#XL轉動套筒零件機械加工工藝與工裝設計說明書

1、說明書課題：轉動套筒零件的機械加工工藝與工裝設計轉動套筒零件的機械加工工藝與工裝設計專業(yè)：機械設計制造及自動化指導教師職稱學生姓名課題名稱轉動套筒零件的機械加工工藝與工裝設計內容及任務零件工藝規(guī)程的制訂和工裝設計是本專業(yè)學生必需掌握的一項基本能力。本課題試圖引導學生對零件從毛坯到成品、這樣一個系統(tǒng)工程有更進一步的熟悉和了解，掌握作為一個機械工藝師所必備的能力，選用的零件是從工廠實際調研所得，具有一定的實用性。要求依據相關標準，設計該零件（詳見零件圖）的加工工藝及夾具設計，完成如下任務：一、畢業(yè)設計圖紙1、第一套夾具裝配圖一張2、第二套夾具裝配圖一張3、第三套夾具裝配圖一張4、夾具中若干非標準零

2、件圖二、設計說明書（主要部分）1、零件結構分析；2、零件機械加工工藝文件：（1）、簡明工藝過程卡（2）、機械加工工藝卡（3）、機械加工工序卡（4）、檢驗工序卡3、工裝夾具設計；4、中央文翻譯；5、設計心得體會。三、論文撰寫一篇論文綜述。四、外文翻譯翻譯約三千文字的專業(yè)英語資料。擬達到的要求或技術指標1、熟悉零件結構工藝分析。2、掌握零件工藝規(guī)程及夾具設計的一般步驟及工作方法。3、熟悉標準件的型號及選用。4、熟悉非標零件的結構設計。5、熟練掌握AUTOCA軟件的使用。6、了解國內、外相關產品的現狀和發(fā)展趨勢。總之，擬達到：培養(yǎng)學生綜合運用機制工藝、機床、切削原理、機械設計、制圖、公差配合、工程材

3、料及熱處理、力學等課程的理論知識和生產實際知識、使理論知識和生產知識密切接合起來的目的。在設計實踐中學習和掌握零件工藝規(guī)程編制及夾具設計的一般步驟及工作方法，尤其是熟悉標準件的型號及選用；冋時也熟悉非標零件的結構設計。培養(yǎng)設計技能，提高學生分析和解決問題的能力，為今后的工作打下初步基礎。學生將在計算，繪圖，運用并熟練資料、標準和規(guī)范等方面得到實際訓練。摘要錯誤！未定義書簽ABSTRACT錯誤！未定義書簽第1章緒論51.1夾具設計中的特點5.1.2夾具分類5.1.3本章小結6.第二章零件的分析62.1零件的作用7.2.2零件的工藝分析7.2.3本章小結8.第三章工藝規(guī)程設計83.1確定毛坯種類8

4、.3.2定位基準的選擇8.粗基準的選擇&精基準的選擇&3.3制定工藝路線9.3.4選擇加工設備和工藝設備1.1機床的選擇1.1選擇夾具1.1選擇刀具1.1選擇量具1.13.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.12加工轉動套筒零件外圓12加工轉動套筒兩端面12鉆2-©10孑孔(10)123.5.4.力卩工4200.025mm內孑L12工外圓上四處潤滑平面133.5.6 銑R12mr圓弧槽1.33.6確定切削用量及基本工時1.3工序1:備料13工序2:粗車外圓，鉆孔特，鉆通孔。13工序3車端面，半精車外圓、孔特、孔錯誤！未定義書簽。工序4半精車小端端面，外圓，車孔，

5、車槽、倒角錯誤！未定義書簽。3.6.5 工序5車螺紋特錯誤！未定義書簽。3.6.6 工序6鉆2-©10mn孔錯誤！未定義書簽。工序7銑大端兩平面錯誤！未定義書簽。工序8銑R12mrffl弧槽尺寸深5mn至5.3mm錯誤！未定義書簽。工序9熱處理.錯誤！未定義書簽。工序10噴砂.錯誤！未定義書簽。工序11磨小頭端420°.025mm孔.錯誤！未定義書簽。工序12磨外圓四處潤滑平面.錯誤！未定義書簽工序13精磨小頭外圓*56?06mm及端面，磨大頭外圓©70±066mm.錯誤！未定義書簽。工序14磨大頭端面錯誤！未定義書簽。3.7時間定額計算及生產安排錯誤！

