十字头滑套的机械加工工艺规程及夹具设计说明书.doc

机械制造技术基础 课程设计说明书设计题目：设计十字头滑套的机械加工工艺规程及夹具 学 院： 设计者： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 机械制造技术基础课程设计任务书内容：零件图 1张 毛坯图 1张 夹具装配图 1张 机械加工工序卡片 1张 课程设计说明书 1份班 级： 工业中心116001班学 号：110202104学 生：黄赓 目录内容摘要前言1零件的分析（6）2工艺规程设计（7）2.1确定毛坯的制造形式（7）2.2基面的选择（7）2.3制定工艺路线（7）2.4机械加工余量、工序尺寸 及毛坯尺寸的确定（8）2.5确定切削用量及基本工时（8）3专用夹具的选择（20）4机床及刀具的选择（21）5致谢与总结（25）6参考文献（27） 1 零件的分析 零件的工艺分析 这个零件从零件图上可以看出，它一共有3组加工表面，而这三组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：1.1 以180mm孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：180mm的内孔加工面和190的止口加工件及其倒角，尺寸为190止口和180mm的孔的同轴度误差很高，为了保证加工精度。要以止口定位加工孔。1.2与320mm和190mm的断面没有严格的公差要求，可以不着重考虑，上下两个215x140的面没有什么要求，见光即可。 2、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，考虑到该零件在车床中受的力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可以采用金属磨砂型制造。2.2基面的选择基准面选择是工艺规程设计中重要工作之一。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。粗基准的选择：以上下表面和两侧面作为粗基准，以消除Z向，X向，Y向三个自由度，达到完全定位。对于精基准而言，根据基准重合原则，选用设计基准作为精基准。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状得到合理的保证。在生产纲领中为中批量生产的条件下，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。1、 工艺路线方案一工序 铸造。工序 时效处理。工序 平335端面，见光。工序 平另一端面。工序 铣上平面。工序 铣下平面。工序 钻上平面孔。工序 钻下平面孔。工序 以下平面和端面定位镗180的孔和190的止口。工序 镗190偏差为-0.1的外圆。工序 钻335面上的14-22孔。工序 钻320面上的14-22的孔。工序 去毛刺。工序 质检，入库。2、 工艺路线方案二工序 铸造。工序 时效处理。工序 平335端面，见光。工序 平另一端面。工序 铣上平面。工序 铣下平面。工序 钻上平面孔。工序 钻下平面孔。工序 以下平面和端面定位镗180的孔和190的止口。工序 镗190偏差为-0.1的外圆。工序 钻335面上的14-22孔。工序 钻320面上的14-22的孔。工序去贸促工序质检，入库。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先山下面，再以下面为基准镗孔。方案二是先镗孔在加工上下表面。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上定位基准和设计基准不重合的问题，从而保证了止口和内孔的同轴度，而方案二不能，所以选用方案一作为零件的加工工序。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拔叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为54Kg,生产类型为中批量生产。采用金属磨砂铸造。根据上述原始资料及加工工艺，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.铣端面考虑左端面的粗糙度Ra为3.2，参照机械制造工艺设计手册一以下简称“手册”，表143，确定工序尺寸为Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量Z=2.0mm,精加工余量Z=1.0mm，右端面没有粗精度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0mm 2.铣表面 根据“手册”表149，取上表面的机械加工余量为4.0mm，下表面的余量为3.0mm. 粗铣上表面 Z=3.0mm 精铣上表面的台阶面 Z=1.0mm 粗铣下表面 Z=3.0mm2.5确定切削用量及基本工时工序： 铣端面1粗铣直径为335端面a(f)=0.25mm/Zv=0.35m/s (21m/min)采用高速端面铣刀，d(w)=175mm,齿数Z=16 n (x)=x=x=0.637r/s (38.2r/min)按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s 故实际切削速度v=0.29m/s切削工时 I=75mm, I (1)=175mm, I(2)=3mm T(m)=+=121.2s=2.02min(2) 粗直径为320端面粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。 