机械制造工艺及夹具课程设计说明书

机械制造工艺及夹具课程设计说明书 机械制造工艺及夹具课程设计说明书 姓 名: 班 级: 学 号: 指导老师: 目录 前言---------------------------------------------------------------------2 零件设计计算说明书------------------------------------------------3 一、计算生产纲领，确定生产类型------------------------------------3 二、零件分析------------------------------------------------------------3 1)零件各组成表面及技术要求。 2)该零件的基本类型 3)主要表面和次要表面 4)结构工艺性分析 三、选择毛坯---------------------------------------3 四、工艺设计-----------------------------------------------------------4 1、定为基准的选择 2、零件表面加工方法的选择 3、制定加工工艺路线 4、确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯—零件组合图 五、工序设计---------------------------------------6 套筒零件加工工艺过程 (1)加工设备选用 (2)车刀选用 (3)量具选择 (4)确定工艺尺寸的一般方法 套筒零件加工工艺卡片----------------------------------------------8 零件加工工序卡片(Φ52)------------------------------------------9 零件加工工序卡片(Φ6)-------------------------------------------10 套筒零件毛坯图----------------------------------------------------11 套筒零件图--------------------------------------------------------12 夹具设计说明---------------------------------------13 一、夹具设计任务-------------------------------------------13 二、夹具 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 的确定------------------------------------------- 13 三、夹具使用说明----------------------------------------------------------------------------15 夹具总装配实体图----------------------------------------------------------------------------16 夹具总装配分解图----------------------------------------------------------------------------17 夹具总装图(CAD)-------------------------------------------------------------------------18 课程设计小结--------------------------------------------------------------------19 1 前言 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和指导和操作方法等的工艺文件之一。它不仅是企业生产中重要的技术文件，也是机械制造过程中用于指导生产、组织加工和管理工作的基本依据，还是新建和改建工厂或车间的基本资料。 本次课程设计是在学习机械加工技术这本书后，加上平时的课外综合学习和校外实践活动的 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 所得，在老师的指导下进行系统、全面的一次综合性生产实践的检验。 课程设计说明书概括性的介绍了设计过程，对设计中各部分内容作了重点的说明、分析、论证和必要的计算，系统性整理、表达了在机械加工工艺设计过程中涉及到的专业知识和基本要求，有条理的表达了自己对工艺规程作用的独到见解。 本课程设计的套筒类零件是指在回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广。虽然我们设计下了很大的功夫，也取得了一定的收获，但由于我们的所学不足，加上生产实践的缺乏，设计中一定存在较多的缺点和错误，恳请各位老师批评指正。 