吊環(huán)軸課程設(shè)計(jì)論文

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書課題名稱： 吊 環(huán) 軸 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 2013年12月21日機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“吊環(huán)軸”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程（大批量）設(shè)計(jì)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(diào)質(zhì)，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(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（1張）； 3、繪制毛坯圖（1張）； 4、編寫工藝過(guò)程卡片（1張）和工序卡片（6張）； 5、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（1份）摘

2、要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。吊環(huán)軸加工工藝規(guī)程及其鉆擴(kuò)38孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)

3、鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。序 言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。吊環(huán)軸的加工工藝規(guī)程及其鉆擴(kuò)38孔的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在

4、加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)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 1.4確定毛坯.6 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì).7 2.1選擇定位基準(zhǔn).7 2.2制定工藝路線.7 2.3機(jī)械加

5、工余量、工序尺寸及公差的確定.8 2.4確定切削用量及時(shí)間定額.93專用夾具的設(shè)計(jì).15 3.1問(wèn)題提出.15 3.2定位基準(zhǔn)的選擇.15 3.3鉆削力和夾緊力的計(jì)算.15 3.4定位誤差分析.15 3.5夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)明.16總結(jié).17致謝.18參考文獻(xiàn).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(jiǎn)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、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

6、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(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)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(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此吊環(huán)軸零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)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(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是 1kg/個(gè)，查電子版機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，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

7、過(guò)程劃分階段；工序；加工設(shè)備。 1.4： 確定毛坯1、確定毛坯種類：零件材料為ht200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)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(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)選用鑄件尺寸公差等級(jí)為ct-12。2、 確定鑄件加工余量及形狀：查電子版機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用加工余量為ma-h級(jí)，并查表確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)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(jiǎn) 圖加工面代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說(shuō) 明t125h3單側(cè)加工d138h1孔降一級(jí)單側(cè)加工t225h3單側(cè)加工t333h1單側(cè)加工t433h3單側(cè)加工d 130h1單

8、側(cè)加工3、繪制鑄件毛坯圖2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 選擇定位基準(zhǔn)：（1）粗基準(zhǔn)的選擇：以吊環(huán)軸下端面(t1)為粗基準(zhǔn)和另一個(gè)面(t3)為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的孔的內(nèi)圓面(38)d1和軸的右端面(t3)為定位精基準(zhǔn)。（3）輔助基準(zhǔn)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(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用 。1 工藝路線方案一工序一 鉆、擴(kuò)，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，

9、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(kù)。上面的工序加工不太合理，因?yàn)榕c先面后孔原則不符，加工孔時(shí)應(yīng)先面后孔這樣容易滿足加工要求。所以應(yīng)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(kuò)，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(kù)。 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(jī)械制造工藝學(xué),最后的加工路線確定如下 鑄造 （砂型機(jī)器造型，鑄造公差等級(jí)ct8級(jí)） 時(shí)效 （消除內(nèi)應(yīng)力）涂漆 （防止生銹）工序一 粗銑t1平面，以38孔為粗基

10、準(zhǔn)，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(zhǔn)，采用x53立式銑床加專用銑夾具；工序三 鉆、擴(kuò)、粗鉸38孔d 1，以t1為精基準(zhǔn)，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(zhǔn)，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(zhǔn)，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(zhǔn)，采用x53k立式銑床加專用銑夾具；工序七 去毛刺；工序八 質(zhì)檢入庫(kù)。2.3 機(jī)械加工余量、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(jí)查機(jī)械制造工藝學(xué)p155表4-8

11、，公差查互換性與測(cè)量技術(shù)p39表3-2，加工余量查切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)） 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(gè)加工工序的加工余量如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)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(kuò)孔1.4it106.31.13161.43粗鉸0.1it83.20.0880.2242.3.2平面工序尺寸工序號(hào)工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸工序余量最小最大0t1、t2鑄件3.5233ct12332.21粗銑t12.225it110.094

12、.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(shí)間定額工序一 以38孔為粗基準(zhǔn)，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(jī)床： x53立式銑床。刀具： w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)yg6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15，副后角

