机械制造技术课程设计-导向套加工工艺及钻φ6孔夹具设计.docx

XX大学课程设计（论文）导向套工艺规程设计及工艺夹具设计所在学院专业班级姓名学号指导老师目录II第1章绪论3第2章机械加工工艺规程的制定4第一节零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析4第二节工艺规程设计52.1 确定毛坯的制造形式52.2 基面的选择52.3 制定工艺路线72.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.2 加工工艺过程及确定切削用量和工时8第3章夹具设计163.1 设计要求163.2 夹具设计的有关计算163.3 夹具设计及操作的简要说明17小名言20参考文献21致谢22第1章绪论我们在进行设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1 .能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2 .提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3 .学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不断提高自己。我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。在此次课程设计过程中，查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，尤其是何亚银老师，在此表示感谢！由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。第2章机械加工工艺规程的制定第一节零件的分析2.1 零件的作用据资料所示，可知该零件是ZQSN6-6-3导向套，是机床进给机构的零件，具有确保加工工件位置准确度的作用。2.2 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为ZQSN6-6-3,具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，导向套有两组加工面有位置准确度要求。该零件的主要加工面可分为两组：1 .以外园为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和端面，内圆。2 .一个是以内圆为基准的加工面，这个主要是外圆的加工和各个孔槽的钻削。第二节工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为ZQSN6-6-3,根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况,选用机器砂型铸造。毛坯图如图：基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出。粗基准的选择:对导向套这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要的。对回转体零件我们通常以外园作为粗基准。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。因此我们采用孔作为精基准。由参考文献可知，查得该铸件的尺寸公差等级IT为810级，加工余量等级MA为G级，故IT=Io级，MA为G级。表3.1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数值说明105的端面75H4.0顶面降一级，单侧加工105的外圆柱端面10G2.5整体加工（取下行值）10的孔10H3.0孔降一级，双侧加工70的端面70G2.5双侧加工（取下行值）槽R1.5GO加工（取下行值60的孔60H3.0孔降一级，双侧加工表3.2由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表:主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT圆柱的两端面长7547912.5内孔面6035712.5小圆柱面7057512.5孔内表面104612.5大外圆柱面1055IlO12.5面的加工（所有面）根据加工长度的为75mn,毛坯的余量为4mn,粗加工的量为2mm。根据机械工艺手册表2.3-21加工的长度的为75、加工的宽度为105,经粗加工后的加工余量为1.5mmo对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。2.2.2孔的加工1. 60mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。2z=0.75mm2z=0.18mm2z=0.07mm车占孑L：59mm.扩孔：59.75mm粗然59.93mm精较：60H92. lmm.毛坯为实心，冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。车占孑L：9mm.2z=0.85mm扩孔：9.85mm2z=0.1mm粗较：9.95mm2z=0.05mm精皎：l5. 