吊環(huán)軸夾具設計說明書

1、徐州工程學院機電工程學院課程設計說明書機電工程學院機械制造技術基礎課程設計說 明 書課題名稱： 吊 環(huán) 軸 學生姓名： 葛 旭 學號： 20100615310 專 業(yè)： 機械制造及其自動化 班級： 10機制3班 成 績： 指導教師簽字： 2013年12月21日機械制造工藝課程設計任務書設計題目：設計“吊環(huán)軸”零件機械加工工藝規(guī)程（大批量）設計要求：1、未注圓角R23.2、鑄件不得有沙眼、疏松等缺陷。3、熱處理、調質，硬度1825HRC4、材料：HT200 原始材料：1、被加工零件的零件圖 1張2、 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）設計內容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（1張）； 3、繪制毛

2、坯圖（1張）； 4、編寫工藝過程卡片（1張）和工序卡片（6張）； 5、課程設計說明書（1份）摘 要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。吊環(huán)軸加工工藝規(guī)程及其鉆擴38孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它

3、部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。吊環(huán)軸的加工工藝規(guī)程及其鉆擴38孔的夾具設計是在學完了機械制圖、

4、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師批評指正。目 錄 設計任務及要求.1 摘要.2 序言.3 目錄.4 1零件的分析.5 1.1零件的作用.5 1.2零件的工藝分析.5 1.3確定生產(chǎn)類型.6 1.

5、4確定毛坯.6 2工藝規(guī)程設計.7 2.1選擇定位基準.7 2.2制定工藝路線.7 2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定.8 2.4確定切削用量及時間定額.93專用夾具的設計.15 3.1問題提出.15 3.2定位基準的選擇.15 3.3鉆削力和夾緊力的計算.15 3.4定位誤差分析.15 3.5夾具設計及簡要操作說明.16總結.17致謝.18參考文獻.191 零件的分析1.1：零件的作用吊環(huán)軸的作用待查，零件圖如下1.2： 零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是吊環(huán)軸需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1、

6、軸30 d1以及與此軸相垂直的38 D1的孔。2、大頭半圓軸R40 d2。3、吊環(huán)軸底面T1、和T2,T3,T4,T5,T6,T7.軸的端面T4、大頭半圓軸面d2，軸d1的中心線與孔D1中心線的垂直度誤差為0.05mm，軸d1的中心線與下端面T1的平行度度誤差為0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工吊環(huán)軸的下端面T1，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此吊環(huán)軸零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。1.3：確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領為5000件/年，零件的質量是 1K

7、g/個，查電子版機械加工工藝設計手冊，可確定該 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序；加工設備。 1.4： 確定毛坯1、確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選擇砂型鑄件及其造型坯。查電子版機械加工工藝設計手冊選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。2、 確定鑄件加工余量及形狀：查電子版機械加工工藝設計手冊，選用加工余量為MA-H級，并查表確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：簡 圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說 明T125H3單側加工D138

8、H1孔降一級單側加工T225H3單側加工T333H1單側加工T433H3單側加工d 130H1單側加工3、繪制鑄件毛坯圖2、工藝規(guī)程設計2.1 選擇定位基準：（1）粗基準的選擇：以吊環(huán)軸下端面(T1)為粗基準和另一個面(T3)為粗基準。（2）精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的孔的內圓面(38)D1和軸的右端面(T3)為定位精基準。（3）輔助基準的選擇：T22.2 制定工藝路線:根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用 。1 工藝路線方案一工序一

9、 鉆、擴，鉸 38孔工序二 粗銑T1平面工序三 粗銑T2平面工序四 粗車，半精車，精車30 軸，工序五 粗銑T3平面工序六 粗銑，半精銑T4平面工序七 檢查，工序八 入庫。上面的工序加工不太合理，因為與先面后孔原則不符，加工孔時應先面后孔這樣容易滿足加工要求。所以應該先銑要鉆孔平面。2工藝路線方案二工序一 粗銑T1平面。工序二 粗銑T2平面。工序三 鉆、擴，鉸 38孔工序四 粗車，半精車，精車30 軸，工序五 粗銑T3平面工序六 粗銑，半精銑T4平面工序七 檢查，工序八 入庫。 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，根據(jù)以上兩種加工路線，查機械制造工藝學,最后的加工路線確定如下 鑄造 （砂型機器造型，鑄

10、造公差等級CT8級） 時效 （消除內應力）涂漆 （防止生銹）工序一 粗銑T1平面，以38孔為粗基準，采用X53立式銑床加專用銑夾具；工序二 粗銑T2平面，以T1為精基準，采用X53立式銑床加專用銑夾具；工序三 鉆、擴、粗鉸38孔D 1，以T1為精基準，采用Z5125A鉆床、鉆模板和專用鉆床夾具；工序四 粗車、半精車 30 軸d 1，以T1,D1為精基準，采用CA6140車床加專用車夾具；工序五 粗銑T3平面，以T1，D1為精基準，采用X53立式銑床加專用銑夾具；工序六 粗銑、半精銑T4平面，以T3為精基準，采用X53K立式銑床加專用銑夾具；工序七 去毛刺；工序八 質檢入庫。2.3 機械加工余量

