机械制造技术课程设计-床头拉杆机械加工工艺规程及夹具设计.docx

目录第一章零件分析和毛坯设计11.1零件工艺分析及生产类型确定11. 2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2第二章机械加工工艺规程设计32.1定位基准选择32. 1.1.粗基准的选择321.2精基准的选择：32. 2工艺方案拟定32. 3机械加工余量、工序尺寸和公差的确定42. 4切削用量及时间定额计算62. 4.1切削用量计算62. 4.2时间定额计算122. 5经济分析17第三章专用夹具设计183. 1工序内容及加工要求183.2定位基准183.3夹具结构设计及工作流程183.3.I设计定位装置183.3.2设计夹紧装置183.3.3设计导向装置193.3.4定位误差的计算19第4章结论21参考文献22第一章零件分析和毛坯设计1.1零件工艺分析及生产类型确定拉杆是CA6140车床上的一个易损零件，车床使用一段时间后，这个零件就由于磨损而失去其使用性能，则需要更换新的。拉杆安装在车床床头箱(主轴变速箱)的I轴的控制装置上，具体装在I轴的孔中，它与杠杆和滑环一起起到控制多片式摩擦离合器的作用。C6140型车床主轴箱内的开停和换向装置手用机械双向多片式摩擦离合器，它由结构相同的左右两部分组成，左思合器传动主轴的正转：右离合器控制主轴的反转。当控制装置使拉杆向左移动时，是左部分离合器被依紧，主轴获得正转：而当控制装理使拉杆向右移动时，使右部分离合器被压紧，主轴反转：当控制装置处于中间时,主轴停止。本零件材料为45#钢，其力学性能：t=(AK)MPa.1.=355MPa.HBS=229。生产批量为I万件/年，牛产纲领为大批生产。从零件图上得到床头拉杆的外圆表面粗糙度要求达到Ra1.6。孔的粗糙度要求达到Ra1.6o依设计愿比可知零件的年产量为I万件/年，废品率、备品率各0.1%,每台设省含该零件件数1，零件的年生产纲领为：Nn(1.+a%)(1.+b%)(1.1.1)N一一零件的生产纲领：Q一产品的年产量：11一一产品中零件的个数：a%备品率；b%废品率。N=100OO×(1.+0.01.)×(1+0.01)=10201(1.1.2)查阅机械制造技术基础课程设计指导教程表IT“不同机械产品的零件质量型别表”知，拉杆属轻型零件，查阅表卜5“机械加工零件生产类型的划分”知，其属于大批生产。1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由零件的技术要求.查阅6机械制造技术基础课程设计3确定该毛坯尺寸为长200mm,直径为26三的45号钢圆柱棒料，如图所示：9C'J0200图1.1毛坯图第二章机械加工工艺规程设计2.1 定位基准选择定位基准有粗基准和精基准之分,通常是先确定粗基准，然后再确定精基准.2.1.1 粗基准的选择：首先要加工的是端面。用三爪卡盘自动定心方式装夹以毛坯外表面为粗基准,粗加工表面后获得精基准，以左端面为精基准，保证其他加工表面精度，另外有租车左端面，铳平面，铳槽均为粗加工即可达到其精度2.1.2 精基准的选择I左端面为精基准，保证其他表面精度要求。钻较工艺孔的粗基准用端而和外圆面为基准，遵循了基准重合的原则。2.2 工艺方案拟定1）遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准-拉杆右端而。2）遵循“先粗后精”原则,对各加工表面都是先安排粗加工工序,后安排精加工工序。3）遵循先生后次，先加工主要表面-左端面。4）遵循先面后孔原则，先铳平面，后加工孔。序号工序内容简要说明或定位基准1检验毛坯长20011m.o26wmI1.车右端面,打中心孔，租车部分外网车端面、外网作后续精基准I1.1.车左端面，打中心孔，机下部分外10双顶尖IV华、箱车外Bb车倒角V觥削平面、诜槽、诜槽1"上倒角VI钻、皎例28孔与外圆面垂直:，与槽中线平行VH热处理梏加工至中心设vn去毛刺IV清洗X终检2.3 机械加工余量、工序尺寸和公差的确定工序II：车右端面,打A型中心孔，粗车部分外右车右端面粗车余量：2mn车外圆面租车余量：1三钻中心扎余星：2mm半精车右轴端余量：0.611m保证外圆尺寸，尺寸公差为IT12：两端面尺寸200m11,尺寸公差IT1.1.图2.1工序H筒图工序山：车左端面，打A型中心孔，租车左轴端。车端面粗车余属：2mm车外围面«1车余量：1三站中心孔余星：211un保证外圆尺寸¢24°.,尺寸公差为IT12；两端面尺寸196三,尺寸公差IT1.1.