夹具课程设计说明书

..机械制造与修理工艺课程设计说明书设计题目：设计喷油泵弹簧座的机械加工工艺流程中南大学20XX12月26日目录一、机械制造工艺学课程设计的目的..................................3二、机械制造工艺学课程设计的任务与要求............................3三、喷油泵下弹簧座零件图..........................................4四、课程设计说明书1零件的分析1.1零件的作用.................................................51.2零件的工艺分析.............................................52零件的生产类型..................................................53毛坯的确定3.1确定毛坯类型和制造方法.....................................53.2估算毛坯的机械加工余量.....................................73.3绘制毛坯简图...............................................74零件的热处理....................................................85定位基准的选择5.1有关基准选择的说明..........................................75.2确定零件的定位基准.........................................86拟定机械加工路线6.1选择加工方法...............................................86.2拟定加工工艺路线...........................................97加工余量及工序尺寸的确定........................................108确定切削用量及工时..............................................12五、夹具设计........................................................25六、设计总结.....................................................26七、参考文献.....................................................26一、设计的目的机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学、进行了生产实习之后所进行的又一个教学环节。它一方面要求学生通过设计来获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力,另外,也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生应当通过机械制造工艺学课程设计在下述各方面得到锻炼：能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧、工艺路线安排、工艺尺寸确定等基本问题。为毕业设计时零件结构工艺性审查打下良好基础。提高结构设计能力。学生必须设计出解决现场生产问题的、简单可靠的工艺装备。学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种设计资料的名称、出处,能够做到基本熟练运用。设计任务与要求设计任务机械制造工艺学课程设计题目一律定为：设计××零件的机械加工工艺规程。生产纲领为成批生产或大量生产。设计出所指定零件的工艺卡片一套,含机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。要求进度及时间分配如下：①明确机械制造工艺学课程设计的任务与要求,熟悉零件,对零件进行工艺分析和审查,占10%；②工艺规程占70%；③撰写设计说明书,占20%。卡片,需用手工填写；说明书也用手工书写；最后,将二者装订成册。喷油泵下弹簧座零件图课程设计说明书1零件的分析1.1零件的作用喷油泵下弹簧的作用是支撑柱塞的。1.2零件的工艺性分析〔a弹簧座内孔的精度较高,各内孔表面的相对位置要求较高。由零件图上至下阶梯孔Φ13.5,Φ18,Φ24.5,所形成的表面B面对C面的同轴度不大于0.1；D、E面对C面的垂直度允差0.05；F面对C面的垂直度允差0.1。〔b>D、E、C面具有较高的精度要求,表面粗糙度的值为1.6um,是加工的关键表面。B面表面粗糙度为3.2um,是加工的重要表面。〔c调质硬度HB250~300,表面氮化深度0.10~0.30,硬度不低于HRC65,Φ64的外端平面和Φ38的上端平面允许不渗氮。〔d其余表面要求不高。2零件的生产类型由设计任务书知,零件为成批大量生产,故：毛坯的制造方法与加工余量：广泛采用模锻,机器造型等高效的方法；毛坯精度高,余量小。机床设备及机床布置：广泛采用自动机床、专用机床,采用自动线或专用机床流水线排列。夹具及尺寸保证：高效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸。刀具及量具：专用刀具、量具,自动测量。零件的互换性：全部互换,高精度偶件采用分组装配、配磨。工艺文件的要求：编制详细的工艺规程、工序卡片、调整卡片。生产率：高成本：底对工人的技术要求：对操作工人的技术要求较低,对调整工人的技术要求较高。3毛坯的确定3.1确定毛坯类型及制造方法零件材料为38CrMoAl,零件硬度不低于HRC65,且为成批大量生产,可确定毛坯类型为模锻。毛坯为阶梯圆台,因为是成批大量生产,可以节省原材料。3.2估算毛坯的机械加工余量查《机械制造工艺简明手册》P49表2-10可得出,下端面的机械加工余量为3.8mm,Φ64圆柱面机械加工余量为1.9mm,上端面机械加工余量为3.8mm,Φ38圆柱面机械加工余量为1.5mm,F面的机械加工余量为2.9mm。3.3绘制毛坯简图4零件的热处理锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前,以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前,这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴,在局部淬火或粗磨之后,还需进行低温时效处理。5定位基准的选择5.1有关基准的选择说明〔a粗基准的选用原则1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时,一般不选择加工表面作为粗基准。2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。3、粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低,粗糙度数值大,重复使用会造成较大的定位误差,因此,同一尺寸方向的粗基准,通常只允许使用一次。〔b精基准的选用原则1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合,以减少定位误差。