机械制造技术课程设计-差动轴机械加工工艺规程及夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u16753第1章零件分析和毛坯设计 2289671.1零件工艺分析及生产类型确定 2108211.2毛坯类型及毛坯图设计 35083第2章机械加工工艺规程设计 538932.1基准选择 5204812.2工艺方案拟定 590922.2.1零件表面加工方法选择 571632.2.2机械加工工艺路线拟定 6316222.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 6236172.4主要工序切削用量及时间定额计算 7280082.4.1基本计算方法 7193572.4.2工序计算 814574第3章钻床夹具设计 15251783.1工序内容及加工要求 19139303.2定位方案及定位误差计算 1971483.2.1定位方案 1936513.2.2定位误差计算 20140403.3夹具结构设计及工作流程 2017849第4章经济技术分析 23104734.1工艺成本 2348154.2改进分析 234592第5章结论 2414464参考文献 25辽宁工业大学课程设计说明书（论文）XX工业大学课程设计说明书（论文）第1章零件分析和毛坯设计1.1零件工艺分析及生产类型确定本零件材料为45钢,其力学性能:抗拉强度，屈服强度，硬度。毛坯形式为模锻件，生产批量为20000件/年，生产纲领为大批生产。零件的主要作用是支承。从零件图上得到该零件的表面要求，差动轴Φ25外圆粗糙度Ra1.6，Φ25孔粗糙度Ra1.6，3×12键槽粗糙度Ra1.6，其余加工表面粗糙度均为Ra3.2。表1.1主要技术要求加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Φ25外圆25IT81.646×46左右端面46IT103.246×46前后端面46IT103.2Φ25端面112IT103.2Φ25孔25IT81.6宽8槽8IT103.2M5-6H螺纹5IT103.2图1.1差动轴零件图1.2毛坯类型及毛坯图设计根据材料和生产纲领，选择毛坯为模锻件，毛坯图设计如图1.2所示图1.2毛坯图第2章机械加工工艺规程设计2.1基准选择如图2.1，根据粗精基准选择原则，选择粗基准为46×46端面，精基准选择Φ25外圆，以保证加工质量。图2.1零件图2.2工艺方案拟定2.2.1零件表面加工方法选择表2.1零件表面加工方法加工表面尺寸及精度表面粗糙度加工方法Φ25外圆25、IT81.6粗车、半精车46×46左右端面46、IT103.2粗铣、半精铣46×46前后端面46、IT103.2粗铣、半精铣Φ25端面112、IT103.2粗车、半精车Φ25孔25、IT101.6钻、扩、铰宽8槽8、IT103.2铣M5-6H螺纹5、IT103.2钻、攻2.2.2机械加工工艺路线拟定表2.1工艺路线加工阶段加工内容Ⅰ粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；半精车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15；攻M2-6H螺纹深10Ⅱ掉头粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；半精车Φ25端面、46×46左端面、Φ25外圆；钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15；攻M2-6H螺纹深10Ⅲ粗铣前后端面；半精铣前后端面；倒角8×45°IV粗铣顶面、底面；半精铣顶面、底面；倒角8×45°V钻孔至Φ23；扩Φ23孔至Φ24.8；铰Φ24.8孔至Φ25；倒角1×45°VI宽8槽2.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定表2.2Φ25端面尺寸参数工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精车0.51120.039112粗车1.5112.50.16112.5毛坯2.01141.4114表2.3Φ25外圆尺寸参数工序名称工序余量工序尺寸工序公差尺寸偏差半精车0.5250.03925粗车1.5260.1626毛坯2.0291.429表2.446×46端面尺寸参数工序名称工序余量工序尺寸工序公差尺寸偏差半精铣0.5460.03946粗铣1.546.50.1616.5毛坯2.0481.448表2.5Φ25孔尺寸参数工序名称工序余量工序尺寸工序公差尺寸偏差铰0.125+0.03315扩0.924.80.03924.8钻11.5230.1623毛坯0000表2.6M5-6H尺寸参数工序名称工序余量工序尺寸工序公差尺寸偏差攻丝0.450.165钻64.2毛坯0000表2.7宽8槽尺寸参数工序名称工序余量工序尺寸工序公差尺寸偏差铣4.080.168毛坯00002.4主要工序切削用量及时间定额计算2.4.1基本计算方法（1）机床主轴转速计算公式铣床：（2.1）式中：n主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)刀具直径(mm)（2）时间计算公式X+y+z=1000（2.2）2.4.2工序计算1.粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；半精车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15；攻M2-6H螺纹深10图2.2粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；半精车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15；攻M2-6H螺纹深10（1）加工条件机床：卧式车床CA6140夹具：四爪卡盘量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆，Ra6.3刀具：车刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=200（3）时间定额的计算mmmm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：卧式车床CA6140夹具：四爪卡盘量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：半精车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆，Ra3.2、Ra1.6刀具：车刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=320（3）时间定额的计算mmmm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：卧式车床CA6140夹具：四爪卡盘量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15，Ra6.3刀具：Φ4.2麻花钻(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=200（3）时间定额的计算mm盲孔时mm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：卧式车床CA6140夹具：四爪卡盘量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：攻M2-6H螺纹深10，Ra3.2刀具：M5丝锥(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=320（3）时间定额的计算mm盲孔时mm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间2.