课程设计尾座体零件的机械加工工艺规程及加工φ14H7孔装备设计.doc

辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：尾座体零件的机械加工工艺规程及加工14H7孔装备设计班级： 机械班 姓名： 指导教师： 完成日期： 2011年6月18日 一、设计题目设计“尾座体”零件的机械加工工艺规程及加工14孔工二、上交材料(1)毛坯图 1张(2)毛坯零件图 1张(3)机械加工工艺过程综合卡片 1张(4)工序卡片 1张(5)夹具装配图 1张(6)夹具体零件图 1张(7)课程设计说明书（3000字左右） 1份三、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要本课题主要是设计某机床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采用先设计该尾座体的加工工艺在根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计；而设计的重点是夹具的设计。由于工件的孔17和14都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。由于孔17的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们一定在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔17的位置和加工精度！加工孔14的夹具其实就是在加工底面夹具的基础上加了一个45度斜度板。Abstract The main subject is the design of a processing machine tailstock body and fixture design, design first used in the design of the tailstock body processing in the processing to select the fixture according to the design of specific programs and fixture design; designed focus on fixture design. As the workpiece hole 17 and 14 to the bottom as a base to be processed, it must first be processed to make the underside of the fixture. As the hole 17 of the high precision, small error size and location, to ensure the accuracy of hole location and we will process the underside of the processing time by drawing lines to find the bottom of the allowance. This will better ensure the hole 17 of the location and precision! Processing holes 14 of the fixture is actually the underside of the fixture in the processing based on the board of a 45-degree slope. 目 录1零件工艺分析61.1零件工艺分析及生产类型的确定62确定毛坯的种类和制造方法62.1选择毛坯62.2确定机械加工余量.62.3设计并确定毛坯尺.73拟定工艺路线.73.1定位基准的选择73.2表面加工方法的确定73.3制定工艺路线84机械加工余量、工序尺寸和公差的确定94.1孔14的内径表面94.2选择加工设备和工艺装备95切削用量、时间定额的计算105.1切削用量的计算105.1.1钻、扩、粗铰、精铰14mm孔105.2时间定额的计算115.2.1基本时间t的计算116指定工序的专用夹具设计126.1问题的提出126.2夹具设计126.2.114孔的加工夹具127方案的综合评价与总结138设计体会149参 考 文 献151零件工艺分析1.1零件工艺分析及生产类型的确定根据零件图可知、主要进行14孔加工和表面加工、钻孔、孔的精度要求高。该零件属大批量生产，在加工是为了提高劳动效率、降低成本，设计加工零件需要设计专用夹具。 “尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（1）    以14mm孔为中心的加工表面。这一组表面包括14mm孔以及26×1的沉头孔和粗糙度Ra=12.5m的凸台面。（2）    以基准面A为中心的加工表面。这一组表面包括Ra=1.6m的基准面A和基准面B，Ra=12.5m的凹槽底面和Ra=6.3m的右端面和Ra=12.5m的下端面。（3）    以17H6孔为中心的加工表面。这一组表面包括17H6孔以及1×45°的倒角，左右端面和M6的螺纹孔。其中主要加工面为17H6孔内壁。第二组和第三组加工表面有位置度要求，如下：17H6孔圆度公差为0.003mm；17H6孔圆柱度公差为0.004mm；17H6孔中心线与基准面A平行度公差的要求为0.005mm；17H6孔中心线与基准面B平行度公差的要求为0.005mm；    由以上分析，可以先加工第二组加工表面。2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度确定各表面加工余量.2.2.确定机械加工余量根据铸件各处的的最大尺寸查表2-4及表2-3参考公差等级，确定各处铸件得加工余量。2.3.设计并确定毛坯尺寸加工余量根据参考书2-1，2-2公式通过计算确定毛坯的尺寸3拟定工艺路线3.1定位基准的选择基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面的选择的正确与合理可以使加工的质量得到保证、生产效率得到提高；否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：对于象机床尾座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的，能够保证零件的各种加工余量的选择。对于一般零件而言，以加工面互为基准完全合理；但对于本零件来说，如果以14的孔为粗基准可能造成位置精度不达标，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工面作为粗基准）14的孔以底面和75度面作为基准.对于精基准而言，主要应考虑基准的重合问题。这里主要以已加工的底面为加工的精基准。