11、、工序尺寸及公差的確定:2.3.1 圓柱表面工序尺寸 （精度等級查機械制造工藝學p155表4-8，公差查互換性與測量技術p39表3-2，加工余量查切削加工簡明實用手冊） 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：加工表面加工內容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大30軸鑄件3CT11粗車2IT1112.511.2半精車1IT106.311.238孔鉆孔8IT1212.57.879擴孔1.4IT106.31.13161.43粗鉸0.1IT83.20.0880.2242.3.2平面工序尺寸工序號工序內容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度工序尺寸工序

12、余量最小最大0T1、T2鑄件3.5233CT12332.21粗銑T12.225IT110.094.42粗銑T22.225IT110.94.43粗銑T3平面2.233IT110.2784.114粗銑T4平面2.233IT112.092.315半精銑T4平面0.733IT90.390.5272.4 確定切削用量及時間定額工序一 以38孔為粗基準，粗銑38孔下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：粗銑38孔下端面。機床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故

13、據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齒斜角s=15,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量 機床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械切削用量手冊表8，壽命T=180min4）計算切削速度和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9查得，當d0=27.2mm，Z=12，時，各修正系數(shù)為：

14、。切削速度計算公式為： （2-1）其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機床主軸轉速： 。根據(jù)X53銑床的說明書選擇,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：校驗機床功率 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.23，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率。0故校驗合格。最終確定 5）計算基本工時tmL/ Vf=(25+3)/6.44=3.9min。-工序二 粗銑38孔上端面，以T1為定位基準1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：粗銑25孔上下端面。機床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,

15、深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齒斜角s=15,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量 機床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械切削用量手冊表8，壽命T=180min4）計算切削速度 按2表14， V=1.84n=7.32=6.445）計算基本工時t

16、mL/ Vf=(25+3)/6.44=3.9min。工序三 以38孔下端面為精基準，鉆、擴、粗鉸38孔，孔的精度達到IT8。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=36.5mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 2.選擇切削用量 （1）決定進給量由do=36.5mm,查2表5 按鉆頭 按機床強度查1表10.1-2選擇最終決定選擇機床已有的進給量 （2）耐用度查2表9T=4500s=75min （3）n=50-2000r/min 取n=1000r/min. （4）檢驗機床扭矩及功率查切削用量簡明手冊表2.20，當f0.26, do=27.2mm時，Mt=31.78Nm

17、，修正系數(shù)均為1.0，故查機床使用說明書得查切削用量簡明手冊表2.23,鉆頭消功率：查機床使用說明書。由于，故切削用量可用，即： 背吃刀量 均為 2mm.計算工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴鉸和粗鉸的切削用量如下：擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 粗鉸孔：選高速鋼鉸刀 T= +=0.116該工序單位加工時間為0.116min工序四 粗車、半精車 30 軸d 1，以T1,D1為精基準 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼車刀，粗車時do=32m。選擇CA6140車床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查2表5車刀

18、進給量 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇CA6140車床已有的進給量 （2）計算工時粗車 半精車：選高速鋼鉸刀 T = 0.046+0.026=0.072工序五 粗銑T3平面，以T1，D1為精基準機床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齒斜角s=15,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量計算切削速度 按2表14， V=1.84n=7.32=6.

19、445）計算基本工時tmL/ Vf=（33+2)/6.44=5.43s工序六 粗銑、半精銑T4平面，以T3為精基準1. 選擇機床刀具 選擇立式銑床X53K硬質合金鋼Yab端銑刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=732r/min （4）檢驗機床扭矩及功率查切削用量簡明手冊表2.20，當f0.26, do=35mm時，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均為1.0，故查機床使用說明書得查切削用量簡明手冊表2.23,鉆頭消耗功率：查機床使用說明書。由于，故切削用量可用，即：3. 計算工時 半精銑 3、 專用夾具的設計

20、為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需計專用的夾具。有老師分配的任務，我被要求設計 鉆、擴，鉸 38孔的夾具，選用機床：組合機床3.1、問題提出本夾具主要用來鉆、擴，鉸 38的孔，因為鉆38外圓本身沒有什么精度要求，因此以提高生產(chǎn)效率為主。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、。3.2 定位基準的選擇我們已已經(jīng)加工好的30軸作為定位基準，采用一個同心孔加本身具有的對應大端面定位，右大端面限制5個自由度，最后一個方向的自由度我們采用一個V型塊定位，這樣空間的6個自由度都已經(jīng)限制完了，我們就可以開始加工工件了。3.3鉆削力和夾緊力的計算查表得 圓周力： 徑向力

21、： 軸向力：其中：查機床夾具手冊相應表知 ，由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N夾緊力的計算：由機床夾具設計手冊（表1-2-25）得：用螺紋套與首輪的作用：作用力：F=70N，夾緊力：W0=4680N由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。滿足加工要求。3.4:定位誤差分析（1） 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和1定位銷，孔與軸間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在組合機床上加工，所以工件右軸與夾具上的定位孔保持固定接觸。此時可求出軸心在接觸

22、點與孔中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為軸心。工序尺寸方向與固定接觸點和孔中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位面，一孔，工件始終靠近端面的一面，而V型塊會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件在V型塊的一方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。3.5夾具設計及簡要操作說明 本工件采用右端面和軸定位，用V型塊壓緊，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合打批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求裝配圖附圖如下 總 結設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的