08級(jí)課程設(shè)計(jì)說明書(參考)

機(jī)械制造基礎(chǔ)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 論文 課程設(shè)計(jì) 論文 題目 題目 CA6140 車床床尾頂尖套筒零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)車床床尾頂尖套筒零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 院 系 院 系 專業(yè)班級(jí) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)學(xué) 號(hào) 號(hào) 學(xué)生姓名 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師 教師職稱 教師職稱 起止時(shí)間 起止時(shí)間 目錄目錄 1 緒論 3 1 1 設(shè)計(jì)的目的 3 1 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 3 1 2 1 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3 1 2 2 專用夾具設(shè)計(jì) 3 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 4 2 1 零件的工藝分析 4 2 1 1 尺寸精度 4 2 1 2 表面粗糙度 4 2 1 3 熱處理 4 2 2 毛坯的制造方式 4 2 2 1 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 4 2 2 2 毛坯材料及制造方法 4 2 3 機(jī)械加工余量的確定 5 3 擬訂零件機(jī)械加工工藝路線 5 3 1 制定工藝路線 5 3 2 基準(zhǔn)的選擇 6 3 3 機(jī)床及工 夾 量 刃具 6 3 4 加工余量 工序尺寸及公差的計(jì)算 7 4 夾具設(shè)計(jì) 8 4 1 設(shè)計(jì)夾具目的 8 4 2 設(shè)計(jì)夾具體 8 參考文獻(xiàn) 9 1 1 1 緒論緒論 1 11 1 設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)的目的 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí) 正確的解決一個(gè) 零件在加工中的定位 夾緊以及合理制定工藝規(guī)程等問題的方法 培養(yǎng)分析問題和解決 問題的能力 通過對(duì)零件某道工序的夾具的設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力 本 次設(shè)計(jì)也是理論聯(lián)系實(shí)踐的過程 并學(xué)會(huì)用手冊(cè) 資料等 增加解決工程實(shí)際問題的獨(dú) 立工作能力 1 21 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 1 2 11 2 1 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 1 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 1 對(duì)零件機(jī)器結(jié)構(gòu)中的作用及零件圖上技術(shù)要求進(jìn)行分析 2 對(duì)零件主要加工表面尺寸 形狀及相對(duì)位置精度 表面粗糙度及主要技術(shù)條件 進(jìn)行分析 3 對(duì)零件的材質(zhì) 熱處理及工藝性進(jìn)行分析 通過以上分析 以便在工藝過程中 切實(shí)加以保證 2 選擇毛坯的制造方式 繪制零件毛坯綜合示意圖 選擇毛坯應(yīng)以生產(chǎn)批量的大小來確定 跟據(jù)批量大小的生產(chǎn)規(guī)模決定毛坯形式及制 造方法 根據(jù)有關(guān)資料確定各個(gè)加工表面的總余量 并把各余量加在零件圖各有關(guān)位置 上 在毛坯圖上標(biāo)出相關(guān)尺寸 3 制定零件的機(jī)械加工工藝路線 1 制定工藝路線 在對(duì)零件和毛坯進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上制定零件的加工工藝 它包 括確定加工方法 確定安排加工順序 確定定位夾緊方法 以及安排熱處理 檢驗(yàn)以及 其他輔助工序等 2 選擇定位基準(zhǔn) 合理選定各工序的定位基準(zhǔn) 當(dāng)工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重 