13、o=10，刀齒斜角s=15,主刃kr=60,過(guò)渡刃kr=30,副刃kr=5過(guò)渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊(cè)f=0.080.15mm/z。由于是對(duì)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(jī)械切削用量手冊(cè)表8，壽命t=180min4）計(jì)算切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.9查得，當(dāng)d0=27.2mm，z=12，時(shí)，各修正系數(shù)為：。切削速度計(jì)算公式為： （2-1）其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。根據(jù)x53銑

14、床的說(shuō)明書選擇,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.23，近似為pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，主軸允許功率。0故校驗(yàn)合格。最終確定 5）計(jì)算基本工時(shí)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(zhǔn)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(jī)床： x53立式銑床。刀具： w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)yg6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）取刀具直徑do=80mm。選擇

15、刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齒斜角s=15,主刃kr=60,過(guò)渡刃kr=30,副刃kr=5過(guò)渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊(cè)f=0.080.15mm/z。由于是對(duì)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(jī)械切削用量手冊(cè)表8，壽命t=180min4）計(jì)算切削速度 按2表14， v=1.84n=7.32=6.445）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(25+3)/6.44=3.9min。工序三 以38孔下端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、粗鉸

16、38孔，孔的精度達(dá)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(shí)do=36.5mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量由do=36.5mm,查2表5 按鉆頭 按機(jī)床強(qiáng)度查1表10.1-2選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 （2）耐用度查2表9t=4500s=75min （3）n=50-2000r/min 取n=1000r/min. （4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.20，當(dāng)f0.26, do=27.2mm時(shí)，mt=31.78nm，修正系數(shù)均為1.0，故查機(jī)床使用說(shuō)明書得查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.23,鉆頭消功率：查機(jī)床使用說(shuō)

17、明書。由于，故切削用量可用，即： 背吃刀量 均為 2mm.計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和粗鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆：選高速鋼擴(kuò)孔鉆 粗鉸孔：選高速鋼鉸刀 t= +=0.116該工序單位加工時(shí)間為0.116min工序四 粗車、半精車 30 軸d 1，以t1,d1為精基準(zhǔn) 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼車刀，粗車時(shí)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(jìn)給量 查2表5車刀進(jìn)給量 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇ca6140車床已有的進(jìn)給量 （2）計(jì)算工時(shí)

18、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(zhǔn)機(jī)床： x53立式銑床。刀具： w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)yg6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）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(guò)渡刃kr=30,副刃kr=5過(guò)渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量計(jì)算切削速度 按2表14， v=1.84n=7.32=6.445）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=（33+2)/6.44=5.43s工序六 粗銑、半精銑t4平

19、面，以t3為精基準(zhǔn)1. 選擇機(jī)床刀具 選擇立式銑床x53k硬質(zhì)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(yàn)機(jī)床扭矩及功率查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.20，當(dāng)f0.26, do=35mm時(shí)，mt=31.78nm，修正系數(shù)均為1.0，故查機(jī)床使用說(shuō)明書得查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.23,鉆頭消耗功率：查機(jī)床使用說(shuō)明書。由于，故切削用量可用，即：3. 計(jì)算工時(shí) 半精銑 3、 專用夾具的設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需計(jì)專用的夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)

20、鉆、擴(kuò)，鉸 38孔的夾具，選用機(jī)床：組合機(jī)床3.1、問(wèn)題提出本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)，鉸 38的孔，因?yàn)殂@38外圓本身沒(méi)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(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇我們已已經(jīng)加工好的30軸作為定位基準(zhǔn)，采用一個(gè)同心孔加本身具有的對(duì)應(yīng)大端面定位，右大端面限制5個(gè)自由度，最后一個(gè)方向的自由度我們采用一個(gè)v型塊定位，這樣空間的6個(gè)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(jì)算查表得 圓周力： 徑向力： 軸向力：其中：查機(jī)床夾具手冊(cè)相應(yīng)表知 ，由上得：fc=725n，fp=459n，ff=695

21、n夾緊力的計(jì)算：由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（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(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在組合機(jī)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(shí)可求出軸心在接觸點(diǎn)與孔中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為軸心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)

22、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(huì)使工件自重帶來(lái)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(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。3.5夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)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(jiǎn)單，迅速，特別適合打批量生產(chǎn)，總體來(lái)說(shuō)這套夾具是非常不錯(cuò)的。能滿足批量生產(chǎn)要求裝配圖附圖如下 總 結(jié)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計(jì)手冊(cè)和autocad等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