工序IV：半精车、精车外圆，倒外圆倒角华精车外圆余量:O.611un精车外圆余量：0.4mm例外圆倒角保证外网尺寸抡2;僚，尺寸公差IT7工序V：铳削平面、胱槽、铳槽下、上倒角粗铳平面余量：4三铳槽余fit：5mm铳槽下内角余量:3111m铳槽下内角余量：Imm保证尺寸18°。3,尺寸公差IT12：保证尺寸20>“，尺寸公差Im:保证尺寸7二丁尺寸公差ITI2图2.4工序V简图工序VI：钻、钱城28孔钻I1.8mra孔校孔余量：O.2mm保证尺寸d1.2fg,尺寸公差1T8图2.5工序V1.简图工序训：热处理，淬火淬火，淬到中心线图2.6工序VD简图2.4 切削用量及时间定额计算1 .工序n：车右端面，打A型中心孔,粗车外圆。(1)车端面工步1)确定背吃刀量：取叫=2mm。2)确定进给量：查表57,取该工步的每转进给量=04m,"r.3)计算切削速度：查表5-2,取切削速度v=60zwmin,可求得该工步主轴转速为：n=(XX)-1.r/tnin=759.7rmin(2.4.1)"24查表4-2对照该工步所选CA6140卧式车床的主轴转速系列，取主轴转速z=9OOrmin.再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速度为:，100o900x3.14x24IOW加min=67.8nmin(2.4.2)(2)打中心孔工步D确定背吃刀量：取=Imm。2)确定进给量：查表，取该工步的每转进给量=().04"""r3)计算切削速度：查表，取切削速度v=8"imin.可求得该工步主轴转速为n=I(X)Oxrnin=1273.9r/min(2.4.3)11×2对照该工步所选C6140卧式车床的主轴转速系列，取主轴钻速H=1400rmi11再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速度Md1.o1400x3.14x2I(XM)z11Zmin=8.786，/min(2.4.4)(3)粗车外圆工步1)确定背吃刀量：Wp=1.mm.2)确定进给量：取该工步的每转进给圻=03mmr.3)计算切削速度：取切削速度v=9(Mmin,可求得该工步主轴转速：90H=I(XX)X-rnin=II94.3rmin(2.4.5)×24对照该工步所选C6140卧式车床的主轴转速系列，取主轴转速=1400rmin可求出该工步的实际切削速度ndioI4OO×3.14×24I(XX)m/min=114.353，”/min(2.4.6)(1)半精车外圆工步1)确定背吃刀呈：取ap=0.6mm。2)确定进给量：查表5-1,取该工步的每转进给量=0.4"/八3)计算切削速度：查表5-2,取切削速度V=I1.OrWmin,可求得该工步主轴转速I(X)"=1000r/min=1326.29r/min(2.4.7),×22对照该工步所选CK6132数控车床的主轴转速系列，取主抽转速M=14(X)rmin可求出该工步的实际切削速度n11dI4OO×3,I4×22.nc.9.s-1V=二mIrnn=105558”nun.i.o)2.工序山：车左端面，外明打A型中心孔(1)车左端面工步1)确定背吃刀量：取4=2mm。2)确定进给量：取该工步的每转进给抗/=04"r.3)计算切削速度：取切削速度v=6(M"min,可求得该工步主轴转速n=1OooXr/mm=796.2rnin(2.4.9)”x24对照该工步所选C6140卧式车床的主轴转速系列，取主轴转速n=900rmin;再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速度成HXM)900×3.1.424I(MX)m!min=67.8?»/min(2.4.10)(2)打中心孔工步1)确定背吃刀址：取,=Imm.2)确定进给量：查表，取该工步的每转进给量/=0.04”,工。3)计算切削速度：查表，取切削速度v=8mmin.可求得该工步主轴转(2.4.11)8n=1(XX)×-rni=1273.9rmin11×2对照该工步所选CA6140卧式车床的主轴转速系列，取主抽转速11=14()0rmino再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速度ndI4(X)×3.I4x2,.o_(W.i,o.oV=m/min=8.796/«/nn(2.4.12100o10(2)粗车左轴端工步1)确定背吃刀员：取,=Imm,2)确定进给量：杳表5T,取该工步的每转进给量/=03“小3)计算切削速度:查表5-2,取切削速度V=100m/min。