机械制造技术基础课程设计莲花轴加工工艺规程及钻7×φ7孔专用夹具设计

1、辽宁工程技术大学课程设计vii辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：莲花轴加工工艺规程及钻77孔专用夹具设计 班级： 机械08-4姓名： 指导教师： 完成日期： 2011.6.28 辽宁工程技术大学课程设计11一、设计题目设计莲花轴加工工艺规程及钻77孔专用夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（大批大量生产）三、上交材料1绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 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

2、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编写课程设计说明书（约5000-8000字）。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。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，完成夹具总装图的绘制。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，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指

3、导教师评语成 绩： 指导教师日期这次设计的是ca6140车床输出轴77孔，包括被加工工件的零件图、工件的毛坯图、夹具装配图、夹具体图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。输出轴作为动力装置的主要零件，工艺工装的设计与改良直接影响着其质量与性能。本文首先介绍了输出轴的作用和工艺分析.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。最后拟定钻孔的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。本次课程设计主要是应用机械制造技术，是一次深入的综合性的总复习。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

4、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。abstractdesigning that this time is that the ca6140 lathe exports 77 holes. the part including the workpiece being processed pursues , the workpiece blank pursues , clamp assembling picture , the clip pursue concretely every sheet, the machine wor

5、k procedure card draws and the working procedure card takes a look respectively once. the part , handicraft frock design and reform exporting axis main part as the power set are having direct impact to whose mass and function.the effect and handicraft having introduced the axis outputings first anal

6、yse the main body of a book. and then, the dimension and instrument having pursued every end face harshness according to part character and part ascertain a blank process a margin. the at last designs the handicraft route chart drilling , works out the fastening motion scheme being workpieces turn ,

7、 draws up clamp assembling picture.time of curriculum design is the general review applying the machinofacture technology , being a thorough comprehensiveness originally mainly. by current curriculum design, process knowing and knowing general machine part productive technology, the knowledge consol

8、idating and deepening the technology basic course and specialized course have already learned, integrates theory with practice. temper self analytical problem , the ability to solve problems out of , be that job the days to come lays down one is fine basis, and be that follow-up course study about f

9、inishes striking a basis.目 录1、莲花轴的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的用途11.2、莲花轴的技术要求：11.3、审查莲花轴的工艺性21.4、确定莲花轴的生产类型22、确定毛胚、绘制毛胚简图22.1选择毛胚22.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量22.2.1公差等级22.2.2莲花轴铸造毛坯尺寸工差及加工余量22.2.3绘制莲花轴毛坯简图33、拟定莲花轴工艺路线33.1、定位基准的选择33.1.1精基准的选择33.1.2粗基准的选择33.2 、表面加工方法的确定33.3、加工阶段的划分43.4、工序的集中与分散43.5、工序顺序的安排43.5.1机械加工工序43

10、.5.2热处理工序53.5.3辅助工序53.6、确定工艺路线54、加工余量、工序尺寸和工差的确定65、切削用量、时间定额的计算65.1、切削用量的计算65.2、时间定额的计算65.2.1基本时间tj的计算65.2.2辅助时间ta的计算75.2.3. 其他时间的计算75.2.4单件时间tdj的计算76.夹具设计76.1提出问题86.2设计思想86.3夹具设计96.3.1定位分析96.3.2夹具操作说明97. 体会与展望9参考文献111、莲花轴的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的用途题目所给定的零件为莲花轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动

11、零部件。1.2、莲花轴的技术要求：制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。在轴一端为大端直径87，在端面上有8个25.2半圆端面，在四周端面顶端为7的孔，中间的半圆端面为6的孔，轴的周向端面为长115mm的45圆柱，在圆柱中间为14mm44的一段。该工件的精度要求大多数为10级。加工精度不算高。1.3、审查莲花轴的工艺性该莲花轴结构简单，形状普通，属一般的底座类零件。主要加工表面有87上侧端面，要求其7个半球面同轴度为0.1mm，其次就是；在其端面上钻7个7的孔。该零件

12、除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.4、确定莲花轴的生产类型 已知此莲花轴零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量不足100kg，查机械制造工艺与夹具第7页表1.1-3，可确定该莲花轴生产类型为大批生产，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， 采用专用工装。2、确定毛胚、绘制毛胚简图2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛胚零件材料为ht200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸机械砂型铸件

