机械工艺夹具毕业设计206填料端盖的加工工艺-转6-13.5孔钻夹具(共23页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计（论文）题 目：编制“填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及设计工艺装备专 业 ： 机械设计与制造班 级 ： XXXXXXXX姓 名 ： XXXX指导老师： XXXXXXXXXXXXXXX目 录设计任务书3课程设计说明书正文3摘要41. 零件的分析62. 工艺设计62.1 毛坯的制造形式72.2 基准面的选择72.2.1 粗基准的选择72.2.2 精基准的选择72.3 制订工艺路线82.3.1 工艺线路方案一 82.3.2 工艺路线方案二 82.3.3 工艺方案的比较与分析82.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.5 确定切削用量102.5.1工序1车

2、削端面、外圆102.5.2工序2粗车外圆、车内端面、车槽、倒角102.5.3工序3钻扩32mm、及孔47mm112.5.4 工序4钻6x13.5、 攻螺纹2xM10-6H, 4xM10-6H122.5.5 工序5精车65 外圆及其与80mm相接的端面132.5.6 工序6粗、精、细镗60H8()孔142.5.7铣60孔底面152.5.8磨60孔底面153.专用夹具设计163.1 问题的指出163.2 夹具设计163.2.1 定位基准的选择163.2.2 切削力及夹紧力的计算 163.3 定位误差的分析173.4 夹具设计及操作的简要说明17课程设计心得体会18参考资料20课程设计任务书设计题目

3、：编制“填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及设计工艺装备任务内容：1.产品零件图 （1张） 2.产品毛坯图 （1张）3.机械加工工艺过程卡（1套） 4.机械加工工序卡（1套）5.专用夹具装配图（1张） 6.专用夹具零件图（1套）7.毕业设计说明书（1份）专 业 ： 机械设计与制造 班 级 ：XXXXX姓 名 ：XXXXX 指导老师：XXXXXXXXXXX摘要课程设计是机械类专业课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是学生全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它对于培养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和到工厂从事工

4、艺与夹具设计具有十分重要的意义。设计的目的在于：(1)培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程(工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等)的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力。(2)能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。(3)使学生熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方

5、法和步骤。(4)进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。(5)培养耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的好习惯。(6)培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进行毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，课程设计也是衡量大学生各项能力的一个硬性指标。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的机械行业进行一次适应性的针对性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的事业奠

6、定一个坚实的基础。由于个人能力有限，设计中仍有许多错误和不妥之处，恳请指导老师给与批评指正。 设计者 2009-11-291 零件的分析 1.1零件的作用题目所给定的零件是填料箱盖（见附图），其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。1.2零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：1 以65h5（）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65h5（）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为80的与65h5（）相接的肩面, 尺寸为100f8()与65h5（）同轴度为0.025的面. 尺寸为60H8()与65h5（）同轴度为0.025的孔.2. 以60H8()孔为中心的加工表面.

7、尺寸为78与60H8()垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以60H8()孔为中心均匀分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H.4. 其它未注表面的粗糙度要求为Ra6.3,粗加工可满足要求。.2 工艺设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为5000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，采用铸造成型。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。也是保证加工精度的关键。2.2.1 粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以

8、外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则：保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：1当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。2采用锥堵或锥套心轴。3精加工外圆亦

9、可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。2.3 制订工艺路线2.3.1 工艺线路方案一工序 铣削左右两端面。工序 粗车65，80，100，75，155外圆及倒角。车7.5槽工序 钻30孔、扩32孔，扩47孔。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面工序 研磨60孔底面。工序 终检。2.3.2 工艺路线方案二工序 车削左右两端面。工序 粗车65，80，75，155外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，扩47孔。工序 精车65外圆及与

10、80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 孔底面工序 研磨60孔底面。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 终检。2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圆面和60H8（孔。；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工放在最后。两相比较起来，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，选择工艺路线二。但是考虑，在线路二中，工序 精车65外圆及与80相接的端面,然后工序钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20

11、孔深24的孔及攻螺纹。这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序 车削左右两端面、155外圆。工序 粗车65、75、85、 100、车槽。工序 钻30孔、扩32孔，扩47孔。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 研磨60孔底面。工序 终检。以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为H

12、T200钢，硬度为HBS190241，毛坯质量约为2.5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，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：（1） 外圆表面(65、80、75、100、91、155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为84、104、160的阶梯轴式结构，除65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R6.3um,只要粗车就可满足加工要求。（2） 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册,铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm.长度方向的余量值

