机械制造技术课程设计-十字轴加工工艺及钻Φ6孔工艺装备设计（全套图纸） .pdf

辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 十字轴机械加工工艺规程及钻 十字轴机械加工工艺规程及钻 6 孔孔 工艺装备设计工艺装备设计 班 级： 加工 08-1 班 姓 名： 学 号： 0807070127 指导教师： 完成日期： 2011.6.19 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 任任 务务 书书 一、设计题目一、设计题目:十字轴机械加工工艺规程及钻 十字轴机械加工工艺规程及钻 6 孔工艺装备设计孔工艺装备设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型:（中批或大批大量生产） 三、上交材料三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4 编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。装配图出来后，由指导教 师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体） 。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设 计全部内容。 （约 5000-8000 字） 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，绘制零件图。 2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方 法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师 沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天21 天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩 五、指导教师评语五、指导教师评语 该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概 念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ， 说明书撰写 ，答辩表现 。 综合评定成绩：综合评定成绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 摘摘 要要 这次设计的是十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计，包括零 件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡 片各一张。首先要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中， 主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙 度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图， 制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。了解并认识一般机器零 件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知 识。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii abstract the design is cross- axis machining process planning and process equipment design, including the parts diagram, rough and assembly drawings of a mechanical machining process of each card and a card with the process. first, be familiar with the parts and understand their role, which is located lathe speed change mechanism, the major shift from the role. then, according to the nature of parts and components of the end of the roughness on the map to determine the size and mechanical rough allowance. finalization of poor allocation process roadmap, the development of the workpiece clamping program, draw clamp assembly drawings. understanding and awareness of general machinery parts production process, have learned to consolidate and deepen the technical knowledge of basic courses and specialized courses 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv 目目 录录 1 零件的工艺分析 . 1 2 机械加工工艺设计 . 1 2.1 确定生产类型 . 1 2.2 确定毛坯 . 1 2.2.1 确定毛坯种类： . 1 2.2.2 确定锻件加工余量及形状 . 1 3 工艺规程设计 . 2 3.1 选择定位基准 . 2 3.2 制定工艺路线 . 3 3.3 表面加工方法的确定 . 3 3.4 加工阶段的划分 . 4 3.5 工序顺序的安排 . 5 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 3.6 确定工艺路线 . 5 4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 6 4.1 钻铰 6 孔的工序尺寸 . 6 4.1.1 钻 6 孔，以 25 轴线为基准. 6 4.2 加工余量计算 . 6 4.2.1 钻孔工步 . 6 4.2.2 粗绞工步 . 7 4.2.3 精绞工步 . 7 4.3 时间定额的计算 . 7 4.4 其它时间计算 . 8 5 夹具设计 . 8 5.1 夹具选择 . 9 5.1.1 问题的提出 10 5.1.2 夹具设计 10 5.2 定位误差分析 10 5.3 夹具设计及操作的简要说明 11 6 体会与展望 11 7 参考文献 13 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 vi 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1 零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的材料为20grmoti，需要模锻，模锻性能优良，工艺较复杂，但尺寸 精确，加工余量少，为此以下是十字轴需要加工的表面以及加工表面之间的位 置要求： 1、四处25外圆及四个8、4的内孔、 2、右端面5060内孔及m8丝孔。 3、25外圆的同轴度为0.007，位置度为0.02，两端的对称度均为0.05. 由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车，然后上弯板采用专用夹具压紧、 找正进行加工，并且保证形位公差精度要求。并且此零件没有复杂的加工曲面， 所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 2 机械加工工艺设计机械加工工艺设计 2.1 确定生产类型确定生产类型 已知此十字轴零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是0.83kg/个，查 机械制造工艺设计简明手册第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批 生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设 备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2.2 确定毛坯确定毛坯 2.2.1 确定毛坯种类确定毛坯种类 零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择锻模锻造毛坯。查机 械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5,选用铸锻件尺寸公差等级为ct-10。 2.2.2 确定锻件加工余量及形状确定锻件加工余量及形状 查 机械制造工艺设计简明手册 第41页表2.2-5， 选用加工余量为ma-h级， 并查表2.2-4确定各个加工面的锻件机械加工余量， 如下表所示： 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 简 图 加工 面代 号 基 本 尺 寸 加工 余量 等级 加 工 余 量 说 明 a 25 h 2 双 侧 加 工 b 25 h 双 侧 加 工 c 25 h 5 双 侧 加 工 d 25 h 5 双 侧 加 工 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.1 选择定位基准选择定位基准 （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 面缺欠。