6、未定義書簽。粗車外圓70mm、鉆孔特543-左螺紋，調頭，粗車外圓，鉆通孔.錯誤！未定義書簽。車大端端面、外圓，車孔、車孔特、車孔錯誤！未定義書簽。車小端端面、外圓、車孔、車槽錯誤！未定義書簽。車螺紋特543-左螺紋特至圖紙要求錯誤！未定義書簽。銑R12mrffl弧槽錯誤！未定義書簽。磨小端'4200.025mm孔錯誤！未定義書簽。磨外圓上四處潤滑平面錯誤！未定義書簽。精磨小端外圓、端面，調頭，精磨大端外圓錯誤！未定義書簽。精磨大頭端面.錯誤！未定義書簽。第4章專用夾具設計錯誤！未定義書簽。4.1半精車端面夾具設計.錯誤！未定義書簽。4.1.1 問題的提出錯誤！未定義書簽。4.1.2

7、定位基準的選擇錯誤！未定義書簽定位元件與夾緊元件的選擇錯誤！未定義書簽夾緊力的計算.錯誤！未定義書簽4.2鉆轉動套筒徑向孔夾具設計錯誤！未定義書簽問題的提出錯誤！未定義書簽定位基準的選擇錯誤！未定義書簽定位元件及夾緊元件的選擇錯誤！未定義書簽鉆套及夾具體設計錯誤！未定義書簽切削力的計算與夾緊力分析錯誤！未定義書簽夾具精度分析錯誤！未定義書簽4.3銑圓弧槽夾具設計錯誤！未定義書簽問題的提出錯誤！未定義書簽4.3.1 定位精準的選擇錯誤！未定義書簽定位元件及夾緊元件的選擇錯誤！未定義書簽銑削力與夾緊力計算錯誤！未定義書簽定向鍵與對刀裝置設計錯誤！未定義書簽4.3.6 夾具體的設計錯誤！未定義書簽結

8、論錯誤！未定義書簽參考文獻錯誤！未定義書簽附錄附錄1簡明工藝過程卡附錄2機械加工工藝卡附錄3機械加工工序卡附錄4檢驗工序卡.錯誤！未定義書簽。.錯誤！未定義書簽。.錯誤！未定義書簽。cad圖紙。OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO75錯誤！未定義書簽第1章緒論隨著科技不斷的發(fā)展，使機械工業(yè)得到了很大的提高，特別是近年來機械工業(yè)領域正向著高精度、高質量、高效率、低成本方向發(fā)展。隨著機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門都想著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。機械工業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現代機械制造技術是機械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證。機械制造工藝是制造機械產品的技巧、方法

9、和程序。機械制造中，需要的加工順序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具，可以提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造的一項重要工藝裝備。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程中的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件的加工精度勞動生產率和產品的制造成本等。1.1夾具設計中的特點1夾具的設計周期較短，一般不進行強度和剛度的計算。2. 專用夾具的設計對產品零件有很強的針對性。3. 確保產品加工質量，提高

10、勞動生產率是夾具設計工作的主要任務，加工質量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。4夾緊裝置的設計對整個夾具的結局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。1.2夾具分類1.通用夾具通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性的夾具，如三爪自動定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和電子吸盤等。這類夾具適應性強，可用來裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件。這類夾具已商品化，且成為機床附件。其缺點是夾具的加工精度不高，生產率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，一般適用于單件小批量生產中。2專用夾具這類夾具是專為零件的某一道工序的加工而設計和制造的。在

11、產品相對穩(wěn)定、批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產率和加工精度。專用夾具的設計周期較長、投資較大。3可調夾具可調夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更廣；后者則是一種專用可調夾具，它按成組原理設計并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產中使用有較好的經濟效果。4組合夾具組合夾具是一種模塊化的夾具。標準的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新夾具。由于使用組合

12、夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并具有減少專用夾具數量等優(yōu)點，因此組合夾具在單件、中、小批量多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具。組合夾具也已經商品化。5自動線夾具自動線夾具一般分為兩種：一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。按使用機床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行以及其他機床夾具等。這是專用夾具設計所用的分類方法。設計專用夾具時，機床的組別、型別和主要參數均已確定。它們的不同點是機床的切削成形運動不同，故夾

