GYKCSJ-02 套筒座工艺与夹具设计带图纸
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GYKCSJ-02
套筒座工艺与夹具设计带图纸
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机械制造技术基础课 程 设 计 说 明 书设计题目：设计 KCSJ-02套筒座 零件的机械加工工艺规程及典型夹具（年度生产纲领为8000件）选题说明：请在选题附图中任选一种进行设计。学 院 德州学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 08机本二 学 号 200801703043 姓 名 指导教师 （签字） 2011年 6 月 13日机电工程系（盖章） 机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计 KCSJ-02套筒座 零件的机械加工工艺规程及典型夹具（年度生产纲领为8000件）内容：1. 零件图 1张4#2. 毛坯图 1张4#3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张4#4. 夹具装配图 1张1#5. 夹具零件图 1张2#6. 课程设计说明书 1份目录机械制造技术基础课程设计任务书2目录3序 言4一、设计目的4二、零件分析41.零件的作用42.零件的工艺分析43.画零件图5三、确定毛坯5四、机械加工工艺路线设计51.选择定位基准52.制定工艺路线63.支承孔的工序尺寸及公差计算74.底面A的工序尺寸及公差计算95.其他加工面的加工余量的确定10五、夹具设计131.确定定位方案，选择定位元件132.确定导向装置143.确定夹紧机构144.确定其他装置145.设计夹具体14参考文献:15序 言机械制造技术基础是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使学生对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养学生理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，机械制造技术基础课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。一、设计目的机械制造技术基础课程设计的目的是让学生在学习了机械制造技术基础和进行了校内外的生产实习之后让学生获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。同时，课程设计也是为了毕业设计进行一次综合训练和准备。本次课程设计的课题是套筒座的机械加工工艺规程及工艺装备的设计，主要的设计内容包括套筒座的毛坯图，零件图，夹具装配图及装配图上的两个零件图，还有工艺过程卡片和工序卡各一张。首先是设计机械加工工艺规程，然后是机械加工工序设计，最后是机床夹具的设计。二、零件分析1.零件的作用2.零件的工艺分析套筒座是支承套筒的作用，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1.5 ，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而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；套筒支承孔内表面粗糙度R 值为1.6；底面的表面粗糙度要求是R 值为1.6；底面6个螺栓孔上表面粗糙度要求是R 值为1.6；还有套筒支承孔两断面表面粗糙度是R 值为6.3；顶面螺纹孔上表面粗糙度要求是R 值为12.5。根据零件的复杂程度，我们选择铸造制作毛坯。选择HT250，其强度、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530-620C，经长时间保温（2-6h），利用塑性变形降低应力，然后在炉内缓慢冷却至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。重要加工面都有技术要求，符合使用性能。3.画零件图见附页三、确定毛坯根据KCSJ-02套筒座生产纲领为8000件/年的要求，本零件是中批、大批大量生产，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，能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据机械制造技术基础课程设计（华中科技大学出版社） 零件材料为HT250钢，采用金属型铸造，精度可达到3.210，因此毛坯的加工余量比较小。16页绘制铸件毛坯零件图：见附页四、机械加工工艺路线设计1.选择定位基准粗基准的选择应是未经加工的面，第一步工序是粗铣底面A，我们选择70的两端面作为粗基准，然后以加工后的底面A为精基准加工几个孔的上表面及70的两个端面和底面A的右端面。再以底面A和工艺孔为精基准加工支承孔，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，所以粗基准就是70的两端面，精基准就是底面A和几个工艺孔。所以我们加工都是先加工精基准。2.制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造设计基础课程设计选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序工序内容定位基准010粗铣底面A处外圆及端面020粗铣底面孔平面及上面的螺纹孔面粗铣后的底面A030粗铣支承孔右端面及底面的右端面处外圆及底面A040粗铣支承孔左边端面粗加工的圆处外圆及底面A050第一次钻螺纹孔和底面孔mm粗加工的底面A060粗镗支承孔粗加工的底面A和工艺孔070半精铣底面A圆及两端面080半精镗支承孔半精铣的底面A090精铣底面A至尺寸以粗加工的及两端面100精铣底面螺栓孔精铣后的底面A110精镗孔50H7至尺寸并倒角精加工后的底面A120攻螺纹M6及扩孔10.5并倒角精加工后的底面A130检验入库3.支承孔的工序尺寸及公差计算支承孔孔径50H7，表面粗糙度为1.6，加工方案为粗镗、半精镗、磨削，下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下。精镗加工余量=0.3mm(见课程设计手册表5-40) 半精镗加工余量=0.8mm(见课程设计手册表5-39)粗镗加工余量=4mm(见课程设计手册表5-39)毛坯总余量=各工序余量之和=（0.3+0.8+4）mm=5.1mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸磨削后孔径应达到图样规定尺寸，因此磨削工序尺寸即图样上的尺寸=mm（设计尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次为半精镗=（50-0.3）mm=49.7mm粗镗=(49.7-0.8)mm=48.9mm毛坯=（48.9-4）mm=44.9mm（3）确定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-9进行选择。 