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1、辽宁工程技术大学课程设计15辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计全套图纸，加153893706题 目：星轮零件的工艺规程及工装设计 设计钻直径28孔的立式钻床夹具班级：机械09-3班 姓名： 学 号： 0907100319 指导教师： 完成日期：2012年6月26日 摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。连接壳体的加工工艺规程及其钻28螺纹孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的
2、工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine
3、 tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 28 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the
4、unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After
5、that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the p
6、art, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement
7、.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重
8、要指标。连接壳体的加工工艺规程及其钻M6螺纹孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：星轮零件的工艺规程及工装设计
9、设计钻直径28孔的立式钻床夹具 设计要求：1.大批生产；2.尽量选用通用设备。 设计内容： 1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.工艺过程卡片 1张 4.工序卡片 1张 5.夹具装配图 1张 6.夹具零件图 2张 7.设计说明书 1份 班 级：机械09-3班 学 生： 隋 鑫 指导教师： 孙 远 敬 2012年06月21日一、 零件的分析（一） 零件的工艺分析我所设计的零件是星轮，它位于各种机床的转位机构中，像车床的可转位刀架。主要起转位时，使刀架转到所需刀位后既可卡住锁紧，不再转动的作用。零件上的28孔与旋转机构相连，中间的三个4、2孔则是用于定位卡紧的。，它大致一共可分为4个加工表面，而
10、这四组加工表面之间有一定的位置要求，现将这四组加工表面分述如下：1. 以45mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：45K6mm、45f7的外圆，以及40K6mm的外圆面，三个外圆面粗糙度均为1.6。2. 以28mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：28H7的孔，以及28H7的两个端面。主要是的28H7孔，粗糙度为0.8。3. 铣816的键槽这一组加工表面包括：此键槽的底面，粗糙度3.2的键槽内壁。4. 以4、2孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：六个平面，其中三个大平面粗糙度为0.8，以及三个4和2的孔，4孔长11mm。这四组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1） 4和2孔
11、与粗糙度为0.8的平台夹角为15。（2） 45K6与40K6的同心度要求为0.06。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。（一） 确定生产类型已知此零件年产量为5000件，每台（辆）产品中 该零件的数量为1，备品率a%=3%,废品率b%=0.5%。所以零件的生产纲领N=Qm（1a）（1b）5176件/年,通过查表，得出该零件的生产类型为大批量生产。二、 工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式及尺寸1 确定毛坯种类零件材料为40cr，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为大批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用锤上钢质自由锻铸造。
12、2确定锻件尺寸 星轮锻造毛坯尺寸公差及及加工余量 单位(mm)项目及加工余量(单边)尺寸公差备注厚度61表2-111.52.0 取(1.5)表2-13宽度45表2-101.52.0 取(1.8)表2-13宽度40表2-101.52.0 取(1.8)表2-13宽度64表2-101.52.0 取(1.8)表2-13孔径28表2-102.0表2-14厚度14表2-111.52.0 取(1.5)表2-13注:备注中所选表格皆来自机械制造技术基础课程设计指导教程3绘制锻件零件图：（附零件图）。 （二） 基面的选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生
13、产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （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，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取70的棒料外圆轮廓表面作为粗基准。采用70外圆面定位加工内孔、外表面和端面可保证孔的壁厚均匀并与外表面同轴度较高，并能保证端面的垂直度。（2）精基准的选择。根据星轮的技术要求和装配要求，选择星轮右端面和右侧45f7外圆作为精基准，零件上的许多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。 （三） 制订工
14、艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 工序号工 名序 称机床设备刀具量具1粗车，半精车两端面卧式车床C618k车刀游标卡尺2钻、扩，铰中心孔立式钻床字Z535立式钻床字Z535游标卡尺3粗车,半精车，精车外圆和凸台卧式车床C618k车刀游标卡尺4开槽卧式车床C618k切槽刀游标卡尺5铣64三个端面X60卧式铣床专用铣刀游标卡尺6磨64三个端面M315磨床专用磨刀游标卡尺7钻孔，扩孔立式钻床字Z535麻
15、花钻游标卡尺8铣键槽X60卧式铣床铣刀游标卡尺9中检10热处理11校正12清洗13终检（四）机械加工余量、工序尺寸 零件材料为40Cr，硬度190210HB，毛坯重量1.3kg，生产类型为大批量，棒料毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下 1左右端面：由表1-6，通过粗车，半精车达到要求，加工余量由锻件得为1.5mm所以粗车余量为1.26mm，半精车为0.24mm,粗糙度为Ra3.2.2内孔（28）：由表2-28，孔28H7的钻孔工序尺寸为26mm，钻、扩28h7孔至27，粗铰，精铰到2828.021,Ra0.8um。（五）确立切削用量及基本工
16、时工序一 车左右端面。1. 加工条件工件材料：40Cr,b =980MPa， HB235，棒料加工要求：粗车，半精车星轮左右端面机床：卧式车床C618k。刀具：硬质合金钢车刀,牌号YT5。选择刀具前角o0后角o15，副后角o=10。 2.选择切削用量机床功率为10kw。查表4-2得f=0.152.65mm/r。由于切削量不大，选较小量f=0.8mm/r。2. 计算工时总工时t12*224S工序二 钻、扩，铰28H7孔。1. 加工条件工件材料：40Cr,b =980MPa， HB235，棒料。加工要求：钻、扩，铰28H7孔。机床：立式钻床字Z535。刀具：高速钢莫氏麻花钻，扩孔钻。由表3-4，钻
17、头直径为26mm，切削速度16m/min。2. 切削用量1） 切削速度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 每转进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册表5 f=0.250.36mm/r。选较小量f=0.25 mm/r。3） 计算切削速度 按表5-21，查得 Vf16m/min， 4） 计算基本工时tm(2L1+L)/(fn)=(23+61)/18722s。由表5-16，ap=0.1mm,v=30m/min三、专用夹具设计直径28孔的立式钻床夹具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。确定夹紧力要确定夹紧力的作用点，方向及大小三
18、个要素。（1） ，定位基准的选择 由于夹具对零件的夹紧和定位有重大影响，否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。由于星轮该零件外形比较均匀，所以加工直径28的中心孔可以以下端（底）面为精基准，然后用V型块这样可以限制5个自由度，这样加工可以保障加工孔的尺寸和精度要求。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精
19、度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。（二），切削力及夹紧力计算（1）刀具： 高速钢麻花钻，扩孔钻，铰刀机床： 立式钻床Z535由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=26 代入上式，可得 F=927N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用螺旋快速夹紧机构 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 调节夹紧
20、螺钉： 公称直径d=24mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=3.5 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，加工效率高。 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹
21、紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。（三），定位误差分析（1） 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为孔的定位销，孔与销间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 基准位移误差y 由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便还有最小间隙（次间隙可
22、以在调刀尺寸和对刀时消除） 由制造误差引起的y(Dmaxdmin)/2(Dmin-dmax)/2=(0.023+0,020)/2=0.02150.08在垂直度要求范围内本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 （四），钻床夹具的装配图见附图四、方案综合评价与结论设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在
23、在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。五：体会与展望这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题
24、，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 六、参考文献1 赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社2 艾兴，肖诗纲主编。切削用量手册 北京：机械工业出版社3 金属切削手册 上海：上海科学文化技术出版社4 机械设计课程设计 出版：哈尔滨理工大学5 机床夹具设计手册（第二版） 上海科学技术出版社