钻6mm孑Ll毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孑L：5.8mm2z=0.02mm精钱:6H7第三节制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺方案：方案一：工序01：工艺准备机器砂型铸造工序05：人工时效处理工序10：车两端面工序15：车外圆105、70及台阶面工序20：车内孔60工序25：车倒角工序30：钻6孔工序35：钻4x010孔工序40：拉削槽R1.5工序45：清洗去毛刺工序50：检验工序55：入库方案二：工序01：工艺准备机器砂型铸造工序05：人工时效处理工序10：车外圆105、70工序15：车两端面工序20：车内孔60工序25：车倒角工序30：钻4x10孔工序35：拉削槽RL5工序40：清洗去毛刺工序45：检验工序50：入库比较2种方案，可见区别在于是先加工外圆还是车端面的问题，由于有台阶，一般先车端面，以保证必要的定位尺寸，故选择方案一。（当然选择方案二也没大的问题，只是相对而言进行比较）2.1 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ZQSN6-6-3,生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。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L5mm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2.5表面粗糙度均为圆柱外表面1.6大孔内表面为3.2孔端面采用4次走刀完加工表面，表面粗糙度为3.5,根据参考文献，其余量Z=LonIm2.2 加工工艺过程及确定切削用量和工时2.2.1 ：工艺准备机械铸造铸造2.2.2 ：时效处理2.2.3 ：车端面A、B选硬质合金车刀车削深度，因为本工序为车l05mm孔的端面。已知工件材料为ZQSN6-6-3,因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=LOmm,一次走刀即可完成所需长度。机床功率为7.5kw0查，切削手册f=0.140.24mmzo选较小量f=0.14mmz03)查后刀面最大磨损为L0L5mm0查切削手册表3.8,寿命T=18Omin查切削手册表3.8,寿命T=18Omin4)计算切削速度按切削手册,查的Vc=98mms,n=439rmin,Vl=490mms.CA6140卧式车床车床参数选择nc=475rmin,Vfc=475mms,则实际切肖U速度Vc3.14*80*475/1000=119.3mmin,实际进给量为fzc=Vfcncz=475(300*10)=0.16mmzo5)机床校验功率查切削手册Pcc=Llkw,而机床所能提供功率Pcm>PcCo故校验合格最终确定ap=1.0mm,nc=475mms,Vc=119.3mmin,fz=0.16mmz.6)计算工时Tm=LVf=(5+75)/475=0.168min02.2.4 车外圆1、2选硬质合金刀1)车削深度，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。机床功率为7.5kw0查，切削手册f=0.140.24mmzo选较小量f=0.14mmz03)查后刀面最大磨损为L0L5m11°查切削手册表3.8,寿命T=180min查切削手册表3.8,寿命T=180min4)计算切削速度按切削手册,查的Vc=98mms,n=439rmin,Vl=490mms.CA6140卧式车床车床参数选择nc=475rmin,Vfc=475mms,则实际切削速度Vc3.14*80*475/1000=119.3mmin,实际进给量为fzc=Vfcncz=475(300*10)=0.16mmzo机床校验功率查切削手册Pcc=Llkw,而机床所能提供功率PCm>Pcc。故校验合格最终确定ap=1.0mm,nc=475mms,Vc=119.3mmin,fz=0.16mmz.6)计算工时Tm=LVf=(5+75)/475=0.168min02.2.5 工序20切削用量及基本时间的确定L切削用量本工序、车孔成0、车孔（p60、孔口倒角，加工条件为：工件材料为ZQSN6-6-3,选用CA6140车床。刀具选择，后角ao=120。，45度车刀。L车孔切削用量查切削手册于=070086mmr=1=2,6<3所以/=。,。/即”，按钻头强度选择/=L55w"r按机床强度选择=°63wm”,最终决定选择机床已有的进给量=°48wm”经校验F<=7085<FmaX校验成功。2.车刀磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0508mm,寿命T=60min.切削速度，查切削手册：vc=IOmn/r修正系数Kjv=1.0Kmv=1.0Ktv=1.0Kxv=1.5KlV=I°KaPV-1°故VC=I5zm/r100Ov成01000x153.14x9=530.7rmin查切削手册机床实际转速为纥=452rminV=成°"=12Jlmmr故实际的切削速度100o3.校验扭矩功率MC=13NmMm=144.2M”所以此<Mm巴=L72.0左攻<及故满足条件，校验成立。查切削手册机床实际转速为nc=452r/11in_血°氏_12.77mm/r故实际的切削速度100O3.校验扭矩功率MC=73NlnMm=144.2Nm所以般。</加PC=IC2MW<PE故满足条件，校验成立。计算工时：tm=L+lnf=85316=0.2689min2.2.6车倒角1.5x45，2.2.7钻孔机床：Z526式立式钻床刀具：根据机械加工手册表10-61选取高速钢麻花钻1 .切削用量本工序为钻、半精较，精较6mm的孔。较刀选用5.95的标准高速钢钱刀，r0=0,a0=8o,kr=5°较孔扩削用量：确定进给量f根据参考文献三表10.4-7查出f表=065L4.