掉头粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；半精车Φ25端面、46×46左端面、Φ25外圆；钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15；攻M2-6H螺纹深10与工序1计算相同图2.3掉头粗车Φ25端面、46×46右端面、Φ25外圆；半精车Φ25端面、46×46左端面、Φ25外圆；钻M5-6H螺纹底孔Φ4.2深15；攻M2-6H螺纹深103.粗铣前后端面；半精铣前后端面；倒角8×45°图2.4粗铣前后端面；半精铣前后端面；倒角8×45°（1）加工条件机床：立式铣床X52K夹具：铣夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：粗铣前后端面，Ra6.3刀具：Φ20立铣刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=150（3）时间定额的计算mmmm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：立式铣床X52K夹具：铣夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：半精铣前后端面，Ra3.2刀具：Φ20立铣刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=235（3）时间定额的计算mmmm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：立式铣床X52K夹具：铣夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：倒角8×45°，Ra3.2刀具：Φ20立铣刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=235（3）时间定额的计算mmmm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间4.粗铣顶面、底面；半精铣顶面、底面；倒角8×45°与工序3计算相同图2.5粗铣顶面、底面；半精铣顶面、底面；倒角8×455.钻孔至Φ23；扩Φ23孔至Φ24.8；铰Φ24.8孔至Φ25；倒角1×45°图2.6钻孔至Φ23；扩Φ23孔至Φ24.8；铰Φ24.8孔至Φ25；倒角1×45°（1）加工条件机床：立式钻床Z525夹具：钻夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：钻孔至Φ23，Ra6.3刀具：Φ23麻花钻(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=195（3）时间定额的计算mm，mm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：立式钻床Z525夹具：钻夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：扩Φ23孔至Φ24.8，Ra3.2刀具：Φ24.8扩孔钻(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=272（3）时间定额的计算mm，mm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间（1）加工条件机床：立式钻床Z525夹具：钻夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：铰Φ24.8孔至Φ25，Ra1.6刀具：Φ25铰刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=392（3）时间定额的计算mm，mm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间6.宽8槽图2.7宽8槽（1）加工条件机床：插床B5020夹具：铣夹具量具：游标卡尺0～125（精度0.02）加工要求：插8槽，Ra3.2刀具：插刀(2)背吃刀量mm,mm/r,m/min由公式2.1得主轴转速由机床转速表取=200（3）时间定额的计算mmmm由公式2-3得基本时间由公式2-4得辅助时间

第3章钻床夹具设计3.1工序内容及加工要求本道工序为第5道工序，钻孔至Φ23；扩Φ23孔至Φ24.8；铰Φ24.8孔至Φ25；倒角1×45°，用固定V型块、A型支承钉和可调支承钉定位。图3.1工序简图3.2定位方案及定位误差计算3.2.1定位方案采用固定V型块、A型支承钉和可调支承钉定位工件，固定V型块与差动轴Φ25外圆配合定位，限制四个自由度，Y轴移动、Y轴转动、Z轴移动和Z轴移转动，A型支承钉与差动轴Φ25端面配合定位，限制一个自由度，即X轴移动，可调支承钉与底面配合定位限制一个自由度，即X轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。3.2.2定位误差计算定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图3.2所示图3.2用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。根据相关公式和公差确定具体变动量。如图3.3，两个极端情况：情况1：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"高"得加工尺寸；情况2：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"低"得加工尺寸。且该工序定位误差图3.3定位误差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.3923.3夹具结构设计及工作流程首先分析零件的加工工艺方案，然后根据其中一道重要工序重点分析并且设计专用夹具，根据该道重点工序的加工方式分析其应该应用的夹具，选择夹具的材料，根据零件加工部位的尺寸选择合适的装夹工件，对工件进行定位夹紧。图3.4夹具图主视图图3.5夹具图俯视图第4章经济技术分析4.1工艺成本工艺成本是指直接与工艺过程有关的各种费用的总和。工艺成本由两部分构成:(1)可变费用。它在单位时间内与产量成正比例变化，如生产工人工资、主要原材料费用、动力费用、部分工具消耗等。(2)不变费用。它在单位时间内与产量不成正比例变化，如厂房和设备的折旧费、维护费、车间经费、企业管理费等。当年产量未定时，可利用年度工艺成本与年产量的线性关系，用图解法求出临界产量，并与实际产量相比，来判断与评价方案的优劣。如果对几个技术上等效的工艺方案进行选择，一般需用各方案的工艺成本来比较，工艺成本最低者便是最佳方案4.2改进分析1.减少夹具重量根据夹具材料的特点，可以考虑采用轻质材料。2.提高夹具粘合力夹具与工件之间的粘合力是关键因素之一。我们可以采用新型材料或者新的涂层技术，以提高夹具与工件的粘合力。3.加强夹具功能夹具的功能应该满足不同加工要求。我们可以采用可调节、可伸缩等设计，以实现夹具的灵活性和多功能性。4.提高夹具精度夹具应该保证较高的加工精度。我们可以采用精密加工、液压夹紧、真空吸盘等技术，以提高夹具的加工精度和稳定性。第5章结论在老师的指导下顺利地完成了支座的夹具设计，并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进，但是在经济上合理、在生产上可行。此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后，熟悉并运用相关手册查工艺参数，计