kcsi-14曲柄設(shè)計說明書

1、0 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計設(shè)計 KCSJ-14KCSJ-14 曲柄零件的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具曲柄零件的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具 學 院： 工程技術(shù)學院機械設(shè)計制造及其自動化* *專 業(yè)： 姓 名： 指導老師： 翟老師學 號： 班 級： 四 班12014 年 5 月摘要摘要機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是機械制造裝備設(shè)計課程教學的一個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是學生綜合運用本課程及其先修課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實踐。它對于培養(yǎng)學生編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和到工廠從事工藝與夾具設(shè)計具有十分重要的意義。課程設(shè)計主要資料參考

2、了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 ，完成了曲柄夾具的設(shè)計，其中包括了零件的設(shè)計和專用夾具的設(shè)計。整個設(shè)計過程均采用 CATIA 實體造型，并通過軟件自帶的功能完成了零件工程圖和裝配工程圖。并對夾具的運動過程進行了 DMU 運動的仿真設(shè)計，生成了動畫。整個設(shè)計過程加深了對機械設(shè)計的認識，對課內(nèi)外均有很大的幫助。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 ：專用夾具 曲柄 工序 工藝 切削余量 工時定額2目錄課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計任務(wù)書.3一、課程設(shè)計的目的 .3二、課程設(shè)計的要求 .3設(shè)計過程設(shè)計過程.5一、零件的分析一、零件的分析.5二、工藝規(guī)程設(shè)計二、工藝規(guī)程設(shè)計.62.1 毛坯的確定 .62.2 機械加工路線的擬定 .72.

3、3 工序間加工余量的確定 .72.4 各工序機械加工參數(shù)的確定 .8三、專用夾具設(shè)計三、專用夾具設(shè)計.143.1 確定工序 .143.2 夾具方案的分析 .153.3 自由度分析 .153.4 夾具元件的確定 .153.5 定位誤差的分析 .19四、四、參考文獻參考文獻.193 課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的目的 機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是機械制造裝備設(shè)計課程教學的一個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是學生綜合運用本課程及其先修課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實踐。它對于培養(yǎng)學生編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和到工廠從事工藝與夾具設(shè)計具有十分重要的意義

4、。本課程的目的在于：1）培養(yǎng)學生綜合運用機械制造裝備設(shè)計及相關(guān)專業(yè)課程（工程材料、機械設(shè)計、互換性與測量技術(shù)、機械制造基礎(chǔ)）的理論知識，結(jié)合金工實習、生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。2）能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，應(yīng)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。 3）使學生熟悉和能夠應(yīng)用有關(guān)手冊、標準、圖表等技術(shù)資料，指導學生分析零件加工的技術(shù)要求和企業(yè)已具備的加工條件，掌握從事工藝設(shè)計的方法和步驟。4）進一步培養(yǎng)學生機械制圖、設(shè)計計算

5、、結(jié)構(gòu)設(shè)計和編寫技術(shù)文件等基本技能。5）培養(yǎng)學生耐心細致、科學分析、周密思考、吃苦耐勞的良好習慣。6）培養(yǎng)學生解決工藝問題的能力，為學生今后進行畢業(yè)設(shè)計和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計的要求 本課程設(shè)計要求就一個中等復雜程度的零件編制一套機械加工工藝規(guī)程，按教師指定的某道工序設(shè)計一副專用夾具，并撰寫設(shè)計說明書。學生應(yīng)在指導教師的指導下，認真地、有計劃地、獨立按時完成設(shè)計任務(wù)。學生對待自己的設(shè)計任務(wù)必須如圖工廠接受任務(wù)一樣，對于自己所做的技術(shù)方案、數(shù)據(jù)選擇和計算結(jié)果必須高度負責，注意理論與實踐相結(jié)合，以期待整個設(shè)計在技術(shù)上是先進的、在經(jīng)濟上是合理的、在生產(chǎn)中是可行的。4 設(shè)

6、計題目：KCSJ-14 曲柄零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝置設(shè)計生產(chǎn)綱領(lǐng)：400000 件生產(chǎn)類型：大批量生產(chǎn)具體要求： 1、產(chǎn)品零件圖 1 張 2、零件毛坯圖 1 張 3、機械加工工藝過程卡片 1 份 4、機械加工工序卡片 1 套 5、夾具設(shè)計裝配圖（0#或 1#圖紙） 1 份 6、夾具設(shè)計零件圖 （2#4#圖紙） 12 張 7、課程設(shè)計說明書 （60008000 字） 1 份 附：產(chǎn)品零件圖 5設(shè)計過程設(shè)計過程題目：設(shè)計 KCSJ-14 曲柄零件的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具生產(chǎn)綱領(lǐng)：40000 件/年生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn)零件的1、分析分析圖 1-曲柄零件圖618H8、10H9 均為基孔制孔，孔

