偏心套的机械加工工艺规程及工艺装备设计 (2)

课程设计题目偏心套的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级机械052完成日期20080701摘要现今的世界国家间的竞争已经全面转入科学技术的竞争，而机械工业直接反应一个国家的整体技术水平。无论是核工业还是农具，机械制造业是国家获取其他几乎一切行业设施和工具的来源。可以说人类文明史就是机械制造的历史。我国的工业化建设情况，国际上众说纷纭，虽然在很多高技术项目上颇有建树，但在这次汶川地震中表现出中众多缺陷。包括规模较小，工艺粗糙，关键技术仍依赖国外等等。充分说明在向高技术领域进军的同时，低端产业也应该加强建设。本说明书是为加工机械零件偏心套的加工过程而编写。偏心套以其偏心结构实现内孔直径可调，加上紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定的目的。但因为内圈内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。是一种较为常见的机械零件。关键词偏心套零件加工过程ABSTRACTNOWADAYS,THECOMPETITIONOFWORLDCOUNTRIESHASSHIFTTOTHECOMPETITIONOFNEWSCIENCEANDTECHNOLOGYCOMPLETELY,INTHISAGE,LEVELOFDEVELOPMENTFORTHEMACHINEINDUSTRYHASBECOMETHEMOSTIMPORTANTCRITERIAINTHEJUDGEMENTINACOUNTRYSLEVELOFDEVELOPMENTFROMNUCLEARINDUSTRYTODEADSTOCK,ALLTHEESTABLISHMENTANDFACILITIES,HATOURCOUNTRYNEEDANDCONSUME,DEPENDONOURMACHINEINDUSTRYTHEHISTROYOFMANKINDISTHEHISTROYOFTHEMACHINEBUILDINGCONSIDERCHINESEINDUSTRYCONSTRUCTION,MANYARGUMENTATIONSHASBEENBRINGFORWARDINTHEGLOBALITYORGANIZATIONWEENJOYOURACHIEVEMENTINSOMENEWTECHNOLOGESBUTINTHESESERIOUSEARTHQUAKEINWENCHUAN,WEDISCOVEREDOURWEAKNESSDIMENSIONS,ASPEROUSTECHNICS,CORETECHNOLOGYDEPENDONOTHERCOUNTRIESSONOTWITHSTANDINGTHESEISTHEAGEOFADVANCEDKROWLAGE,WEMUSTIMPROVEOURWELLROUNDEDTECHNOLOGIESTHESEINSTRUCTIONBOOKISFORMACHINEHARDWAREECCENTRICBUSHINGSPROCESSINGCYCLETHEECCENTRICBUSHINGWITHTHEIRPROPRIETARYCOMPOSITIONACCOMMODATEINSIDEDIAMETER,USETHESCREWTOREALIZETHEACCOMMODATEOFINNERRINGSLOCKUPBYTBACAUSETHEIRCLEARANCEFITCOMPOSITION,THEYAPPLYTONONORLIGHTLOADTHEYAREATYPEOFFREQUENTLYUSEDMACHINEHARDWAREKEYWORDECCENTRICBUSHING,MACHINEHARDWARE,PROCESSINGCYCLE目录1零件工艺性分析511用途512技术要求513工艺性614生产类型62机械加工工艺规程设计621确定毛坯，绘制毛坯简图622定位基准723加工方法724加工阶段与工序825102，2R5侧槽与侧孔的加工余量，尺寸公差83铣削加工夹具设计1031夹具定位装置与定位方案1032夹紧装置1233对刀装置1334夹具与机床连接元件1335夹具体144方案综合评价与结论145体会与展望156参考文献171零件工艺性分析11用途该偏心套以30MM孔辅以螺栓与螺丝，使得孔中的轴实现内圈周向、轴向固定。查阅资料表明，该工件一般承受较小的负载。其中30MM孔的精度应予保证。