壳体零件说明书.doc

目录机床夹具设计课程设计任务书2序言3一、零件的分析41、零件的作用42、零件的分析43、零件的生产类型51、确定毛坯的制造形式52、基准的选择63、加工方法64、制定工艺路线75、工序内容设计9三、铣床夹具设计121、设计任务122、夹具方案分析12四、设计小结13参考文献13机床夹具设计课程设计任务书设计题目： 设计“壳体”某一工序专用夹具设计（生产纲领：中批）设计要求：（上交电子文件和纸资文件）零件图 1张工序图 1张专用夹具装配图 1张夹具体零件图 1张课程设计说明书 1份三、时间：一周(20102011学年度第一学期的第七周)四、设计步骤及要求：计算年生产纲领，确定生产类型。对零件进行工艺分析，画零件图。采用新国标选定某一工序，画工序简图。（工序尺寸、工序公差及技术要求）依据工序要求设计专用夹具，其主要工作是：确定定位方案，选择定位基准和定位元件；确定夹紧方式，进行定位误差分析和夹紧力计算。（5）画夹具装配图、夹具体零件图五、编写设计说明书主要参考吴拓、方琼珊主编的机械制造工艺与机床夹具课程设计指导中的设计实例 序言本课程设计是在学完了机械制造工艺及机床夹具和大部分专业课的基础上进行的。本设计是根据学生的实际能力以及结合现代技术的发展趋势综合考虑而做的，主要培养学生综合运用学过的知识，独立地分析和拟定一个零件的合理工艺路线，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法。学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力，培养学生熟悉和应用各种手册、图片、设计表格等技术资料，以便掌握从事工艺文件的方法和步骤，培养学生解决工艺问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。一、零件的分析1、零件的作用壳体是一种起支撑、连接其他零件和承受负荷的零件。通过底面孔和上端面的孔、螺纹孔，侧面的螺纹孔来与管道、其他壳体等零件连接在一起，并使这些零件之间保持正确的位置关系；通过壳体的孔进行液体或气体的传输。2、零件的分析图1.壳体零件图该壳体可以分成三组加工表面，且三者之间和其各内部之间存在有一定的位置关系，现分述如下:（1） 底面，F7、F30孔和F48沉孔这一组加工表面包括:底面，4个F7的孔，加工F30的孔和F48的沉孔（2） 上端面，M6螺纹孔，F7孔和F12盲孔，这一组加工表面包括:上端面，M6-7H的螺纹孔，6个F7孔，F12的盲孔（3） 侧面宽28的凹槽，M6的螺纹孔，F8的孔，F24的沉孔，F30的端面，F12的孔，F20的沉孔这一组加工表面包括:侧面宽28的开口槽，2XM6-H7的螺纹孔，F8的孔并加工F24的沉孔，F30的端面，F12的孔并加工F20的沉孔。3、零件的生产类型零件的生产纲领：根据机械设计制作工艺与机床夹具公式： N零 = QN(1+a)(1+B) 公式2.1说明：式中N零 ：零件生产纲领。Q：产品的生产纲领 n ：每一产品包含该零件的数量 a : 零件的备用率一般情况下a = 4 %。B : 零件的平均废品率：取B=1%。所以，4000 = Q1(1+4%)(1+1%) Q=3808件根据机械制造工艺与机床夹具表1-3，可查得此零件生产为中批生产。二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式考虑到零件的结构，生产年产量，经济成本，选用沙型铸造方法，材料选用ZL102。查实用机械加工工艺手册表6-20，表6-30，单边余量Zb=2.5，孔直径为F28、F46。 2、基准的选择工件在最初加工时，只能以毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件应选用上端面作为粗基准来加工底面。以上选择符合粗基准的选择原则中的（如果必须保证零件某些重要表面的加工余量分布均匀，就应该选择该表面做为粗基准，应该用毛坯的尺寸和位置可靠表面，而且平整具有足够大的面积做基准）在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，底面和F30+0.025 0作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一，自为基准、便于装夹。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。