顶杆帽零件加工工艺规程及铣5.5H9×14孔槽的夹具设计说明书.doc

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1、大学 课 程 设 计 题 目：设计“顶杆帽 ”零件加工工 艺规程及铣 5.5H914 孔槽的夹具设计 1 课程设计任务书课程设计任务书 一、设计题目 设计 “顶杆帽 ”零件加工工艺规程及铣5.5H914 孔槽的夹具设计 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件草图 1 张 (2) 生产类型 : 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (6) 课程设计说明书 (3000-4000 字) 1 份 说说明明书书主主要要包包括括以以下下内内容容（

2、章章节节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献 (包括书、期刊、报告等，10 条以上 ) 课程设计说明书一律用A4 纸、纵向打印 . 四、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 2 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 成成绩绩评评定定 采用五级

3、分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰 富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较 丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。 在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规 范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内 容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 3 摘摘 要要 这次设计的是顶杆帽。包括零件图、毛坯图

4、、装配图各一张，机械加 工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面 的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定顶杆帽的工艺路线图， 制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术 基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对 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 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作 进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能 力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各

5、位老师给予指导。 4 Abstract What this design is the roof bar hat. Including detail drawing, semifinished materials chart, assembly drawing each, machine- finishing technological process card and with operation card each one. According to components nature and detail drawing various end surfaces roughness de

6、termination semifinished materials size and machining allowance. Finally draws up the roof bar hats craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing. Machinery Manufacturing Technology curriculum design is finished we learn all the basic course of the University,

7、technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important p

8、osition For me personally, I hope that through the curriculum design of their future will be engaged in the work of one of training, which tempered his analysis, problem-solving abilities. As capacity constraints, there are still many deficiencies in the design, ask teachers to give guidance. 5 目目录录

9、 1. 顶顶杆杆帽帽的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型的的确确定定6 1.1 顶杆帽的用途 6 1.2顶杆帽的技术要求 .6 1.3审核顶杆帽的工艺性.7 1.4. 确定顶杆帽的生产类型7 2 确确定定毛毛坯坯、绘绘制制毛毛坯坯简简图图7 2.1选择毛坯 .7 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量.7 2.2.1 公差等级 7 2.2.2 锻件重量 8 2.2.3 锻件形状复杂系数.8 2.2.4 铸件的材质系数 8 2.2.5 锻件分模线形状 .8 2.2.6 零件表面粗糙度 .8 3拟拟定定顶顶杆杆帽帽工工艺艺路路线线9 3.1.选择定位基准： .9 3.2表面加工方法的确定.9 3.

10、3加工阶段的划分10 3.4. 工序的集中与分散 10 3.5. 工序顺序的安排.10 3.6. 确定工艺路线 .11 4.机机床床设设备备及及工工艺艺装装备备的的选选用用12 4.1 机床设备选用 .12 4.2 工艺设备 12 5 铣铣环环形形孔孔槽槽的的切切削削用用量量的的计计算算12 6 夹夹具具设设计计13 6.1 问题的提出 .13 6.2 夹具设计 .14 6.1.1 定位基准的选择 .14 7 体体会会与与展展望望14 8 参参考考文文献献15 6 1. 顶顶杆杆帽帽的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型的的确确定定 1.1 顶顶杆杆帽帽的的用用途途 该顶杆帽在顶杆工作时要受

11、到冲击载荷的作用，因此该零件应具 有足够的强度、钢度和韧性，以适应顶杆帽的工作条件。该零件的主要 工作表面为顶杆帽外圆柱表面、内圆柱表面，键槽表面。顶杆帽重量为 0.259kg，顶杆帽属于轻型零件，在设计工艺规程时应重点予以保证。 1.2顶顶杆杆帽帽的的技技术术要要求求 按表形式将该顶杆帽的全部技术要求列表中 表 1 顶杆帽零件技术要求表 加工表面尺寸及偏差 (mm) 公差及精度等级表面粗糙度Ra (m) 外圆柱端面6.3 外圆柱表面 020. 0 041. 0 20 IT70.8 内孔表面 022. 0 0 10 IT80.8 5.5H914 孔槽 030 . 0 0 5 . 5 IT93.