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，后面对此有专门的计算这里就不重复了。3.2表面加工方法的确定(1) 尾座体基准面A：粗铣削的加工，表面粗糙度Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13(2) Ra=12.5m的底面：只要求粗加工。未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13(3) 基准面B：Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13(4) 右端面：Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13(5) 凸台面：凸台面。Ra=12.5m。要求粗加工和半精加工。(6)14H7的孔 七级加工精度，表面粗糙度，Ra=12.5,。采用的加工方法为钻扩粗铰精铰，直径14mm基孔制。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使用生产成本下降。(1)工序：划线，在毛坏上标出17H6孔，14孔的中心位置，端面A，B的位置。(2)工序：粗铣圆柱体左右端面。以底面为粗基准，选用X6042卧式铣床。(3)工序：钻15mm孔。以工序2加工的左右端面作为粗基准，选用Z525立式钻床。(4)工序：粗铣基准面A与底部Ra=12.5m的凹槽面，粗铣2×2的槽以及底面。以17H6孔为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。(5)工序：粗刨基准面B。基准面A为定位粗基准，选用B6035牛头刨床。(6)工序：粗铣右端面,粗铣凸台面。基准面A为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。(7)工序：钻、扩、铰14mm孔，锪26×1的沉头孔。以尾座体端面A，B定位，选用Z525立式钻床。(8)工序：钻孔，扩孔和攻M6的螺纹。以17H6孔为粗基准，选用Z525立式钻床。(9)工序：扩、铰17H6孔。基准面A和B为定位粗基准，选用Z525立式钻床。(10)工序：半精铣圆柱体左右端面。以17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。(11)工序：半精铣右端面。基准面A为定位精基准，选用X6042卧式铣床。(12)工序：精铣基准面A。精铣2×2的槽。以17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。(13)工序：精铣基准面B。基准面A为定位精基准，选用X6042卧式铣床。(14)工序XIV：锪17H6孔1×45°倒角，去毛刺。以17H6孔为精基准，选用Z525立式钻床。（15）工序XV：研配17H6孔。 基准面A和B,右端面与17H6孔两端面为定位精基准。（16）工序XVI：配刮A、B面（17）工序：检查。4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定“尾座体”零件的材料为HT200，生产类型为成批生产。采用自由的砂型,3级精度（成批生产）。根据上述原始质料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：4.1 孔的内径表面毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求不太高,确定工序加工尺寸及余量为：由表2-28可查得精铰余量Z精铰=0.05mm；粗铰余量Z粗铰=0.1mm；钻孔余量Z钻=13.0mm；扩孔余量Z扩=0.85mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；扩：IT12；钻：IT13。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm；粗铰：0.070mm；扩：0.18mm；钻：0.27mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：14mm；粗铰：13.954.2. 选择加工设备与工艺装备工序号设备工 艺 装 备工序卡尺。工序X6240卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序Z525立式钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具。工序X6042卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序B6035牛头刨床专用刨夹具、游标卡尺。工序X6042卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序Z525立式钻床钻头、铰刀、专用夹具工序Z525立式钻床钻头、铰刀、专用夹具工序Z525立式钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具工序X6042卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序X6042卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序X6042卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序X6042卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具。工序Z525立式钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具工序V虎钳工序虎钳工序塞规、百分表、卡尺等 。5切削用量、时间定额的计算5.1切削用量的计算5.1.1钻、扩、粗铰、精铰14mm孔1、钻孔工步(1)背吃刀量的确定 ap=13mm。(2)进给量的确定 由表5-22，f=0.24mm/r(3)切削速度的计算 由表5-22按工件材料铸铁，硬度为200HBS选取v=20m/min。由公式n=1000v/d可求得钻头转速n=489.7r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min。将此转速值代入公式可得v=nd/1000=545r/min××13mm/1000=22.3m/min。2、扩孔工步(1)背吃刀量的确定 取ap=0.85mm。(2)进给量的确定 由表5-23，f=1.0mm/r(3)切削速度的计算 由表5-24得，v=79.1m/min,由公式求得n=1817r/min,查表4-9，取n=1360r/min,带回公式求得v=59.2m/min。