可求得该工步(2.4.13)K=1000×r/min=I326rmin主轴转速11-×24对照该工步所选CA6140卧式车床的主轴转速系列，取主轴转速=1400r/min。再将此转速代入式(5-1),可求出该工步的实际切削速度3.工序M半精车外圆,倒外圆倒角，精车外圆(1)半精车外围工步1)确定背吃刀证：取"1.,=0.6mm.2)确定进给量:查表5T,取该工步的每转进给量/=04”r。I(V)n=I(XX)Xr1nin=1326.29r/min(2.4.15)3)计算切削速度:查表5-2,取切削速度V=I1.of“/min,可求得该工步主轴转速11×22对照该工步所选CK6132数控车床的主轴转速系列，取主轴转速=1400rmin可求出该工步的实际切削速度n11d1400x3.14x22,.1.fP=nmin=105.558m/nun(Z.1.1.b；I(X)OI(XX)(2)精车外圆工步1)确定背吃刀量：取,=0.4mm.2)确定进给地：取该工步的每转进给量/=02版?。3）计算切削速度：取切削速度i，=75min。由式（5T）可求得该工步主(2.4.17)轴转速n=1000×r/min=1085rmin11×22对照该工步所选CK6132数控乍床的主轴转速系列，取主轴转速/f=1.1.2（）r11in<,可求出该工步的实际切削速度<3)1)2)3)也O853M22而min=8O.223，/minI(XX)I(XX)(2.4.18)车外圆倒角工步确定背吃刀量：取4=Imm。确定进给量：查表57,取该工步的每转进给量=02m,"">计算切削速度:佟表5-2,取切削速度*=80"min,可求得该工步主轴转速80H=100Oxr!min=1061rmin(2.4.19)11,×24对照该工步所选CK6132数控车床的主轴转速系列，取主轴转速”=1120rmin再将此转速代入式（5T）,可求出该工步的实际切削速度mui1120x3.14x24V=1(X)0I(XK)mimin=84.4，”/min(2.4.20)4.工序V：铳削平面、铳槽、铳槽下、上例角（1）铳削平面工步1）确定背吃刀量：取=4mm。2）确定进给量：查表5-6,取该工步的每齿进给量£=0.06v“/z。3）计算切削速度：按4Jz=20/3,工=0.06盯2取切削速度V=4沏”min。可得该工步主轴转速11=1(MX)×r/min=684.7rnin(2.4.21),x2（）取主轴转速=725”min,，再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速也=725x3J4x2Ow/min=45.5加mm100OI(X)O(2.4.22)（2）铳槽工步1）确定背吃刀量：取"1.1=4mm,.2）确定进给员：查表5-6,取该工步的每齿进给量:f=O（M，训z。3）计算切削速度：按4z=16/3,工=0（M”门Z取切削速度V=25m/min.(2.4.23)可求得该工步主轴转速n-1(XX)×-r/tnm=497.6rnin11×6取主轴转速=49O”min。可求出该工步的实际切削速度urn/49O×3.14×16,.,.o,1V=m!min=24.6mnn（2.4.Z1.IOIO<3）铳槽下内角工步1）确定背吃刀量：取与=3mm.2）确定进给量：取该工步的每齿进给量t=0.03,R"z°3）计算切削速度：按d,z=IO5,，=0。3"，2取切削速度1，=3101山(2.4.25)可求得该工步主轴转速：11=1(XX)×-r/min=493.3r/min20取主轴转速=725rmin。再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速度tm1.725×3.14×1（）,.g。，V=m1.min=22.&/min（2.4.26）10001000<4）铳槽上内角工步1）确定背吃刀量：取QP=Imm。2）确定进给他：告表5-6,取该工步的每齿进给量/；=003,w"z。3）计算切削速度：杳表575,按4Jz=IO5,=003,w"2取切削速度V=31.mmin。可求得该工步主轴转速：31=100Ox:r!min=493.3rmin（2.4.27）×20取主轴转速=725min。可求出该工步的实际切削速度I1.5.工序60：钻、皎树28孔（1）钻孔工步I）确定背吃刀量：取QP=Zj2=5.9mm.2）确定进给量：查表5-22和表470,取该工步的每转进给垃=0.6"""r.3）计算切削速度：食表5-22,取切削速度,=24mmin,得该工步主轴转速n-1.