机械制造工艺学课程设计说明书

广东海洋大学 2017 年课程设计1机械制造工艺学课程设计说明书设计题目： 传动轴凸缘叉（CA10B 解放牌汽车） 零件的机械加工工艺规程及夹具设计学生：_邢源烈_学号：_201411411330_班级：_模具 1145_指导教师：_ 张建_广东海洋大学工程学院机械系2017 年 06 月 1830 日广东海洋大学 2017 年课程设计2目 录1.设计任务书32.零件的分析42.1.零件的作用42.2.零件的工艺分析43.工艺规程设计53.1 确定毛坯的制造形式53.2 基面的选择53.3 制定工艺路线53.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定63.5 确定各切削用量及基本工时74.夹具设计154.1 问题的提出154.2 夹具设计164.2.1 定位基准的选择164.2.2 切削力及夹紧力计算164.2.3 定位误差分析194.2.4 夹具设计及操作的简要说明195.参考文献20广东海洋大学 2017 年课程设计31、论 文（设 计）任 务 书课程编号 J1410113 课程名称 机械制造工艺学课程设计 周数 2实施地点 科技楼设计室 班级 模具 1145 人数 35起止时间 2016.6.267.7 形式 集中 分散 指导教师 张建6.26上午 10 点指导教师布置课程设计任务。明确设计任务， 阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。6.27 对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图。6.286.29制定机械加工工艺路线，选择定位基准。选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。6.30 画出毛坯图，填写工艺过程卡，填写工序卡。7.3 确定夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。7.47.5 绘制夹具装配图。7.6 绘制夹具零件图，整理设计说明书。论文（设计）进度安排7.7 答辩、评定成绩。具体设计方法、步骤见机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程和教材机械制造工艺学 。另外主要参考书目：1机床专用夹具图册2机械制造装备设计3机械加工工艺手册4机械制造工艺学课程设计指导书5实用机械加工手册论文（设计）内容一、设计题目与要求某个零件 零件的机械加工工艺规程及夹具设计。年产量为 50000 件（大批量生产） ，零件由指导教师指定。 （零件参考图附后）二、设计内容1对零件进行工艺分析，画零件图；2确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图；3制定零件的机械加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡；4对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写工艺过程卡；5对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图；6对夹具的一个零件设计零件图；7编写设计计算说明书。广东海洋大学 2017 年课程设计4要求(包括纪律要求和报告书要求)设计工作要求提交：1零件图 1 张（A4A3）2毛坯图 1 张（A4A3）3机械加工工艺过程卡 1 张4机械加工工序卡 1 张5夹具结构设计装配图 1 张（A1A0）6夹具结构设计零件图 1 张（A4A1，主要夹具体零件）7课程设计说明书 1 份，参考广东海洋大学毕业设计说明书撰写格式注：本表按自然班填写。于动员时发给学生。不够纸请另附页。广东海洋大学 2017 年课程设计52、零件的分析21 零件的作用题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的突缘叉，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。零件的两个叉头部位上有两个 39 的孔，用以与轴与十字轴相连，起联轴节的作用。027.122 零件的工艺分析CA10B 传动轴上的突缘叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求，分述如下：1. 以 39 为中心的加工表面027.1这一组加工表面包括：39 的孔及其倒角，尺寸为 118 的与两个孔027.139 相垂直的平面，还有在平面上的两个 M8 螺孔。其中，主要加中表面为027.139 的两个孔。 .02. 以 95 为中心的止口表面这一组加工表面包括：95 止口外圆环表面，及其上下两个端面。017.这两组表面有一定的位置度要求：39 两孔的同圆度公差为 0.01；027.139 两孔端面与 39 两孔公共轴线的垂直度公差为 0.1；.0027.139 两孔中心联线与 95 止口端面的平行度公差为 0.2；27.1 07.39 两孔端面与 95 止口端面基准中心的对称度为 0.15.0. 1.由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。广东海洋大学 2017 年课程设计63、工艺规程设计31 确定毛坯的制造形式零件材料为 45 钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反行驶，零件在汽车行驶过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为 8000 件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这有利提高生产率、保证加工精度。32 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。321 粗基准的选择。根据保证加工表面加工余量合理分配的原则，如果要求保证工作某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准，现选取叉口作为粗基准，利用一圆环支承这两个叉耳作主要定位面，限制5 个自由度，再以一定位销限制剩下的 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。