13、具與機床的連接方式不同。它們的加工精度要求也各不相同。按夾緊的動力源分類夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具、真空夾具、離心夾具等。1.4本章小結本章主要介紹了機械加工工藝和機床夾具在機械制造過程中所占的重要地位，夾具設計中的特點以及分類。第二章零件的分析加工表面尺寸精度Ra形位公差轉筒大端外圓IT71.6圓柱度0.01轉筒小端外圓IT71.6圓柱度0.01轉筒大端端面IT71.6圓柱度0.01轉筒小端端面IT7同軸度0.05轉筒大端孔IT11轉筒小端孔IT7鉆孔IT11螺紋大端兩平面IT11圓弧槽IT112.1零件的作用題目所給為套筒的設計，它書于套筒

14、的零件，主要作用是導向，起到導向與傳送作用。套筒的孔都是同心和同軸度的，因此在加工時保證套筒所有的孔都是同心和同軸。2.2零件的工藝分析本設計加工如圖2.1所示的轉動套筒。該轉動套筒屬于長套筒，材料為圓鋼33亠*sqy!ILUL20CrMo。中大批生產HXyjQ'QiinOJAs+n十TOJ圖2.1轉動套筒零件示意為保證轉動套筒內孔具有良好的導向性能，對該轉動套筒©42mm內孔有圓柱度要求和較高的粗糙度要求。對©70mm外圓也有圓柱度要求。對孔特54X3左螺紋有同軸度要求。加工2-©10mm徑向孔與尺寸15mm端面有位置要求。半圓弧槽與2-©10

15、mm徑向孔有平行度要求。由上面的分析可知，可以先粗車大端外圓-71.55：066mm,車小端外圓至尺寸©56mm,然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，車螺紋特54X3-左，磨孔42oO.O25mm時，都以大端外圓定位；磨*7006mm、$54土106mm外圓時，又以*420O.O25mm定位，則可保證同軸度要求。2.3本章小結本章主要介紹了零件的作用，并對其進行工藝分析，最后提出了采用先粗車外圓，再以外圓定位加工外圓及孔的加工方法。第三章工藝規(guī)程設計3.1確定毛坯種類零件材料為20CrMo。其優(yōu)點是：用途廣泛，力學性能好，工藝性好?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是

16、太復雜，生產類型為大批量生產，此套筒屬于孔徑較大的套筒，選擇型材圓鋼，其毛坯制造方法為熱軋。3.2定位基準的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會出很多問題，進而導致生產無法正常進行。粗基準的選擇粗基準的作用主要是決定加工面與不加工面之間的位置關系，以及保證加工面的余量均勻，選取轉動套筒零件外圓為粗基準。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“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，半精加工時©70mm外圓、鉆2-©10mm孔時，選擇粗加工過的©56mm外圓為精

17、基準，車螺紋特54X3-左螺紋，磨孔'42°°025mm時，都以大端外圓為精基準。鉆2-©10mm孔時，以15mm端面為輔助的定位基準3.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率，除此以外，還應考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降.選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表3.1工藝路線方案一工序號工序內容定位基準1備料2粗車外圓，鉆孔特，鉆通孔外圓及端面3車端面，車外圓，車孔，車槽，倒角小

18、頭外圓及端面4車小頭端面，車外圓，車孔，大頭外圓及端面5銑R12mm圓弧槽尺寸深5mm至5.3mm大端外圓及端面6鉆2-©10mn孔，保證尺寸15mm大端外圓及端面R12mr圓弧槽7銑大端兩平面至尺寸66mm,到38mm大端外圓及端面止©10mn孔8熱處理：滲碳、淬火、回火9噴砂：表面強化，去氧化皮10車螺紋特左螺紋至圖紙要求大頭外圓11磨小頭端©42mn孔至圖紙要求，表面粗糙度Ra值為1.6卩m大端外圓及端面12磨外圓至圖紙要求，磨端面，表面粗糙度值Ra值為1.6卩m小端孔及端面13磨大頭端面，保證尺寸5812表面粗糙度值Ra值為1.6卩m大頭另一端14磨外圓面

19、上四處潤滑平面小端孔及端面15去毛刺工序號123456789101112131415161717入庫表3.2工藝路線萬案二工序內容備料粗車外圓，鉆孔特，鉆通孔車端面，車外圓，車孔，車槽，倒角定位基準外圓及端面小頭外圓及端00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000面車小頭端面，車外圓，車孔大頭外圓及端面車螺紋特左螺紋至圖紙要求大頭外圓鉆2-©10mn孔，保證尺寸15mm©56mn外卜圓，15mn端面銑大端兩平面至尺寸66mm,到38mm大端外