12、2 球形表面R266.3 锥销孔内表面 4 1.6 该顶杆帽形状的特殊、结构简单。在工作中需承受冲击负荷，为增 强其耐磨性，该表面要求淬火处理，硬度为5661 HRC；为保证顶 杆帽有准确的位置，顶杆帽采用锥销定位。锥销孔的尺寸为4。 综上所述，该顶杆帽的各项技术要求制定的较合理，符合其在机械 7 设备中所起的作用。 1.3审审核核顶顶杆杆帽帽的的工工艺艺性性 分析零件图可知，该零件除主要工作表面加工精度均较低，不需要 高竣工度机床加工，通过铣削、车床的粗加工就可以达到加工要求；而 主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下， 采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见，该

13、零件的工艺性较 好。 1.4. 确确定定顶顶杆杆帽帽的的生生产产类类型型 大批量生产。 2 确确定定毛毛坯坯、绘绘制制毛毛坯坯简简图图 2.1选选择择毛毛坯坯 由于该顶杆帽在工作过程中要承受冲击载荷，为增强顶杆帽的强度 和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。顶杆帽的轮廓尺寸不大， 且生产类型属大批量生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法 制造毛坯。毛坯的拨模斜度为3。 2.2确确定定毛毛坯坯的的尺尺寸寸公公差差和和加加工工余余量量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 2.2.1 公公差差等等级级 由于顶杆帽的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级。 8 2

14、 2. .2 2. .2 2 锻锻件件重重量量 根据顶杆帽的体积和密度估算机械加工后顶杆帽的重量为 0.259kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.450kg。 2 2. .2 2. .3 3 锻锻件件形形状状复复杂杂系系数数 对顶杆帽的零件图进行分析计算，可计算该顶杆帽锻件的形状复杂系 数 S=0.259kg/0.450kg0.58 N /mmt 由于 0.58 介于 0.32 和 0.63 之间，故顶杆帽的形状复杂系数属 级 2 S 2 2. .2 2. .4 4 铸铸件件的的材材质质系系数数 由于该顶杆帽材料圆钢2-25-GB908（GCr15-YB9-680） ，是碳的质

15、量分数大于 0.65%的钢，该锻件的材质系数属级。 2 M 2 2. .2 2. .5 5 锻锻件件分分模模线线形形状状 根据锻件的形位特点，选择零件轴线方向为分模面。此分模面是对 称的，分模线属平直分模线。 2 2. .2 2. .6 6 零零件件表表面面粗粗糙糙度度 由零件图可知，各表面的粗糙度。查表确定该锻件的尺寸公差和机 械加工余量，所得结果如下表中。 表 2 顶杆帽锻造毛坯尺寸公差及加工余量 锻件的质量 /kg 包容体质量 /kg 形状复杂系 数 材质系数公差等级 9 0.2590.450 2 S 2 M 普通级 项目 /mm机械加工余量 /mm尺寸公差 / mm 备注 长度1.5

16、2 . 1 6 . 0 8 . 1 表 2-10 厚度6.2 2 . 1 6 . 0 8 . 1 表 2-11 半球行端面0.7 半球形表面0.8 3拟拟定定顶顶杆杆帽帽工工艺艺路路线线 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合 理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中 会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进 行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定 粗基准。 3.1.选选择择定定位位基基准准： （1） 粗基准的选择： 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为 粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表

17、面要求相对 位置精度较高的不加工表面作粗基准。因此，对于本零件选择零件的 外圆柱端面为主要的定位粗基准。 （2）精基准的选择：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，以粗加工后零件轴线为 主要的定位精基准。 3.2表表面面加加工工方方法法的的确确定定 根据顶杆帽零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确 10 定加工件各表面的加工方法如表 加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案 外圆柱端面6.3粗车 球形表面6.3粗车 外圆柱表面IT70.8粗车 半精车 精磨 球形端面6.3粗铣 10 孔内表面 IT80.8钻镗精铰 环形孔槽IT93.2粗铣 半