7、軸線與表面 A 垂直度要求 0.05，孔內(nèi)表面粗糙度為Ra6.3，孔兩端倒角孔內(nèi)表面為主要的配合表面，為了保證零件的精度，要通過多道工1 45序多次加工的方法才能獲得。a b c 表面的粗糙度均為 Ra12.5，通過簡單的端面銑就能保證。4 孔表面粗糙度為Ra3.2，為了保證精度，可進行狡孔一次達到要求。AB 兩端面的表面粗糙度均為 Ra1.6,為配合面，要保證精度。保證孔與大孔的距離 孔與大孔的距離為0.030700.0350100毛坯通過鑄造的方法獲得，因此要注意鑄造圓角、拔模斜度、最小壁厚等因素。二、工藝規(guī)程設(shè)計二、工藝規(guī)程設(shè)計2.1 毛坯的確定（1）毛坯的形式零件結(jié)構(gòu)比較簡單，根據(jù)大批

8、量的年生產(chǎn)綱領(lǐng)可知，毛坯可通過金屬壓力鑄造的方法獲得。（2）加工余量的確定查機械加工工藝設(shè)計實用手冊表 4-12 毛坯鑄件典型的機械加工余量有：毛坯為灰鑄鐵，查表知金屬型毛坯的機械加工余量等級 DF,本方案等級選用 f查機械加工設(shè)計手冊表 3-13 要求的鑄件機械加工余量：零件最大外形尺寸為 126mm，故鑄件的加工余量為 1.5mm。孔的加工余量為 1mm。根據(jù)加工方法和工藝要求，可得到毛坯簡答尺寸。零件厚度=17+1.5*2=20鑄件大孔=18-1=16鑄件小孔=10-1=7孔徑為 4 的最小孔由于太小不宜鑄出，選擇鉆取端面 C、E 到軸線的距離為 11+1.0=12.0端面 D 到軸心線

9、的距離為 16+1.0=17.07（3）毛坯圖的擬定圖 2-毛坯圖2.2 機械加工路線的擬定表 1-加工路線表加工面加工精度要求表面質(zhì)量要求加工方法選擇兩側(cè)面 AB20,未注公差尺寸并要求有一定的對中性Ra1.6粗銑 A粗銑 B精銑 B精銑 A 17.50.2717.50.1818H8 內(nèi)孔加工孔口倒角 1*45兩端，與 A面垂直度 0.05，倒角斜面粗糙度 12.5Ra1.6鑄 擴 0.0700170.073017.75鉸 0.02701882*孔 10H9內(nèi)孔加工孔口倒角 1*45兩端，與 A面垂直度 0.05Ra1.6擴 鉸 22. 005 . 90.036010銑 a,b 面面到各軸心

10、線距離 11mmRa12.5銑銑 d 面面到各軸心線距離 16mmRa12.5銑4 孔加工C、D、E 面加工澆油口鉆輔助工序孔口及銳邊倒角鉆頭倒角，手工去毛刺2.3 工序間加工余量的確定各工序間加工余量的確定，詳情請參考工藝過程卡片。2.4 各工序機械加工參數(shù)的確定(1)20、30（粗銑 A、B 面）工藝參數(shù)的確定由于粗加工時為了提高生產(chǎn)效率，考慮到本道工序的加工余量只有 1mm，故選取背吃刀量1spamm查現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊 表 4-15 各種常用材料的銑削速度范圍有：45/ mincvm0.2/fzamm z查機械制造工藝學表 5- 硬質(zhì)合金端銑刀、圓柱銑刀和盤銑刀加工平面和凸臺時的進給量，

11、選取硬質(zhì)合金 YG3 端銑刀 50mm ，銑刀齒數(shù) z=5 0.2/51/fmm zmm r 根據(jù)轉(zhuǎn)速計算公式 n（r/min） 1000 / mincvnrdd 刀具直徑 切削速度 m/mmcv451000 / min286 / min3.14 50nrr 取320 / minnr粗銑表面加工時間的確定12bMzlllTf刀具主偏角為 90時92210.5()(1 3)eldda12330202070lDDDmm23 5lmm銑削寬度 ea2eamm222210.5()(1 3)0.5(50502 )(1 3)eldda取12lmm127023751bMzlllTssf查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程