切削工时 I=45mm, I (1)=175mm, I(2)=3mm T(m)=+=106.8s=1.78min(3) 精铣直径为320端面a (f)=0.10mm/Z v=0.30m/s(18m/min)采用高速端面铣刀，d(w)=175mm，齿数Z=16n (x)=x=0.546r/s=(32.76r/min)按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s故实际切削速度v=0.29m/s切削工时 T(m)=+=302.92s=5.05min工序I：铣215x140上表面。（1） 粗铣直径为215x140端面。a(f)=0.25mm/Zv=0.35m/s (21m/min)采用高速端面铣刀，d(w)=175mm,齿数Z=16.n (x)=x=0.637r/s(38.2r/min) 按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s 故实际切削速度v=0.29m/sI=75mm, I (1)=175mm, I(2)=3mmt(m)=工序1：铣端面，（1） 粗铣为215x140另一端面。a(f)=0.255mm/Z v=0.35m/s(21m/min) 采用高速端面铣刀，d(w)=175mm,齿数Z=16.n (x)=x=0.637r/s(38.2r/min) 按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s 故实际切削速度v=0.29m/sI=75mm, I (1)=175mm, I(2)=3mmT(m)=+=121.2s=2.02min工序：镗直径为180的孔(1)f=0.75mm/r. k(f)=0.75x0.95=0.71mm/sv=0.35m/s (21m/min)n (x)=x=5.57/s (334r/min)按机床选取n(w)=338r/min=5.63r/s故实际切削速度v=0.35m/s切削工时 I=80mm, I (1)=10mm, I(2)=2mmT(m)=+=23s (0.4min)(2)f=1.07v=0.175m/s (10.5m/min)n (x)=x=2.53r/s (151.8r/min)按机床选取n(w)=136r/min=2.27r/s故实际切削速度v=0.16m/s切削工时 I=80mm, I (1)=3mm, I(2)=1.5mmT(m)=35s (0.6min) 镗直径190止口 F=0.75mm/r. K=0.75x0.95=0.71mm/s V=0.35m/s (21m/min) n (x)=x=5.57r/s (334r/min) 按机床选取n(w)=338r/min=5.63r/s故实际切削速度v=0.35m/s切削工时 I=80mm, I (1)=10mm, I(2)=2mmT(m)= =23s (0.4min)(2)f=1.07 v=0.175m/s (10.5m/min)n (x)=x=2.53r/s (151.8r/min)按机床选取n(w)=136r/min=2.27r/s故实际切削速度v=0.16m/s切削工时 I=80mm, I (1)=3mm, I(2)=1.5mmT(m)=35s (0.6min)工序:倒角12x45 f=0.05r/s v=0.516m/s n (x)=x=6.3r/s (378r/min)按机床选取n(w)=380r/min=6.33r/s切削工时 I=2.0mm, I (1)=2.5mm, t(m)=14s =(0.23min)工序 单面齿升 0.05mmV=0.06m/s (3.6m/min)切削工时 t(m)=式中： h-单面余量1.5mm（由22mm25mm）; I-拉削表面长度80mm; n-考虑标准部分的长度系数，取1.20； k-考虑机床返回行程的系数，取1.40； v-切削速度3.6m/min; s-拉刀同时工作齿数Z=L/t t-拉刀齿距， t=(1.25-1.5)xL的次方=1.35x80的次方=12mm 所以 Z= L/t=80/12=6齿 所以t(m)=0.15min (9s)钻M6底孔攻丝M6 e=1.3mm确定切削用量及基本工时工序：钻215x140面上的底孔6.8a/ 加工条件：机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻 GB1106-85其中d=80mm, L=82mm I=22mmb/计算切削用量：a(f)=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r由切削用量手册表9.4-8可知：V(t)=0.34m/s n1=1.35r/s v=1.70m/s各休整系数为 Kmv=Kmn=Kmf=0.69Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0.8=0.75r/s V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s由X62w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min 所以实际切削速度为 v=0.20m/s=12m/min a(fz)=0.21mm/z确定主轴转速： I1+I2=17mm I=75mmn=7r/s=420r/min切削工时： t(m)=92s=1.53min攻丝M6的丝手动攻丝，刀具，手用锥柄丝锥钻1422的孔 e=1.3mm（一） 确定切削用量及基本工时工序：钻直径为335面上的14-22的孔a/ 