18、精铣 4 锥销孔 IT1.6钻铰 3.3加加工工阶阶段段的的划划分分 该顶杆帽加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加 工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基 准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车顶杆帽外圆柱端 面、球形表面、顶杆帽外圆柱表面，粗铣球形两端面和两个环形孔槽； 在半加工阶段，半精车顶杆帽的外圆柱表面，半精铣环形孔槽；在精加 工阶段，进行顶杆帽外圆柱面的精磨加工，内孔精铰、铰锥销孔。 3.4. 工工序序的的集集中中与与分分散散 选用工序集中原则安排顶杆帽的加工工序。该顶杆帽的生产类型为 大批生产，可以采用万能型机床配以

19、专用工、夹具，以提高生产率；而 且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而 且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的 相对位置精度要求。 3.5. 工工序序顺顺序序的的安安排排 （1）遵循 “先基准后其他 ”原则，首先加工基准 顶杆帽外 11 圆柱端面。 （2）遵循 “先粗后精 ”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工 工序。 （3）遵循 “先主后次 ”原则，先加工主要表面顶杆帽外圆 柱端面、外圆柱表面、内孔表面和顶杆帽环形孔槽表面，后加工次要表 面。 （4）遵循 “先面后孔 ”原则，先加工顶杆帽外圆柱面，再加工内 孔和环形孔槽。 3.6. 确确定定工工

20、艺艺路路线线 12 4.机机床床设设备备及及工工艺艺装装备备的的选选用用 4.1 机机床床设设备备选选用用 选用 X51 立式铣床、 CA6140 卧式车床、四面组合钻床 4.2 工工艺艺设设备备 包括刀具、量具、夹具 5 铣铣环环形形孔孔槽槽的的切切削削用用量量的的计计算算 进给量 采用端面铣刀，齿数4，取每齿进给量=0.01mm/z。由 实用机 f a 械加工手册 （马贤智主编） 故进给量 f=0.04mm 铣削速度： V=（m/min） （表 4-57） 25 . 0 z 3 . 0 p 26 . 0 3 . 0 v fat /dC 由实用机械加工手册 （马贤智主编）中第四章表4-75

21、得切削 速度计算公式。 13 根据实际情况算得V=16.2 m/min 即 V=0.27m/s 6 夹夹具具设设计计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺 装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代 化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一 直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加 工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩 大各种机床使用范围必不可少重要手段。 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。并设计工序 铣 5.5H149 的孔槽的夹具。本夹

22、具将用于 X51 立式铣床上。 6.1 问问题题的的提提出出 本夹具主要用来 加工 5.5H914 孔槽，有一定的精度要求和公 差要求。 此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳 动强度 。 怎样限制零件的自由度；V 形块限制 4 个自由度，压板限制1 个 自由度，螺钉限制1 个自由度。 怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合V 形块夹紧工件，安装地板 起支撑工件的作用。 14 6.2 夹夹具具设设计计 6 6. .1 1. .1 1 定定位位基基准准的的选选择择 为了保证顶杆帽外圆柱表面和内孔的尺寸和公差要求，因此采用外圆 柱端面为定位基准。从而保证了加工部位的尺寸和位置要求。 7

23、体体会会与与展展望望 通过这次课程设计我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的 能力。在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切 合实际的练习与测试。在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，通过 指导老师的耐心讲解和指导，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的 知识。六点定位原理，看似很简单的几行字，但是如果结合实际的工件就 要认真的分析，如何完全限制它的六个自由度不要产生过定位和欠定位的 情况。而夹紧装置的选择就要我们平时多留心和积累，掌握更多的典型夹 紧装置，以便于在设计中灵活的运用。 这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工 作积累更多的经验。在今

24、后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业 知识而且要积累更多的设计经验。 8 参参考考文文献献 1 陈宏钧 ,方向明 ,马素敏 .典型零件机械加工生产实例M.北京 :机械 工业出版社 ,2004.8 2 王季琨 ,沈中伟 ,刘锡珍 .机械制造工艺学 M.天津 :天津大学出版社 , 2004.1 3 哈尔滨工业大学 ,上海工业大学 .机床夹具设计 J.上海 :上海科学技 15 术出版社 ,1991.3 4 李洪 .机械加工工艺手册 M.北京 :北京出版社 ,1996.1 5 贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册 J.贵州 :贵州 人民出版社 ,1983.6 6 龚定安 ,蔡建国 .陕

