械制造技术课程设计制定拨动顶尖座的加工工艺设计钻M5底孔的钻床夹具【全套图纸】

1、 机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定图5-19所示拨动顶尖座的加工工艺，设计钻m5底孔的钻床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械09-3班 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系2012年 12 月 14 日 目录序言3第一章、零件的分析.4 一、零件的作用.4 二、零件的工艺分析.4 三、零件图.5第二章、工艺规程设计.6 一、确定毛坯的制造形式.6 二、基面选择.6 三、制定工艺路线.7 四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.8 绘制毛坯图.9 五、确定切削用量及基本工时.9第三章、夹具设计.34一、提出问题.34二、夹具设计.34课程心得体会.36参考文

2、献.37 序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学习了大学的技术基础课和大专部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的学习生活中占有十分重要的地位。我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问的能力，为今后参加祖国的现代化建设做出一些贡献。由于能力有限，设计上有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。全套图纸，加153893706第一章 零件的分析（一） 零件的作用 拨动顶尖座是用于装夹多工位的钻削工具（二） 零件的工艺分析 从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的

3、表面有平面、退刀槽、内孔等， 其中表面粗糙度要求最高的是18h7对62h6同轴度公差0.005，表面粗糙度为0.8。 1、18mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：孔18h7及其倒角，外圆62h671外圆及其倒角，槽605。 2、25mm外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括：外圆25h85, 6h8及其倒角，632的槽。 3、71mm外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括：孔612h7，螺纹6m5。 4、62mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：键槽205h9。（三） 零件图第二章 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 零件材料为碳素工具钢。选用锻件 零件为小批量生产，零件的

4、轮廓尺寸不大，故可采用自由锻造成型，这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。（二）基面选择 定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确，合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。 1粗基准的选择 对轴类零件而言，以外圆作为粗基准完全合理。 2精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。（三）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，

5、使工序集中来提高生产效率。除此之外还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案工序1：光端面工序2：车外圆62mm，71mm工序3：切槽605工序4：倒角c1工序5: 控制总长50mm工序6: 车外圆25mm、65mm工序7: 切槽65mmx2工序8：钻孔18mm(不到尺寸)工序9：粗铰孔18mm工序10: 铰孔18mm工序11 :钻孔12mm(不到尺寸)工序12: 粗铰孔12mm工序13: 铰孔12mm工序14：钻4.2 mm (不到尺寸)工序15：攻螺纹m5工序16：粗铣键槽工序17：精铣键槽工序18: 终检（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨动顶尖座”零件材料为碳素工具

6、钢毛坯重量为7kg，生产类型为小批量生产，可采用锻造中的自由锻造。1、外圆表面（65，71，62，25） 毛坯加工表面长度为50mm，直接取其毛坯外圆表面直径为75mm，71,25表面粗糙度值为3.2。65, 62表面粗糙度值为0.8，粗车余量为1.6mm，差工艺手册表2.3-2，精车余量为0.2mm，差工艺手册表2.3-3.2、内孔 18和12的表面粗糙都值为0.8um，查工艺手册表2.3-8表2.3-12钻孔：11mm 扩孔：11.9mm 2z=0.75 mm 铰孔：12mm 2z=0.1mm钻孔：17mm扩孔：17.75mm 2z=0.75mm铰孔：18 2z=0.1mm3、螺纹m5工艺

7、手册表2.320钻孔：4.2mm攻丝m5 p=0.84、键槽工艺手册表2.322长为20：粗铣后半精铣余量为1.5mm，宽为5mm：粗铣偏差为0.2mm0.18mm，深为3.2：半精铣偏差为0.075mm。拨动顶尖座毛坯图(五)确定切削用量及基本工时工序1：车削端面，外圆a、加工条件加工材料：碳素工具钢，=736mpa。加工要求：粗精车62mm端面及62mm、71mm外圆，表面粗糙度值为3.2。粗精车25mm端面及25mm。65mm外圆，表面粗糙度值为3.2。机床：ca6140卧式车床、z3040型摇臂钻床刀具：刀片材料为yt15，刀杆尺寸为16mm25mm、=90、。=15、。=8、=0.5

