车床尾座套筒课程设计.

1、桂林航天工业学院 课程设计说明书 题目 C620车床尾架套筒的工艺规程 设计和夹具设计学生所在学校 桂林航天工业学院 专业 数控技术 学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 12年6月10日至12年6月24日 目 录第1章 引 言11.1设计说明11.1.1设计目的1第2章零件的分析22.1零件的作用22.2零件的工艺分析2第3章工艺规程设计133.1确定毛坯的制造形式133.2定位基准的选择133.3制订工艺路线13第4章确定切削用量及工时的计算15第5章夹具设计15第6章结束语19参考文献20第1章 引 言1.1 设计说明我希望通过这次毕业设计的课题巩固、扩大和强化自己所学到的理论

2、知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在设计中培养自己理论联系实际、严肃认真的工作作风和独立工作能力，为毕业后从事技术工作打下一个良好的基础。机械加工工艺规程是规定产品或零部件制造过程和操作方法等的文件，用于指导工人操作和用于生产工艺管理等的各种技术文件。机械加工工艺规程的作用： 机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件机机械加工工艺规程是车间中一切从事生产的人员都要严格、认真贯彻执行的工艺技术文件，按照它组织生产，就能做到各工序科学地衔接，实现优质、高产和低消耗。 机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据有了机械加工工艺规程

3、，在产品投入生产之前就可以根据它进行一系列的准备工作，如原材料和毛坯的供应，机床的调整，专用工艺装备（如专用夹具、刀具和量具）的设计与制造，生产作业计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等。有了机械加工工艺规程，就可以制定所生产产品的进度和相应的调度计划，使生产均衡有序地进行。 机械加工工艺规程是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件 在新建或扩建工厂、车间时，只有根据机械加工工艺规程和生产纲领，才能准确地确定生产所需机床的种类和数量，工厂或车间的面积，机床的平面布置，生产工人的工种、等级、数量、以及各种辅助部门的安排等。 机械加工工艺规程的制订能保证加工质量，可靠地达到产品设计图纸所要求的

4、各项技术条件，确保较高的生产率，确保按期完成力争提前完成生产计划并减少人力物资的消耗，降低生产成本，成为最经济合理的工艺方案。 尽量降低工人的劳动强度，使操作工人有安全良好的工作条件1.1.1设计目的 1：培养学生运用机械制造工艺学及有关课程日知识。结合生产实践中学到的知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程能力。 2：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，完成夹具的结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具能力。 3：培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。 4：进一步培养

5、学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本能力。 5：培养学生查阅资料的能力，配合能力。 第2章 零件的分析2.1零件的作用 题目所给为套筒的设计，它位于套筒的零件,主要作用是导向，起到导向与传送作用。套筒的孔都是同心和同轴度的，因此在加工时保证套筒所有的孔都是同心和同轴。2.2零件的工艺分析 该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高垂直度和径向跳动误差，孔需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度，否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的结构较规则，加工时不需要较复杂且专用夹具就能准确的定位，并保持适当的夹紧力。零件材料为45钢，考虑到

6、零件经常作顺逆时针方向的旋转带动铣刀切削和转速常变化，故在工作过程中常交变扭矩，这样就需要对毛坯进行锻造，在经过锻打后内部纤维组织分布均匀，抗压抗扭强度提高，保证零件工作可靠性；耐磨性,耐热性也大大提高。套筒零件的图样视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。本零件外圆表面55及锥孔31.2690.02精度要求较高，圆柱度要求0.005，要求精车（镗）后作热处理以提高零件刚性及耐磨性等。孔28为放置丝杆用，表面粗糙度一般要求。螺母孔34要求Ra0.8、30要求Ra1.0有些偏高，一般要求Ral .6即可。键槽8mm以孔中心线定位与车床尾架配合要求保证位置精度。R2为油槽深度为2mm，关于6mm