25、西科学技术出版社 ,1981.7 7 孟少农 .机械加工工艺手册 M.北京 :机械工业出版社 ,1991.9 8 金属机械加工工艺人员手册.金属机械加工工艺人员手册M.s 上海 :上海科学技术出版社 ,1979.1 9 孙丽嫒 .机械制造工艺及专用夹具J.北京 :冶金工业出版社 , 2003.9 10 杨叔子 .机械加工工艺师手册 M.北京 :机械工业出版社 , 2004.9 11 王绍俊 .机械制造工艺设计手册M.哈尔滨 :哈尔滨工业大学 , 1981.5 12 刘文剑 ,曹天河 ,赵维缓 .夹具工程师手册 M.哈尔滨 :黑龙江科学技 术出版社 ,1987.12 13 上海市金属切削技术协会

26、.金属切削手册 M.上海 :上海科学技术 出版社 ,1991.10 14 邱仲潘 .计算机英语 M.北京 :科学出版社 ,2004.9 16 产品型号MD3-01零件图号01制图： 机机械械加加工工工工艺艺过过程程卡卡片片 产品名称顶杆帽零件名称 顶杆帽 共1页 第1页 材 料 牌 号 GCr15-YB9- 68 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺 寸 每毛坯件数1 每 台 件 数 1 备 注 工序号 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 工 时 1粗车外圆柱端面及外倒角 CA6140 卧式车 床 端面车刀、游标卡尺、专用夹具 2粗车 R26 球面 CA6140 卧式车 床 车刀、游标卡尺、专

27、用夹具 3粗车外圆柱面 CA6140 卧式车 床 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 辽辽宁宁工工大大机机械械工工程程及及自自动动化化专专业业机机械械加加工工工工序序卡卡片片 工 序 名 称 粗铣环 形孔槽 槽 工序 号 10 零件数量大批零件号 01 零件名称顶杆帽 材 料毛 坯 牌号硬度形 式重 量 GCr15- YB9-68 5661HRC 锻造 0.450kg 设 备夹 具 工序工时 (min) 名称型号准终单件 立式铣床 X51 立式铣 床专用 夹 具s 工步工 步 内 容工艺装备 走刀 次数 铣削深度 mm 进给 量 mm/r 主轴转 速 r/min 铣削速 度 m/s 工步工 时 mi

28、n 1 粗铣环形孔槽 键槽铣刀、卡规深度游标 卡尺、专用夹具 420mm15.81600.271.87 2 半精铣环形键槽 键槽铣刀、卡规深度游标 卡尺、专用夹具 420mm15.81600.271.87 设计者 ：赵丹指导老师安亚君共 1 页第 1 页 17 4半精车外圆柱面 CA6140 卧式车 床 外圆车刀、游标卡尺、专用夹具 5粗铣球上端面立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专 用夹具 6粗铣球下端面立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专 用夹具 7钻 10 孔台式钻床锥柄扩孔钻头、内径千分尺 8镗 10 孔 CA6140 卧式车 床 镗孔车刀、游标卡尺、专用夹具 9钻 4 锥销孔四面组合钻床直柄扩孔钻头、卡尺、塞规 10粗铣环形孔槽外槽立式铣床 X51键槽铣刀、游标卡尺、专用夹具 11粗铣环形孔槽内槽立式铣床 X51键槽铣刀、游标卡尺、专用夹具 12半精铣环形孔槽外槽立式铣床 X51键槽铣刀、游标卡尺、专用夹具 13半精铣环形孔槽内槽立式铣床 X51键槽铣刀、游标卡尺、专用夹具 14热处理 -淬火淬火机等 15精饺 10 孔四面组合机床铰刀、卡尺、塞规 16饺 4 锥销孔四面组合机床铰刀、卡尺、塞规 17精磨外圆 万能外圆磨床 M1432 砂轮、游标卡尺、专用夹具 18清洗清洗机 19终检塞规、百分表、卡尺等