分度头锥套夹具及工艺设计

四川理工学院毕业设计（论文）I四川理工学院毕业设计（论文）分度头锥套夹具及工艺设计学生：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：指导教师：四川理工学院机械工程学院二O一三年六月四川理工学院毕业设计（论文）I四川理工学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：分度头锥套夹具及工艺设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生：指导教师：接受任务时间2013.03.04系主任（签名）院长（签名）1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1）绘制并审核零件图、毛坯图2）设计加工工艺并编制工艺规程卡、工序卡3）设计夹具装配图、夹具图4）编制夹具安装调整及使用维护说明书5）编制设计说明书2．指定查阅的主要参考文献及说明1）机械设计手册2）机械加工工艺手册3）夹具设计手册4）机床图册3．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1查阅和收集设计资料、完成开题报告2013.03.04-2013.03.222完成所有设计的结构设计和计算任务2013.03.25-2013.04.193进行毕业设计（论文）相关图纸和论文的撰写2013.04.22-2013.05.174完成所有图纸绘制和论文的撰写2013.05.20-2013.05.315毕业设计（论文）的修改、答辩准备工作及毕业答辩2013.06.03-2013.06.21四川理工学院毕业设计（论文）II摘要本设计主要包括两方面的内容，即分度头锥套加工工艺规程设计以及锥套底孔加工的夹具设计。本文介绍了设计的目的、意义，主轴的作用和工艺分析，综合上述分析可以制定出零件加工工艺路线,其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对底孔进行了夹具设计。关键词：锥套；加工工艺；夹具；设计四川理工学院毕业设计（论文）3ABSTRACT̥Thecontentofthisdesignmainlyincludestwoaspects,namely,dividingheadconesetsofmachiningprocessplanningdesignandthetapersleevebottomintakeoffixturedesign.Thispaperintroducesthedesignofthepurpose,significance,functionandprocessanalysisofthespindle,comprehensivetheaboveanalysiscanmakepartsprocessingcraftroute,secondlydetermineblankdimensions,thenhascarriedonthetechnicalprocessdesign,andfinallyonthebaseholejigdesign.Keywords:Thetapersleeve;Processingtechnology;Fixture;Design4目录四川理工学院毕业设计（论文）1第1章绪论本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。是将机械专业学生在大学期间所学的知识结构进行重新整合，让学生把课本知识与工程问题相结合，在掌握一定的设计方法体系和规范的前提下，进行综合运用的一次实践，是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接,是培养学生创新能力的重要环节。通过该毕业设计，掌握较复杂零件的机械加工工艺规程的制定以及夹具的设计，特别是学习如何分析、解决实际问题，接受实际的工程训练。因此,它在我们五年的大学生活中占有重要的地位，具有重要的现实意义。本设计中，主要完成的内容包括两大块：工艺规程的设计和夹具的设计。而围绕这两大块又完成了若干其他工作，如绘图、拟定工艺路线、填写工艺卡片、设计专用夹具，还包括撰写设计说明书等。我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后工作打下一个良好的基础。由于知识和经验有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。第2章零件的分析2第2章零件的分析2.1零件的作用本次设计所给的零件是分度头的锥套，该零件是分度头的主要构成零件，是铣床的重要附件。该锥套带有20度的锥度，同时表面粗燥度要求很高。同时面和面之间都有垂直度和平行度的要求。固定圆锥轴零件，上面的加油孔进行加润滑油，经过油槽流到锥孔上进行润滑，与圆锥轴配合。图2-1锥套零件图2.1.1进油孔Ф175mm圆的外圆上有三个起到润滑作用的油孔，虽然在承受载荷方面对工件没有影响，但是油孔的存在可以使润滑油及时的进入锥套内部，起到润滑作用，而设置三个油孔是考虑到若油孔发生堵塞，将加速锥套内部的磨损甚至使锥套产生疲劳裂纹，降低其使用寿命。采用三个油孔不仅可以由其他油孔进油，而且采用三个油孔使得载荷分布更加均匀。2.1.2锥套锥度锥套内部20°的锥度对其表面粗燥度要求极高，这就要求工件在加工过程中光靠车削是不够的，还需要通过粗磨、精磨的过程。在加工过程还要起到定位的作用，是装配基准面，会影响到回转精度。所以对锥度精度的要求很高。四川理工学院毕业设计（论文）32.1.36×Ф13及2×M8底孔总共的这八个孔是要求最后设计夹具的被加工面。他们在整个零件看来没有任何的位置要求和形状要求。在最后加工的时候只需要保证与中心轴的平行。2.2零件的工艺分析由锥套零件图知可将其分为两组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以Ф175mm圆一个端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：Ф175mm外圆端面的车削，加工Ф75mm的孔，Ф87.694mm孔，端面的粗糙度要求为Ra0.8锥孔的孔表面粗糙度要求为Ra0.4。车削mm10121到mm01103之间的槽，倒角1×45°。（2）以mm100端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：1个mmk6145的台阶，1个mm100的台阶、1个槽的内外两侧面的车削，mmk6145的表面粗糙度要求为Ra0.8和Ra1.6，垂直度要求为0.01以A为基准。