12、設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-8 時間定額的組成及公式計算有：cPabsrTTTTTT由于本零件為大批量生產(chǎn)，故布置工作地時間、休息及生理需要時間都按 5%計算有：sTrT() 1.1cabTTT() 1.1(1.252) 1.13.58mincabTTT（2）40、50（精銑 A、B 面）工藝參數(shù)的確定刀具選擇同（1）本工序為精加工工序，背吃刀量，選切削速度0.5spamm90/ mincvm0.1/fzamm z901000 / min573 / min3.14 50nrr取630 / minnr1270231500

13、.5bMzlllTssf查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT () 1.1(2.52) 1.13.85mincabTTT10（3）工序 130、140、150（銑 a、b、c 面）工藝參數(shù)的確定D、E、F 面的表面粗糙度要求 RA=12.5，通過 YG3 端面銑削即可保證。面的總加工余量為1mm，可通過一次銑削完成，故11spamm銑刀直徑 30mm，齒數(shù) z=5 查 60/ mincvm0.14/50.7/famm zmm r501000 / min530 / min3.14 30nrr查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助

14、時間定額 Ta 參考值有：2minaT () 1.1(2.52) 1.13.85mincabTTT（4）工序 160、170、180（鉆 C、D、E 面孔）工藝參數(shù)的確定工序 160、170、180 為在各所在平面打 4mm 孔要求低，可通過普通的鉆即可保證要求。本方案選用硬質(zhì)合金 YG8 鉆頭，加工孔。2spamm查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-65 硬質(zhì)合金 YG8 鉆探鉆灰鑄鐵時的進給量有：0.13 0.17/fmm r0.25/cvm s0.2560 1000 / min273 / min3.14 17.5nrr取320 / minnr鉆銷基本時間的確定12blllLTifnfn式中

15、1(/ 2)co(1 2)rlDtk21 4l 為主偏角 rk 進給次數(shù)i因為；故cot1rk 13lmm116CEllmm7Dlmm綜上有：126336017.300.13 320bCElllLTTTissfnfn 127336018.750.13 320DlllLTissfnfn 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT () 1.1(0.292) 1.12.52minccabT CT ETT() 1.1(0.31252) 1.12.54mincabT DTT（5）工序 70、80（鉆孔）工藝參數(shù)的確定選用硬質(zhì)合金 YG8Z 鉆頭 9.5m

16、m 查表 知0.18 0.22/fmm r0.25/cvm s9.571.252famm0.2560 1000 / min502 / min3.14 9.5nrr 取500 / minnr鉆銷時間的確定17lmm23lmm根據(jù)公式1(/ 2)co(1 2)rlDtk有17.75lmm127.75 1736018.50.18 500blllLTissfnfn查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT () 1.1(0.3082) 1.12.54mincabTTT12（6）工序 100、110（鉸孔）工藝參數(shù)的確定本工序安排在鉆孔之后，加工后要保證孔

17、內(nèi)表面的粗糙度 RA=1.6，尺寸精度到達 10H9，故采用鉸孔來保證精度。選 10 高速鋼擴孔鉆鉸孔 W18Cr4V.查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-64 高速鋼及其硬質(zhì)合金擴孔鉆頭擴孔的切削用量有有0.7 1.1/fmm r109.50.252famm因為要保證孔內(nèi)表面的精度可適當提高速度：0.35/cvm s0.3560 1000 / min670 / min3.14 10nrr取670 / minnr鉸孔時間的確定11co(1 2)2rDdltk22 4l 為擴、鉸前的孔徑（mm） ；1dD 為擴、鉸后的孔徑（mm） ；12.25lmm12172.253602.90.7 670bll

18、lLTissfnfn查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-68 機鉸刀鉸孔時的進給量 f 有：2minaT () 1.1(0.0482) 1.12.26mincabTTT（7）工序 60（鉆大孔）工藝參數(shù)的確定鉆大孔，保證尺寸到 1717 1512famm選用硬質(zhì)合金 YG8Z 鉆頭 17mm 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-64 高速鋼及其硬質(zhì)合金擴孔鉆頭擴孔的切削用量有：0.23 0.28/fmm r130.25/cvm s0.2560 1000 / min281 / mim3.14 17nrr取320 / minnr鉆孔時間的確定1(/ 2)co(1 2)rlDtk故有19.5lmm121