8、mm。b、计算切削用量1、粗车62mm端面 （1）确定端面最大加工余量：余量为2mm。 （2）进给量f：根据切削手册表1.4，当刀杆长度为1625，以及工件直径为75时，按ca6140机床说明书取。 （3）计算切削速度：按切削手册表1.27切削速度的计算公式为v =所以，v = 0.870.81.180.890.97=47.4 m/min （4）确定机床主轴转速按机床说明书与201相近的机床转速为200及250，现取250，实际切削速度为=60.45 m/min （5）计算切削工时，按工艺手册表6.2-1取l=+=+2+3+5=47.5=0.38min2、半精车62端面 （1）背吃刀量：单边余

9、量z=0.5 （2）进给量：根据切削手册表1.6选用f=0.75 （3）计算切削速度：根据切削手册表1.27v = 0.870.81.180.890.97=113.94m/min （4）确定主轴转速：=584.03按机床选取n=710，所以实际切削速度为=167.29 m/min （5）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1取l=+=+2+3+5=44.5=0.25min3、粗车25端面 （1）背吃刀量：单边余量z=0.95 （2）进给量：根据切削手册表1.6选用f=0.5 （3）计算切削速度：根据切削手册表1.27v = 0.870.81.180.890.97=82.93m/min （4）确定

10、主轴转速：=351.995按机床选取n=400，所以实际切削速度为=94.2m/min （5）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1取l=+=+2+0+5=44.5=0.22min4、半精车25端面 （1）背吃刀量：单边余量z=0.05 （2）进给量：根据切削手册表1.6选用f=0.25 （3）计算切削速度：根据切削手册表1.27v = 0.870.81.180.890.97=163.4m/min （4）确定主轴转速：=693.5按机床选取n=710，所以实际切削速度为=167.2m/min （5）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1取l=+=+2+0+5=44.5=0.25min5、粗车外圆6

11、2 （1）背吃刀量：单边余量z=2.04 （2）进给量：根据切削手册表1.4，选用f=0.4. （3）计算切削速度：根据切削手册表1.27vc =v = 0.870.80.890.97=79.46 m/min （4）确定主轴转速：=600按机床选取n=710，所以实际切削速度为=167.29 m/min （5）检验机床功率：主切削力按切削手册表1.29所示式中，=2795、=1.0、=0.75、=0.15=1.01，=0.89所以=27952.041.010.89=1414.6n切削消耗功率为=kw=3.94kw由ca6140机床说明书可知，ca6140主电动机功率为7.8kw，当主轴转速为7

12、10时，主轴传递的最大功率为3.94kw，所以机床功率足够，可以加工。 （6）校验进给系统强度：已知主切削率=1414.6n，径向切削力按切削手册表1.29所示公式计算：式中=940 、=0.9、=0.6、=0.3=1.8, =0.5所以=9401.80.5n=220.88n而轴向切式中=2880 、=1.0、=0.5、=0.4=1.132, =1.17所以=28802.041.1321.17n=1106n取机床导轨与床之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为f=1106n+0.1(1414.6+220.88)=1269.488n而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力

13、为3530n,(表切削手册1.30)故机床进给系统可正常工作切削工时式中l=30、=2、=0所以=0.246min6、半精车外圆62 （1）背吃刀量：单边余量z=0.55 （2）进给量：根据切削手册表1.6选用f=0.25 （3）计算切削速度：根据切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=117.48 m/min （4）确定主轴转速：=592.9按机床选取n=710，所以实际切削速度为=140.675m/min （5）切削工时式中l=30、=2、=0所以=0.18min7、精车外圆62 （1）背吃刀量：单边余量z=0.05 （2）进给量：根据切削手册表1.6选用f=0.18 （