精镗前半精镗取IT10级，查表得=0.10mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)粗镗取IT12级，查表得=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=2mm。（4）工序尺寸偏差按“入体原则”标注精镗：mm半精镗：mm粗镗：mm毛坯孔：mm4.底面A的工序尺寸及公差计算底面A经过了粗铣、半精铣和磨削。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下精铣加工余量=0.5mm(见课程设计手册表5-52)半精铣加工余量=1.3mm(见课程设计手册表5-51)粗铣加工余量=2mm(见课程设计手册表5-49)毛坯总余量=各工序余量之和=（0.5+1.3+2）mm=3.8mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸。精铣平面后应该达到规定的尺寸，因此磨削工序尺寸即是图样上的尺寸，表面粗糙度1.6，磨削能达到的等级取H=mm。其他各工序基本尺寸依次为半精铣H=（10+0.5）mm=10.5mm粗铣H=（10.5+1.3）mm=11.8mm毛坯H=（11.8+2）mm=13.8mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-10进行选择。精铣前半精铣去IT11级，查表得T=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)粗铣取IT12，查表得T=0.4mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=2mm。 (4)工序尺寸偏差的标注精铣：mm半精铣：mm 粗铣：mm毛坯：mm5.其他加工面的加工余量的确定具体可以根据相应的表查出结果如下粗铣底面工艺孔凸台平面（1.0mm）及螺纹上表面（1.0mm）。粗铣支承孔的两个端面及底面右端面（3mm）根据以上数据可以画出零件的毛坯图，见附页（见图纸1）。工序10 粗铣（1）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面A的加工余量为2mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.2mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度。（2）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，取粗铣高速钢镶齿圆柱铣刀磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确顶机床主轴转速 。工序70 半精铣（1）确定切削用量a确定背吃刀量半精铣时，背吃刀量一般为0.52mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.3mm。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度。（2）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，取粗铣高速钢镶齿圆柱铣刀磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确顶机床主轴转速 。工序90 精铣（1）确定切削用量a确定背吃刀量精铣时，精铣时一般为0.11mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.12mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度。（2）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，取粗铣高速钢镶齿圆柱铣刀磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确顶机床主轴转速 。工序50钻孔（1） 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，选择进给量f为0.5mm/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=0.45m/s（2）确定铰刀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。五、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。在加工零件曲柄时，需要设计专用夹具。机床夹具（夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，它的主要功能是实现对被加工工件的定位和夹紧。通过定位，使被加工工件在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置得到保证，从而使加工过程得以顺利进行。本夹具是工序钻孔10H9而设计的专用夹具，加工曲柄零件小孔的夹具，根据课程设计任务要求中的设计内容设计钻床，需要设计加工小孔10H9的钻床夹具一套。1.确定定位方案，选择定位元件 每道工序的定位方案需要根据被加工零件的结构、加工方法和具体的加工要素等情况来确定。见机械制造技术基础课程设计表得：加工平面上的通孔必须限制的自由度是X、Y方向的移动自由度和转动自由度；内孔为工件定位基准，短心轴限制X、Y的移动自由度；长心轴限制Y、X的移动自由度和转动自由度。结合本零件的实际情况，考虑工件的加工结构，可以采用“一面两销”的定位方式。采用mm和mm的孔作为两销的位置，而以的端面作为主要定位面加工H9。本工序要求保证的位置精度主要是小孔距离打孔的距离为，根据基准重合的原则，选择大孔为主要的定位基准，零件图上规定的定位基准是恰当的，定位元件选择长销，限制四个自由度，一个小断面限制一个自由度，和一个活动V型块，限制一个自由度，从而实现6个自由度的全面定位2.确定导向装置本工序小头10H9，加工要求比较高，采用一次装夹完成钻，粗膛，半精镗，精镗四个工步的加工，故此夹具选用快换钻套作为导向元件，相应的机床上采用快换夹头。3.确定夹紧机构针对成批生产的工艺特征，此夹具选用螺旋夹紧机构压夹工件，在定位销商直接做出一段螺杆。装夹工件时，先将工件定位孔装入带有螺母的定位销上，接着向右移动V型块使之于工件小头外围相靠实现定位，然后工件与螺母之间插上开口垫圈，拧紧螺母压紧工件。4
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