322 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 33 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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，以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一工序一 粗铣 39mm 一耳孔外端面工序二 粗铣另一面耳孔端面工序三 车 95mm 端面、止口端面、及止口侧面三个表面及止口倒角工序四 钻法兰盘孔及倒角广东海洋大学 2017 年课程设计7工序五 钻 39mm 两耳孔工序六 扩 39mm 两耳孔及倒角工序七 粗、精铰 39mm 耳孔工序八 半精铣 39mm 一个耳孔端面工序九 半精铣 39mm 另一个耳孔端面工序十 钻一侧耳孔的螺纹孔并攻螺纹 2-M8mm工序十一 钻另一侧耳孔的螺纹孔并攻螺纹 2-M8mm工序十二 去毛刺工序十三 清洗工序十四 终检3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA10B 解放牌汽车传动轴突缘叉” ，零件材料为 45 钢，硬度163196HB，毛坯重量约为 2.5kg,生产类型大批量，模锻毛坯。据以上原始数据及加工路线，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，查机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-6 至 2-30 得出以下工序余量公差表：加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 工序尺寸 RA(um) 工序公差95 端面粗车 2mm IT11 31.5 50 0.22粗车 2.5mm IT11 96.5 50 0.2295 止口外圆 半精车 1.5mm IT9 95 6.3 0.087粗车 2.4mm IT11 30.6 50 0.16105 端面 半精车 0.8mm IT9 29 6.3 0.052首次钻孔 25mm IT12 25 12.5 0.21二次钻孔 12mm IT12 37.0 12.5 0.25扩孔 1.75mm IT11 38.75 12.5 0.16粗铰 0.18mm IT9 38.93 3.2 0.062精铰 0.07mm IT7 39 1.6 0.025粗铣 1.5 IT13 120 12.5 0.63两耳孔端面 半精铣 1.0 IT11 118 6.3 0.22法兰盘孔 钻孔 16 IT12 16 12.5 0.18027.139广东海洋大学 2017 年课程设计8螺纹孔 钻孔 6 IT12 6 12.5 0.12螺纹 攻螺纹 IT7 M8 0.0153.5 确定切削用量及基本工时工序一：粗铣 39mm 一耳孔端面 1.加工条件工件材料：45 钢加工要求：粗铣 39mm 两端面，粗糙度为 Ra6.3机床：X62 卧式铣床（查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-19） 。刀具：镶齿套式铣刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齿数为 10（查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 3-31）2.计算切削用量粗铣 39mm 的端面，最大的加工余量为 2mm,1）进给量：据（查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-5） ， 0.08mm/z0.15mm/z 现f取 0.12mm/zf2）切削速度：确定 42.3m/min.(据表 5-11)v采用高速钢镶齿铣刀， 80mm，齿数为 10。则wd1000 / =168.3（r/min）snv现采用 X62 卧式铣床，据（查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-20） ，取 150r/min,wn故实际切削速度为 = =37.68(m/min)v10nwd0158当 150r/min 时，工作台的每分钟进给量 应为wn mf= 0.1210150180（mm/min）mfz广东海洋大学 2017 年课程设计9（查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-20） ，取 =190mm/min,mf3.切削工时：查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-47 知：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，可得出铣刀的行程mm,则机动工时为 t = =90/190*=0.47min120l mfl21工序二：粗铣另一耳孔端面此工序与第一道工序基本相同，因此切削工时相同为 0.47min工序三：车 95mm 端面、止口端面、及止口侧面三个表面及止口倒角1.加工条件工件材料：45 钢 强度为 163-196HBS、模锻加工要求：车 95mm 端面、止口端面、及止口侧面三个表面及止口倒角机床：CK6132 数控卧式车床 查机械制造技术基础课程机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-4刀具：成形车刀，材料：W18Cr4V2.计算切削用量：（1）粗车 95 端面1）当材料为碳钢时粗车 ， =3mm 此加工表面所需的粗糙map105.6pa度为 50，因此只需加工一次可达要求；2） 进给量据金属切削手册（第三版） 表 529 当材料为碳钢时粗车时可取 f=0.7mm/r。3）切削速度：按金属切削手册（第三版） 表 5-37,当材料为碳钢时粗车的速度为 60-75m/min,取 v=65mm/min4)确定机床主轴转速： min)/(217954.3601. rdvnwcs 5）切削工时：所以只需一次走刀粗车 95 端面时（主偏角 Kr=900）：按广东海洋大学 2017 年课程设计10金属切削手册（第三版） 表 6.21 知:mm 6.8mL41lml0l53in17.27.8653fntj（2）粗车止口台肩背吃刀量:由前面已知毛坯的加工余量为 7 mm，所以最大加余量为 8.2mm,粗2.160加工余量为 5.4mm,据机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-2,当材料为碳钢时粗车 .取 ,一次加map5.ap9.5工。2）进给量：据金属切削手册（第三版） 表 5-29,当材料为碳钢时粗车=0.5-0.7mm/r.取 =0.7mm/rff3）切削速度：按金属切削手册（第三版） 表 5-37,当材料为碳钢时粗车的速度为 60-75m