左臂壳体左面4-13孔说明书.

1、 课程设计任务书 课 程 名 称 左臂壳体夹具设计 院 部 名 称 机电工程学院 姓 名 吴 兰 学 号 1004201004 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 10机械（4）班 指 导 教 师 李晓晖 金陵科技学院教务处制 目 录第一章 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 1零件的作用1.2零件工艺分析 1.3零件的生产类型1.4选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图第二章 毛坯的选择和设计 2.1选择毛坯及毛坯热处理 2.2确定机械加工余量、毛坯尺寸2.3确定毛坯尺寸  2.4设计毛坯图第三章 工艺路线的拟定 3.1定位基准的选择

2、3.2零件表面加工方法的选择3.3制订工艺路线第四章 工序的设计 4.1 选择机床 根据不同的工序选择机床4.2 选择刀具 根据不同的工序选择刀具 4.3 选择量具 4.4 确定工序尺寸 第五章 夹具设计5.1 夹具设计的任务和目的5.2零件的材料与结构分析 5.3制定零件的工艺路线  5.4 确定夹具的结构方案 致谢参考文献 第一章 零件的工艺分析及生产类型的确定1.1 零件的作用 左臂壳体：是压缩机等有关机械的一个重要零件，对中间部分加工要求低，对两端

3、的加工精度要求比较高，尤其是左右端面有端面跳动要求，80及72的孔加工精度要求高，径向跳动有要求，右端80和52有同轴度要求，端面及外圆还有粗糙度要求，加工有困难。1.2 零件工艺分析  通过对该零件的重新绘制，知道原图样的视图基本正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。但左右两端的加工精度较高。要进行精加工才能达到要求。   该零件属于轴类回转体零件，它的中间部分是直接铸造出来的，无需加工。精加工可以保证跳动及粗糙度要求，在车床上一次装夹同时车80外圆及镗52内孔可以保证同轴度要求，左右两组4*13的孔在钻床上用钻套加工保证位置度，8F9和8N8的孔，精度

4、要求高，需要钻加工后铰，位置可以采用专用钻套来保证。1.3零件的生产类型 依设计题目知：Q=3000台/年，n=2件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取为10%和1%。带入公式得该零件的生产纲领 N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年零件是轻型零件，根据机械制造技术基础课程设计指南表2-1可知生产类型为大批生产。 第二章 毛坯的选择和设计 2.1 选择毛坯及毛坯热处理  由于零件的材料为HT200，并且零件结构相对较为复杂，因此采用铸造。从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。  毛坯的热处

5、理：灰铸铁（HT200）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸 由铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T 6414-1999）确定： （1）求最大轮廓尺寸  由零件图计算轮廓尺寸，长243mm，宽115mm，高155mm，故最大轮廓尺寸为243mm。 （2）选取公差等级IT  查

6、表得，铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得公差IT范围8-10级，取为9级。 （3）求铸件尺寸公差  根据加工面的基本尺寸及铸件公差等级IT，查表得，公差相对基本尺寸对称分布。 （4）求机械加工余量等级  查表得，铸造方法按机械造型、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围D-F级，取为E级。 （5）求RAM  对所有加工表面取同一数值，查表得，最大轮廓尺寸为243mm，机械加工等级为E级，得RAM为1.4mm。 （6）求毛坯尺寸  80外圆及72外圆台阶较小宜不铸出。 两组4*13mm，8N8mm孔，8F9

7、mm孔铰小，铸成实心。 52的孔属内腔加工，得 R=F-2RAM-CT/2=52-2.8-2.8/2=47.8mm     为了铸造简单，与45的孔铸成一样大小，故取直径为45mm.  长度方向为了铸造方便，不再铸造台阶，故长度方向取为243mm.2.3 确定毛坯尺寸 综上所述，确定毛坯尺寸见表2-1表2-1  左臂壳体毛坯（铸件）尺寸 零件尺寸单面加工余量铸件尺寸805（最小）100722.5115523.5452325（最小）2432.4 设计毛坯图（附件一）18第三章 工艺路线的拟定

8、60;3.1 定位基准的选择  本零件是带孔的柱状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选80孔和右端面为精基准。  以左端面作为粗基准。 3.2 零件表面加工方法的选择  本零件的加工面有外圆，内孔，端面，钻孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下： （1）80mm外圆面，公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra6.3um，径向跳动公差为0.04mm,需要粗车，半精车，精车。 （2）52mm的内孔

9、，公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra6.3um，需要粗镗，半精镗，精镗。 （3）右端面的表面粗糙度为Ra6.3um，端面跳动公差为0.05mm，需要粗车，半精车，精车。 （4）72mm外圆面，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra6.3um，径向跳动公差为0.04mm，需要粗车，半精车，精车。 （5）左端面的表面粗糙度为Ra6.3um，端面跳动公差为0.05mm，需要粗车，半精车，精车。 （6）左右1mm的台阶，未注尺寸公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra25um，粗车即可。 （7）两组4*13的孔，未注尺寸公差，公差等级按IT14，表面粗糙