19、79.536024.050.23 320blllLTissfnfn查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT () 1.1(0.4082) 1.12.65mincabTTT（8）工序 90（擴大孔）工藝參數(shù)的確定擴大孔，保證尺寸到 17.75。本工序選用選 17.75 高速鋼擴孔鉆（W18Cr4V）擴孔。 17.75 170.3752famm因為擴孔后要保證一定的精度，故在切削時適當提高切削速度。0.35/cvm s查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-64 高速鋼及其硬質(zhì)合金擴孔鉆頭擴孔的切削用量有：0.91.0/fmm r0.3560 1000

20、/ min376 / mim3.14 17.75nrr取400 / minnr擴孔時間的確定11co(1 2)2rDdltk故有12.3lmm22 4lmm12172.34603.90.9 400blllLTissfnfn查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT 14() 1.1(0.0652) 1.12.28mincabTTT（9）工序 120（鉸大孔）工藝參數(shù)的確定本工序完成后要保證孔內(nèi)表面的 Ra=1.6，18H8。故在擴孔后再安排鉸孔這道工序來保證尺寸的進度。18 17.750.1252famm 孔表面質(zhì)量要求較高故要求較高的速度。0.

21、35/cvm s查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-68 高速鋼及硬質(zhì)合金機鉸刀鉸孔進給余量有：0.81.2/fmm r0.3560 1000 / min371 / mim3.14 18nrr 取370 / minnr鉸孔時間的確定；11co(1 2)2rDdltk故有12.125lmm12172.1254604.690.8 370blllLTissfnfn查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 3-16 典型動作輔助時間定額 Ta 參考值有：2minaT () 1.1(0.0782) 1.12.29mincabTTT3 3、專用夾具設(shè)計專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工

22、零件曲柄時，需要設(shè)計專用夾具。機床夾具是在機械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要功能是實現(xiàn)以求神問卜以加工工件的定位和夾緊。通過定位，使被加工工件在夾具中占有一個正確的加工位置；通過夾緊，克服加工中豐在的各種，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進行。3.1 確定工序為了保證定位面的精度要求，這里設(shè)計了銑 c 平面的專用夾具，由于這道工序在銑平面 A、B和鉆孔之后，所以可采用一面二銷的定位方案。153.2 夾具方案的分析在加工 C 面時，A、B，和大孔、孔已經(jīng)加工完，并且具有一定的精度，故可以利用已經(jīng)加工的面做定位基準面。本方案可以采用“一面兩銷”組合定位的方式來限制工件的六個自由

23、度。圖 3-夾具定位方案草圖3.3 自由度分析、A 面為定位基準面，限制 3 個自由度：、ZXY、大孔面采用短圓柱銷定位，限制兩個自由度：、XY、小孔面采用菱形銷定位，限制一個自由度：Z3.4 夾具元件的確定3.41 對刀塊本方案生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)加工過程會有磨損，為了保證 c 平面具有一定的精度，故采用方形對刀塊。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表 5-103 塊的基本結(jié)構(gòu)和參考尺寸如下圖所示。3.44 圓柱銷/菱形銷因為 4 孔只限制一個自由度，故采取削邊削的形式定位。圓柱面限制兩個自由度，故圓柱銷為短銷。已知圓柱銷 D=17mm（818）選擇 A 型16查現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊表13-8 可

24、換定位銷的規(guī)格尺寸有：D=17mm H=16mm d=15mm =M12 =22 L=46 =14 b1=3 b=41d1D1L圖 4-圓柱銷已知圓錐銷 D=9mm(310)選擇 B 型極限偏差0009. 09M查表有 D=9mm H=12 d=10 d1=M8 D1=16 L=35 L1=10 h=4 b=4 b1=3圖 5-菱形銷3.45 夾緊原件針對成批生產(chǎn)的工藝特征，這道工序主要負責銑 3*9 端面，根據(jù)零件特點和銑銷要求，我們的夾具選用螺旋夾緊機構(gòu)壓夾工件，在定位銷上直接做出一段螺桿。這樣在裝夾工件時，先將17工件定位孔裝入帶有螺母的定位銷上，接著向右移動開使之于工件小頭外圍相靠實現(xiàn)定位，擰緊螺母壓緊工件，這樣就可以實現(xiàn)夾緊了，還有一面不能壓緊，可用壓板來壓緊工件。如圖所示：圖 6-壓板3.47 夾具體夾具體的設(shè)置應(yīng)該綜合考慮，使各個部分通過夾具體能夠有機的聯(lián)系在一起，形成一個整體。在考慮夾具與機床的連接，因為在銑床上使用，夾具安裝在工作臺上直接用對刀塊找正，并用壓板固定。夾具體一起用用四根螺栓定位。夾具體上表面