機械制造技術(shù)課程設(shè)計-悶蓋加工工藝規(guī)程及精車外圓和端面夾具設(shè)計

工藝夾具設(shè)計第1頁設(shè)計任務書設(shè)計題目：悶蓋零件的機械加工工藝規(guī)程及精車?75外圓和端面工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計生產(chǎn)綱領(lǐng)：4000件生產(chǎn)類型：中批量或大批量生產(chǎn)設(shè)計要求：（1）產(chǎn)品零件圖1張（2）機械加工工藝過程卡片1份（3）機械加工工序卡片1份（4）夾具總裝圖（0﹟或1﹟圖紙）1張（5）夾具主要零件圖（2﹟～４﹟圖紙）1張（6）課程設(shè)計說明書（4000～6000字）1份目錄193設(shè)計任務書 I21389第1章緒論 1312501.1課題的目的和意義 1142021.2本課題主要設(shè)計任務 1839第2章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 238432.1零件的分析 294332.1.1零件的作用 2190022.1.2零件的結(jié)構(gòu)特點 2277072.1.3零件表面的技術(shù)要求分析 285052.2確定毛坯 3319862.2.1選擇毛坯的種類 3221742.2.2確定毛坯尺寸并繪制毛坯圖 3113282.3工藝過程設(shè)計 4183932.3.1定位基準面的選擇 446792.3.2加工方法的確定 5172172.3.3加工階段的劃分 519722.3.4加工順序的安排 5234592.3.5工序組合 5178412.3.6擬定工藝路線 5145642.4工序設(shè)計 6251912.4.1機床工藝裝備的選擇 6222672.4.2機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7303622.4.3切削用量及工時定額的確定 728059第3章專用夾具設(shè)計 10238483.1問題的提出 10200323.2定位方案設(shè)計 10172613.2.1定位基準的選擇 10131753.2.2定位元件的選擇 10148113.2.3定位誤差分析 1150173.3夾緊方案設(shè)計 12118513.3.1夾緊力的確定 12231373.3.2夾緊機構(gòu)設(shè)計 12178683.4導引元件的設(shè)計 13184183.5夾具體的設(shè)計 13312323.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明 1426953課程設(shè)計的心得體會 1515939參考文獻 16第18頁緒論課題的目的和意義機械制造業(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(chǔ)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(shù)水平的重要指標。悶蓋的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)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(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本課題主要設(shè)計任務1：分析零件的工藝，制定工藝過程卡2：根據(jù)工藝路線制定工序卡3：設(shè)計夾具設(shè)計手冊，設(shè)計夾具方案4：繪制夾具裝配圖和夾具零件圖5：寫工藝規(guī)程設(shè)計說明書6：寫夾具設(shè)計說明書機械加工工藝規(guī)程設(shè)計零件的分析零件的作用零件的結(jié)構(gòu)特點端蓋有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以Φ47外圓和端面為基準的加工面，這組加工面主要是車?37孔。2：以Φ37孔為基準的加工面，這組加工面主要是鉆4-?7孔。零件表面的技術(shù)要求分析未注圓角半徑為R2-R3。零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。去除毛刺飛邊。確定毛坯選擇毛坯的種類零件材料為HT150，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。確定毛坯尺寸并繪制毛坯圖工藝過程設(shè)計定位基準面的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取外圓和端面作為定位基準，。精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經(jīng)加工好的Φ37孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。加工方法的確定外圓和端面采用車床夾具，內(nèi)孔也采用車床加工，端面上的孔采用立式鉆床夾具加工階段的劃分該零件的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成面加工和孔加工兩個階段。加工過程中，首先加工面，然后加工各孔，最后加工各細節(jié)部分。加工順序的安排該零件選用工序集中原則安排加工工序。該杠桿的生產(chǎn)類型是中、大批生產(chǎn)，可以采用專用機床配以專用夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。工序組合（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工端面，再加工孔，確定工藝路線。擬定工藝路線2.3.6.1工藝路線方案一工序號車間工序內(nèi)容1鑄造2時效處理3粗車?75端面和外圓4粗車?47端面和外圓5粗車?37孔6鉆4-?7孔7精車?75端面和外圓8精車?47端面和外圓9精車?37孔10檢驗11入庫2.3.6.2工藝路線方案二工序號車間工序內(nèi)容1鑄造2時效處理3粗車?75端面和外圓4粗車?47端面和外圓5粗車?37孔6鉆4-?7孔7檢驗8入庫2.3.6.3工藝方案的比較與分析工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一對外圓和端面和中心孔采用粗加工和精加工，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求，而方案二只有粗加工，沒有精教工，不能更好的保證加工精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。工序設(shè)計機床工藝裝備的選擇序號工序內(nèi)容工藝裝備1粗車?75端面和外圓YG62粗車?47端面和外圓YG63粗車?37孔YG64鉆4-?7孔麻花鉆5精車?75端面和外圓YG66精車?47端面和外圓YG67精車?37孔YG6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT150生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。