合時(shí) 需要對(duì)它的工序尺寸進(jìn)行換算 3 選擇機(jī)床及夾具 刀具 量具 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用應(yīng)當(dāng)既要保證加工 質(zhì)量 還要經(jīng)濟(jì)合理 4 加工余量及工序間尺寸與公差的確定 根據(jù)工藝路線的安排 計(jì)算相關(guān)加工余 量 5 繪制零件的機(jī)械加工工藝過程卡片 及工序卡片 1 2 21 2 2 專用夾具設(shè)計(jì)專用夾具設(shè)計(jì) 在該加工過程中需要設(shè)計(jì)銑凸壁專用夾具 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟 1 確定夾具設(shè)計(jì)方案 繪制結(jié)構(gòu)原理圖 確定夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng)遵循幾個(gè)原則 1 保證工序加工精度和技術(shù)要求 2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造容易 2 3 造作方便 省力安全 4 滿足零件在生產(chǎn)中高效低成本 確定夾具設(shè)計(jì)方案的主要內(nèi)容為 1 確定工件的定位方案 2 確定刀具的對(duì)刀或引導(dǎo)方式 3 確定刀具的夾緊方案 4 確定夾具其他組成部分的結(jié)構(gòu)形式 5 確定夾具體 2 選擇定位原件 計(jì)算定位誤差 在確定設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上 應(yīng)按照加工精度的高低 根據(jù)六點(diǎn)定位原理 約束自由 度的數(shù)目以及確定所需的定位元件 選擇好定位原件后 應(yīng)計(jì)算定位誤差 3 計(jì)算夾緊力 決定夾緊機(jī)構(gòu)及其主要尺寸 夾緊是按照靜力平衡條件 從具體定位夾緊力方案和切削條件出發(fā)進(jìn)行分析 主要 根據(jù)切削力決定理論夾緊力 計(jì)算出夾緊力后 根據(jù)所確定的加緊機(jī)構(gòu)決定其主要尺寸 4 繪制夾具裝配圖 1 要求夾具裝配圖按照比例繪制 2 要有必要的視圖和剖面圖 5 在裝配圖上標(biāo)注各部位尺寸 公差配合和技術(shù)條件參考 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 或其他 有關(guān)手冊(cè) 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 2 12 1 零件的工藝分析零件的工藝分析 2 1 12 1 1 尺寸精度尺寸精度 14mm 8mm 都是配合尺寸 要求有較高的尺寸精度 尺寸精度都為 IT7 級(jí)公差 2 1 22 1 2 表面粗糙度表面粗糙度 配合面表面粗糙度要求較高 左端面的粗糙度為 Ra3 2um 14mm 孔的粗糙度為 Ra12 5um 錐孔的粗糙度為 12 5 2 1 32 1 3 熱處理熱處理 對(duì)鍛件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 2 22 2 毛坯的制造方式毛坯的制造方式 2 2 12 2 1 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 2 2 22 2 2 毛坯材料及制造方法毛坯材料及制造方法 頂尖套筒的毛坯選擇與其材料 結(jié)構(gòu) 尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān) 該零件材料為 45 鋼 3 考慮到車床在車銷外圓工作中要經(jīng)常正 反向旋轉(zhuǎn) 該零件在工作過程中則經(jīng)常承受交 變載荷及沖擊性載荷 因此應(yīng)該選用鍛件 以使金屬纖維盡量不被切斷 保證零件工作 可靠 由于零件年產(chǎn)量為 10000 件 屬批量生產(chǎn) 而且零件的輪廓尺寸不大 故可采用 模鍛成形 這從提高生產(chǎn)率 保證加工精度上考慮 也是應(yīng)該的 大批量生產(chǎn)時(shí) 常采 用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)毛坯制造方法 既可節(jié)約用材又可提高毛坯的精度及生產(chǎn)率 冷擠壓的加工方法適用于小型零件 而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 非合金鋼 合金鋼 有色金屬 大 批生產(chǎn) 加工公差等級(jí)為 6 7 級(jí) 表面粗超度為 0 8 1 6 毛坯公差尺寸為 0 02 0 05 生產(chǎn)率高 用于精度較高的小零件 