93套筒座工艺规程及夹具课程设计

1机械制造工艺学课程设计说明书班级：机制084班学生：王哲骏指导老师：饶锡新学号：5901108184南昌大学机电学院二零一一年十二月2目录一、设计任务……………………………………………………3二、生产纲领、确定生产类型………………………4三、零件的分析………………………………………53.1、零件的作用………………………………………………53.2、零件的工艺分析…………………………………………5四、确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状……6五、工艺规程设计……………………………………75.1、定位基准的选择…………………………………………75.2、工件表面加工方法的选择………………………………85.3、制定工艺路线……………………………………………95.4、确定加工余量、工序尺寸及公差………………………115.5、确定切削用量、基本工时（机动时间）………………15六、夹具设计…………………………………………316.1、设计要求…………………………………………………316.2、夹具设计的有关计算………………………………………326.3、夹具结构设计及操作简要说明……………………………33七、设计小结……………………………………………34八、参考文献……………………………………………343课程设计任务书课程名称：机械制造技术题目：批生产“套筒座”零件机加工工艺规程及其夹具设计学院：机电学院教研室：机制专业：机械制造及自动化班级：机制084班学号：5901108184学生姓名：王哲骏起讫日期：2011-11-28至2011-12-15指导教师：饶锡新职称：副教授分管主任：审核日期：4一、课程设计内容设计课题：批生产“套筒座”零件机加工工艺规程及其夹具设计设计零件：套筒座；生产纲领：年产10万件成批生产，拟定大批大量生产；设计的内容包括如下几个部分：1□零件图1张□CAD绘图2□毛坯图1张□CAD绘图3□零件三维模型1份□CAD绘图4□机械加工工艺过程综合卡片1套□Word＋CAD绘图5□机械加工工艺过程卡片1套□Word＋CAD绘图6□机械加工工序卡片1套□Word＋CAD绘图7□工艺装备设计（铣螺纹孔面专用机床夹具）1套□三维建模□CAD绘图8□√课程设计说明书1份□Word文档二、课程设计要求1、总体要求1）能熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。2）能完成基本的结构设计。学生通过亲手设计夹具（或量具）的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力，既经济合理，又能保证加工质量的夹具的结构设计能力。3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，并能够做到熟练运用。4）按时完成规定的设计工作量2、零件图和毛坯图要求1）在分析产品零件图纸的基础上，完成零件图的绘制。注意审查图纸上结构和技术要求。2）根据产品零件图和给定的材料，设计产品毛坯制造结构及尺寸。3、工艺规程设计1）确定所有加工表面的加工方法（链）。根据表面加工要求、零件结构，参照教材和工艺设计手册，形成合理的工艺路线。注意生产纲领影响加工节拍、设备、加工工艺等诸方面的先进性。工艺方案必须与指导教师审查，接收审查的方案中应该用工序简图表示加工方案。2）完成给定格式的“机械加工工艺过程综合卡片”的填写。4、专用机床夹具设计1）在审定工艺方案后经指导教师同意并指定某一工序的专用机床夹具（或装备）的设计。2）夹具方案的设计。夹具方案包括原理方案和结构方案。夹具原理方案指根据六点多为原理审定工艺规程中确定的定位方案，并确定相应的定位元件，对于精加工工序要求计算定位误差判断方案的合理性；夹具结构方案根据加工要求参照相关的夹具图册（图例）设计。夹具草图（非精确图）要求与指导教师讨论并作方案审定。3）夹具总装图绘制。按照总装图绘制要求完成。5、课程设计说明书要求：参见给定的模板。6、成绩评定成绩评定采用申报+核定工作量+核定错误数。工作量：优，完成1235678，良125678（CAD绘图），中，12478，CAD绘图，及格，12478，无CAD绘图要求。存在原则性错误成绩降档。53零件的分析3.1分析零件的作用及技术要求套筒座顾名思义就是支承套筒的作用，起定位、夹紧套筒的作用。技术要求有套筒座的圆角为R3-R5，倒角1.545，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基准，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6个螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，还有套筒支承孔自身有个圆柱度要求。具体的要求是：套筒支承孔对底面的平行度为0.01；套筒支承孔的圆柱度是0.01；支承孔中心到底面尺寸为80±0.02，支承孔尺寸要求为Φ50H7套筒支承孔内表面粗糙度Ra值为1.6；底面的表面粗糙度要求是Ra值为1.6；底面6个螺栓孔上表面粗糙度要求是Ra值为12.5；还有套筒支承孔两断面表面粗糙度是Ra值为6.3；顶面螺纹孔上表面粗糙度要求是Ra值为12.5。3.2零件的工艺分析套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔两端面。因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响。套筒支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度。支承孔两端面的表面粗糙度没有前面的要求高，能达到6.3就可以了。分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性本零件的主要作用是支承作用，根据零件的复杂程度，我们选择铸造制作毛坯。选择HT250，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优。需要进行人工时效处理，即将铸件重新加热到530-620C°，经长时间保温6（2-6h），利用塑性变形降低应力，然后在炉内缓慢冷却至200C°以下出炉空冷。