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哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 制定帶銅襯軸套零件的加工工藝， 設(shè)計銑20臺面的銑床夾具 。 專 業(yè)： 機電一體化技術(shù) 班 級： 11-2班 學 號： 1130320214 姓 名： 劉紅陽 指導(dǎo)教師： 張學偉 機械工程系 2012年 11月 22日 目錄 序言..........................................................................................3 第1章 零件的分析...............................................................4 1.1零件的作用 .......................................................4 1.2零件的工藝分析 ..............................................4 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 ........................................................5 2.1確定毛坯的制造形式 ......................................5 2.2基面的選擇 .......................................................5 2.3制定工藝路線 ....................................................6 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6 2.5確定切削用量及基本工時 ..................................7 第3章 專用夾具設(shè)計 ..........................................................9 3.1設(shè)計主旨 ..................................................................9 3.2夾具設(shè)計 ................................................................9 參考文獻 ...................................................................................11 致謝 ...........................................................................................12 序言 機械制造工藝課程設(shè)計是在我們完成了全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 通過本次課程設(shè)計，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉： 1.能熟練運用機械制造工藝設(shè)計中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過設(shè)計夾具的訓練，應(yīng)當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 就我個人而言，通過這次設(shè)計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計，機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計等。并學會了使用和查閱各種設(shè)計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設(shè)計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 襯套軸是回轉(zhuǎn)類零件，主要用于和別的零件進行裝配。所以芯軸要有一定的配合精度以及表面接觸強度，還有要有足夠的剛度和耐磨性，以滿足使用要求。 1.2 零件的工藝分析 該零件是軸類零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。如圖一，零件的主要技術(shù)要求分析如下： (1)Φ95的外圓和Φ50的內(nèi)圓,都有很高的尺寸精度要求,主要是為了和其裝配件很好的裝配。 (2)在Φ95的外圓切了一個槽,槽的兩面有一定的粗糙度要求。 (3)在Φ95的端面上打了2個M8的螺紋孔,要注意他們的相互位置。 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為45鋼。由于零件不算是比較的復(fù)雜，所以這里采用煅件，零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鑄成型。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。 ①粗基準的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準是完全合理的。按照有關(guān)粗基準的選擇原則（即當零件又不加工表面時，應(yīng)以這些不加工的表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準），現(xiàn)在應(yīng)為都要加工就要結(jié)合加工工藝來確定粗基準，現(xiàn)取Φ77的外圓作為粗基準，利用三爪卡盤裝夾。利用不完全定位來加工工件。 ②精基準的選擇 精基準就是以加工過的表面進行定位的基準。選擇精基準的時候 主要慮保證加工精度并且使工件裝夾得方便、準確、可靠 。因此要遵循以下幾個原則： 1.基準重合的原則 2.基準不變的原則 3.互為基準，反復(fù)加工的原則 4.自為基準的原則 5.應(yīng)能使工件裝夾方便穩(wěn)定可靠，夾具簡單 考慮以上原則和零件的尺寸和加工要求現(xiàn)主要考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。 工藝路線： 工序1：金屬型鑄造。 工序2：正火。 工序3：鉆Φ48mm的孔，鉆10xΦ75mm的孔，掉頭將 Φ48的孔擴至54mm，鉆10xΦ52的孔。 工序4：車平兩端面，粗車Φ95mm。 工序5：半精車Φ95mm外圓。 工序6：銑20mmx61mmx2.5mm臺面。 工序7：鉆3x10mm的孔。 工序8：鉆2xΦ7.5mm的孔，擴至Φ8。 工序9：去毛刺。 工序10：終檢。 工序11：入庫。 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “心軸”零件材料為灰100，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別確定個加工表面的機械加工余量工 1.序尺寸及毛坯尺寸如下： 外圓表面（Φ95） 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表2.2-14，其中鍛件重量為4kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（直徑方向）＞180～315mm，其余量值規(guī)定為1.7～2.2mm，現(xiàn)取2.0mm。 2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差 查《工藝手冊》表2.2-25，其中鍛件重量為4kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（直徑方向）＞120～180mm，故長度方向偏差為（+1.2；-0.6）mm. 長度方向的余量查《工藝手冊》表2.2-25，其余量值規(guī)定為1.7～2.2mm,現(xiàn)取2.0mm。 3.M8螺紋孔 參照《工藝手冊》表2.3-20確定M8螺紋的底孔直徑為Φ7。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序3：銑20mmx61mmx2.5mm臺面。上偏差為0.2，下偏差為0。 采用高速鋼立銑刀，在wd=50mm,齒數(shù)z=5。