2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面,以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候,可用互为基准的原则反复加工。4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时,可选择加工表面作为自身的定位基准。5.2确定零件的定位基准加工中,为了保证各主要表面的相互位置精度,选择定位基准时,应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则,并能在一次装夹中尽可能加工出比较多的表面,因此以C面轴线为精基准,以外圆面为基面。以上底面为粗基准,下底面为精基准。6拟定机械加工工艺路线6.1选择加工方法根据加工表面的精度和粗糙度的要求,查《机械制造工艺设计简明手册》得到内孔、平面的加工方案加工表面表面粗糙度加工方案上下端面6.3粗车→半精车Φ38圆柱面6.3粗车→半精车Φ64圆柱面6.3粗车→半精车Φ64圆柱外端F面3.2粗车→半精车→磨600圆锥面6.3粗镗→半精镗Φ24.5孔1.6钻→粗镗→半精镗→磨Φ18孔6.3钻→粗镗→半精镗Φ13.5孔6.3钻→铰过渡槽1.6粗铣→精铣→磨四个圆弧6.3粗铣→半精铣倒角6.3粗车→半精车宽12.5及17开槽6.3粗铣→半精铣6.2拟定加工工艺路线工序号工序名称工序内容设备定位基准1检验毛坯检验2热处理正火回火炉3粗车端面打中心孔粗车上下端面,打中心孔上下端面互为基准4粗车粗车Φ38圆柱外圆,Φ64圆柱外圆上下两端面中心孔5半精车半精车Φ38圆柱外圆,Φ64圆柱外圆上下两端面中心孔6粗车粗车F面上下两端面中心孔7钻钻Φ23,Φ17,Φ13孔8粗铣过渡槽Φ38圆柱外圆面9铰铰Φ13.5孔10粗镗粗镗Φ17.8,Φ24.2孔,600圆锥面11半精车半精车上下端面12粗车粗车上下倒角13半精车半精车上下倒角14半精车半精车F面15半精镗半精镗Φ18,Φ24.4及600圆锥面16半精铣过渡槽17粗铣粗铣宽12.5及宽17开槽18半精铣半精铣宽12.5,17开槽19粗铣四个圆弧20半精铣四个圆弧21渗氮22磨磨F面23磨磨过渡槽24磨磨24.5孔7加工余量与工序尺寸的确定上端面的加工余量查《简明机械加工工艺手册》〔以下简称"简明手册"P108表7-1的加工余量粗车2.8mm半精车1mm2.下端面的加工余量查《简明手册》P108表7-1的加工余量粗车2.8mm半精车1mmΦ64圆柱外圆的加工余量查《简明手册》P108表7-3的加工余量粗车1mm半精车0.9mmΦ38圆柱面外圆的加工余量查《简明手册》P108表7-3的加工余量粗车1mm半精车0.5mmF面的加工余量查《简明手册》p108表7-4表7-10的加工余量粗车2mm半精车0.6mm磨0.3mmΦ13.5孔的加工余量查《简明手册》p111表7-11及表7-13的加工余量钻13mm铰0.5mmΦ18孔的加工余量查《简明手册》p111表7-11及表7-13的加工余量钻17mm粗镗0.8mm半精镗0.2mmΦ24.5孔的加工余量查《简明手册》p111表7-11及表7-13的加工余量钻23mm粗镗1.2mm半精镗0.2mm磨0.1mm上倒角的加工余量查《简明手册》p108表7-3的加工余量粗车2mm半精车1mm下倒角的加工余量查《简明手册》p108表7-3的加工余量粗车0.7mm半精车0.3mm8确定切削用量及工时工序三粗车上下端面1.加工条件工件材料：38GrMoAl选取用模锻。加工要求：粗车上端面,然后粗车下端面。车床：查《工艺手册》选用C620-1卧式车床。刀具：因为C620-1卧式车床中心高为200mm,故选用刀杆B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。刀具材料选YT15牌号硬质合金钢。计算切削用量粗车上端面确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直径为41mm时f=0.4~0.5mm/r取f=0.5mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==621.87r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=610r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=20.5mm,根据表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=19mm,则L=39.5mm。故Tm=39.5/<610×0.5>=0.1295min〔2粗车下端面确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直径为67.8mm时f=0.5~0.7mm/r取f=0.6mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==375.87r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=380r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=33.9mm,根据《切削手册》表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=19mm,则L=52.9mm。故Tm=52.9/<380×0.6>=0.232min 工序四粗车Φ38圆柱外圆,Φ64圆柱外圆1.加工条件工件材料：38GrMoAl选取用模锻。加工要求：粗车Φ38圆柱外圆,Φ64圆柱外圆车床：查《工艺手册》选用C620-1卧式车床。刀具：因为C620-1卧式车床中心高为200mm,故选用刀杆B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。刀具材料选YT15牌号硬质合金钢。2.计算切削用量〔1粗车Φ38圆柱外圆确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直径为41mm时f=0.4~0.5mm/r取f=0.5mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==621.87r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=610r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=13.1mm,根据表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=2mm,则L=15.1mm。故Tm=15.1/<610×0.5>=0.0495min〔2粗车Φ64圆柱外圆确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直径为67.8mm时f=0.5~0.7mm/r取f=0.6mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==375.87r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=380r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=7.9mm,根据表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=2mm,则L=9.9mm。