20、圓及端面止©10mmfL銑R12mm圓弧槽尺寸深5mm至大端外圓及端面5.3mm©10mmfL熱處理：滲碳、淬火、回火噴砂：表面強化，去氧化皮磨小頭端©42mm孔至圖紙要求，表面大端外圓及端面粗糙度Ra值為1.6卩m、磨外圓面上四處潤滑平面小端孔及端面磨外圓至圖紙要求，磨端面，表面粗小端孔及端面糙度值Ra值為1.6卩m磨大頭端面，保證尺寸5814表面粗糙大頭另一端度值Ra值為1.6卩m檢驗入庫通過兩種工藝方案的比較可得出，第一種方案在熱處理后進行車螺紋工序，容易因材料的硬度過高導致絲攻不經用；把銑圓弧槽工序安排在鉆2-©10mm孔前，再以圓弧槽為定位基準

21、進行鉆2-©10mm孔，這樣增加了定位難度，容易降低定位精度；另外，方案一把磨潤滑平面安排在最后，需多一道去毛刺工序。而第二中方案好些，它將鉆2-©10mm孔工序安排在銑圓弧槽之前，再以鉆2-©10mm孔最為定位基準進行銑圓弧槽工序，可以保證定位精度；因為四處潤滑平面未次要表面，將磨四處潤滑平面安排在工序12,可省去一道去毛刺工序。所以采用方案二比較合適。3.4選擇加工設備和工藝設備341機床的選擇工序7、8采用X6030型臥式銑床，參考文獻1表3.173。工序6采用Z518型立式鉆床，參考文獻1表3.135。工序2,3,4，5采用CA6140型臥式車床，參考文獻

22、1表3.117。工序11采用M2110A型內圓磨床，參考文獻1表3.146。工序12,采用M7112型臥軸矩臺平面磨床參考文獻1表3.147。工序14采用M7332A型臥軸圓臺平面磨床參考文獻1表3.148。工序13采用M114V外圓磨床，參考文獻1表3.145。選擇夾具該轉動套筒的生產綱領為中批生產，所以可采用專用夾具。選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在鉆孔©10mm，由于精度不高，可采用硬質合金刀。選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。3.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.加工轉動套筒零件外圓由于零件的©70mn外圓和©54m

23、n外圓的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度都是Ra1.6，根據工序要求，外圓直徑'70標00mm,54i?00mm加工分為粗，半精車，磨削。粗車：參照1表2.3-5，其余量規(guī)定為3.55mm，現取3.5mm半精車：參照1表2.3-39，其余量規(guī)定為1.1mm。外圓磨削：參照1表2.3-42，其35余量規(guī)定為0.40.6m，現取0.4mm圓鋼毛坯的直徑尺寸1表2.3-34，其毛坯的直徑規(guī)定為75mm精磨后的尺寸跟零件尺寸一樣。56外圓粗糙度要求不高，它的表面粗糙度為Ra12.5。故只要進行粗車就行了。參照1表2.3-5，其余量規(guī)定為3.55mm,現取3.5mm。加工轉動套筒兩端面根據零件圖

24、，此轉動套筒兩端面粗糙度要求較高，為Ra3.2。因此可以對此兩端面先后進半精車、磨削。半精車：參照1表2.3-43，其余量規(guī)定為1.0mm。磨削：參照1表2.3-43，其余量規(guī)定為0.5mm。轉動套筒毛坯名義長度為181+(1.0+0.5)x2=184mm，取187mm鉆2-©10孔(©10)根據工藝要求，2-©10孔精度要求不高粗糙度為Ra12.5m，參照參照1表2.3-47，采用一次鉆孔，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：©10mm，余量為2mm3.5.4.加工-42o0.°25mm內孔4200.025mm內孔精度要求較高，其粗糙度為Ra1.6。