10、度为Ra25um，钻即可。 （8）8N8的孔公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2um，8F8的孔公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，需要钻，铰。3.3 制订工艺路线（1）铸造。（2）清沙、检验。（3）以95的端面和45的孔为定位基准，粗车115的端面和66的孔。（4）以加工后115的端面和66的孔作为基准，粗车95的端面和80的外圆和45的孔。（5）以加工后的80的中心轴线和95的端面为定位基准，钻、铰左端8的孔。（6）以加工后的的8的孔和95的端面作为定位基准，钻左端4*13的孔。（7）以加工后的8的孔、72的轴线和115的端面为定位基准，钻右端4*13的孔，钻、铰右

11、端8的孔。（8）以加工后的95的端面和45 的孔为定位基准，精车66的孔。（9）以加工后的115的端面和66的孔为定位基准，精车80的外圆、45的孔和粗、精车52的孔。（10）去毛刺、清洗。（11）检验第四章 工序的设计 4.1 选择机床 根据不同的工序选择机床 （1）工序 3,4 是粗车，选用卧式车床能满足要求，选用CA6140即可。 （2）工序 8，9中的粗镗，半精镗和精镗，由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。 （3）工序 5,6，7加工孔，可采用专用的钻套和夹具在摇臂钻床上加工，故选Z3025摇臂钻床。&#

12、160;4.2 选择刀具 根据不同的工序选择刀具 （1）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用YG8，半精加工用YG3，精加工用YG3X。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀。 （2）4*13的孔选用13麻花钻（GB/T1438.11996），一次钻出，8F9和8N8的孔先用7麻花钻（GB/T1438.11996）钻出，再用8的锥柄机用铰刀铰孔。（GB/T11331984） 4.3 选择量具  本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形

13、状的特点，参考本书有关资料，选择如下。  外圆采用测量读数值为0.01mm的千分尺、槽和凸块的测量采用读书值为0.02的游标卡尺进行测量。孔径采用50100mm的内径千分尺即可（机械制造技术基础课程设计P161表4.46）。 4.4 确定工序尺寸 （1） 参照参考文献3机械加工工艺手册表2.3-59和参考文献4互换性与技术测量表1-8，可以查得： 80外圆：  粗车的精度等级：IT = 12，表面粗糙度Ra = 15um，尺寸偏差是3.0mm。  半精车的精度等级：IT = 10，表面粗糙度Ra = 5.2um，尺寸偏差是0

14、.12mm 精车的精度等级：IT = 7，表面粗糙度Ra = 1.6um，尺寸偏差是0.03mm  52内孔：  粗镗的精度等级：IT = 12，表面粗糙度Ra = 15um，尺寸偏差是0.3mm。 半精镗的精度等级：IT = 10，表面粗糙度Ra = 2.5um，尺寸偏差是0.12mm。 精镗的精度等级：IT = 7，表面粗糙度Ra = 1.6um，尺寸偏差是0.03mm右端面：  粗车的精度等级：IT = 12，表面粗糙度Ra = 15um，尺寸偏差是0.46mm。  半精车的精度等级：IT = 10，表面粗糙度Ra = 5.2um，尺寸偏差是0.1

15、85mm。 精车的精度等级：IT = 7，表面粗糙度Ra = 1.6um，尺寸偏差是0.046mm。表4-1左臂毛坯尺寸 加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精80外圆1.92.01.176.978.980Ra12.5Ra3.2Ra1.652内孔51.70.35051.752Ra12.5Ra3.2Ra1.6右端面3.71.31.0Ra12.5Ra3.2Ra1.6表4-2左臂f8F9的孔加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度钻铰钻铰钻铰8F9的孔80.27.88Ra12.5Ra3.2第五章 夹具设计5.1 夹具设计的任务和目的 &

16、#160; 夹具设计是机械制造技术基础课程的一个重要实践环节，它要求学生会全面地综合运用本课程及其有关选修课程的理论和实践知识进行工艺及结构的设计。 5.1.1设计任务   本次设计是对左臂壳体左面的4*13的孔加工的钻床夹具设计。 5.1.2设计目的 （1）让学生能够熟练的运用机械制造工艺学的基本知识理论和夹具设计原理，培养学生分析和解决问题的能力。 （2）通过实践让学生学会理论联系实际，能够独立自主的解决机械加工中遇到的问题。 5.2零件的材料与结构分析   零件的材料为

17、HT200，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在外圆加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：    （1）根据零件的总体加工特性，左端115和右端95的端面为整个机械加工过程中主要的基准面，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来。  （2）左端72和右端80的端面没有技术要求，粗加工即可，而左端72和右端80的外圆要求其径向跳动为0.04-0.06之间，为了保证其径向跳动符合技术要求，先粗车左端72的外圆，再粗车右端80的外圆，然后精车左端72外圆，再精车右端80的