3、加工方法在市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况与我们学校的具体加工条件是我们按加工顺序来阐述的加工方案，参考机械制造手册表10-33、表10-34其加工方法选择如下：（1）、底面：公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra12.5um，需要经过粗铣-半精铣（2）、30-0.025 0孔：公差等级为IT78，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯铸件有孔，故采用扩-粗铰-精铰（3）、 F48沉孔：公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra6.3，故采用扩。（4）、两处倒角公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra25，故采用铣。（5）、F7孔：公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra25，故采用钻。（6）、上表面：公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra12.5um，故采用粗铣-半精铣。（7）、12盲孔：公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um，故采用钻。（8）、M6-H7的螺纹孔：中径公差等级为IT7，故采用钻-攻丝。（9）、左侧面凹槽：公差等级为自由公差，壁、底面表面粗糙度都为Ra12.5um，故采用粗铣-半精铣。（10）、F8孔：公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um，故采用钻（11）、F12沉孔：公差等级为自由公差，壁、底面表面粗糙度为Ra25um，故采用扩。（12）、F30端面：公差等级为自由公差，壁、底面表面粗糙度为Ra12.5um，故采用粗铣-半精铣。（13）、侧面F12孔：公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um，故采用钻。（14）、F20沉孔：公差等级为自由公差，内孔表面的表面粗糙度为Ra12.5um、底面表面粗糙度为Ra25um，故采用扩。4、制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。4.1工艺路线方案一工序1：粗、精铣上下表面。工序2：钻扩铰孔，到1x45角。工序3：铣左端面槽。工序4：钻孔及攻螺纹M6。工序5：钻左端面阶梯孔攻2XM6-H7螺纹。工序6：铣前端面。工序7：钻前端面阶梯孔。工序8：钻顶面孔、锪孔。工序9：钻底面孔、锪孔。工序10：扩铰孔，倒2x45角。工序11：终检。4.2工艺路线方案二：工序1：粗、精铣上下表面工序2：钻、扩、铰孔，倒1x45角工序3：铣前端面工序4:钻前端阶梯孔。工序5:钻顶面孔、锪孔。工序6:钻底面孔、锪孔。工序7:铣左端面面槽。工序8:钻各螺纹孔、攻螺纹。工序9：扩铰孔。工序10:终检。4.3工艺方案的比较与分析上述两个方案中，方案2主要按照外表面逐次加工完成后进行空的加工，但会带来一个不利的因素，不利于限制零件自由度，其次虽两方案都是按照孔定位进行加工，但方案2中有部分工序的公布不在同一平面上，会给加工带来额外的不便。另外，根据机床各种因素综合考虑，选择方案1的工艺路线进行加工。5、工序内容设计5.1加工设备选择根据机床的精度与工序要求的加工精度相适应，机床的工作区域尺寸应与零件的外形尺寸相适应，机床的功率，刚度和工作参数最合理的切屑用量相适应，机床的效率与产品生产类型相适应等关键需求的综合分析后选用下列设备。万能回转头铣床x62w工作台面积：1600x400mm 快进速度：2300m/min工作台进给范围：30-1500 主轴孔径：29mm进给量级数：16级 主轴转速级数：16级功率：10kw 外形尺寸：2556x2/59x1770mm立式钻床Z5140最大钻孔直径：40mm 进给级数：9级主轴转速级数：12级 主轴转速范围：31.5-1400r/min主轴行程：250mm 机床外形尺寸：1105x880x2508mm工作台面积：480x560mm立式钻床Z5163A最大钻孔直径：63mm 进给级数：9级主轴转速级数：12级 主轴转速范围：22-10000r/min主轴行程：315mm 机床外形尺寸：1200x970x2790mm工作台面积：550x650mm5.2切削用量选择（1）铣前端面该面精度要求不太高，可直接由高速钢铣刀一次铣完根据金属机械加工工艺人员手册第三版表12-2查得ZL102材料铸件总加工余量为6mm，故工序尺寸及公差为，由表14-69可查得铣削进给量=0.3mm/z；由表14-76查得铣削时切削速度V=40m/min，由此可算出转速：n=250r/min根据机床的主轴变速级数可取实际转速为263r/min，则实际线速度为r=41.4m/min由表8-55可查得x62w主轴转速范围为30-1500r/min；机床功率为10kw，由表14-67可得切削功率为：=4.76kw10kw,所以所选机床适用。