12技术要求将该零件的技术要求列入表（1）中表（1）加工表面尺寸及偏差（MM）公差及精度等级表面粗糙度RA（M）形位公差（MM）左，右端面0518IT13125圆柱面05IT1312530MM内孔213IT716上平面04IT13125下平面306IT13125上平面方形孔2IT1263下平面方形孔02IT1263左端面侧槽01IT1263方形侧孔27IT1263E面孔02H111253MM圆孔013IT13125M36H螺纹孔01M36H125加工热处理方面，要求调质处理硬度230250HB。在化学处理方面，FE/CT0。13工艺性分析零件图可知，该偏心套的左，右端面精度要求并不太高，可用铣削加工。外圆柱表面用车削加工。30MM内孔对精度要求较高，由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。30MM内孔较长，需以多步骤加工实现。14生产类型由题目知产量五万件以上，计算其年生产纲领1NQMABN零件年生产纲领（件|年）Q产品年产量（台，辆|年）M每台（辆）产品中零件的数量（件|台，辆）A备品率B废品率Q50000台|年，M1件|台A取3，B取05计算得N517575该偏心套的生产类型属于大量生产。2机械加工工艺规程设计21确定毛坯，绘制毛坯简图211选择毛坯该零件因其一般只用于轻载，冲击小或无冲击的场合。考虑到大量生产，为提高生产效率，毛坯选用圆钢锻件。对零件图进行分析计算，可以大致确定锻件外廓包容体的尺寸。212确定毛坯尺寸公差与机械加工余量以其技术要求确认，普通级公差等级。外圆粗车外圆，表面粗糙度125无精车，直径为52MM，零件长度180MM。根据查表判断毛坯直径为52658MM左右端面加工余量查表得A10MM，长182MM各加工表面粗糙度RA均大于等于16M。综合以上，可查表确定该零件毛坯的尺寸公差与加工余量。形状为锻造棒料。表（2）项目（MM）机械加工余量MM尺寸公差（MM）长度1821017085端面R296024绘制毛坯零件图。22定位基准221精基准根据其装配要求，选定偏心套左端面与30MM内孔作为精基准。因为如需要专用夹具的侧槽和上平面，下平面以及孔加工都要以它们为基准。另外30MM内孔为精加工。222粗基准需要平整，无飞边，毛刺或其他表面欠缺的加工面，本加工方案选择偏心套外圆柱面与右端面为粗基准。23加工方法根据各加工表面的尺寸与表面粗糙度，列出各工件表面的加工方法，如表（3）表（3）加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案左，右端面IT13125粗铣圆柱面IT13125粗车30MM内孔IT716粗扩精扩铰上平面IT13125粗铣下平面IT13125粗铣上平面方形孔IT1263粗铣下平面方形孔IT1263粗铣左端面侧槽IT13125粗铣方形侧孔IT1263粗铣E面孔IT125钻3MM圆孔IT125钻M36H螺纹孔IT125攻螺纹24加工阶段与工序由于该偏心套除内孔之外加工质量要求较低，且生产类型为大量生产。可将加工阶段分为粗加工，半精加工与精加工三个阶段。本工件的加工多在车床与铣床上进行，粗加工阶段主要针对精基准与表面粗糙度在125的表面，包括内孔的钻加工，粗扩与精扩，外圆柱表面，上下两个平面。以保证其他加工表面的精度要求。半精加工主要加工上下两个平面共四个方形孔，E向平面的圆孔与侧向的方形通孔与侧槽。精加工是对螺纹孔加工。加工工序方面，可采用多台机床工作，其中铣床钻床加工阶段需配备夹具。在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，以表（4）列出偏心套工艺路线。表（4）工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣偏心套两端面卧式铣床X60端铣刀游标卡尺2粗车外圆柱面与过渡面卧式车床CA6140外圆车刀游标卡尺3深钻，粗扩，精扩，30MM孔摇臂钻床Z3040莫式锥柄麻花钻，扩孔钻，铰刀卡尺，塞规4粗铣102，2R5槽与侧孔立式铣床X51三面刃铣刀游标卡尺5粗铣上平面立式铣床X51直柄立铣刀游标卡尺6粗铣下平面立式铣床X51直柄立铣刀游标卡尺7上方形槽立式铣床X51键槽铣刀游标卡尺8下方形槽立式铣床X51键槽铣刀游标卡尺9直径4MM孔2摇臂钻床Z3025直柄麻花钻游标卡尺10直径3MM孔摇臂钻床Z3025直柄麻花钻游标卡尺11螺纹孔M36H摇臂钻床Z3025攻丝游标卡尺12热处理猝火机等13化学处理化学处理装备25102，2R5侧槽与侧孔的加工余量，尺寸公差该道工序为用夹紧元件夹紧柱体后，用铣刀铣削加工。达到设计图的要求。表面粗糙度要求为125，粗铣一次成型。根据技术要求尺寸公差为GB1804M，查表可知作为630MM段的尺寸加工，尺寸公差为02。即之后的铣削加工要达到设计尺寸的要求。021查表，得粗铣加工余量15MM，公差值02MM。等级精度为粗铣，IT13，工序尺寸及公差分别为，粗铣1002MM。六切削用量及时间定额计算第四步铣削的切削用量与时间定额。