按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.720确定切削速度V和转速n根据表10439取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10410查出，kmv=loAprap=5.81-5/1x0-0.104=3.89故Kw'=0.87故V表,=14.2×0.87×l=12.35mmin100OV'表N'="do1000x12.35%xl5.81=248.6rmin根据Z525机床说明书选择n=275rmin.这时实际的较孔速度V为:兀donV=woo×15.81×275100O=13.65mmin根据以上计算确定切削用量如下:钻孑L：d=5mm,f=0.3mmr,n=400rmin,v=18mmin半精钱：d=5.85mm,f=0.5mmr,n=574rmin,v=25.8mmin精钱：d=5.95mm,f=0.72mmr,n=275rmin,v=13.65mmin2 .时间计算:L钻孔基本工时:II+Ii+12m=nfnf式中，n=400,f=0.3,1=1Omm,Tm=0.32s半精较基本工时:Ii=1.75-2.75n=530rmin,f=0.5mm,取ll=3mm,12=4mm,Tm=0.1264 .精钱基本工时:l=2.77-3.77取11=3.5mm,12=3mm.Vc=1000Tm=0.185s3.14x60>300Vc=10°°=56.52mmin475ZCf=300×10=0.16mmz5 .钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm,寿命T=60min°切削速度，查切削手册：vc=IQmm/r修正系数KZV=IoKMV=LOKtv=1.0KrV=L5K*,=LOKapv=10故丫，=15"僧/广1OOOV1000X15Snrl-n=530.7rmm成03.14x9查切削手册机床实际转速为电=452rminV=11t0ris=12.77mm/r故实际的切削速度13.校验扭矩功率MC=73NmMm=144.2Nm所以也<MmPC=1720<PE故满足条件，校验成立。6计算工时：nf26+10452x0.7=0.14minL确定进给量f由于孔径和深度都很小，宜采用自动进给，fz=0.20mmro2 .选择钻头磨钝标准及耐用度根据表5-130,钻头后刀面最大磨损量为0.8mm,耐用度T=50min03 .确定切削速度V由表5-132,=670MPa的HT200的加工性为5类,根据表5-127,进给量f=0.20mmr,由表5-131,可查得V=17mmin,n=1082rmin0根据Z536立式钻床说明书选择主轴实际转速.4 .2.4精车车外圆1、2内孔选硬质合金刀1)车削深度，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=014mm,两次次走刀即可完成所需长度。机床功率为7.5kw0查，切削手册f=0.140.24mmzo选较小量f=0.14mmz03)查后刀面最大磨损为L01.5mm0查切削手册表3.8,寿命T=180min查切削手册表3.8,寿命T=180min4)计算切削速度按切削手册,查的Vc=98mms,n=439rmin,Vl=490mms.CA6140卧式车床车床参数选择nc=475rmin,VfC=475mms,则实际切削速度Vc3.14*80*475/1000=119.3mmin,实际进给量为fzc=Vfcncz=475(300*10)=0.16mmzo机床校验功率查切削手册Pcc=Llkw,而机床所能提供功率PCnI>Pcc。故校验合格最终确定ap=1.0mm,nc=475mms,Vc=119.3mmin,fz=0.16mmz.6)计算工时Tm=LVf=(5+75)475=0.168mino5 .2.5工序60切削用量及基本时间的确定1 .切削用量本工序、车孔成0、车孔（p60、孔口倒角，加工条件为：工件材料为ZQSN6-6-3,选用CA6140车床。刀具选择，后角ao=120。，45度车刀。L车孔切削用量查切削手册/=0-700.86mmr%=?%°=2.6<3所以/=。,。幡九/7，按钻头强度选择/=L55w"r按机床强度选择=°63mm”,最终决定选择机床已有的进给量=°48根经校验%=7085<jFimx校验成功。2 .车刀磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.508mm,寿命T=60min.切削速度，查切削手册：vc=IQmm/r修正系数KTV=1.0Kmv=1.0Ktv=1.0100Ov欣°1000x153.14x9=530.7rmin故VC=15mmrKxv=1.5KlV=I.0KaPV=1°查切削手册机床实际转速为nc=452rminV=成°"，=Vinimmlr故实际的切削速度100O3 .校验扭矩功率MC=73NmMm=144.2M”所以此<Mm巴=L72.0Hv<Pe故满足条件，校验成立。查切削手册机床实际转速为nc=452r/minV=成°"、=12.77"7"/r故实际的切削速度100O4 .校验扭矩功率MC=73NmMm=144.2Nm所以也<MmE=L72M<Pe故满足条件，校验成立。2.2.6 计算工时：tm=L+lnf=88.5316=0.280min2.2.7 拉槽2.2.8 表面清洗去毛刺2.2.9 检验2.2.10 入库第3章夹具设计为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为钻6孔的专用夹具，本夹具将用于Z525摇臂钻床。