2 设计计算说明书 一、计算生产纲领，确定生产类型。 图上所示为套同类零件，从该产品的年生产纲领和查表可得:该零件的生产类型为大批生产。 二、零件分析。 1)零件各组成表面及技术要求。 (1) Φ45的外圆表面 IT6 Ra1.6um 相对基准平面A的同轴度为0.04。 (2)Φ30的内孔表面 IT13 Ra12.5um (3)Φ65的外圆表面 IT10 Ra1.6um 相对基准平面A的同轴度为0.04。 (4)Φ55的内孔表面 IT13 Ra12.5um (5)Φ52的内孔表面 IT7 Ra1.6um 作为基准平面。 (6)B平面 Ra3.2um 相对基准平面A的垂直度为0.02。 (7)零件左端端面 Ra1.6um (8)零件右端D端面 Ra1.6um (9)Φ65的外圆C端面 Ra1.6um 相对基准平面A的垂直度为0.02。 (10)螺钉孔Φ6表面 Ra12.5um 钉头两斜边夹角90?。 (11)Φ40锥形表面 Ra12.5um 表面与相邻孔表面夹角为45?。 (12)各种倒角。 2)该零件的基本类型。 从该零件的结构分析，属于套同类零件。 3)主要表面和次要表面。 (1)主要表面:Φ52的内孔表面、Φ65、Φ45外圆表面。 (2)次要表面:除主要表面以外的为次要表面。 4)结构工艺性分析。 该零件结构工艺性良好。 三、选择毛坯 毛坯的形状可与零件形状尽量接近，即外形可做成台阶形，内部孔锻出，毛皮尺寸可通过加工余量计算来确定。 该毛坯采用锻压模，毛坯图表示如下: 3 四、工艺设计 1、定为基准的选择。 该零件是带孔的套筒类零件，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔作为定位基准，即遵循基准重合的原则，应选孔Φ52及一端面为基准。孔作为基准先进行加工，选外圆Φ65、Φ45及端面作为粗基准。 2、零件表面加工方法的选择。 通过对零件表面分析和参考 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 中有关资料确定加工方法如下: (1) Φ45的外圆表面 IT6 Ra1.6um 粗车—半精车—粗磨—精磨。 (2)Φ30的内孔表面 IT13 Ra12.5um 钻。 (3)Φ65的外圆表面 IT10 Ra1.6um 粗车—半精车—靠磨。 (4)Φ55的内孔表面 IT13 Ra12.5um 粗镗。 (5)Φ52的内孔表面 IT7 Ra1.6um 钻—扩—粗镗—精镗。 (6)B平面 Ra3.2um 粗镗—半精镗。 (7)零件左端端面 Ra1.6um 粗车—半精车—靠磨。 (8)零件右端D端面 Ra1.6um 粗车—半精车—靠磨。 (9)Φ65的外圆C端面 Ra1.6um 粗车—半精车—靠磨。 (10)螺钉孔Φ6表面 Ra12.5um 钻—铣。 (11)Φ40锥形表面 Ra12.5um 粗镗(或扩)。 (12)各种倒角 车。 3、制定加工工艺路线。 按照先加工基准面及先粗后精原则，套筒零件可按下述工艺路线进行: (1) 锻压成毛坯。 4 (2) 调质处理。 (3) 粗车两端面及外圆表面，留余量。 (4) 以端面和外圆表面定位，加工Φ52内孔至尺寸，并符合技术要求，作为 后续加工定位基准。 (5) 调质处理。 (6) 以内孔Φ52及端面定位，半精车各外圆表面及端面，留小余量。 (7) 以内孔Φ52和端面作为定位基准，加工Φ30的内孔表面至尺寸。 (8) 以内孔Φ52和端面作为定位基准，粗镗Φ55内孔，各部位进行倒角处理。 (9) 利用专用夹具夹紧工件定位，加工Φ6的螺钉孔。 (10)磨各外圆表面及端面至尺寸。 (11)淬火、中温回火。 (12)检验入库。 4、确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯—零件组合图。 (1)锻件内孔直径的机械加工的单面余量/mm。 孔径 孔深 大于 0 63 100 大于 到 到 63 100 140 0 25 -- 2.0 -- -- 25 40 -- 2.0 2.6 -- 40 63 -- 2.0 2.6 3.0 查表可知，孔单面加工余量为2.0mm，锻件质量设为1.2kg S=m/m锻件外廓包容体 锻件的最大直径为70mm，长为50mm， 22m=πRld=3.14×(7/2)×5×7.85=1.5098kg 外阔包容体密度 故S=1.2/1.5098=0.795，按表形状复杂系数S1，属于简单级别F1。 附表如下: 级别 S数值范围 简单 S1>0.63-1 一级 S2>0.32-0.63 较复杂 S3>0.16-0.32 复杂 S4?0.16 (2)确定毛坯的尺寸。 根据锻件加工质量F1、S1,查《机械加工手册》模型锻造件内外面加工余量表得:直径方向的加工余量为1.5—2.5mm，轴向尺寸单面余量为1.5—2.0mm。 