经时效退火后可消除90%以上的内应力。该零件的机械加工工艺性我觉得很好，因为其结构工艺性良好，需要精加工的内孔相对于不加工的内孔有台阶，便于退刀。另外还有2个加强筋。重要加工面都有技术要求，符合使用性能。零件图如图所示：4选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，还有零件的复杂程度及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。锻造难达到这样的形状要求，生产成本也较高。铸造可以大批量生产，成本较低，能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编）零件材料为HT250钢，采用金属型铸造，精度可达到3.2—10，因此毛坯的加工余量比较小。毛坯图如图所示：75机械加工工艺规程设计5.1选择定位基准该零件的重要加工表面是支承孔Φ50H7，其与底面A有平行度关系，所以底面自然就成了精基准面，粗基准的选择应是未经加工的面，第一步工序是粗铣底面A，根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底面台阶孔平面作为粗基准，考虑到第二基准面选择的方便性，同时底面的一对螺栓孔成为工艺孔，并将其精度由原来的Φ10.5提高到Φ10.5H7，该定位基准组合在后续底面台阶孔及支承孔上径向孔的加工中都将作为精基准面，自然应该在工艺开始阶段安排加工将来作为精基准的底面和底面工艺孔。支承孔为重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互为基准，反复加工，可以保证零件图技术要求所以粗基准就是毛坯支承孔和底面台阶孔平面，精基准就是底面A和底面上的一对工艺孔以及支承孔本身（互为基准）。85.2工件表面加工方法的选择加工表面粗糙面度尺寸精度尺寸公差形位公差加工方法支承孔Ra1.6IT7025.0050平行度0.01圆柱度0.01镗底面ARa1.6IT702.080无铣支承孔左右端面Ra6.3无35无铣底面两工艺孔Ra1.6IT7018.005.10无钻、扩、铰4个底座孔无无5.10无钻、扩底面台阶面Ra12.5无15无铣螺纹孔平面Ra12.5无3无铣螺纹无无M6无攻丝95.3制定加工工艺路线方案一：工序10：铸造毛坯；工序20：对要加工的6个底面孔及2个螺纹孔进行划线；工序30：以毛坯支承孔和底面台阶孔平面定位，粗铣底面A；工序40：以左支承孔D及底面A定位，粗镗右支承孔E25.0049mm；工序50：以右支承孔E及底面A定位，粗镗左支承孔D25.0049mm；工序60：以粗镗支承孔和底面台阶孔平面定位，半精铣底面A；工序70：以半精铣后的底面A定位，粗铣底面台阶孔平面；工序80：以半精铣后的底面A定位，钻底面孔Φ9.8，扩其中四个底面孔至尺寸Φ10.5，扩一对对角底面工艺孔至Φ10.4，铰一对工艺孔至尺寸Φ10.5H7；工序90：以左支承孔D及底面定位，半精镗右支承孔E10.007.49mm；工序100：以右支承孔E及底面定位，半精镗左支承孔D10.007.49mm；工序110：以右端面C和底面A定位，粗铣左端面B至尺寸；工序120：以左端面B和底面A定位，粗铣右端面C至尺寸；工序130：以支承孔和底面台阶孔平面定位，精铣底面A至尺寸02.080mm；工序140：以精铣后的底面A及一对工艺孔定位，粗铣螺纹孔面；工序150：以精铣的底面A和一对工艺孔定位，钻两螺纹孔至尺寸Φ5mm，攻螺纹至尺寸M6；工序160：以左支承孔D及底面定位，精镗右支承孔E025.0050mm；工序170：以右支承孔D及底面定位，精镗左支承孔E025.0050mm；工序180:检验入库；10方案二：工序00：铸造毛坯；工序10：以毛坯支承孔和底面台阶孔平面定位，粗铣底面A；工序20：以粗铣后的底面A定位，粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面；工序30：以粗铣后的底面A定位，钻底面孔Φ9.8，扩其中四个底面孔至尺寸Φ10.5，扩一对对角底面工艺孔至Φ10.4，铰一对工艺孔至尺寸Φ10.5H7；工序40：以粗铣后底面A和一对工艺孔（一面两孔定位）粗镗支承孔25.0049mm；工序50：以右端面和底面A定位，粗铣左端面至尺寸；工序60：以左端面和底面A定位，粗铣右端面至尺寸；工序70：以支承孔和底面台阶孔平面定位；半精铣底面A；工序80：以半精铣的底面A和一对工艺孔定位，半精镗支承孔10.007.49mm；工序90：以支承孔和底面台阶孔平面定位，精铣底面A至尺寸02.080mm；工序100：以精铣的底面A和一对工艺孔定位，钻两螺纹孔至尺寸Φ5mm，攻螺纹至尺寸M6；工序110：以精铣的底面A和一对工艺孔定位，精镗支承孔至尺寸025.0050mm并倒角；工序120：检验入库。方案对比：方案一和方案二在实际加工中均可性，但经过与饶老师讨论，方案二中存在以下几个问题：在重要加工表面即支承孔的加工中，转换了工艺基准（底面A），存在基准不重合误差。可能会影响加工精度。而方案一在加工支承孔时，采用了左右支承孔互为基准反复加工，可以保证技术要求。且方案二在钻底面台阶孔及螺纹孔前没有进行划线找正工序，会给工人实际生产时造成诸多不便。故综合比较，选择方案一为机械加工工艺路线更为合适。115.4必要工序尺寸，加工余量及公差的计算套筒座的支承孔和底面A是重要的表面下面我们进行工序尺寸的计算。5.4.1支承孔的工序尺寸及公差计算支承孔孔径Φ50H7，表面粗糙度为1.6，加工方案为粗镗、半精镗、磨削，下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下（见课程设计手册表5-37——5-48）毛坯总余量=4mm精镗加工余量=0.3mm半精镗加工余量=0.7mm粗镗加工余量=3mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸精镗后孔径应达到图样规定尺寸，因此磨削工序尺寸即图样上的尺寸3D=.025.0050mm（设计尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次为半精镗2D=（50-0.3）mm=49.7mm粗镗1D=(49.7-0.7)mm=49mm毛坯0D=