（MX）x-rmm=647.7rninr×1.1.8对照该工步所选Z3025摇臂钻床的主轴转速系歹h(2.4.29)取主釉转速/=630rmin0再将可求出该工步的实际切削速度：v=2=630x3.14x1.1.8w/|nin=213w/minIO（X）C2）较孔工步1000(2.4.30)1）确定背吃刀量：取,=ZrJ2=苧=0.1mm。2）确定进给量:查表5-22和表4-10,取该工步的每转进给量/=（H6mmr。3）计算切削速度：取切削速度u=8加min可求得该工步主轴转速n=100Oxr/min=212.3rnin11×1.2(2.4.31)对照该工步所选Z3025摇臂钻床的主轴转速系列，取主轴转速=2（X）"min.再将此转速代入式可求出该工步的实际切削速度=&a吧Umin3min1000I(XX)(2.4.32)2.4.2时间定皴计算一.基本时间的计算（D工序H：车右端面，打型中心孔,粗车外BUI）车端面(2.4.33)tj=-,1.=-+1+1.2+Zy(35)mm21.=34=()nn.I.=-J+(23)=1.nut.d=26mm,d.-Onun(2.4.34)tant(2.4.48)I=6/;»/,Ii=2。,=(：Xcot54,+I)=2.5nun<3)1)2)3)6+2+2.5_,_.t1.=0.185mtni0.()4x1400工序W：半精车外半，倒外18/角，精车外圆半精车外圆=.=/+/,+/,+./、(35万阳/.=3nnu1.y=Ozzwzr,=+(23)=3mnJ=196tnmIanvr196+3+3+0八.t,=O.652mn10.2x1550车倒向由工人操作,大约0.06min精车外圆fi=-.1.=+1.+,+1./,(35)vm(2.4.49)(2.4.50)(2.4.51)(2.4.53)(2.4.54)/,=3mm.I3=OnunJ1.=+(23)=3,/=196mmUinzcz(2.4.55)196+3+3+0一.t,=1.154miniO.Ix1750(4)工序V：铳削平面、铳槽、铳槽卜、上倒向(2.4.56)1)铳削平面<,='+,+'，&=0.5卜-J/-a；)+(13)/,(1.-3>nm,f=f×*Jf2(2.4.57)I1=0.5X(20-2Oi-172)+2=6.1mm.=0.18*725=138，/min(2.4.58)卫也已sin130(2.4.59)2)铳槽/+/|+/;-;=.Z1=0.5J+(12).1,(13"fu.=f×n(2.4.60)Zw：aP二.辅助时间辅助时间与基本时间乙的关系为O=(OJ5、0.2)。，取,0.15。，则各工序的辅助时间为：工序I1.的辅助时间：工步1=().15;,=0.15×().081=0.012ni工步2t,=0.15r=0.15×0.185=0.027nin工步31.f=0.15/,=0.15×0.46=0.()ft9nin工序In的辅助时间：工步1tf=0.15=0.15×0.081=0.012nin工步2tf=().151=0.15X0.185=O.()27min工序Iv的辅助时间：工步1r,=0.15=0.15O.652=0.098min工步2f=0.15/,=0.15×0.()6=().(X)9nit工步3tf=O.I5=0.15X1.154=0.173nin工序V的辅助时间:工步11.f=0.15/,=0.15×0.62=0.093ni»工步2tf=0.15=0.15×0.922=0.139min工步3tf=0.15;,=0.15×0.275=O.(M1.nii)工步4tf=0.15j=O.I5×O.275=O.O4Imin工序V1.的辅助时间:工步1z=0.15=0.15×0.337=0.050nin工步2tf=0.i5=0.15×1.168=0.175nin三.作业时间作业时间与基本时间。和辅助时间。的关系为作业时间=U,则各工序的作业时间为：工序H的作业时间：工步1作业时间=y+z=0.081+0.012=0.093nin工步2作业时间=t+tf=0.185+0.027=0.212min工步3作业时间=。+0=0.46+0.069=0.529in工序IH的辅助时间：工步1作业时间=。=0.081+0.012=O.O93三工步2作业时间=，,+，/=0.185+0.027=0.212min工序Iv的辅助时间：工步1作业时间=ti+tf=0.652+0.098=0.75()nin工步2作业时间=t,+tf=0.06+0.0(»=0.069min工步3作业时间=/,+。