（3）以mm3孔的加工，主要是mm3的钻孔，还有710H孔的加工，并且要求710H孔的内表面粗糙度要求为Ra1.6。（4）以加工6×mm5.8孔为加工组，这组主要有钻mm5.8孔的加工，并且扩成9×Ф13mm，还有钻2个Ф8mm孔的加工，铣宽度半径为2mm环形的三个油槽和三个直油槽。2.3锥套零件的技术要求加工表面尺寸及技术要求/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mmmm175两外圆端面175mmIT70.8//01.0B01.0A'1020锥度'1020IT60.4mm01.036外圆长度mm01.036IT106.3第2章零件的分析4mmk6145外员台阶mmk6145IT66.3mm01.00694.87孔mm01.00694.87IT106.3710H孔710HIT71.6油槽4mmIT106.3环形槽mm0110103121和IT106.3四川理工学院毕业设计（论文）5第3章工艺规程设计3.1确定毛坯“锥套”零件材料为40Cr，硬度HRC为50～55，生产类型为大批量生产。故毛坯选用锻件，零件材料为40Cr。由于生量已达到大批生产的水平（N=6000），而且零件的轮廓尺寸不大，为提高生产效率和锻件精度，故可以采用模锻制造毛坯。其优点是：抗拉强度、屈服强度及淬透性均比40钢高，有较高的疲劳强度和良好的韧性，正火或调质后可切削性很好，退火后可切削性也较好。3.2基面的选择3.2.1粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。此处选择mm100轴线作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。3.2.2精基准的选择根据该零件的技术要求，选择mm175大端面作为精基准，零件上很多的表面都可以采用它们作为基准进行加工。选择mm175轴线作为精基准，可以加工各外圆柱面和台阶面，在钻削均布圆周孔时mm5.8和mm8，应该采用mm175轴线跟mm3孔轴线一起作为精基准。3.3确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由《机械加工余量手册》表可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。（1）公差等级由锥套的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。（2）锻件重量根据零件的基本尺寸和公差，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为4kg。（3）锻件材质系数该锥套材料为40Cr，是碳的质量分数小于0.40%的合金钢，故该锻件的材质系数属2M级。四川理工学院毕业设计（论文）6（4）锻件分模线形状根据锥套的形位特点，故选择零件宽度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如图2-2-4弹簧吊耳锻造毛坯图所示。（5）锻件形状复杂系数对于锥套零件图的分析计算，可以大致的确定锻件外廓包容体的直径为mm184，宽度为mm42，由公式S=Nmmt/=4kg/6kg≈0.66。（6）包容体重量根据零件图，可以估计零件包容体重量为6kg左右。3.4锥套毛坯尺寸公差及机械加工余量由锥套零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度Ra均小于m3.6。根据上述各因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量。毛坯的尺寸就可以根据01.0-36、08.008.0175、01.00694.87、75和0120来确定。查《机械加工工艺设计员手册》表5-9、表5-10、表5-12、表5-13、表5-23。名义尺寸（mm）加工方法加工余量（mm）01.0-36粗车Z=2.5半精车Z=0.408.008.0175粗车2Z=7.5半精车2Z=1.5磨削2Z=0.401.00694.87粗车2Z=11半精车2Z=1.175粗车2Z=11半精车2Z=1.11、工件直径01.0-36，公差为0.01，机械加工总余量为：5+0.8=5.8∴毛坯尺寸为41.8mm2、工件直径08.008.0175，公差为0.16，机械加工总余量为：7.5+3+0.4=10.9∴毛坯尺寸为9.185mm3、工件直径01.00694.87，公差为0.01，机械加工总余量为：11+1.1=12.1∴毛坯尺寸为794.99mm工件直径75，机械加工总余量为：11+1.1=12.1四川理工学院毕业设计（论文）7∴毛坯尺寸为1.87mm查《简明金属切削计算手册》表4-623.03.180/8.41/DL则421L1861D锥套毛坯图如下：图2-2锥套毛坯图3.5拟定锥套工艺路线3.5.1定位基准的选择锥套加工中，为了保证各主要表面的相对位置精度，应遵循“基准重合”、“基准统一”和“互为基准”等重要原则来选择定位基准，并能通过一次装夹尽可能加工出多的表面。由于锥套外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据“基准重合”原则，选择锥套175端面作为精基准面。用端面和锥孔定位，能在一次装夹中将多个外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以，应先加工锥套外圆和端面。为保证175和145的平行度，宜按“互为基准”的原则选择基准面。所以，外圆端面和外圆粗加工，以外圆定位；外圆表面和端面半精加工，以外圆定位；锥孔粗加工，以半精加工的外圆表面定位，加工后配锥度；外圆表面精加工，以端面定位；锥孔精加工，以精加工外圆表面定位；油孔的加工，以端面定位；13和M8的孔加工，以锥孔和端面定位。第2章零件的分析83.5.2零件表面加工方法的确定，锥套各表面加工方案根据锥套零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法，如图2-5-1所示。表2-5-1锥套零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注mm175两外圆端面IT70.8粗车-半精车-磨削《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4mm175外圆IT96.3粗车-半精车《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4环形油槽IT106.3粗车-半精车《实用机械加工工艺手册第3版》表2-