13、规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm。（3）内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R为6.3,钻扩即可。(4)内孔60H8()。要求以外圆面65h5（）定位，铸出毛坯孔30。查表，得：粗镗59.5，2Z=4.5mm ； 精镗 59.9 ，2Z=0.4mm； 细镗60H8() 2Z=0.1mm(5) 60H8()孔底面,按照1. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6) 6x孔及2xM106H孔、4xM106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接钻出。

14、 2查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔。(1)钻孔 : 8.5mm (2)攻螺纹: M10 2.5 确定切削用量2.5.1 工序：车削端面、外圆工件材料：HT200，铸造。 加工要求：粗车65、155端面及65、80、75、100，155外圆，表面粗糙度值R为6.3。 机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸：16mmX25mm,k=90, =12 （1） 车削（65、155）两端面见平确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。长度加工方向取IT12级。确定进给量f:根

15、据切削用量简明手册,当刀杆16mmX25mm, a2mm时,以及工件直径为160时。f=0.50.7mm/r，按CA6140车床，取f=0.5 mm/r；计算切削速度: 按切削手册,切削速度的计算公式为：V=(m/min)=1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系数见切削手册,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以：V= =66.7(m/min)确定机床主轴转速：n=253(r/min)选择与253r/min相近的机床转速，选取320r/min。实际切削速度 V=80m/min （2） 车削155外圆确定机床主轴转速:n=133(r/m

16、in)选择与133r/min相近的机床转速，选取160r/min。实际切削速度 V=75.4m/min2.5.2 工序：粗车外圆、车内端面、车槽、倒角(1) 车削84至80，车削104外圆至100.3进给量:切削手册表1.4 V=(m/min) =66.7(m/min)确定机床主轴转速:n=204(r/min)按机床选取n=250r/min，所以实际切削速度：V=75.1 m/min（2）车削80至65.3、车削出75外圆实际切削速度分别为： V= V=(3)车槽7，采用切槽刀，r=0.2mm ，根据机械加工手册,取 f=0.25mm/r ,n=160r/min ，保证尺寸7mm、4mm。 (

17、4)车155内端面，保证尺寸15mm、30mm 2.5.3工序 钻扩mm、及孔。Z3025摇臂钻床（1） 钻孔选择进给量:f=0.41mm/r .选择切削速度,见切削手册:V=12.25m/min按机床选取：=156r/min,则实际切削速度（2） 扩孔mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为：f=（1.21.3） ，v=（）公式中、为加工实心孔时的切削用量，查切削手册得,=0.56mm/r,=19.25m/min. 令:f=1.35,则=0.76mm/r按机床取:f=0.76mm/r, v=0.4=7.7m/min。按照机床选

18、取：。实际切削速度：（3） 扩孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为：f=（1.2 1.3） v=（）公式中、为加工实心孔时的切削用量，查切削手册得： =0.56mm/r=19.25m/min 。令:f=1.35，则=0.76mm/r按机床取f=0.76mm/r，v=0.4=7.7m/min按照机床选取：，所以实际切削速度：2.5.4 工序 钻6x13.5, 2xM10-6H, 4xM10-6H深孔深24（1） 钻6x13.5f=0.35mm/r V=17mm/min所以：n=401(r/min)按机床选取：，所以实际切削速度为

19、：（2） 钻2xM10-6H底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以，n=487r/min。按机床选取：实际切削速度：（3）钻4xM10-6H底孔8.5，孔深24f=0.35mm/r v=13m/min所以,n=487r/min。按机床选取:, 实际切削速度:（4） 攻螺纹2xM10-6Hr =12m/min，所以 。按机床选取：，则实际切削速度：（5） 攻螺纹4xM10-6H，深20r=12m/min。所以。按机床选取：， 则实际切削速度：2.5.5 工序：精车65、的外圆及与80mm相接的端面车床：CA6140（1） 精车65外圆2Z=0.3mm ， f=0.1mm/r式中：

20、， ，修正系数见切削手册，所以 所以，实际切削速度：（2） 精车端面Z=0.4mm，。计算切削速度：按切削手册，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）式中， ，修正系数见切削手册。 按机床（见工艺手册）选择1120r/min，所以实际切削速度： （3） 精车100mm外圆 2Z=0.3mm ，Z=0.15mm ，。实际切削速度:2.5.6工序：粗、精、细镗60H8()孔（1） 粗镗孔至59.5mm ， 2Z=4.5mm查有关资料，确定镗床的切削速度为v=35m/min，f=0.8mm/min，以上转数可以作为加工时使用的转数。（2） 精镗孔至59.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2m