需要機(jī)械加工 因此考慮到零件是成批生產(chǎn) 而且軸向尺寸變化不大 且尺寸較小 該零件起支撐 作用 所以選用 45 鋼 直徑為78mm 的棒料 采用鍛造的方法 2 2 加工余量的確定加工余量的確定 由于要加工的零件外圓尺寸為 74mm 且要經(jīng)過粗車半精車才能到技術(shù)要求 因此要 留夠粗車半精車的余量 查 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 知 74mm 外圓加工余量為 4mm 17mm 兩端面的加工余量為 4mm 3 3 擬訂零件機(jī)械加工工藝路線擬訂零件機(jī)械加工工藝路線 3 13 1 制定工藝路線制定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段 選擇加工方法應(yīng)以零件加工表面的技術(shù)條件為依據(jù) 主要是加工面的尺寸精度 形狀精度 表面粗超度 并綜合考慮各方面工藝因素的影響 一般是根據(jù)主要表面的后 再確定其它次要表面的加工方法 在各表面的加工方法選定以后 就需要進(jìn)一步考慮這些加工方法在工藝路線中的 大致順序 以定位基準(zhǔn)面的加工為主線 妥善安排熱處理工序及其他輔助工序 車床尾座頂尖套的加工工藝路線一般是先下料 再進(jìn)行外圓的加工 還包括端 面及鉆孔等 按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則 參照頂尖套筒的工藝路線 結(jié) 合生產(chǎn)條件和大批生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng) 初步擬訂頂尖套筒工藝過程 1 下料 2 以外圓中心孔定位 粗車外圓 車中心孔 3 粗車另一端面 4 調(diào)質(zhì) 5 半精車外圓 6 做鉆模板 鉆孔 7 鉆其他孔 8 锪孔 9 攻螺紋 10 粗銑 精銑左端面 銑凸壁及各端面 11 以中心孔定位 粗 精銑鍵槽及油槽 12 檢驗(yàn) 13 入庫 4 3 2 3 2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇 1 選擇定位基準(zhǔn) 工件的加工部位和各表面相對(duì)位置的準(zhǔn)確性 取決于工件在機(jī)床上相對(duì)刀具位置的 準(zhǔn)確性 也就是取決于工件在夾具中定位的準(zhǔn)確性 定位的準(zhǔn)確與否 又與定位基準(zhǔn)選 擇的好壞直接相關(guān) 因此定位基準(zhǔn)選擇合理與否不僅影響到零件的加工位置精度 而且 對(duì)工件各表面加工順序也有很大影響 首先考慮保證空間位置精度 再考慮保證尺寸精 度 其次應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn) 因?yàn)橹饕砻媸菦Q定該零件其它表面 的基準(zhǔn) 選主要表面為定位基準(zhǔn)可使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合 最后 定位基準(zhǔn)應(yīng)有利 于夾緊 在加工過程中穩(wěn)定可靠 2 選擇粗基準(zhǔn) 本零件首先要進(jìn)行外圓的粗車和平端面 以外圓為粗基準(zhǔn)是合理的 在粗車外圓和 端面后 加工直徑為31mm 的孔 3 精基準(zhǔn)的選擇 該零件對(duì)于外圓和孔的同軸度要求很高 因此為了保證它們的位置精度要求 選擇 已經(jīng)加工過的孔作為精加工的基準(zhǔn) 以定位銷作為定位元件 以此來保證它們的位置精 度 3 33 3 機(jī)床及工 夾 量 刃具機(jī)床及工 夾 量 刃具 a 粗車和精車 工序的工步數(shù)不多 成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率 故選用臥式車 床就能滿足要求 本零件外廓尺寸不大 精度要求不是很高 選用最常用的 CA6140 型普 通車床即可 b 鉆孔 由于加工的零件外廓尺寸不大 又是回轉(zhuǎn)體 故用 Z550 立式鉆床 c 切斷 車端面 選用 CA6140 車床 d 凸壁是用銑刀粗銑及精銑 應(yīng)選用立式銑床 考慮本零件屬成批生產(chǎn) 所選機(jī)床 使用范圍較廣為宜 故選常用的 X5012 型銑床能滿足加工要求 2 選擇夾具 以上工序中本零件除粗銑及精銑凸壁等工序需要專用夾具外 其它各工序使用通用 夾具即可 車床工序用三爪自定心卡盤 3 選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具 在車床上加工時(shí)一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀 加工鋼質(zhì)類零件采用 YT 類硬質(zhì) 合金 粗加工用 YT15 半精加工 YT15 