机械制造技术课程设计-连接轴零件的加工工艺及车M6的螺纹孔夹具设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学课程设计V辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：连接轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计全套图纸，加153893706班级：涉外机械07-1姓名：学 号：指导教师：完成日期：2010-3-1715一、设计题目连接轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图） 1张（2）生产类型：中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张（5）夹具装配图 1张（6）夹具体零件图 1张（7）课程设计说明书（约50008000字） 1份四、进度安排(参考)（1）熟悉零件，画零件图 2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片 5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图） 9天（4）编写说明书 3天（5）准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要介绍课程设计的主要内容及意义：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，夹具图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们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。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，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，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。AbstractThis time I design the lathes of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying .目 录摘要1. 摘要（英译）1（附加件）1 零件分析51.1零件的作用51.2零件的工艺分析52 零件的加工与设计工艺72.1确定毛坯的制造形式72.2基面的选择72.2.1 粗基准选择72.2.2 精基准的选择72.3制定工艺路线72.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.5 时间定额计算及生产安排93 专用夹具设计103.1夹具的选择103.2定位误差的分析113.3夹具的设计及简要说明123.3.1定心夹紧装置设定123.3.2切削力的计算与夹紧力的分析123.3.3夹具精度分析133.3.4夹具操作的简要说明133.4小结134 结 论14参考文献15 1 零件分析1 零件分析1.1零件的作用题目所给定的零件是连接轴，轴产生旋转运动，连接并且带动其他部件使其运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性的复杂的交变载荷。其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。1.2零件的工艺分析由连接轴零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此外各表面上还需加工一系列阶梯轴和螺纹。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求.现分析如下:1.2.1以40mm外圆面中心的加工表面这一组加工表面包括: 直径为40mm的孔，直径为32 20mm的轴这组加工表面有一定的位置要求，主要是：对A的圆跳动公差为0.015mm；1.2.2以轴心线两端为中心的加工表面这一组加工表面：螺纹6mm这组加工表面有一定的位置要求，主要是：螺纹间距6mm，倾角15度。1.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析（1）连接轴在模锻时，要在直径方向上留出工艺尺寸量； （2）为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则； （3）连接轴加工应充分考虑在切削时平衡装置；（4）对加工轴40、32时，应该考虑其与轴线的径向圆跳动要求；2 零件的加工与设计工艺2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到主轴的零件不大，零件比较简单，应采用锻造。而且投资较少，成本较低，生产周期短。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准选择在大批生产的条件下，保证基准的统一。主轴加工粗基准的选择尽量选择同一个基准，所以在这种情况下我们选择40的端面做为粗基准。2.2.2 精基准的选择加工输出轴的的键槽时，选择32圆的端面。可以保证下面加工的精度。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案 1粗车连接轴两端面2精车连接轴两端面3粗车40mm，32mm，20mm圆4精车40mm，32mm，20mm圆5精车螺纹6粗车锥面7精车锥面8精车倒角9精车30倒角10中检11热处理12校正13清洗14终检2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定主轴零件材料为45钢，硬度200HBS，毛坯重量约1.5kg.，生产类型为大批生产，采用毛坯锻造件。2.4.1车40mm外圆面。 由于这些表面的粗糙度要不较高，它们的表面粗糙度都是，根据工序要求，轴径40 mm加工分粗、精车。粗车：参照机械加工工艺手册表2.3-5，其余量规定为 ，现取0.8。精车：参照机械加工工艺手册表2.3-39，其余量规定为 2.5轴径40 mm锻造毛坯的基本尺寸分别为：40+0.8+2.5=43.3mm。根据机械加工工艺手册表2.3-11,锻件尺寸公差等级选用CT1113，再查表2.3-9可得锻件尺寸公差为，现取7mm。对轴径176mm有毛坯的名义尺寸为：40+0.8+2.5=43.3. mm毛坯最小尺寸为：43.3-3.5=39.8 mm毛坯最大尺寸为：43.3+3.5=46.8mm而对于轴径粗糙度要求为Ra 1.6,精车能达到要求，此时直径粗加工余量2Z=3mm精加工为0.5mm能满足加工要求。2.4.2 粗、精车32mm的外圆面根据工艺要求，32 mm端面精度要求粗糙度为Ra1.6。需要粗、精车加工就可以了。2.4.3 粗、精车20mm端面根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra3.2，需要粗、精车就可以了，此时的粗加工余量2Z=3mm，精加工余量取2Z=0.5mm就能满足加工要求。2.5 时间定额计算及生产安排一年以300个工作日计算，再以每天8小时工作时间，实际一个加工时间为：21.57min。所以总的加工个数约为6676个。参照3表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值综上所述该设计适合大批量生产。 3专用夹具设计 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。并设计工序5车螺纹的夹具。本夹具将用于C620-1卧式车床3.1夹具选择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。3.1.1问题的提出本夹具主要用车M6的螺纹，没有技术要求，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。3.1.2夹具设计1、定位基准选择 由零件图可知，攻M6的螺纹 ，没有技术要求，为使定位误差为零，应该选择轴线为定位基准保证该角度。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置， 2、切削力及夹紧力计算由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查车削手册表2.3，切削力计算公式为： 其中：， d=5.8mm。，与加工材料有关,取0.94；与刀具刃磨形状有关,取1.33；与刀具磨钝标准有关,取1.0，则： 3.2、定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为六个定位销，这六个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配轴的尺寸与公差相同。此外，这六定位销共同保证加工孔 。 （2）计算轴中心线与工作台的垂直度误差。大径40与较小的32的最大间隙为：则轴中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026-0.005=0.021。（3）计算定位轴与工作台的平行度误差。定位轴与夹具体的最大间隙为：夹具体的长度为120mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为：0.034/120，即0.24/100。3.3、夹具设计及操作的简要说明3.3.1定心夹紧装置设计夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构所组成。设计本夹紧装置考虑到夹紧简单、夹紧力可靠。由于CM6125车床输出轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠，方便实用。本道工序夹具的定位元件选用两个圆柱销、一个定位板来对输出轴定位。再用一个螺旋顶针对工件夹紧，从轴径方向夹紧工件。工件由于用2个圆柱销定位所以绕轴心线转动被限制了。由于夹紧力方向与车削力方向不同，轴心线方向上受到力的作用，所以用一定位板来定位。夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：1）在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置；2）夹紧应可靠和适当；3）夹紧装置应操作方便、省力、安全；4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。 3.3.2切削力的计算与夹紧力分析：由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册17得：钻削力 钻削力矩 式中： 当用两把刀具同时车削时： 本道工序加工油孔时，工件后端放在定位块上。夹紧力方向与钻削力方向不同，有30的夹角的偏向，所以夹紧力N 。3.3.3夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两油孔尺寸。直径为，并采用钻套，导套孔径为，外径为同轴度公差为。固定衬套采用孔径为，同轴度公差为。3.3