故Tm=9.9/<380×0.6>=0.04342min工序五半精车Φ38圆柱外圆,Φ64圆柱外圆1.加工条件工件材料：38GrMoAl选取用模锻。加工要求：半精车车Φ38圆柱外圆,Φ64圆柱外圆车床：查《工艺手册》选用C620-1卧式车床。刀具：因为C620-1卧式车床中心高为200mm,故选用刀杆B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。刀具材料选YT15牌号硬质合金钢。2.计算切削用量〔1半精车Φ38圆柱外圆确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,表面粗糙度Ra=6.3,副偏角kr’=5,得f=0.55~0.7mm/r取f=0.6mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==653.433r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=610r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=13.1mm,根据表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=2mm,则L=15.1mm。故Tm=15.1/<610×0.6>=0.0413min〔2半精车Φ64圆柱外圆确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,表面粗糙度Ra=6.3,副偏角kr’=5,得f=0.55~0.7mm/r取f=0.6mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==387.29r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=380r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=7.9mm,根据表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=2mm,则L=9.9mm。故Tm=9.9/<380×0.6>=0.04342min工序六粗车F面1.加工条件工件材料：38GrMoAl选取用模锻。加工要求：粗车F面车床：查《工艺手册》选用C620-1卧式车床。刀具：因为C620-1卧式车床中心高为200mm,故选用刀杆B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。刀具材料选YT15牌号硬质合金钢。计算切削用量粗车F面确定进给量f：刀杆尺寸为16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直径为41mm时f=0.5~0.7mm/r取f=0.6mm/r计算切削速度：车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min根据表1.27切削速度的计算公式为〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数《切削手册》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均见表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min确定机床主轴转速==398.18r/min,根据C620-1车床说明书,〔《切削手册》1.30>,选择nc=380r/min计算切削工时式中L=l+y+△,l=13mm,根据表1.26,车削时的入切量及超切量y+△=12.5mm,则L=25.5mm。故Tm=25.5/<380×0.6>=0.1118min工序七钻Φ23,Φ17,Φ13孔选用机床Z550型立式钻床〔1钻23孔f=0.28mm/r查《切削手册》表2.13及表2.14,按10类加工性考虑,查表v=8.5m/min=〔1000×8.5>/〔π×23=117.636r/min按机床选取nw=125r/min所以实际切削速度=〔π×23×125/1000=9.0275m/min切削工时式中L=l+y+△,l=5mm,入切量及超切量有表2.29查出y+△=8mm故tm=〔5+8/<125×0.28>=0.371min〔2钻17孔f=0.28mm/r查《切削手册》表2.13及表2.14,按10类加工性考虑,查表v=7m/min=〔1000×7>/〔π×17=131.069r/min查表2.36按机床选取nw=125r/min所以实际切削速度=〔π×17×125/1000=6.676m/min切削工时式中L=l+y+△,l=6mm,入切量及超切量有表2.29查出y+△=6.5mm故tm=〔6+6.5/<125×0.28>=0.357min〔3钻13孔f=0.28mm/r查《切削手册》表2.13及表2.14,按10类加工性考虑,查表v=6.8m/min=〔1000×6.8>/〔π×13=166.5r/min查表2.36按机床选取nw=185r/min所以实际切削速度=〔π×13×185/1000=7.556m/min切削工时式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量有表2.29查出y+△=5mm故tm=〔8+5/<185×0.28>=0.25min工序八粗铣过渡槽选择刀具,机床铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削的速度和刀具材料的消耗,不能任意选取,查《工艺手册》表11-19,铣削宽度aw≤4,铣削深度ap≤10,铣刀直径63~80,选择d0=80mm。硬质合金切槽铣刀,选用×A6132铣床选择切削用量铣削宽度ae=1mm,根据×A6132铣床说明书,〔表9.0,其功率为7.5KW,中等系统刚度,f=0.10mm/z,齿数z=6根据《切削手册》,确定v=25m/min则现采用×A6132铣床说明书,表3.30,取nw=118r/min故实际切削速度为mm/min查机床说明书选fm=75mm/min计算工时式中l=113.1mm根据表3.36,查得y+△=4mm,tm=〔113.1+4/75=1.56min工序九铰Φ13.5孔加工要求铰13.5孔选用机床Z550型立式钻床查《工艺手册》表8-14根据铰孔的切削用量选取,及表2.36Z550型立式钻床说明书,取f=0.4mm/r,切削速度v=4~10m/min则主轴转速为并按机床说明书表2.36,取主轴转速n=185r/min实际切削速度为切削工时计算工时式中l=8mm根据表2.29,查得y+△=5mm,tm=〔8+5/〔185×0.4>=0.1757min工序十粗镗Φ18,Φ24.5孔,600圆锥面<1>粗镗Φ18孔卧式T×617选择刀具为硬质合金钢材料,刀具类型为刀头,进给量f=0.3~1.0,取f=1.0切削速度vc=0.66~1.0m/s即vc=39.6~60m/min则主轴转速为r/min由于卧式T×617主轴转速为无级调速,故加工时的切削速度可为1073r/min.切削工时式中l=6mm根据表2.29,查得y+△=6.5mm,tm=〔6+6.5/〔1073×1>=0.01165min<2>粗镗Φ24.5孔卧式T×617选择刀具为硬质合金钢材料,刀具类型为刀头,进给量f=0.3~1.0,取f=1.0切削速度vc=0.66~1.