刀完表面加工，表面粗糙度为0.4,根据参考文献，其余量为Z=2.5mm2.5、 加工工艺过程及确定切削用量和工时2.5.1：铸造2.5.2：时效处理2.5.3:车A端面。选硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。5） 校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z。6）计算基本工时tm=L/Vf=（12+30）/475=0.052min。2.5.4:车B端面选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2） 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。5） 校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6） 计算基本工时tm=L/Vf=（5+50）/475=0.1157min。2.5.5：车外圆面1、2、3。选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14〜0.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0〜1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。5） 校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6） 计算基本工时tm=L/Vf=（12+20）/475=0.050min。2.5.6：车内孔C、Do选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14〜0.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0〜1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。5） 校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6） 计算基本工时tm=L/Vf=（5+50）/475=0.1157min。2.5.7：车内孔E.选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。5） 校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6） 计算基本工时tm=L/Vf=（5+50）/475=0.1157min。2.5.8:钻4214孔，锪孔①20深8.钻中14孔的切削用量及基本工时（1）钻中14mm孑L机床：Z525立式钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻中91） 进给量取f=0.13mm/r2） 切削速度 V=24〜34m/min.取V=30m/min3） 确定机床主轴转速n二冬=1020^.1194r/min

sndnx14与1194r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取n=1450r/min。所以实际切削速度p=也="'14X1450=25.3m/minc1000 1000

5）切削工时，5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t= 1 2i；其中l=20mm;l=4mm;l=3mm;mnf 1 2=60=60+4+3=0.355min)1450x0.13t=l+〈+12mnf（工步二：锪孔中20mm孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为f=(1.2~1.8)f钻式中的f钻、v钻一一加工实心孔进的切削用量.现已知f钻=0.36mm/r （《切削手册》）表2.7v钻=42.25m/min （《切削手册》）表2.13给量 取f=1.5X0.36=0.51mm/r按机床选取0.5mm/r削速度 v=0.4X42.25=16.9m/min.定机床主轴转速n=皿=1000x16.9.271.8r/min

sndnx20与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取n=275r/min。TOC\o"1-5"\h\z所以实际切削速度 "^=兀dn_nx20x275_174^/min七100()一顽 .mmn5）削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t= 1 2i；其中l=8mm;l=6mm;l=0mm;mnf 1 2t二'+'1+'2_—————_0.072(min)mnf275x0.5

2.5.9：钻M6螺纹底孔，攻丝M6.确定进给量f:根据参考文献W表 2-7，当钢的qb<800MPa，d°M4.8mm时，f=0.39〜0.47m/"由于本零件在加工44.8mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则f=(0.39〜0.47)x0.75=0.29〜0.35mm/r根据Z525机床说明书，现取f=0.25mm/r切削速度：根据参考文献W表2-13及表2-14,查得切削速度v=18m/min所以1000v

nd1000x18

1000v

nd1000x18

nx5.4=1061.6r/min根据机床说明书，取nw=965r/min，故实际切削速度为v=nd==nx5.4x965=16.3m/min1000 1000切削工时：l=10mm，l=9mm，l=3mm，则机动工时为l+l+11+12nWf210+9+3965x0.25=0.20min攻丝M6攻螺纹M6mmv=15m/mmn=217r/min按机床选取n=195r/min，则v=13.4r/mmw机动时l=机动时l=10mm，l=5mm，l=3mm攻M6孔t=Q+1+'2)=(10+5+3)=1.9minmnf195x0.1

2.5.10:钻M6螺纹底孔，攻丝M6确定进给量f:根据参考文献W表2-7，当钢的qb<800MPa，d°M4.8mm时，f=0.39〜0.47m/"由于本零件在加工44.8mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则f=(0.39〜0.47)x0.75=0.29〜0.35mm/r根据Z525机床说明书，现取f=0.25mm/r切削速度：根据参考文献W表2-13及表2-14,查得切削速度v=18m/min所以n=些=1000X18=1061.6r/mins nd 兀x5.4w根据机床说明书，取n=965r/min，故实际切削速度为ndnv=ndnv=1000'nx5.4x9651550=16.3m/min切削工时：l=10mm，l=9mm，l=3mm，则机动工时为

l+11+12=10+9+3=0.20min

nf965x0.25攻丝M6攻螺纹M6mmv=15m/mmn=217r/min按机床选取n=按机床选取n=195r/min，则v=13.4r/mm机动时l=10mm，l=5mm，l=3mm攻M6孔t=(l+11+12)=(10+5+3)=1.9minmnf195x0.12.5.11:钻孔①8.5;钻孔①24，深2;攻丝.钻M10螺纹孔的切削用量及基本工时的确定⑴钻中8.5mm的孔：选用中8.5mm高速钢锥柄麻花钻《工艺》表3.1-6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2-16查得9=0.28心/rV=16m/min(《切削》表2.15)C查】、==600(r/min)兀Dkx8.5按机床选取n=545r/min机^D机=兀x&5x545=1455(〃/min)1000 1000基本工时：t=1+li+12=10+3+3=0.10(min)n机f几 545x0.28⑵钻中24的孔:选用中24mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1-6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2-16查得f机=0.28mm/rV=16m/min(《切削》表2.15)C查】、==600(r/min)kDkx8.5按机床选取n=545r/min机%=脂8.5x545=1455 /min)基本工时：t=基本工时：t=l+11+12

%f机10+3+3=0.10(min)545x0.28⑶攻螺纹M10mm：

选择M8mm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距p，即f=1.25mm/rV=7.5m/minC机1000V10001000V1000x7.5

兀x8=298(r/min)按机床选取n=272r/min

机V=6.8m/minc机基本工时：t=坦工=10+3+3=0.05(min)n机f 272x1.252.5.12:质检2.5.13:入库3、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VII道工序的钻4-M6孔的钻床夹具。3.1问题的提出本夹具主要用于铣上端面，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑，。3.2定位基准的选择本道工序加工M6孔，精度不高，因此我们采用已加工好的①62孔定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求3.3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：钻削力 F=26Df0.8HB0.6 式（5-2）钻削力矩T=10Di.9f0.8HB.式（5-3）1式中：D=10.5mm HB=HB--（HB-HB）=187--（187-149）=174max3maxmin 3f=0.20mm-r-1代入公式（5-2）和（5-3）得.•F=26x10.5x0.200.8x1740.6=1664NT=10x10.51.9x0.200.8x1740.6=46379N-mm本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.4定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。A=£+Td+Td=0.012+0.023+0.032=0.067* 2

式中 定位副间的最小配合间隙（mm）；加一工件圆孔直径公差（血；Td——定位销外圆直径公差（mm）图3.1定位销水平放置时定位分析图3.5钻套设计M6的加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用①4.8的麻花钻钻孔，根据GB1141—84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为①5。再用标准M6丝锥攻丝，扩工艺孔钻套结构参数如下表:34图3.2快换钻套3.6夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位，采用开口压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。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1、保证加工精度工件通过机床夹具进行安装，包含了两层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧。这样，就可以保证，工件加工表面的位置精度，且精度稳定。2、提高生产率 使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正、对刀等辅助时间，采用多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。3、扩大机床的使用范围有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床床鞍上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工。4、 减轻工人的劳动强度，保证生产安全5、保证加工精度 其关键是定位、加紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算6、夹具的总体方案应与年生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、