3、粗铰工步(1)背吃刀量的确定 取ap=0.10mm(2)进给量的确定 由表5-31，f=0.80mm/r(3)切削速度的计算 由表5-27得，v=12.6m/min,由公式计算出n=287.5r/min查表4-9，取n=392r/min,带回公式得v=17.2m/min。4、精铰工步(1)背吃刀量的确定 取ap=0.05mm(2)进给量的确定 由表5-31，f=0.80mm/r(3)切削速度的计算 由表5-26得，v=8m/min, 由公式计算出n=181.9r/min查表4-9，取n=195r/min, 带回公式得v=8.6m/min。5.2时间定额的计算5.2.1基本时间tm的计算1、钻孔工步 根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=29mm,l=2mm,l=1mm,f=0.24 mm/r，n=545r/min。将上述结果代入上式，得该工序的基本时间tj=(29+2+1)/(0.24×545)=0.24min=14.7s。2、扩孔工步 根据表5-41，扩孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=29mm, l=2mm, l=1mm, f=1.0mm/r, n=1360r/min。将上述结果代入上式，得该工序的基本时间tj=(29+2+1)/(1.0×1360)=0.02min=1.4s。3、粗铰工步 根据表5-41，铰孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l、l由表5-42按k=15、a=(D-d)/2=(13.95-13.85)/2=0.05mm的条件查得l=0.19mm, l=13mm；而l=29mm,f=0.80mm/r, n=392r/min。将上述结果代入上式，得该工序的基本时间tj=(29+0.19+13)/(0.80×392)=0.13min=8s。4、精铰工步 根据表5-41，铰孔的基本时间可由公式t=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l、l由表5-42按k=15、a=(D-d)/2=(14-13.95)/2=0.025mm的条件查得l=0.19mm, l=13mm；而l=29mm, f=0.80mm/r，n=195r/min。将上述结果代入上式，得该工序的基本时间tj=(29+0.19+13)/(0.80×195)=0.27min=16s。6指定工序的专用夹具设计6.1问题的提出利用夹具用来加工孔零件底面，这些都有很高的技术要求。但加工的部分都尚未加工，因此，在设计时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，并且精度也是非常重要的。6.2夹具设计6.2.1孔的加工夹具（1）定位基准的选择由零件图可知，加工孔14的夹具其实同样以底面和75度面作为基准,也就是在加工17的孔的上做一个45度斜角度。夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的时候采用不加工面作为夹紧。由于考虑钻削力的作用，把夹具体做出的斜角。（2）夹紧力的选择在钻孔是夹紧力产生的力矩，必须满足 查资料1机床夹具设计手册其中 钻削扭矩，其值由切削原理的公式计算确定； 钻削时，左边压紧件生力矩； 钻削时，右边压板产生力矩。为了提高夹紧的速度，在工件紧机构如图6.2所示：图6.2（3）定位误差定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是导轨面和燕尾，该端面与孔的垂直度有一定的要求。还有就是45的夹角可能存在一定的误差。7方案的综合评价与总结此方案由于是初学者自行设计难免会出现许多错误和不足总的来说加工一个14的孔还是可以的，此方案只能说是对14孔的加工设计夹具。通过这次课程设计，使我对产品设计过程有了进一步的认识，对结构设计有了更进一步的了解，也加深了对大学三年中所学的基础知识的学习和理解。课程设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑，所设计的机构是否合理在实际运用中能否正常工作。课程设计使我学会了从实际出发设计产品，而不仅仅考虑理论上的可行性。8设计体会在本次课程设计的制作过程中，我深深的体会到一个看似简单的机构其实并不像我们想象中的那么简单，它所要考虑的东西还很多。要完善一个产品首先应该对其功能作用有充分的了解，然后对实现这些功能的结构进行分析，考虑哪种结构能够实现这种功能，哪种结构更加合理、有效、简便。根据了解的类似结构进行仔细分析，再进行适当的改进、创新，争取用最低的成本实现最先进的功能。最后再根据结构设计出各个零件，应当考虑到零件的加工、材料、成本等问题。在设计过程中，老师给予了我们悉心指导，提出好的建议，使我获益良多。同学之间互相研讨，共同解决问题，互相帮助，互相学习，使我体会到了团队的可贵，懂得了团队精神的重要性。在未来的设计中还会有许多更难设计的结构、工件是我们今天的水平无法设计的，我们要跟上时代就要不段的学习才能适应未来发展的需要。9参 考 文 献1 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社，1984。2 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社，1996。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社，1991。4 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社，1995。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社，2004。6 黄如林，刘新佳，汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社，2004。7 王光斗，王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社，2002。8 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。9 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。10 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。11 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。12 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。显示对应的拉丁字符的拼音字典