加工条件：机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻 GB1106-85其中d=80mm, L=82mm I=22mmb/计算切削用量：a(f)=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r由切削用量手册表9.4-8可知：V(t)=0.34m/s n1=1.35r/s v=1.70m/s各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0.8=0.75r/s V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s由X62w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min 所以实际切削速度为 v=0.20m/s=12m/mina(fz)=0.21mm/z确定主轴转速： I1+I2=17mm I=75mm n=7r/s=420r/min切削工时： t(m)=92s=1.53min攻丝M6的丝手动攻丝，刀具，手用锥柄丝锥钻1422的孔 e=1.3mm确定切削用量及基本工时工序：钻直径为320面上的14-22的孔a/ 加工条件：机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻 GB1106-85其中d=80mm, L=82mm I=22mmb/计算切削用量：a(f)=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r由切削用量手册表9.4-8可知：V(t)=0.34m/s n1=1.35r/s v=1.70m/s各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69 Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0.8=0.75r/sV=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s由Z525w机床取 n(t)=0.792r/s=47.5r/minv(fc)=1.0mm/s所以实际切削速度为 v=0.20m/s=12m/min a(fz)=0.21mm/z确定主轴转速： I1+I2=17mm I=75mmn=7r/s=420r/min切削工时： t(m)=92s=1.53min3专用夹具选择 4、夹具设计要求在课程设计中，设计为加工给定零件所必须的夹具一套，具体设计步骤如下；（1）确定定位方案 分析零件图和工艺文件，熟悉加工的技术要求； 分析工件在加工时学要限定的自由度； 确定定位基准,本设计的基准为直径180孔的轴线； 选择和确定定位元件，本设计为一面一销。 画定位简图（如下图），首先画出工件定位基准与加工表面的理想位置，然后选则定位元件（一面两销）；确定夹具在机床上的位置和对刀元件的位置；定位误差的分析和计算。（2）夹紧机构的设计与定位方案设计密切相关，夹紧机构的优劣决定夹具设计的成功与否，因为必须充分的研究讨论以确定最佳方案，而不是及于画图。在确定夹具设计方案是应该遵循下列原则：保证加工质量，结构简单，操作省力可靠，效率高，制造成本低。其步骤如下： 合理的选择力的作用点、方向、大小，保证夹紧时稳定变形小。 设计夹紧力的大小。设计时所进行的夹紧力实际上主要考虑在切削力、夹紧力作用下，按照静力平衡条件求得理论夹紧力，为了保证夹紧力的安全可靠、实际的夹紧力比理论夹紧力大，安全系数可从有关手册中查处。 加紧机构的设计，本设计的加紧机构如下图 对主要零件（杆件）进行强度计算，对于受压细长杆，其稳定性必须给与考虑。 动力装置的选择及其他部件的选择，在大批大量生产中广泛采用起气动、液压和气动液压作为夹紧机构的动力装置以实现加紧，如果采用手动，一定要满足自锁条件，对刀元件和导向元件为标准元件，学生可以从有关手册中选出，并根据具体情况是否采用辅助支撑，夹具体是非标准元件，设计时要遵循下列原则。（a） 有足够的刚度和强度； （b） 结构紧凑并保证使用要求； （c） 具有良好的机构工艺性；（d） 夹具体安放稳定，装卸方便。在进行夹具草图设计时可以多考虑几个方案，以便进行分析，从中选择最佳的方案。（2）绘制总图和零件图，如下图本设计中要求按1：1比例画夹具总装配图，被加工零件在夹具上的位置，要用双点划线表示，夹紧机构应处于夹紧状态。确定图面，本设计为左视图和俯视图。工件的轮廓用双点划线表示，夹具在投影时可将工件看成“玻璃体”，不影响投影关系。按定位方案画出定位元件，必要时用双点划线将刀具画出。对于标准件和成套借用的部件在夹具总图中只画出外形轮廓。 保证夹具机构合理。保证机床与夹具、刀具与夹具的相对位置的正确性。运动部件运动灵活。夹具具有良好工艺性。运动部件有润滑装置，排屑方便。 零件的选材，尺寸标注及总装技术要求合理（有关技术要求参阅教材） 总结 毕业设计虽已结束，但想想我在其中所学到底知识，所遇到的苦难，仍记忆犹新。它让我明白了无论是设计新产品，还是改造原先的老产品，都是一个复杂度技术过程，容不得半点含糊，设计人员应先明白设计的目的，了解产品的价值和实用性，其次要对设计的产品进行构思，确定总体方案，查阅资料，最后编写产品的说明书，进行绘图。 7参考文献1、 王光斗、王春福主编。机床夹具设计手册。上海：上海科学技术出版社。2、 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、3、 孙巳德主编，机床夹具图册。北京机械工业出版社4、 李庆余主编，机械制造装备设计，北京：机械工业出版社5、 王先逵主编。机械制造工艺学，北京：机械制造工业出版社。