251切削用量的计算A背吃刀量的计算取10MM。PB进给量的确定由查表可知，该公布的每转进给量应取0010015MM，取0012MMR。/C切削速度的计算查表，按工件材料为45钢的结构选取，切削速度V可取为45MMIN。由公/式N1000VD，可得该工序铣刀转速为14331RMIN。参照表格所列出的转速，/取转速为X51立式铣床的1500RMIN。再将此转速带入公式，可求出该工序的/实际铣削速度。VND10001500RMIN10MM1000471MMIN。/D时间定额1基本时间的计算，根据查表结果，铣刀铣削槽的的基本时间计算公为MT12JMZLTF式中，13ELAD25L可求出该工序的基本时间，式中17MM，4MM，122412MM。工作1L台的水平进给量18MMMIN。代入公式，得出该工序基本时间MZF/（17MM4MM12MM）18MMMIN18MIN110S。JT2辅助时间，根据辅助时间与基本时间之间的关系式为FTJT（01502），本工件取015，则该工序的辅助时间为FTJT015110S165S。F3其他时间的计算除了作业时间（辅助时间与基本时间之和）之外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间，休息与生理需要时间与终结时间。本工件是大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间很少。布置工作地时间是作业时间的27，休息与生理需要时间是作业时间的24，此次二者取3。则其他时间为6（110S165S）759S。BXT4单件时间110S165S759S13409S。DJT将上述零件工艺规程设计结果填入工艺文件，制作机械加工工艺过程卡片。3铣削加工夹具设计位根据加工工序，进行铣床夹具结构方案设计。夹具的用途与生产规模的大小不同，夹具的结构形式也不同。在本例的大量生产中，夹具的主要作用一方面是要保证产品质量，另一方面还要考虑尽量提高生产效率的问题，应广泛采用多件夹紧机构，气动，液压和电动夹紧装置等高效省力的工具；若在中小批生产中，由于受到生产条件的限制，为使经济性良好，夹具的主要做用就是保证产品质量的目的应尽量是夹具结构简单，广泛采用单件加工的夹具及手动夹紧机构，条件允许的情况下采用可调夹具，成组夹具和组合夹具等。本例在已知工件材料，锻件，机床为立式铣床X51，大量生产的情况下，现为加工侧槽设计专用夹具。31夹具定位装置与定位方案定位元件是用以确定工件正确位置的元件，用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。工件在夹具中定位时，根据工件的结构特点和工序加工要求选择的定位基准有各种形式。根据其形状不同，选择不同类型的定位元件。在定为基准确定后，就可以根据工件结构特点和定位基面形状，尺寸等选择标准定位元件。如果没有适合的标准定位元件可选择，设计者可自行设计非标准定位元件。根据零件图与工序条件，工件以内孔与端面作为定位基准，采用V型块与螺旋压板定位方案。因为加工槽需要限制全部六个自由度。根据102，2R5侧槽与侧孔的加工余量与尺寸公差,确定为两块固定式V型块。依照机械制造技术基础课程设计指导书提供的数据表示方法，该V型块各部分数据如下单位MMN55，D52，L100，B40，H35，A76，A116，A219，B20，L12，D8，D111，D218，H10，H122，极限偏差。0157H；2SINDDWTA2SINDDWTB12SINDDWTC0196MM；0002MM；2SINDDWTA12SINDDWTB0024MM1IDDC判断定位方案合理。夹紧力计算夹紧力作用在工件顶部，符合刚性好的要求，方向垂直工件指向其横截面圆心。防止工件转动12SINJAKMFFRF防止工件移动34SIN2JAFF式中工件与压板间的圆周方向摩擦系数；1F工件与V型块间的圆周方向摩擦系数；2工件与压板间的轴向摩擦系数；3F工件与V型块间的轴向摩擦系数；4FM切削扭矩；夹紧力；JFR工件半径；V型块夹角；K安全系数F切削力式中F由于接触表面皆为加工过的光滑表面；取02，K在粗加工中取25；半径R取26MM；。04532夹紧装置在加工过程中，工件会受到切削力，惯性力，离心力等外力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保证定位的正确位置，而不至于发生位移或产生震动，一般来讲在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置，把工件夹紧压牢在定位元件上。夹紧装置的基本要求是1夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置。2夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形。3夹紧机构操作安全，省力，夹紧迅速。4夹紧机构的复杂程度，工作效率与生产类型相适应，结构应尽量简单，便于制造与维修。5良好的自锁性能。本例中夹紧装置为自行设计的螺旋压板夹紧机构。通过拧紧两侧压板上两侧的夹紧螺母使压板压紧工件，实现夹紧。由于加工槽的需要，本工步在铣削过程中要限制工件的全部六个自由度。使用螺旋压板夹紧机构，用压力与摩擦力实现对自由度的限制。33对刀装置对刀，导向元件是用于确定或引导刀具的元件，其作用是使刀具与定位元件之间获得正确的相对位置。采用对刀装置对刀时，为防止损坏刀刃或造成对刀块过早磨损，刀具与对刀面不应直接接触，而是将对刀面移近刀具，而在对刀面与铣刀之间塞入塞尺，凭抽动的松紧感觉来判断对刀的准确程度。塞尺分平塞尺与圆塞尺两种。本例取平塞尺。对刀块采用主要供盘状铣刀及圆柱铣刀铣槽时对刀用的直角对刀块，标准塞尺。采用直角对刀块与平塞尺对刀，确定对刀块与对刀面与定位元件定位表面之间的尺寸。水平方向尺寸为【102（槽宽一半尺寸）1（塞尺厚度尺寸）】/6MM，其公差取工件相应尺寸公差的13，槽宽尺寸为自由公差，查公查表IT13级公差值为022MM，则尺寸公差取（13022007MM，对称标注为/（6004）MM。同理，垂直进刀深度为22MM，垂直方向尺寸为【221】23MM，查表，IT13公差值为033垂直尺寸公差取（0333）011MM，对称标注为/（22011）MM。34夹具与机床连接元件夹具与机床连接元件负责将夹具固定在机床上并防止相对运动，是用于保证夹具在机床上定位与夹紧用的元件。本例中夹紧装置与定位装置全部固定在夹具体上，其中定位装置使用螺栓与销，夹紧装置则采用两个紧固螺丝固定在夹具体上。35夹具体夹具体是夹具的基本元件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础元件连接成一个有机整体，夹具体应满足如下要求1足够的强度与刚度，在夹紧力与切削力作用下页不会产生过大的变形。2夹具安装稳定，机床夹具通过夹具体安装在工作台上，安装应稳定。3夹具体结构工艺性良好，应注意夹具体毛坯的制造工艺性，机械加工工艺性与装配的工艺性。4便于清除切削，为防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面等敏感表面中，要考虑切屑的排除问题。通过夹具体把夹具各组成部分连接起来，并将连接部分剖视。4方案综合评价与结论本机械零件加工方案针对偏心套零件加工而制定，考虑到了该机械零件在工艺上要保证其内孔的精度与表面粗糙度，针对采用机械加工的方法，分析零件图以及该零件所在部件或总成中的位置，功用以及部件或总成对该零件提出的技术要求以明确其工作表面，加工方法，加工过程，工艺步骤与工艺规程。本方案大致包括了对零件的工艺分析，生产纲领的计算与生产类型的分析，毛坯的种类与制造，毛坯的尺寸与公差，工艺路线的拟定，关键工序的加工余量，工序尺寸与公差的计算，各个工序机床设备与刀具，量具等工艺装备的选择，关键工序的切削用量与时间定额，以及工艺文件的编写。针对要求的关键步骤加工，本方案考虑到加工精度，生产效率，劳动强度与工艺范围设计了铣削专用夹具，以方便该工步的定位与加工。对加工中具体的时间定额等数据也有计算。5体会与展望通过这次机械课程设计，我经历了一次完整的将二维图纸上的图形曲线化为在国家工业生产中可以使用的真正零件的设计过程。该课程设计所涉及的问题是一个机械专业的大学生所必须掌握的。这将使我们脱离纸上谈兵，得以真正将自己设计的东西化为看得见，摸得着的实体。十年的纸上谈兵也比不上一次真刀真枪的实战训练，这次课程设计对我的专业知识及实际动手能力，考虑问题能力，把握全局能力都是一次很好的锻炼。在相当长的一个可以预见的历史时期内，机械工业仍然是衡量一个国家现代化程度与工业化进程的最主要标准，微电子工业与生物技术等产业要做到彻底脱离机械工业而独立目前看来还没有可能。而机械工业的最基本组成部分零件的加工制造，当然的成为衡量机械发展水平的重要指标。即使经过几十年的积累，我国在零部件制造方面也只是在低端徘徊，产品也以低端为主。精密性和工艺性水平仍远远没有达到国际先进水平。即使在一些名为国产的设施上，进口件扮演的往往是核心角色。此次汶川地震中救灾的直升机主力20世纪80年代中美蜜月期时购买的“黑鹰”直升机至今仍然需要每年从美国进口零备件以维持运转。这可以看做我国机械工业的一个缩影。前苏联解体后，俄罗斯能用于科研的经费少得可怜，但直到今天，俄式军火出口仍然是世界主要军火出口之一。根据前苏联遗留下来的家底，很多俄式武器并没有太高的技术含量，却因为其制造工艺的先进，材料的优秀质量而得以称霸