14、3）计算切削速度：根据切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=188.8 m/min （4）确定主轴转速：=968.2按机床选取n=1120，所以实际切削速度为=218.39m/min （5）切削工时式中l=30、=2、=0所以=0.15min8、粗车外圆71（1）背吃刀量：单边余量z=1.45（2）进给量：根据切削手册表1.4.选用f=0.5.（3）计算切削速度：见切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=66.1 m/min （4）确定主轴转速：=280.6按机床选取n=320，所以实际切削速度为=75.3m/min （5）切削工时式中l=7、=2、=0所

15、以=0.06min9、半精车外圆71 （1）背吃刀量：单边余量z=0.05 （2）进给量：见切削手册表1.6，选用f=0.15 （3）计算切削速度：根据切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=165.2 m/min （4）确定主轴转速：=739.5按机床选取n=900，所以实际切削速度为;=212.1m/min （5）切削工时：式中l=7、=2、=0所以=0.02min10、粗车外圆25（1） 背吃刀量：单边余量z=24.45，可11次切除（2） 进给量：根据切削手册表1.4选用f=0.5（3） 计算切削速度：切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=50.5

16、4 m/min（4） 确定主轴转速=214.5按机床选取n=250所以实际切削速度为=58.9m/min（5） 切削工时式中l=8、=2、=0所以=0.08min11、半精车外圆25（1） 背吃刀量：单边余量z=0.55（2） 进给量：根据切削手册表1.6，选用f=0.25（3） 计算切削速度：切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=113.9 m/min（4） 确定主轴转速=1389按机床选取n=1400,所以实际切削速度为=114.8m/min（5） 切削工时：式中l=8、=2、=0所以=0.028min12、 粗车外圆65 （1）背吃刀量：单边余量z=1.9， （2）进

17、给量：根据切削手册表1.4选用f=0.5 （3）计算切削速度：切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=74.6 m/min （4）确定主轴转速=299.6 按机床选取n=320所以实际切削速度为=75.4m/min （5）切削工时式中l=8、=2、=0所以=0.0625min13、半精车外圆65（1） 背吃刀量：单边余量z=0.55（2） 进给量：根据切削手册表1.6，选用f=0.15（3） 计算切削速度：切削手册表1.27v = 0.870.80.890.97=136.4 m/min（4） 确定主轴转速=656.72按机床选取n=710,所以实际切削速度为=147.4m/m

18、in（5） 切削工时：式中l=30、=2、=0所以=0.3min14、钻孔18莫氏圆锥2号，d=17,l=223，根据工艺手册表3.1-6=30，2=118，=40，=12，当20，钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度t=60min查切削手册。表2.12 （1）背吃刀量：钻孔时=8.5 （2）进给量： f=（0.350.43）0.75=（0.260.32），f=0.3查切削手册表2.7 （3）计算切削速度：v =式中=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手册表2.31所以=10.881.110.87 0.85=0

19、.72v = 0.72=10.15 m/min=190 根据z3025机床标准主轴转速，n=200，实际转速为=10.68m/min（4）校验机床，查工艺手册转距t和切削功率，计算公式如下：=（kw）式中=0.117,=2.2,=0.8,= ,=1.11, =1.0, =0.87因此，总修正系数为 =1.110.871.0=0.97所以钻孔时转矩为 t=0.1170.97nm=22 nm切削功率为 =0.46kwz3025机床主轴的最大转矩=196.2 nm,主电动机率=2.2kw由于t,故选择的切削刀量可用。最后所确定的切削量为=8，f=0.3，vc=10.68 m/min（n=200） 基

20、本时间 =式中已知=50，=17.45，=3，f=0.3，n=200，所以孔的基本时间：=1.17min15、扩孔18锥柄扩孔钻，莫氏锥度2号d=17.75，l=228查工艺手册表3.1-8，t=30min查切削手册。表2.12（1） 背吃刀量=0.375（2） 进给量：f=0.60.7，按机床选取f=0.63（3） 计算切削速度v =式中=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0所以=0.88v = 0.88=24.2 m/min=434根据z3025机床标准主轴转速，n=500，实际转速为 =27.88m/min基本时间=式中已知=