精加工用 YT30 為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性可以使用 轉(zhuǎn)位車刀 4 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn) 一般情況下盡量選用通用量具 根據(jù)零件表面的精度要求 尺寸和形狀特點(diǎn) 參考有關(guān)資料 選擇量具的方法有兩種 一是按計(jì)量器具的不確定度 選擇 二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇 a 選擇各外圓加工面的量具 加工外圓 74mm 按計(jì)量器具的不確定擇量具 該 尺寸公差為 0 07 按工藝人員手冊(cè) 計(jì)量器具不確定度允許值 選擇測(cè)量范圍為 50 75 分度值為 0 02 的游標(biāo)卡尺 b 選擇加工孔用量具 錐孔及 9mm 14mm 尺寸的孔經(jīng)鉆孔 锪孔兩次加工 鉆孔至 9mm 锪孔至 14mm 按計(jì)量器具的測(cè)量極限誤差選擇其量具 鉆孔 9mm 公差等級(jí)為 IT11 有參考資料選讀數(shù)值 0 01mm 的內(nèi)徑千分尺即可 5 3 43 4 加工余量 工序尺寸及公差的計(jì)算加工余量 工序尺寸及公差的計(jì)算 序 號(hào)工序 加工余量 mm 加工等級(jí) 工序公差 mm 1 車端面 2 0IT91 1 2 粗車外圓 2 0IT121 4 3 鉆孔 2 0 IT10 IT11 1 4 12 的凸壁 工序名稱 工序余量 mm 工序公差 mm 工序基本尺寸 mm 工序尺寸和偏差 mm 粗銑 3 0IT11 0 021 9 9 0 030 0 精銑 0 02 IT9 0 12 12 12 0 012 0 確立切削用量及基本工時(shí) 1 車端面 首先將大斷面用切斷刀切斷 留出余量 2mm 加工余量為 Z 2mm 切削速度為20 min c Vm 127 4 minnr 查 選用主軸轉(zhuǎn)速為 n 130r min 機(jī) 工作臺(tái)進(jìn)給量 V f Z n 0 15 2 130 39 mm min fz機(jī) 基本工時(shí) t 0 59 min 100 2039 2 鉆 9mm 孔 選擇 9mm 的高速鋼錐柄麻花鉆 由 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 查得0 17 fmm r 機(jī) 6 23 min c Vm 查 n 813 r min 914 3 231000 按機(jī)床選取 n 800 r min n 10 05 r min cj 1000 800414 3 基本工時(shí) 12 4343 0 31 min 960 0 17 lll t n f 機(jī)機(jī) 锪 14mm 孔 選擇 14mm 的鉸刀 0 6 fmm r 機(jī) n 147 r min 1414 3 61000 按機(jī)床選取min 140rnj min 72 5 1000 1401314 3 mvcj 基本工時(shí) min122 0 6 0140 232 5 t 4 4 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 4 14 1 設(shè)計(jì)夾具目的設(shè)計(jì)夾具目的 機(jī)床夾具是在切削加工中 用以準(zhǔn)確的確定工件位置 并將其牢固的加緊的工藝裝 備 它可靠的保證工件的加工精度 提高加工效率 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 充分發(fā)揮機(jī)床的工 藝性能 為了提高生產(chǎn)率 對(duì)頂尖套凸壁的加工 有必要采用專用夾具來滿足生產(chǎn)率及 合理的經(jīng)濟(jì)要求 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 4 24 2 設(shè)計(jì)夾具體設(shè)計(jì)夾具體 夾具體應(yīng)能保證夾具的整體剛度和強(qiáng)度 在此前提下 要盡量減輕重量 因此 夾 具體大部分采用鑄件 以便能根據(jù)需要鑄出各種形狀的筋條和邊框 銑床 磨床等機(jī)床 夾具通常是開式或半開式的 以便刀具通過 為了提高夾具制造的工藝性 夾具體很少 做成整體的 而是分成座底立柱 模板等零件 它們之間用螺釘和銷釘進(jìn)行聯(lián)接定位 因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是銑凸壁時(shí)的夾具體 所以選擇用支撐板和定位銷 削邊銷定位 用壓板夾緊 限制 5 個(gè)自由度 7 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 吳圣莊主編 金屬切削機(jī)床