7、的小孔，其位置是在外圆柱面上，孔中心线距右侧面距离为2.5mm 。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路畅通，因此孔加工亦不成问题。 第3章 工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式 零件材料为45号钢，它是最常见的材料，其优点是：价格便宜，用途广泛，力学性能好，工艺性好。又因为该零件为大批量生产,它的外型尺寸简单适宜采用膜锻，毛坯精度较高,加工余量可适当减少，也节约材料。3.2定位基准的选择 基面的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，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出很多问题，进而导致生产无法正常进行。(1)粗

8、基准的选择粗基准的作用主要是决定加工面与不加工面之间的位置关系,以及保证加工面的余量均匀,对于轴类零件选取外圆为粗基准。(2)精基准的选择在两端面加工出顶尖孔为精基准。由于顶尖孔为精基准除了使设计基准与定位基准重合外，还可以提高二次装夹精度，从而减少了多次装夹的装夹误差。在不能用顶尖孔定位时或为了提高零件的刚度，可采用外表面定位，外圆表面与一端顶尖孔定位。在加工槽与扁位时为了保证与轴线对称并达到一定的深度，就用槽与扁位所在的外圆面定位。钻孔用心轴定位。3.3制订工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定为大批量生产的条

9、件下,可以考虑采用万能机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,除此以外,还应考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降.根据各表面加工要求和各种方法能达到的经济精度,确定各表面的加工方法如下:1：在加工外圆柱表面时，为避免降低工件刚度，应先加工大直径外圆后才加工小直径外圆。172：孔加工安排在调质后进行。因为调质处理工件变形大，如果加工深孔安排在前由调质引起的变形无法修正；保证深孔与外圆同心和主轴壁厚均匀，应安排在外圆粗车或半进车后，就回有一个较精确的轴颈作伸孔加工的定位基准。3：主轴上的孔安排在外圆磨之前车削之后。这是因为在车削加工是继续切削会引起振动，影响质量。根据先面后孔,先主要表面

10、后次要表面,先粗加工后精加工的原则。机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.00下料保证尺寸要求10 车车平面，车两端中心孔20车车外圆30 镗镗右两端孔40 镗镗左两端孔50铣铣槽60铣铣槽70钻钻6孔80磨磨各级外圆90钳去除锐边毛剌10检验入库严格按照图纸要求进行检测第4章 确定切削用量及工时的计算工序1 模锻 工序2 调质热处理毛坯工序3 车两端面1.加工条件工件材料：40钢b=0.6mp 模锻加工要求：粗车 半精车两端面，并钻中心孔表面粗糙度值R均为6.3m机床选择：C620-1卧式车床刀具选择：刀具材料YT15 刀杆尺寸2030 kr= = 查机床加工工艺设计实用手册12-7。2.

11、计算切削用量已知毛坯长度方向的加工余量为10，粗车时分两次加工，ap=4.5计长 半粗车加工为1次 ap=1mm计长。进给量f 根据机床加工工艺设计实用手册表15-11当刀杆尺寸为2030，ap为35时，以工件直径为90mm时 f=0.50.7mm/r , 取f=0.5mm/r. ap为58时，以及工件直径为400时，f=0.60.8mm/r. 取f=0.6mm/r.3.计算切削速度 查机械加工工艺手册表8.4-8当f=0.7时 其中 得确定机床主轴转速 按机械加工工艺手册表3.1-18，与400r/min 相近的机床转速为315r/min和430r/min,所以选取430r/min。 实际切

12、削速度为 大端得确定机床主轴的转速与245.6r/min相近的机床转速为250r/min，所以选取250r/min故实际切削速度为5.计算切削工时:L=45mm L=70mmTm= Tm=半精车时： 确定机床转速： 按机床说明书机械加工工艺手册 选取nw=500r/min Nw=350r/min其实际切削速度为： 切削工时的计算： 工序 车外圆机床的选择：C620-1卧式车床刀具：刀具材料 YT15 刀杆尺寸2030， 查机械加工工艺设计实用手册表12-7粗车55d 外圆同时应校验机床功率及进给机构强度 切削深度，单边余量 Z=2mm计算进给量根据机械加工工艺设计实用手册表15-10 可得 选