1.1 设计要求本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度,面精度不是主要考虑的问题。1.2 夹具设计的有关计算定位误差分析：L定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即"60H9f82 .由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为°，机，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为L6根3 .钻削力的计算：凡=419DS°%刀具选用高速钢材料查机床夹具设计手册表1-2-820006<19J=1.03190S1=0.25S2=0.125D=6、1、2pxi=419DS°8(,=419×8.4×O.25o8×1.03=1195.8px2=419DS°8勺，=419×9×O.125o8×l.O3=735.94 .夹紧力计算：查机床夹具设计手册由表1-2-23可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0,查表1-2-21：d=IOmmP=I25rz=4.594,a=?。29,0选用梯形螺纹有利于自锁外=8050'25Z25×40m=7r-=7-=11207VY'tgx+/2，g(c+02)4.594Xrg(Il)由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力/W,即夹具设计符合要求。定位误差分析计算根据配合公差"60H9f8由以上可知lmax=0.074,2max=0.071分析定位误差：基准不重合误差：因钻孔时，定位基准为心轴的中心线，工序基准也为心轴的中心线。故：Z!jb=O基准位移误差：adb=aDl+adl+41=0.022+0.022+0.08=0.056定位误差：4dw=ajb+adb=0+0.056=0.056故：Z!dwWl3T=0.18对平行方向的尺寸："=()db应该是上下平移Adbl转动角度后最大：Adbl=O.056,±tg2=±(2max-Imax)2x89=+0.00015db=dbl+2x96xO.00015=0.0853.3夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧轴的大平面定位三个自由度，短心轴定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但侧面是经精磨的面,过定位是允许的。操作过程是用手柄通过加紧移动，将零件放于其上，然后往上移动并夹紧。由于利用手柄锥面夹紧，因此夹紧可靠。小结通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此手动夹紧满足夹紧要求。完成了本次毕业设计，通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献参考文献1陈宏钧.实用金属切削手册M.北京：机械工业出版社，2005.1.2强毅.设计制图实用标准手册M.北京：科学出版社，2000.1.3李洪.机械加工工艺手册M.北京出版社，1996.1.4陈宏钧.实用机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2003.1.5杨叔子.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，2001.8.6马贤智.机械加工余量与公差手册M.中国标准出版社，1994.12.7王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，199511.8莫雨松.互换性与技术测量M.中国计量出版社，2000.1.9何玉林，贺元成.机械制图M.重庆大学出版社，2000.8.10王光斗，王春福.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社，2000.11.11唐云支.机床夹具M.中国劳动社会保障，2001.1.12李家宝.夹具工程师手册M.黑龙江科学技术出版社，1987.13李庆余，张佳.机械制造装配设计M.北京：机械工业出版社，2003.8.14纪名刚，濮良贵.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001.8.15李旦，邵东向.机床专用夹具图册M.哈尔滨工业大学出版社，2005.2.16 BallandRollerScrew.EngineeringMaterialandDesign.19(12),197517 RajputRK.ElementsofMechanicalEngineering.KatsonPubl.House,198618 KuehnleMR.ToroidalDriveCombines.ProductEngingneering1Aug,1979附录致谢经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。回顾这日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业知识。对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们毕业设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成毕业设计提供了重要保障。