25、因此對其可先在車床上先粗車、半精車，再精磨內圓。參照參照1表2.3-49粗車孔：工序尺寸為38mm半精車：工序尺寸為41.700.17mm，單邊加工余量為1.85mm磨孔：工序尺寸為4200.025mm，加工余量為0.15mm工外圓上四處潤滑平面磨外圓7Og；60mm上兩處潤滑平面7mm至10mm,磨外圓54mm面上兩處潤滑平面7mm至9.5mm。參照1表2.3-60，其加工余量為0.085mm。銑R12mn圓弧槽R12mm圓弧槽精度要求不高，其粗糙度為Ra12.5。因此可選用在銑床上粗銑加工。參照2卷一表3.2-29，其加工余量為0.5可滿足要求。3.6確定切削用量及基本工時工序1:備料工序

26、2:粗車外圓，鉆孔特，鉆通孔工件材料：20CrMo，匚b=885MPa，圓鋼。1. 工步1加工要求：粗車左端外圓*70j；.166mm機床：CA6140型臥式車床，刀具：YT151）切削深度：雙邊余量為2Z=3.5mm2）進給量f:根據1表2.43,取f=0.5mm/r。3）切削速度：根據3表2.420,切削速度Vc(3.1)(3.1)V=Cc600.8T02ap0.15式中T:刀具耐用度，查3表2.4-2,選為3600soKv:速度修正系數系數Cv為242,指數yv為0.35代入公式，得VcVc5600.8T0.2ap0.15T7k242600.836000.23.50.150.50.350

27、.89=1.78m/s4）機床主軸轉速：1000c1000106.8ns453.5r/min（3.2）ndw3.14疋75式中：-.c切削速度dw圓鋼直徑查1表3.118,與453.5r/min相近的轉速為450r/min,則實際切削速度V':二dwn10003105.9m/min(3.3)5）檢驗機床功率：主切削力FC按1表2.49,可查得FC=2.3kw根據1表3.1-17查得CA6140臥式車床電動機功率為7.5kw,當主軸轉速為250r/min時，主軸傳遞的功率為4.5kw，所以機床功率足夠，可以正常工作。6）機動時間tj1按1表2.5-3,取被切削層

28、長度I:由毛坯尺寸可知l=185mmap刀具切入長度h：h=（23）（3.4）tankr主偏角kr=0，故h=2mm刀具切出長度丨2:取l2=0mm試切附加長度la，查表12.5-4，取la=5mmt1t1II1丨2丨3.18725insf4500.5=0.86min(3.5)工步2加工要求：車孔特543-左螺紋至尺寸50mm機床：CA6140型臥式車床，刀具：YT151）切削深度：雙邊余量為2Z=6mm2）進給量f:根據1表2.43，f=0.40.6,取f=0.5mm/r3）切削速度根據1表2.420,切削速度VVcVcCv一600行0乜0.15yv(3.6)式中T:刀具耐用度，查1表2.4

29、-2，選為3600&式中T:刀具耐用度，查1表2.4-2，選為3600&Kv:速度修正系數系數Cv為242,指數yv為0.35代入公式，得CvVc60Tap242、,60360030.5v0.77=1.48m/sVC=1.4860=88.8m/min4) 機床主軸轉速：1000c100088.8nsc377.1r/minndw3.14X75式中：；c切削速度dw圓鋼直徑查1表3.118,與377.1r/min相近的轉速為400r/min,則兀dn314漢75疋450實際切削速度V':v，22=3.147545094.2m/min100010005) 機動時間tj2按1表

30、2.5-3,取被切削層長度I:由毛坯尺寸可知l=56mm刀具切入長度l1:11=(23)tankr主偏角kr-0,故|1=2mm刀具切出長度丨2:取l2=0mm試切附加長度I3，查表12.5-4，取gmm走刀次數i:i=1試切附加長度I3，查表12.5-4，取gmm走刀次數i:i=1t-1*13心5625“32minnsf400x0.53. 工步3加工要求：掉頭，粗車外圓至尺寸56mm機床：CA6140型臥式車床，刀具：YT151) .被吃刀量：取雙邊余量2Z=15.5mm2) .進給量：根據1表2.4-3，f=0.30.5mm/r，取f=0.4mm/r3) .切削速度：按1表2.4-20，切削速度根據1表2.420,切削速度VcVc二600打0.15kv，(3.7)式中T:刀具耐用度，查1表2.4-2，選為3600s。Kv:速度修正系數系數Cv為242,指數yv為0.35代入公式，得Vc560°.8T0.2ap0.15fyvkv24260°.83600°.27.75°.150.4°.350.890.8m/sVC=0.860=48m/min4) 機床