13、用f=0.6mm/r计算进给量根据机械加工工艺设计实用手册表8.4-8 =110.3m/min 确定主轴转速：按机床选取n=350r/min,所以实际切削速度： 检验机床功率：主切削力F按机械加工工艺手册表8.4-10所示计算：其中： yF=0.75 nF=-0.15Kmp=() =0.94 kr=0.89所以 F=2876.5N切削时消耗功率 =6.32kw查机械加工工艺实用手册C620-1主电机功率为7.5kw，所以机床主轴功率足够可以正常加工。 检验机床进给系统强度：已知主切削力，径向切削里Fp按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算：式中： XF=0.9 =0.6 nFp=-0.3

14、 K所以： =497.8N而径向切削力：F=式中： K轴向切削力： =1376.5N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数则机床切削力在纵向进给方向对进给机构的作用为：F=1376.5+0.1(2876.5+49.8)=1576.3N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N见切削手册表1.10，故机床进给系统可正常工作。切削工时的计算：T= 其中 机械加工工艺手册表2.5-3所以 T=0.48(min)粗镗28的孔切削深度，单边余量 Z=3mm 共进行3次切削计算进给量根据机械加工工艺设计实用手册表15-10 可得 选用f=0.6mm/r计算进给量根据机械加工工艺设计实用手册表8.4-8 =1

15、32m/min 确定主轴转速：按机床选取n=430r/min,所以实际切削速度： 检验机床功率：主切削力F按机械加工工艺手册表8.4-10所示计算：其中： yF=0.75 nF=-0.15Kmp=() =0.94 kr=0.89所以 F=1473N切削时消耗功率 =3.32kw查机械加工工艺实用手册C620-1主电机功率为7.5kw，所以机床主轴功率足够可以正常加工。 检验机床进给系统强度：已知主切削力，径向切削里Fp按机械加工工艺手册表8.4-10所示公式计算：式中： XF=0.9 =0.6 nFp=-0.3 K K所以：而径向切削力：F=式中： K轴向切削力：取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数

16、则机床切削力在纵向进给方向对进给机构的作用为：F=987.5N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N见切削手册表1.10，故机床进给系统可正常工作。切削工时的计算：T= 其中 机械加工工艺手册表2.5-3所以 T=1.537(min)粗镗30孔。切削深度，单边余量 Z=3.5mm 共进行4次切削计算进给量根据机械加工工艺设计实用手册表15-10 可得 选用f=0.6mm/r计算进给量根据机械加工工艺设计实用手册表8.4-8 =125m/min 确定主轴转速：按机床选取n=430r/min,所以实际切削速度： 切削工时的计算：T= 其中 机械加工工艺手册表2.5-3所以 T=3.73(

17、min)工序:铣削8mm槽A: 铣削8mm槽（1）：考虑到毛坯端面要与轴线垂直，在进行铣槽910之前用端铣刀D=63，它最大=4-6。故可一次铣削，完全可达到尺寸，精度要求。(2)：切削力及夹紧力的计算 刀具：高速刚端铣刀（套式立铣刀）选外径63的，长度为40，Z=10 F= 得知5 =1179.5（N） 由于 有： 工序 6孔（1） 钻削要素：切削速度： r/min,=/齿，ap = d0/2mm （钻孔直径为d0 ），a:确定进给量f:由切削手册查得当 d=10-20mm时，f=0.2-0.4mm/r ，V=50-80m/min则取f=0.25mm/rb:确定主轴转速：选择的刀具材料是高速

18、刚麻花钻，根据加工的材料为40钢,选v=50m/min,则n=1061(r/min)按工艺手册选择主轴转速为n=1100.选用Z525的立式升降台钻床符合要求。其实际切削速度v=31.08m/min(2)切削工时，按工艺手册查表的=0.076min. 工序：磨削外圆 由于零件外表面粗糙度为1.6对于前面在车就可以达到要求: 2.5-10，故只须磨: 0.8-1.6的外圆表面。(1)选择磨具知：对于调质钢宜选用白刚玉类（WA）(由切削手册表11-10知：选单面凹带锥砂轮PZA系列，用来磨削外圆可以键靠端面。由切削手册表11-17知磨床MQ1320它的加工精度圆度为0.003mm圆柱度为0.006