（2）扩、铰孔该孔由高速钢扩钻钻头扩钻后再铰刀铰。由机械加工工艺手册表13-16查得铰孔时加工余量为0.4mm，故扩钻加工余量为Z=6-0.4=5.6mm扩钻孔的工序尺寸为42.4mm铰孔的工序尺寸为48mm由表14-37查得扩孔进给量=0.8mm/r，由表14-41查得扩孔时切削速度r=20.1m/min，所以计算得到转速n= =134.4r/min根据机床实际变速级数取实际转速n=178r/min，则实际切削速度：V= =26.6m/min扭矩M=222.75N/mm由表8-26查得此机床最大扭矩为1200x10N/mm，所以所选机床适用。（3）底面4-7孔此孔由高速钢钻头一次钻出，由机械加工工艺人员手册表14-34可查得钻孔进给量=0.15mm/r，钻孔余量为7mm，钻孔尺寸及公差为，由表14-36可查得钻孔时的切削速度r=21m/min，由此可计算得到转速n:n=954.9r/min由机床实际转速可取实际转速为n=990r/min，则实际速度：V= =21.8m/min由表14-30可查得=1113NM=3265N.mm由表8-26查得此机床最大进给力为16000N,最大扭矩为400xN.mm，此机床适用。5.3工装夹具（1）、工装夹具：第一次装夹：即加工底面、43F7，以上表面作为粗基准，采用压板压住。第二次装夹：即加工上表面，63F7，F12盲孔等，以底面定位，采用带螺纹圆柱销夹紧。第三次装夹：即加工内孔F30+0.025 0表面与F48沉孔等，以上表面作为精基准，用带螺纹圆柱销夹紧。第四次装夹：即倒内孔F30+0.025 0的倒角，以底面定位，采用带螺纹圆柱销夹紧。（2）、刀具：粗铣平面：刀具号T0101,可转位面铣刀，刀具直径为F100，刀片型号为SNKN1204ENN，刀具型号为FM75-100SD08ALML200-Z5钻中心孔：刀具号T0202,高速钢中心钻，d=3.15,d 1=8.0,l=50,l 1=3.9钻F7孔：刀具号T0303,高速钢直柄短麻花钻，d=7, l=74,l 1=34钻螺纹孔底孔F5：刀具号T0404，攻螺纹前钻孔用直柄阶梯麻花钻，d=5, l=62,l 1=26钻F12盲孔：刀具号T0505，高速钢直柄麻花钻，d=12, l=151,l 1=101扩F30孔：刀具号T0606，莫氏锥柄扩孔钻，d=29.8, l=296,l 1=175扩F48孔：刀具号T0707，莫氏锥柄扩孔钻，d=48, l=369,l 1=220粗铰F30孔：刀具号T0808，莫氏锥柄长刃机用铰刀，d=29.93, L=251,l=124精铰F30孔：刀具号T0909，莫氏锥柄长刃机用铰刀，d=30, L=251,l=124倒角：刀具号T1010,直柄燕尾槽铣刀，d=20, L=67，=45Z=85.5工序尺寸及公差由机械加工工艺人员手册12-5查得该种铸件的尺寸公差等级为9级，机械加工余量等级为6-8级，故取为8级，最大为7级。由表12-4可查得铸件的主要尺寸的公差，由表12-2可查得各表面的总余量，但由于用查表法确定的总余量与生产实际情况有些差距，故做相应调整，现将调整后的主要毛坯尺寸及公差列入下表：主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差30前端面3664248孔485.6+0.442底面4-7孔77三、铣床夹具设计1、设计任务此次设计主要分为两部分，一是对零件的机加工进行工艺规程设计，二是对工序进行专用夹具设计。此次夹具设计选择壳体前端面加工进行专用夹具设计。2、夹具方案分析2.1工件的定位方案分析零件下表面有足够的宽度且下表面的宽度宽于待加工平面，若以上表面为定位面，则不利于前端面的铣削，所以选择下表面为主要定位基准面，限制两个旋转自由度和一个移动自由度，根据零件前端的设计基准为孔轴线，所以以孔进行定位，作为导向定位基准面限制工件的另外两个移动自由度，再采用一个菱形定位销在工件的底面进行定位，