端面和外圓由于端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。3、孔毛坯為空心，鑄造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為2mm切削用量及工時定額的確定工序：粗車?37孔1)切削深度單邊余量為Z=2mm2)進給量根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r3)計算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns==885r/min與885r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為900r/min?，F(xiàn)選取=900r/min。所以實際切削速度==5)切削工時，t=i;其中l(wèi)=10mm;=4mm;=0mm;t=i=x2=0.019(min)工序：鉆4-Φ7孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ71)進給量取f=0.13mm/r2)切削速度V=24~34m/min.取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns==1364r/min與1364r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。所以實際切削速度==5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i;其中l(wèi)=60mm;=4mm;=3mm;t===0.355min工序：精車?75端面和外圓1)切削深度單邊余量為Z=0.5mm2)進給量根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r3)計算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns==314r/min與314r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為375r/min。現(xiàn)選取=375r/min。所以實際切削速度==5)切削工時，t=i;其中l(wèi)=90mm;=4mm;=0mm;t=i=x2=0.31(min)專用夾具設(shè)計問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導老師的分配第7道工序的精車?75端面和外圓的車床夾具。定位方案設(shè)計本夾具主要用于精車?75端面和外圓，精度要求高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，考慮如何提高生產(chǎn)效率上和位置度要求。定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。本道工序加工精車?75端面和外圓，精度高，我們采用已加工好的中心孔Φ47外圓和端面作為定位基準。定位元件的選擇采用已經(jīng)加工好的外圓和端面定位，采用V型塊定位V型塊如下圖：定位誤差分析用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對稱面，定位基準是外圓中心線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在V形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下：△jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011△db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016△dw=△db-△jb=0.005分析計算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差：△jb=0△db=0△dw=0夾緊方案設(shè)計夾緊力的確定查表1-2-3圓周力：徑向力：軸向力：其中：查《機床夾具手冊》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6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(shè)計手冊》（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm,P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。夾緊機構(gòu)設(shè)計采用兩爪卡盤夾緊工件即可滿足要求，裝卸方便，操作簡單。導引元件的設(shè)計本次夾具設(shè)計的是車外圓和端面夾具設(shè)計，車床加工不需要導向裝置。夾具體的設(shè)計1、夾具體的設(shè)計要求在零件加工過程中，首先需要確認的是表面加工時加工方法和加工方案，然后，而就加工表面而言，還需要考慮到其他的加工中所存在的各個加工因素；（1）需要考慮到零件在加工時所加工表面的精確程度的要求和質(zhì)量的要求，根據(jù)各加工表面的精確程度和技術(shù)要求，在選擇加工時候的方案以及需要分批分次的對需加工表面進行加工處理。（2）依據(jù)生產(chǎn)時的類別類型來進行區(qū)分選擇，例如；在大批量大規(guī)模的的零件身產(chǎn)時，可以考慮使用效率比較高的設(shè)備對加工零件進行加工；而在小批量或者是單個加工零件驚醒加工時，則需要考慮到加工零件的技術(shù)要求而使用相對應的設(shè)備和加工發(fā)放和法案，這樣才可以物盡其用。（3）要考慮被加工材料的性質(zhì)。（4）需要考慮到的不僅僅是生產(chǎn)工廠或者生產(chǎn)車間實際存在的問題和客觀因素，并且，也需要考慮到當下時代不斷與日俱進的機械加工方法和設(shè)備的不斷更新交替，推行新的技術(shù)和新的技術(shù)水準，提高工藝加工過程中的加工水平。（5）除此之外，在機械加工過程當中，還需要考慮到其它一些客觀存在的條件和因數(shù)，例如；零件在加工時其表面對物理、機械方面的特定要求，工件的外形等。2、夾具體的確定結(jié)合之前的分析，我們用HT150灰鑄鐵來作為夾具的材料。具體構(gòu)造見圖夾具體零件圖：夾具設(shè)計及操作的簡要說明使用V型塊定位，采用兩爪卡盤快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)課程設(shè)計的心得體會這次設(shè)計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。這次設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等；也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識；以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題