可列表如下:单位(mm) 5 零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸 Φ65 2.5 Φ70 Φ52 2 Φ48 Φ30 2.5 Φ25 Φ45 2.5 Φ50 44 3 50 28 2 32 20 1 18 0 1.5 3 (3)确定毛坯的热处理方式。 a、钢质套筒毛坯经锻压后应安排正火，以消除残留的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化均匀的组织，从而改善加工性。 b、在粗加工完成进行调质处理，以消除内应力。 C、在所以工序加工完成后进行一次全面淬火、中温回火处理。 五、工序设计。 按照先加工基准面以及先粗后精的原则，确定加工工艺过程如下: 套筒零件加工工艺过程 工序 工序内容 定位基准 毛坯自由锻件 1 正火 2 粗车Φ65外圆及D端面，留余量 外圆Φ45及端面 3 粗车Φ45外圆及端面，留余量 外圆Φ65及D端面 4 加工Φ52内孔至尺寸 外圆表面及端面 5 调质处理 6 半精车Φ65外圆及端面，留小余量 Φ45外圆及Φ52孔 7 半精车Φ45外圆及端面，留小余量 Φ65外圆及Φ52孔 8 钻Φ30内孔至尺寸 Φ52内孔及端面 9 粗镗Φ55内孔和Φ40锥面 Φ52内孔及端面 10 钻Φ6的孔 专用夹具 11 忽Φ6的孔 专用夹具 12 靠磨各外圆表面及端面至尺寸 Φ52内孔及端面 13 淬火、中温回火 14 总检入库 15 6 (1)加工设备选用。 A: 工序3、4是粗车外圆，宜选用常用的CA6140型卧式车床。 B:工序5为钻---扩---粗镗---精镗，精度要求高，宜选用钻床和镗床两机床。 C:工序7、8为半精车，由于零件轮廓尺寸不大，宜选用CA6140车床。 D:工序9、10、11，宜选用钻床和镗床。 E:工序12，宜选用铣床即可。 (2)车刀选用。 在车床上加工，一般选硬质合金刀和镗刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精车加工用YT15，精加工用YT30，也可选用转位车刀，切槽刀等。 (3)量具选择。 该零件属于大批生产，采用专用夹具。 A:各外圆加工面量具可选择分度值为0.01mm，测量范围为0—150mm游标卡尺。 B:加工孔用量具宜选用极限量规，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规。 C:加工轴向尺寸量具可选用分度值为0.01mm，测量范围为0---150游标卡尺。 (4)确定工艺尺寸的一般方法。 由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按图样的要求 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。当没有基准转换时，同一表面多次加工时，工序尺寸只与工序的加工余量有关;当有基准转换时工序尺寸应用工艺尺寸链来解算。 确定圆柱面的工序尺寸，根据本零件各圆柱面总加工余量(毛坯余量)后查工序加工余量表，总加工余量等于各工序加工余量之和。可得列表如下: 毛坯尺寸 精车余量 半精车余量 粗磨余量 零件尺寸 Φ70mm 1.5mm 0.8mm 0.2mm Φ65mm Φ50mm 1.5mm 0.8mm 0.2mm Φ45mm 将前后进行工作所得结果填入机械加工工序卡内，即得机械加工工艺规程。 7 套筒零件加工工艺卡 零件名产品名称 零件号 共 页 称 工艺路线单 套筒 1 第1页 HBS每件毛材料 45钢 硬度 187-毛坯类型 锻压件 坯可制1 229 零件数 备序号 工序名称 设备 注 1 下料 2 自由锻造 3 正火 4 粗车 CA6140 5 粗车 CA6140 粗镗、半精镗 6 镗床 精镗 7 调质处理 8 半精车 CA6140 9 半精车 CA6140 10 铰 Z5125A 11 粗镗 镗床 12 钻 Z5125A 铣床13 锪 (X62W) 14 靠磨 磨床 淬火、中温回15 火 16 总检入库 学生 : 更改标更改依签处数 日期 辅导老师: 记 据 名 8 零件加工工序卡片 产品 零件 零件工序 共 工序号 名称 名称 号 名称 页 工序卡片 第2 套筒 5 镗孔 页 设备 设备 工件 毛坯 硬度 名称 型号 材料 类型 HBS18锻压 镗床 45号钢 7-229 件 序号 工步内容 夹具 刀具 量具 1 下料 2 锻压 专用 3 粗镗 镗刀 卡尺 夹具 专用 4 半精镗 镗刀 卡尺 夹具 专用 5 精镗 镗刀 卡尺 夹具 学生: 辅导老师: 9 零件加工工序卡片 产品 零件 零件工序 工序号 共 页 名称 名称 号 名称 工序卡片 套筒 12 加工孔 第2页 设备 设备 工件 毛坯 硬度 名称 型号 材料 类型 HBS187锻压 铣床 45号钢 -229 件 序号 工步内容 夹具 刀具 量具 专用 1 钻 钻刀 卡尺 夹具 专用 2 锪 铣刀 卡尺 夹具 学生: 辅导老师: 10 11 12 一、 夹具设计任务。 设计在大批生产条件下，在Z525立式钻床上钻、锪套筒零件Φ6mm孔。 