13、毛坯。选用铸件尺寸公差等级为ct10。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1公差等级由莲花轴的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为ct=10。2.2.2莲花轴铸造毛坯尺寸工差及加工余量由下面毛坯图可知，零件两端加工余量为4mm，粗轴端加工余量为3.2，误差为2，在粗轴端端面连接有一些过渡处，考虑加工方便全部取与轴上半径最大处一平，加工余量大些，在细轴端处，加工余量取3，误差为2，由于是毛坯，对于精度要求不高。2.2.3绘制莲花轴毛坯简图3、拟定莲花轴

14、工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1精基准的选择按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应选莲花轴轴线为粗基准，以此加工莲花轴表面以。3.1.2粗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，由于莲花轴为会转零件，因此仍以莲花轴的中心轴线精基准。3.2 、表面加工方法的确定 根据莲花轴零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度ra/um加工方案大端表面it103.2粗铣-半精铣大端外端面it103.2粗车-半精车轴

15、中心孔it10粗钻45处外缘it70.8粗车-半精车-磨削44.处外缘it106.3粗车-半精车725.2面it70.4粗车-半精车-磨削40处端面it80.4粗车-半精车-磨削m8螺纹孔it8钻-铰3.3、加工阶段的划分该莲花轴加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和局部精加工阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（莲花轴中心轴线）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车莲花轴整体外形。在半精加工阶段，完成莲花轴左端面的精铣加工和轴的半精加工以及其他孔的加工。3.4、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排莲花轴的加工工序。该莲花轴的生产类型为大批生产

16、，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，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.5、工序顺序的安排3.5.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准莲花轴右端面和26孔。（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“先面后孔”原则，先加工莲花轴右端面，再加工25孔。3.5.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该莲花轴在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即

17、可满足零件的加工要求。3.5.3辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该莲花轴工序的安排顺序为：在、热处理基准加工粗加工精加工。3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了莲花轴的工艺路线工序号工序名称工序内容设备工艺装备1退火调质处理hrc26-302粗车车零件整体外缘ca6140粗车刀、千分尺3半精车车小端各外圆ca6140精车刀4粗铣互为基准加工大小端面立式铣床x51端铣刀、千分尺5粗钻144摇臂钻床z3025专用夹具，分度头6粗钻77孔z525立式钻床麻花钻、专用夹具7粗铰825.2孔及822圆弧面组合钻床铰刀、千分尺、塞规，专用夹具，

18、分度头8粗钻钻m8盲孔z525立式钻床专用夹具9粗钻钻3孔z525立式钻床专用夹具10精磨钻26孔磨削4540外圆（30外圆）磨床11精铣大小端过渡凸台立式铣床x51千分尺12去毛刺去毛刺钳工台13检验检验塞规、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定车77 孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查，在钻7的孔时由于孔太小，在表中可知，加工两次，第一次钻6.8，第二次为7，其加工余量，尺寸的很小，均不予计算。5、切削用量、时间定额的计算在这只计算钻7孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算钻7孔由文献表5-29,镗孔的进给量f=0.2mm/r，由文献表5-2

19、2求得镗孔时的切削速度v=20m/min由此算出转速为：n=910r/min按镗床的实际转速取n=960r/min，则实际切削速度为：v=dn/1000=21.11m/min5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tj的计算 钻孔工步根据表5-41，镗孔的基本时间可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中切削工时 l=18mm; l2=0mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=7/2*cot54+1.5mm=3mm; f=0.2mm/r;n=960r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间6.6s。5.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间

20、ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x6.6s=0.99s;5.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于莲花轴的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时

21、间为：tb+tx =6%x(6.6s+0.99s)=0.46s;5.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=6.6s+0.99s+0.46s =8.05s;由于在此工步中加工7个孔，总时间为8.057=56.35s因此，此工序的单件时间tdj =56.35s;将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6.夹具设计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

22、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。6.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，长圆柱销限制2个自由度，定位销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对77孔进行加工，由于孔尺寸较小，因此精度要求不高，钻可

23、以以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3夹具设计6.3.1定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工77孔时，采用莲花轴中心轴线为基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为半球套的定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于半球套加紧工件并定位，所以不存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=（t d+s）/2t d =0.012mms=0mmj=0.006mm。所以定位误差为d=b+j=j=0.006mm6.3.2夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过半球套和底面支撑钉为定位基准，采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。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。该设计用半球套。7. 体会与展望本次的机械制造工艺课程设计，使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并能结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（输出轴）的工艺规程的能力和学到了夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我