该工件选择25外圆面和左端面作为粗基准。采用左端面作粗基准加 工右端面，可以为后续工序准备好精基准 （2） 精基准的选择： 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便， 依据“基 准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后25的轴线为主要的定位精基 准，采用小弯板为辅助的定位精基准。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 3.2 制定工艺路线制定工艺路线 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输 和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、 部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包 装等。 工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质 等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、 冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为 成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材 料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维 修等，称为辅助生产。由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加 工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干 个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可 分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零 件。 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续 完成的那一部分工艺过程。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、 成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件 的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定。 3.3 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所 能达到的经济精度， 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。查机械制造课程设计指导书10页表1-6、1-7、 1-8， 选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 十字轴零件加工方案 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 加 工 项 目 尺寸公差等 级 粗糙度 加工方案 备注 25 外 圆 it8 6.3 粗车-半精车 表1-6 左 右 端 面 it10 12.5 粗 车 表1-6 25 外 圆 it8 6.3 粗车-半精车 表1-8 上 下 端 面 it10 12.5 粗 车 表1-7 23 孔 it9 3.2 钻-铰 表1-7 内螺纹 m8 it6 3.2 攻螺纹 表1-10 6 孔 it12 12.5 钻 表1-7 8 孔 it12 12.5 钻 表1-7 3.4 加工阶段的划分加工阶段的划分 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位 加工，保证其他加工表面的精度要求；首先25圆面作为粗基准粗车右端面及 25，然后以此圆轴线及端面为精基准加工其他面和孔。在采用小弯板加工 另 一部分，以保证其形位公差之要求。 选用工序集中原则安排十字轴的加工工序。 该零件的生产类型为大批生产， 可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原 则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工 了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 3.5 工序顺序的安排工序顺序的安排 机械加工工序 （1） 遵循 “先基准后其他” 原则， 首先加工基准25外圆轴线及端面 。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工外圆面、端面，再加工孔，确定工艺 路 3.6 确定工艺路线确定工艺路线 工序号 工序名称 机床装 备 刀具 量具 1 粗-半精车25 两处 车床 车刀 游标卡尺 2 粗车左右端面 车床 车刀 游标卡尺 3 粗-半精车 25 两处 车床 车刀 游标卡尺 4 粗车上下端面 车床 车刀 游标卡尺 5 钻铰8丝孔 2360 内孔 车床 钻头铰刀 塞规.卡尺 6 攻螺纹m8 车床 丝锥 塞规.卡尺 7 钻绞68孔 钻床 钻头锥度 铰刀 游标卡尺 8 中检 游标卡尺 10 热处理 淬火机 等 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 12 终检 塞规、 百分表、 卡尺等 加工设备和工艺设备 1 机床的选择：采用ca6140普通车床、z535立式钻床、磨床 2 选择夹具：该零件的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 3 选择量具：采用塞规,双用游标卡尺。 4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4.1 钻钻铰 铰 6 丝丝孔的工序孔的工序尺寸尺寸 由表2-28可查得，精铰余量z=0.2mm，加工等级为it8，公差为0.015钻孔余 量为z钻=4.8mm，加工等级为it12，公差为0.15。 钻铰6孔加工工序的加工余量 项目 内容 精度 等 级 工序 尺寸 粗糙度 工序余 量 公差 6孔 钻 it12 5.8 12.5 4.8 0.15 铰 it8 6 12.5 0.2 0.015 4.1.1 钻钻 6 孔，孔，以以25 轴线轴线为为基准基准 刀具：钻头直径为5.8mm的高速钢钻头，丝锥直径为6mm 。 机床：z535立式钻床 4.2 加工余量的计加工余量的计算算 4.2.1 钻孔工钻孔工步步 （1）背刀吃量的确定 粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定 p=5.8mm。 （2）进给量的确定 由表5-22，选取该工步的进量f=0.1mm/r。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 （3）切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速 度v=20m/min选取。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头钻速n=1097.6r/min, 参照表4-9 所列z535得主轴转速，取转速n=1100r/min。再将此转速代入公式 v=nd/1000=1100r/min5.8mm/1000=20m/min。 4.2.2粗绞工步粗绞工步 （1）背吃刀量的确定 取p=0.16mm。 （2）进给量的确定 由表5-31选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。 （3） 切削速度的计算 由表5-31， 切削速度v可取为2m/min， 由n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速n=110r/min。可求出实际切削速度 v=nd/1000=110r/min5.96mm/1000=2.1m/min。 4.2.3精绞工步精绞工步 （1）背吃刀量的确定 取p=0.04mm。 （2）进给量的确定 由表5-31选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。 （3） 切削速度的计算 由表5-31， 切削速度v可取为2m/min， 由n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速n=220r/min。可求出实际切削速度 v=nd/1000=220r/min6mm/1000=4.15m/min。 4.3 时间时间定定额额的计的计算算： 工序7：钻 6孔 钻孔工步 根据表5-51，钻孔的基本时间可由公式fnlllfnlt/ )21(/+=求得。 mml54=，mmkrdl2)21 (2/cot1=+=，mml)41 (2 =，f=0.1mm/r， n=1100r/min。则该工步的基本时间t=(54+2+2)mm/（0.1mm/r1100r/min） =31.6s 粗绞工步 根据表5-41，铰孔基本时间可由公式fnlllfnlt/ )21(/+=,求得。 p=0.16mm, 由表5-42，kr=15，mml37. 01=，mml152 =，f=0.4mm/r， 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 n=110r/min，则该工步的基本时间t=（54+0.37+15）mm/（0.4mm/r110r/min） =94.6s。 精绞工步 根据表5-41，铰孔基本时间可由公式fnlllfnlt/ )21(/+=,求得。 p=0.04mm, 由表5-42，kr=15，mml19. 01=，mml132 =，f=0.3mm/r， n=2