18、外圆，为了保证52孔和80的外圆同轴度偏差不超过0.025，精车80外圆后，直接粗、精52孔就可以保证了。精车左端72的外圆要求其表面粗糙度为6.3，其尺寸精度等级为8级，右端80的外圆要求其表面粗糙度为3.2，其尺寸精度等级为7级，因此此道工序中外圆和孔的加工是一个难点，需要选择适当的加工方法来达到此孔加工的技术要求。    （3）由于右端8的孔要求以80的中心轴线和95的端面作为基准进行定位，且其所要求的表面粗糙度为3.2，尺寸精度等级为9级，因此钻孔后需要进行扩孔才能达到技术要求，需要选择适当的加工方法达到此孔加工的技术要求。钻4*13孔时，需要以95的端面

19、和8的作为基准进行定位，因此需要先加工8的孔，才能保证其技术要求，由于4*13孔的表面粗糙度要求为25，故一般加工即可达到其技术要求。  （4）由于左端13的孔要求以72的中心轴线、115的端面和右端8的孔作为基准进行定位，没有粗糙度和加工精度的要求，故一般加工即可达到技术要求。钻8孔时，其所要求的表面粗糙度为3.2，尺寸精度等级为8级，因此钻孔后需要进行扩孔才能达到技术要求，需要选择适当的加工方法达到此孔加工的技术要求。 5.3制定零件的工艺路线  5.3.1机械加工工艺顺序分析 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶

20、段先加工115和95的端面。 （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，即先粗车左端72的外圆，再右端80的外圆，然后精车左端72的外圆，再精车右端80的外圆和粗、精车52的孔。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工72和80外圆，再加工52的孔，基于之前做好左边8N8的校空，然后加工左边4*13的孔。  3.3左臂壳体左面的4*13孔孔加工工序设计   由于本次设计主要是对13孔加工的专用夹具设计，故对13孔加工工序过程进行详细分析如

21、下：  机床确定：摇臂钻床Z3025  刀具确定：12硬质合金直柄麻花钻和13锥柄扩孔钻，刀具参数：d=12mm,l=109mm,l1=69mm；d=13mm,L=156mm,l=75mm  量具确定：由于本工序的13孔尺寸精度要求不高，故采用一次钻即可。  走刀长度：l=47mm  切削次数：1次  切削深度：ap=16mm  进给量和切削速度的确定 由零件材料的硬度和被加工孔的尺寸。查机械制造技术基础课程设计主编：陈立德  

22、;附表4.22可得粗加工取f=0.5mm/r,取Vc=25mm/min，精加工取f=0.2mm/r,取Vc=32mm/min，  主轴转速确定 由主轴转速计算公式：n=1000Vc/D得 n=1000*25/3.14*7=1137r/min，n=1000*32/3.14*8=1273r/min，    查Z525主轴转速表取n=1600r/min    校核实际切削速度Vc=nD/1000=40mm/min  基本时间确定：由钻削机动时间计算公式：

23、0;         Tj=L+L1+L2/f*n    L1=D/2 cotK+（1+2）  L2=14                取L=47mm,L1=4,L2=3则Tj= （L+L1+L2）/f*n =0.108min 四、左臂壳体13孔加

24、工专用夹具设计   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。本次将为128孔加工设计专用夹具，本夹具将用于摇臂钻床Z3025，刀具为硬质合金直柄麻花钻和13锥柄扩孔钻 5.4 确定夹具的结构方案 5.4.1确定定位方案，选择定位元件   根据我们所选择的工序来详细观察零件图，根据图中零件所要求的位置尺寸，以及形位精度要求，来确定夹具的结构方案。   本道工序13孔的位置精度要求不高，没有同轴度要求，但是尺寸精度等级要求较高，故采用12的钻头钻削后，还需要13的

25、扩孔钻进行扩孔。由于13孔表面粗糙度为3.2，故需要钻削后进行扩孔才可达到要求。该工序零件的装夹可以采用典型的“六点定位”原则进行装夹。由于80的中心轴线和95的端面为该工件的主要定位基准，故以由于零件是一个壳体零件80的中心轴线为主定位面，可以采用1个长销进行定位，以95端面进行定位时，可以用95的右端面进行定位，间接的保证了图示的技术要求。由于零件是一个壳体零件，以95的左端面做为导向面。具体定位方案及定位结构详见夹具装配图。    5.4.2确定导向装置   由于本工序的13孔加工精度较高，采用一次钻削加工达不到尺寸精

26、度和表面粗糙的要求，但钻孔时需要钻套来保证钻削加工时钻头的位置，从而保证13孔的位置精度。由于该零件为大批大量生产，钻套有可能会磨损。故可以采用可换钻套。如装配图所示可换钻套与衬套的配合尺寸为18F7/m6,衬套和钻模板的配合尺寸为22 F7/n6. 1.确定加紧机构  在机械加工工艺设计中，已经确定气门摇臂轴支座的生产类型为大批量生产，故在确定夹紧机构时，应该做到装夹方便、省时，省力的要求，在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构夹紧工件。如夹具装配图所示，在零件的前端夹具体上设计一个螺旋夹紧机构，通过转动手柄使夹紧元件的圆柱端面压紧72外圆的前端面，从使零件在夹具体上被夹紧。当加工完毕后，只需松动螺旋夹紧机构的手柄，零件即可从右端取出。 2.夹具体的设计   夹具体的设计应通盘考虑，使上述各部分通过夹具体能够有机的联系起来，形成一个整体。