19、mm，可达 0.4um.根据需要选定砂轮的为WA20KV6ZRA.PZA35050203其含义:WA:白刚玉, 粒度号:20 , K:中软1级, 陶瓷结合剂6号组织, 其尺寸为:35050203 (DBd,机床参数确定)(2)切削用量的确定由MQ1320机床说明书砂轮转速n砂=1670r/min, v砂=35m/s轴向进给量fra=0.5B=20mm（双行程）工件速度Vw=35-280 r/min ,取Vw=35 r/min径向进给辆Fr=0.015mm/双行程(3)切削工时在这次磨削中加工余量为0.2 mm.由工艺手册表6.2-8知磨削机动时间 TJ=2LZbk/nfafrd=0.46第5章

20、 夹具设计机床夹具设计的基本要求和一般步骤一、对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3.工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考

21、虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。二、专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以

22、供参考。2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。1. 进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。3.审查方案与改进设计夹具草图画出后

23、，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。4.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图绘制次序如下：1） 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。2） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3） 标注必要的尺寸、公差和技术要求。4） 编制夹具明细表及标题栏。完整的夹具装配总图

24、的参阅“夹具图册”中的图。5.绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。设计任务 设计在成批生产条件下,在专用立式钻床上钻6孔的钻床夹具.根据该零件具体结构及老师给的设计要求,我设计了一套专用的钻孔夹具.1、6可一次钻削保证.该孔在轴线方向的设计基准是以钻套的中心线的，设计基准是以轴线与右端面。2、

25、定位基准的选择工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔的设计基准，按照基准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的。因此，选择结合面与内孔作为定位比较合理。3、操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的钻床夹具就是选择了手动螺旋压头夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。4、工序精度分析 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。.定位基准的选择由零件图可知，螺纹孔应对圆孔

26、有位置度要求，孔的设计基准是该圆锥孔的中心线，为了使定位误差为零，钻孔时，以圆孔为第一定位面，轴肩为第二定位面。切削力及夹紧力的计算刀具：选直径为6的锥柄麻花钻，因在钻孔过程中， (1).轴向力：查工艺手册表3-36F=CFd0XFffFKF 式中CF=833.85，XF1，yF0.7，d06mm f0.25mm/rF833.851110.250.713475.67N机床转速：查工艺手册表4-4-1，选n400r/min6.67r/s切削扭矩：查工艺手册表3-36MCMd0XMfyM KM10-3, 式中 CM=333.54，d0=5，XM=1.9，yM=0.8，KM=1，f=0.25M333

27、.54111.90.250.8110-310.48NM切削功率：Pm2Mn10-3210.486.6710-30.439Kw选择螺栓的直径：d2C21.42.98mm，现选d=6mm(2).夹紧力：加工6孔时，钻削轴向力F与夹紧力Fw同向，作用于定位支承板上，钻削扭矩M使工件转动，为了防止工件转动，夹具夹紧机构应有足够的摩擦力矩。钻削时，两压板与工件接触处的摩擦力矩可忽略不计。按静力平衡并考虑安全系数，每个压板实际应输出的夹紧力 ：Fwk=KM/2fr，式中f=0.15，K=2，r=1/3（D3-D13）/（D2-D12）Fwk=210.48/20.151/3（0.088883-0.0663）

28、/（0.088882-0.0662）=1791.38N由杠杆比可知，螺母的夹紧力应为1791.382=3582.76N，由机床夹具设计表3-8查得，当手柄长为140mm，手柄作用力FQ为70N时，螺母产生的夹紧力Fw为5420N。由于Fwk=3582.76NFw=5420N，因而M16螺栓能满足夹紧要求。（3）定位误差分析 ：孔中心线的位置度公差为0.15mm。3.夹具元件的设计(1).钻套的选择由查得：孔径6的钻套：d6mm H12mm D10mm，r=1mm。c=0.6mm (2).压板的选择：为了方便工件的取出，选移动压板（A型） ，由查得：L=70mm，B=32mm，H=16mm，l=30mm，A=15mm，b=14mm，K=10mm，m=6mm，h=5mm，h1=1.5mm。第6章 结束语结束语通过近两个星期的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且