則 ns= w dv p1000 = 50 20 1000′′pr/min=127.4r/min 現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機床使用說明書，查表，取 wn=125r/min,故實際切削速度為 V= 1000 w wndp= 1000 125 50′′pmm/min=19.6mm/min 當wn=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量mf 應(yīng)為 wzmznff==0.08′5′125mm/min=50mm/min 查表知，剛好有mf=50mm/min 切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面窄，且是兩面，所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程 lll++=l3=330mm,所以得出切削工時 mt= m fl3= 50 330mm/min=6.6mm/min 工步2：精銑，fz=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊》表3-3） 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=35m/min 采用高速鋼立銑刀，在wd=50mm,齒數(shù)z=8。則 ns= w dv p1000 = 50 35 1000′′pr/min=223r/min 現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機床使用說明書，查表，取 wn=210r/min,故實際切削速度為 V= 1000 w wndp= 1000 210 50′′pmm/min=32.97mm/min 當nw=210r/min時，工作臺的每分鐘進給量mf 應(yīng)為 mf=wzznf=0.08′8′210mm/min=134.4mm/min 查表知，剛好有mf=130mm/min 切削工時：行程和粗加工一樣 mt= m fl3= 130 330mm/min=2.53mm/min 第3章 專用夾具設(shè)計 3.1 設(shè)計主旨 本夾具主要用來銑20mmx61mmx2.5mm臺面，加工到工序時，后面的工序與本工序并沒有多大的技術(shù)要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強度。 3.2 夾具設(shè)計 （1）問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計工序6銑削半圓筒外側(cè)面的夾具。 本工序的加工要求為：保證側(cè)面到中心距離為34mm，上偏差+1.6，下偏差+0.6。 未淬硬鋼實心毛坯上銑削的經(jīng)濟精度為IT11~12，表面粗糙度為Ra=12.5mm，在銑削夾具上加工時適當控制切削用量，可保證面的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。 （2）夾具設(shè)計 1）定位方案及定位元件的確定與設(shè)計 ○1定位方案的確定 根據(jù)工序加工的要求，我將定位方案確定如下： 以底面為主要定位基準，限制3個自由度，以圓柱銷，限制2個自由度，已削邊銷，限制1個自由度。本方案是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計制造，裝卸工件比較方便，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。 ○2定位元件的設(shè)計 由零件圖可知，所銑的20臺面與零件中心孔軸線有尺寸要求，可以用中心凸臺定位，限制1個自由度，夾具的定位心軸限制4個自由度。 ○3定位誤差計算 夾具的主要定位元件為定位心軸。所以該定位心軸的尺寸公差現(xiàn)規(guī)定為本零件在工作時相配的尺寸公差相同。 ○4夾緊力的計算 本工件采用立銑的方式，因此根據(jù)《夾具設(shè)計手冊》表1-2-7可得， 切削力pxKDfP7 .0667= D——銑刀直徑 f——每轉(zhuǎn)進給量(mm) Kp——修正系數(shù) 查表1-2-8可得，Kp=0.4 pxKDf P7 .0667==667×4×0.360.7×0.4=522N 查《機械設(shè)計手冊》可得，摩擦因數(shù)22.0=m 理論夾緊力 F= N NPx 5.237222 .0522?=m 實際夾緊力FK=F×K K——安全系數(shù)。 對于該工件的加工，安全系數(shù)K可按下式計算： K=1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=1.3 實際夾緊力FK=2372.5×1.3=3084.25N 取實際夾緊力FK=3.5 K. 參考文獻 1. 吳拓:《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》書 第二版 ：機械工業(yè)出版社,2010 2. 陳于萍 權(quán)高曉康: 《互換性與測量技術(shù)》 第二版 高等教育出版社,2004 3. 蘭建設(shè)：《機械制造工藝與夾具》 機械工業(yè)出版社,2004 4. 惲達明：《金屬切削機床》 機械工業(yè)出版社,2005 5.陸劍中 周志明：《金屬切削原理與刀具》 機械工業(yè)出版社，2010.1（重?。? 6.田培棠 石曉輝煌 米林：《夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》 國防工業(yè)出版社，2011,1 致謝 本文是在論文指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次課程設(shè)計過程中我也學到了許多有關(guān)設(shè)計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。 在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計零件的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。 - 13 - 哈理工榮成學院 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 1頁 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 軸套 第 1 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 5 銑削 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51立式銑床 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 定位銷 乳化液 定位塊 工序工時 準終 單件 夾具體 序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機動 輔助 1 銑削20臺面 X51,立式銑床 315 11.24 0.2 2.5 1 3 3.18 2 精銑20臺面 X51, 立式銑床 500 17.01 0.5 0.5 1 2 3.9 3 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 5-17 第 1 頁 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 軸套 共 1 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄造件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準終 單件 1 鑄造 金屬型鑄造 鑄造 100KN摩擦壓力機 2 熱處理 正火 熱處理 3 鉆削 鉆Φ48mm的孔，鉆10xΦ75mm的孔，掉頭將 Φ48的孔擴至54mm，鉆10xΦ52的孔 金工 Z535 專用鉆頭 4 車削 車平兩端面，粗車Φ95mm 金工 CA61401 90°車刀，中心孔鉆，三爪卡盤 5 車削 半精車Φ95mm外圓 金工 CA61401 90°車刀，中心孔鉆，三爪卡盤 6 銑削 銑20mmx61mmx2.5mm臺面 金工 X63 鍵槽銑刀 7 鉆削 鉆3x10mm的孔 金工 Z535 Φ10鉆頭 8 鉆削 鉆2xΦ7.5mm的孔，擴至Φ8 金工 Z535 Φ8鉆頭 9 去毛刺 去毛刺 金工 平面度測量儀 10 檢驗 終檢 質(zhì)檢室 11 入庫 入庫 質(zhì)檢室 編制 （日期） 審核 （日期） 會簽 （日期） 劉宏陽 、 處 數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期