21、m, f=0.1mm/r , v=80m/min（3） 细镗孔至60H8()mm Z =0.1mm由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。, f=0.1mm/r, =425r/min, V=80m/min2.5.7 工序：铣60孔底面铣床：X63系列铣刀：选用立铣刀 , d=10mm, L=115mm ,齿数Z=4切削速度：参照有关手册，确定v=15m/min,=477.7r/min采用X6132型号卧式铣床，取 =475r/min（见工艺手册）。故实际切削速度为：当时， 工作台的每分钟进给量应为。倒角1x45，采用90、锪钻2.5.8

22、工序：磨60孔底面选择磨床：选用M1432A型万能外圆磨床选择砂轮：见工艺手册磨料选择各表，结果为A36KV6P-20x6x8mm（外圆直径D=20mm,厚度T=6mm,中心孔直径H=8mm）切削用量的选择：砂轮转速：，m/s；轴向进给量：径向进给量： 2.5.9工序：研磨60mm孔底面采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm2.5.10工序：检验 3、专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。设计第4道工序钻13.5孔的钻床专用夹具。本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。3.1 问题的指出本夹具主要用来钻13.5孔，由于工艺要求不高，因此，在本道

23、工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择1.由零件图可知，13.5孔中，613.5在圆周上均匀分布,2xM10，4xM10也为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以65外圆面作为定位基准。2.为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对13.5孔进行加工。准备采用手动夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为13.5。则轴向力：见工艺师手册F=Cdfk3.1式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35k=( ，F=

24、420转矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5 ，K加工性质系数，1.1，K刀具钝化系数, 1.1，K断续切削系数, 1.1；则 F=KF=1.5气缸选用。当压缩空气单位压力P=0.6MP,夹紧拉杆。N= ，NF。 钻削时T=17.34 N切向方向所受力: F=取，F=4416，F F所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为（），而孔径尺寸为自由尺寸精

25、度要求，可满足加工要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用手动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大预紧力，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当提高预紧力。结果，本夹具结构比较紧凑。 （钻床夹具的装配图及零件图分别见附图及附图）课程设计心得体会紧张而又辛苦的课程设计结束了。当我快要完成这份任务时，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之巅，顿感心旷神怡，眼前豁然开朗。课程设计

26、是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行，始于足下”，通过这次毕业设计，我深深地到了这句名言的真正含义。今天认真地进行毕业设计，学会脚踏实地地迈开这一步，就是为明天稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。坦言而言，课程设计是有点累。然而，当看到自己最终的设计成果，回味期间的心路历程时，一种少有的成功喜悦即刻使我感到无比的欣慰。通过这次课程设计，我深深体会到，做任何事情都必须耐心、细致。设计过程中，计算和查询数据的工作有时会让我感到心烦意乱，也正是这种不在意导致数据出错，最终只得重新做一遍，浪费了不少时间和精力。想起老师平时对我们耐心的教

27、导和严格的要求，想到自己今后应当承担的社会责任，想到由于细小失误而引起的事故，我不禁时刻提醒自己一定要养成一种高度负责的、一丝不苟的好习惯。因此，通过此次设计自己也从中汲取了深刻的教训。 设计期间，我才发现自己所掌握的知识是如此的有限，综合应用所学专业知识的能力有许多不足之处。最后，我要衷心地感谢我的指导老师，是您们的严厉批评和耐心教导培育了我们严谨的工作和学习态度，是您们的敬业精神激励了我们，是您们的谆谆教诲启发了我们，是您们的殷切期望鼓舞了我们。衷心感谢指导老师，愿您们今后工作顺利，桃李满天下！参考文献1.机床夹具设计肖继德 陈宁平主编机械工业出版社2.机械制造工艺及专用夹具设计指导孙丽媛

28、主编冶金工业出版社3.机械制造工艺学周昌治、杨忠鉴重庆大学出版社4.机械制造工艺设计简明手册李益民主编机械工业出版社社5.机床夹具设计手册王光斗、王春福主编.上海科技出版社6.机械原理课程设计手册邹慧君主编机械工业出版社7.金属切削手册金属切削技术协会上海科学技术出版社8.公差配合与测量技术吕天玉主编大连理工大学出版社 9机械制造工艺与夹具兰建设主编机械工业出版社10机械零件设计手册于兴芝主编中国人民大学出版社11机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社 12.机械制图刘家平主编西安电子科技大学出版社 13.液压与气压传动宁玉伟 王焕菊主编河南科学技术出版社 14.金属切削原理与刀具孙家宁主编机械工业出版社指导教师评语及成绩评定论文成绩： 指导教师（签字）：年 月 日 答辩小组评语及成绩评定答辩成绩： 毕业设计成绩：答辩小组负责人(签字)：年 月 日 答辩委员会审定意见：答辩委员会主任（签字）： 年 月 日 答 辩 小 组 成 员姓名职称工作单位备注专心-专注-专业