二、 夹具设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定。 1、 夹具的结构。 该夹具采用夹具体，再在夹具体上装上V形块、销、螺栓、垫圈和六角螺母、钻套和组合式螺旋夹紧机构等。此夹具结构可见如下夹具图: 13 2、夹具的定位原理及特点。 此夹具用夹具体侧面和垫圈定位，限制了y方向移动的自由度，用V形块和组合式螺旋夹紧机构通过压紧限制了x、z方向上移动的自由度和x、y、z方向上转动的自由度。通过这些定位和压紧元件就完全可以限制了工件的6个自由度，实现了工件的定位。 3、主要零件设计的说明。 (1)组合式螺旋夹紧机构。 考虑到单个螺旋夹紧机构直接夹紧工件时，容易损伤受压表面，并会在螺旋时引起工件转动。因此常在螺钉头部安装一摆动压块，即构成组合式螺旋夹紧机构。该螺旋夹紧机构便于调整夹紧力的大小、指向、着力点及夹紧行程，使夹紧系统和整个夹具得到合理灵活布局，实现快速装卸。还有就是当手柄转动时，下面的压块作很少的偏转，从而不会扭伤工件的表面。 (2)V形块。 以工件回转轴线和外圆母线为定位基准，在实际工作中，可以不必拘于现成论，本着基准重合的原则，灵活选用定位基准，以提高定位误差的计算速度。它在具体功能上能够兼起定位和夹紧作用。 (3)销、垫圈和六角螺母为一体。 该设计采用比工件Φ45mm的外圆表面还要大的开口垫圈和比工件Φ30mm的内孔小的六角螺母和销组合定位元件，限制了工件y方向上移动的自由度，而且由于销和螺母都比Φ30mm的孔小，故只要旋松螺母拿开垫圈就可以把工件拿出来，实现了快换工件的作用。 4、夹具的装配要求。 (1)V形块装配到夹具体上时，需保证V形块允许的高度，与夹具体底座面上的水平度和侧面的垂直度，而且还要与底座面和侧面完全接触。还要保证与工件同心度的要求。 (2)装配销时也要保证一定的高度，保证销与工件Φ52mm的内孔间隙配合，而且要保证间隙尽可能大，这样可以使工件完全落在V形块上实现定位。 (3)装配钻套时，要保证钻套中心距工件定位面(夹具侧面)的水平距离为36mm.而且要保证钻套的中心和钻头的中心对齐误差。 5、定位误差分析。 该夹具的设计是用夹具体的侧面和V形块来定位的。而夹具体的侧面和工件的大端面是紧密接触的，只要保证侧面与夹具体底座的垂直度，就可以保证这方面的定位误差为0mm。而V形块是以工件回转轴线和外圆母线为定位基准，该定位的定位基准和设计基准重合，因此用V形块定位，它的定位误差也是0mm。由于采用这些定位，利用夹具夹紧工件进行加工时，就可以加工出精度很高，误差很小的零件。 14 三、夹具使用说明。 1、夹具的操作步骤。 (1)旋转组合式螺旋夹紧机构，使其向上移动，然后把工件穿过销放进V形块中。 (2)用垫圈挡住工件的小端面，旋紧六角螺母使工件完全与夹具体侧面接触实现定位。 (3)旋转组合式螺旋夹紧机构，使其往下移动，压紧工件的上表面，使工件完全定位在V形块上。 (4)以上步骤就可以完全定位好工件。 2、夹具使用注意事项。 (1)使用前对限位尺寸检查是否还保持正确的位置。 (2)V形块是否完好，如果V形槽面由于长期磨损发生了偏斜，就会影响定位。 (3)使用后需要涂防锈油。 15 16 17 18 课程设计小结 通过这次课程设计，进一步培养了我们分析、总结和表达的能力，也增强了我们的动手能力。也是我们所学知识的很好的应用，同时也巩固、深化了我们所学的知识。这次设计，让我们更加贴近于生产实际，让我们更加清晰的看到了理论与实际在设计中的差别。通过设计使我们综合、灵活、有条理地应用机械制造方面的知识，基本掌握了机械加工工艺规程的制定，充分表达了自己对工艺的理解和发现。 在这次课程设计，我也发现了很多问题和不足。但是在我面对问题的时候，我并没有临时退缩，而是更加坚定下来，寻找解决问题的方法。或者动手查资料，或者自己认真分析，总之，在设计中发现的问题，我都是很认真的寻找解决的方案的。 为什么会开课程设计这一门课呢,那是老师在培养我们的实践能力和独立动手能力，能让我们更快适应生产实际，为我们以后走出社会做好铺垫。此次课程设计让我们受益匪浅，不仅培养了我们发现问题、分析问题、解决问题的逻辑思维能力，更重要的是通过熟悉套筒类零件的加工工艺与常用装备,了解了套筒类零件的加工方法与加工方案,同时也培养了我们计算应用的能力,让我们从机械基础到公差配合、从机械制图、计算机绘图到机床设备应用，把机械制造过程中的各种知识综合整理，又有了更高层次的理解和发现。 在设计中,老师的细心指导,让我们了解了自己在学习过程中的缺陷,使我们进一步熟悉及应用机械制造中的理论研究,培养了我们一丝不苟、严谨认真的工作作风和良好习惯!总之我要感谢老师的指导。 参考资料: 《机械加工技术》主编:魏康民.西安电子科技大学出版社 《机械加工工艺手册》 主编:孟少农 机械工业出版社 《机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书》主编:倪森寿.化学工业出版社 《工程材料与成形工艺》主编:张建国.科学出版社 《公差配合与测量》 主编: 张 勤 机械工业出版社. 19