=1.154+0.173=1.327IHn工序V的辅助时间：工步1作业时间=r,+=0.62+0.W3=0.71311in工步2作业时间=，,+0=0.922+0.139=1.(X)Inin工步3作业时间=tj+t,=0.275+0.(MI=0.31.6min工步4作业时间=ti+tf=0.275+0.041=OJKxiiin工序VI的辅助时间：工步1作业时间=/,+"=O.337+O.O5O=O.S8511in工步2作业时间=.+rf=1.159+0.175=1.334nin2.5经济分析车一件时间：0.063+0.212+0.529+0.093+0.212+0.351+0.75+1.32+0.069=4.22车床加工费：13元/分人工费：15元/分费用:(13+15)*4.227/60=1.97铳一件时间：0.713+1.061+0.316=2.09铳床加工费：18元/分人工费：15元/分费用:(18+15)*2.09/60=1.15钻一件时间：0.385+1.334=1.719铳床加工费：20元/分人工费：15元/分费用：(20+15)*1.719/60=1月折旧车：32000*(1-5%)/10/12=253(元)铳：45000*<1-5%)/10/12-356.25(元)钻：6690*(1-5%)/10/12=52.96(元)第三章专用夹具设计3.1 工序内容及加工要求加工一个直径为向28的孔，孔的轴线对基准面A的垂直度公差为O.2m,表面粗糙度Ra1.6,到拉杆左端面的尺寸为15MU3.2 定位基准分析工序荷图可知，加工拉杆孔直径曲2"8mm,到左端面的尺寸为15mm,从基准的重合准则和定位的稳定性、可苑性出发，选择左端面为主要基准。工序简图如下：3.3 夹具结构设计及工作流程3.3.1 设计定位"定位元件采用挡块。挡块与左端面接触，限制一个自由度，一个长V形块与外忸面接触并央禁，限制四个自由度，一个弹性辅助圆盘与平面接触，限制一个臼由度，实现工件完全定位。对于工序尺寸15mm而言，定位基准与与工序基准重合，定位误差Atftf(15)=0：对于加工孔直径M2H8由刀具直接保证,AAf(012)=0；由此可知，该方案合理、可行。拉杆的外国面径向比轴向刚度好，因此夹索力应指向网棒的中心。针对大批量生产工艺特征，此夹具选用般螺母夹索机构。气动压块夹索机构中均采用标准夹具元件，确定螺母夹紧机构结构尺寸.3.3.3 设计导向装量本工序要求对被加工孔依次进行钻、较等2个工步的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，夹具选用快换钻套作为刀具的导向元件3.3.4 定位误差的计算：由表8-13平面定位V形块定心定位误差计算基准不重合误差,"（）=O基准位置误差<Td0,046_M=（3.1）、=0+0.046=0.046<0.25（3.2）定位误差小于1/3的总体误差所以合理图3.3倚禊图第4章结论本次谡程设计通过自己平时学的知识加上大量书籍和老师的指导完成如下内容：1 .首先案到题目之后，对零件进行了细致的观察分析，之后对其进行了工序安排，选择了方案。在王老师的指导下，最终确定了加工工艺路线。2 .随后进行了机床,刀具的选择，同时计算加工中的切削用量,以及加工时间的计算。3 .最后结合臼己的加工工艺路线，对钻床夹具进行了设计。4 .通过设计初期倜研时对大体工艺路线拟定的基础上,进行每道工步的细化，其中合理安排定位基准及央紧方式，通过查阅书籍计算出切削用量等数据，并完成机械加工工艺规程设计及工艺卡片。5 .通过工艺卡和夹紧方案的制定，选择合适的定位夹紧元件，合理机构专用夹具，绘制机床专用夹具的设计及夹具装配图。这次历经两周的课程设计，通过前期大量的查阅书籍详细分析零件，对零件的用途、生产要求,加工要求做详细的记录，然后开始通过这学期所学的专业课知识设计工序卡、夹具、并且选择合适的机床，对其中一道全要工序进行专用夹具设计，绘制二维零件图、装配图，最后在老师的指导和自己不断的更改中完成这次课程设计。参考文献1邹青、呼咏.机械制造技术基础课程设计指导教程，北京，机械工业出版社2017.O1.2陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京.机械工业出版社,2003.第2版3秦宝荣.机械制造工艺学与机床夹具设计，北京，中国建材工业出版社，20064彭林中.张宏.简明金属机械加工工艺手册,北京，化学工业出版社,20145张耀宸.机械加工工艺设计实用手册.张耀应，航空工业出版社，20086）马贤智.机械加工手册，沈阳，辽宁科学技术出版社,20027赵家齐.机械制造工2学课程设计指导,北京.机械工业出版社,2003