21、50，=2.6，=4，f=0.63，n=200，所以孔的基本时间：=0.18min16、铰孔18直柄机用铰刀，l=182mm，d=18mm，查工艺手册表3.1-16，t=40min查切削手册。表2.12 （1）背吃刀量=0.125 （2）进给量：f=0.651.4，按机床选取f=1.0 （3）计算切削速度v =式中=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查切削手册表2.31所以=0.66v = 0.88=6.4m/min=113.3根据z3025机床标准主轴转速，n=500，实际转速为=11.3m/min基本时间=式中已知=50，=2.2，=1

22、8，f=0.63，n=200，所以孔的基本时间：=0.35min17、钻孔12莫式圆锥2号,d=11,l=175，根据工艺手册表3.1-10=30,2=118，=40，当20，钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度t=60min。查切削手册。表2.12 （1）背吃刀量：钻孔时=5.5 （2）进给量： f=（0.250.31）0.75=0.180.23，f=0.2查切削手册表2.7 （3）计算切削速度：v =式中=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手册表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72v

23、= 0.72=11.24 m/min=325根据z3025机床标准主轴转速，n=315，实际转速为=10.89m/min基本时间=式中已知=42，=12.13，=3，f=0.2，n=315，所以孔的基本时间：=0.9min18、扩孔12锥柄扩孔钻，莫氏锥度2号，d=11.75，l=228查工艺手册表3.1-8，t=30min查切削手册。表2.12（1）背吃刀量=0.375 （2）进给量：f=0.50.6，按机床选取f=0.5 （3）计算切削速度v =式中=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0，=1.0查切削手册表2.31所以=0.8

24、8v = 0.88=17.01 m/min=460.98根据z3025机床标准主轴转速，n=500，实际转速为=18.46m/min基本时间=式中已知=42，=2.6，=4，f=0。5，n=200，所以孔的基本时间：=0.193min19、铰孔12直柄机用铰刀，l=151mm，d=12mm，查工艺手册表3.1-16，t=40min查切削手册。表2.12（1）背吃刀量=0.125（2）进给量：f=0.651.4，按机床选取f=1.0（3）计算切削速度v =式中=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查切削手册表2.31 所以=0.66v = 0.

25、66=5.78m/min=153.3根据z3025机床标准主轴转速，n=200，实际转速为=7.54m/min基本时间 =式中已知=42，=2.6，=18，f=0.63，n=200，所以孔的基本时间：=0.313min20、钻孔4.8m5螺纹 莫氏圆锥2号, d=4.8,l=133，根据工艺手册表3.1-10=28，2=118，=40，当20，钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度t=20min。查切削手册。表2.12（1）背吃刀量：钻孔时=2.25（2）进给量： f=（0.140.18）0.50=0.070.09，f=0.08查切削手册表2.7（3）计算切削速度：v =式中=4.4,=0.4,

26、=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手册表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72v = 0.72=3.78m/min=250.8根据z3025机床标准主轴转速，n=250，实际转速为=3.77m/min基本时间=式中已知=12，=7，=0，f=0.2，n=315，所以孔的基本时间：=0.95min21、攻螺纹m5丝锥d=5，螺距p=0.8，刀头长l=16，刀具长l=58，a=3.15查工艺手册3.1-48，表刀具耐用度t=90min （1）背吃刀量：钻孔时=0.5 （2）进给量： f等于工件螺纹的螺距，即f=0

27、.8 （3）计算切削速度：v =式中=64.8,=1.2,=0.5, m=0.9，=1.0， =1.0，=1.0，丝锥芯部直径=（0.40.5）d，其d为丝锥大径，取=0.5d=0.55=2.所以=1v = 1.0=3.76m/min=239.4根据z3025机床标准主轴转速，n=315，实际转速为=4.9m/min基本时间=0.112min 第三章 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15攻螺纹m5的夹具。本夹具将用于z3040型立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。1 问题的提出夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、热处理、装配等工艺过程中。 机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具.、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。本夹具主要用来钻m5螺纹底孔。由于本工序是中批生产，还应考虑如何提高劳动生产力，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。2 夹具设计 2.1、定位基准选择 由零件图可知，m5，为使定位误