机械制造技术课程设计-手把零件加工工艺及钻φ8孔夹具设计.docx

目录序言错误!未定义书签。1 .零件图工艺性分析错误!未定义书签。1.1 零件结构功用分析错误!未定义书签。1.2 零件技术条件分析错误!未定义书签。1.3 零件结构工艺性分析错误!未定义书签。2 .毛坯选择42.1 毛坯类型42.2 毛坯余量确定42.3 毛坯草图53 .机加工工艺路线确定63.1 加工方法分析确定63.2 加工顺序的安排63.3 定位基准选择64 .工序尺寸及其公差确定75 .设备及其工艺装备确定86 .切削用量及工时定额确定97 .工艺设计总结148 夹具设计158.1.工序尺寸精度分析158.2.定位方案确定158.3.定位元件确定158.4.定位误差分析计算158.5.夹具总装草图16结论错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。制定手把的加工工艺，设计钻孔至中7.8；粗较7.8孔至7.96;精校7.96孔至8的钻床夹具，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，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。课程设计是我们对我所学知识的深入综合性的总结，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。L零件图工艺性分析1.1 零件结构功用分析手把，器物上手拿的地方，也是机械配件。/Rail5图-手把零件图1.2 零件技术条件分析手把共有四个加工表面，现分述如下：1 .手把36端面，粗糙度Ra6.32 .手把20两端面，粗糙度Ral2.53 .手把祀孔,粗糙度RaL64 .手把8孔，粗糙度Ral.65 .3零件结构工艺性分析零件的结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性与经济性。零件结构工艺性审查如下所述：1 .避免设置倾斜的加工面，以便减少装夹次数。2 .改为通孔或扩大中间孔可减少装夹次数，保证孔的同轴度。3 .被加工表面设置在同一平面，可一次走刀加工，缩短调整时间。4 .避免内表面、内凹面的加工，利于提高效率，保证精度。5 .加工螺纹时应留有退刀槽，或具有螺纹尾扣，以方便退刀。6 .将支承面改为台阶式，将加工面铸出凸台、保留精加工面的必要长度，以减少加工面，提高效率，保证精度。7 .避免在斜面上钻孔，避免钻头单刃切削，防止刀具损坏和孔中心偏斜。8 .避免深孔加工，改善排屑和冷却条件。9 .刀具应易于加工切削部位，避免采用接长钻头等非标准刀具。2.毛坯选择2.1 毛坯类型手把零件材料为HT150,由机械制造工艺设计简明手册表1.3/常用毛坯的制造方法与工艺特点，采用金属型浇注。2.2 毛坯余量确定手把零件材料HT150,由机械制造工艺设计简明手册表1.3-1常用毛坯的制造方法与工艺特点，选择金属型浇注，精度等级CT79,加工余量等级F。L手把36端面的加工余量手把36端面，由机械制造工艺设计简明手册表2.24铸件机械加工余量知，单边加工余量Z=2.0,36端面粗糙度Ra6.3,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8平面加工的经济精度与表面粗糙度知，粗铳即可达其精度要求。2 .手把20两端面的加工余量手把20端面，由机械制造工艺设计简明手册表2.24铸件机械加工余量知，单边加工余量Z=2.0,G20端面粗糙度Ral2.5,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8平面加工的经济精度与表面粗糙度知，粗铳即可达其精度要求。3 .手把21孔的加工余量手把21孔的尺寸不大，故采用实心铸造，中21孔粗糙度Ral.6,再由机械制造工艺设计简明手册表2.3-8基孔制7级精度（H7）孔的加工，首先钻孔至19,再扩中19孔至20.8,接着粗钱20.8孔至20.96,最后精锐中20.96孔至中21。4 .手把8孔的加工余量手把8孔的尺寸不大，故采用实心铸造，8孔粗糙度Ral.6,再由机械制造工艺设计简明手册表2.3-8基孔制7级精度（H7）孔的加工，首先钻孔至7.8,再粗较7.8孔至7.96,最后精较中7.96孔至8。图2-1手把毛坯图3 .机加工工艺路线确定3.1 加工方法分析确定L所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求。3.2 件材料的性质和热处理要求例如，淬火钢的精加工需要用磨削，因为一般淬火表面只能采用磨削。有色金属的精加工因材料过软容易堵塞砂轮而不宜采用磨削，需要用高速精细车和精细键等高速切削的方法。3.3 件的生产类型。选择加工方法必须考虑生产率和经济性。大批量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。例如，加工孔、内键槽、内花键等可以采用拉削的方法；单件小批量生产则采用刨削、铳削平面和钻、扩、较孔。4.本厂现有设备状况和技术条件。手把36端面，采用铳削加工，36端面表而粗糙度Ra6.3,一步铳削即可满足其精度要求；手把20两端面，采用铳削加工，20两端面表面粗糙度Ral2.5,一步铳削即可满足其精度要求；手把21孔，采用钻削加工；21孔表面粗糙度Ral.6,四步钻削即钻一一扩一一粗钱一一精校方可满足其精度要求；手把8孔，采用钻削加工，8孔表面粗糙度Ral.6,三步钻削即钻一粗较一一精校方可满足其精度要求。3.4 加工顺序的安排手把的加工包含：粗铳、钻、扩、粗钱和精钱等机构加工工序，手把零件材料HT150,灰铸铁一般采用人工时效处理，加工完之后，再进行抛丸处理，检验各加工表面是否达到要求，涂防锈漆，包装、入库。综上所述，手把零件的工序安排：工序01：金属型浇注工序02：人工时效处理工序03：铳36端面工序04：铳20两端面工序05：钻孔至19；扩619孔至20.8；粗较20.8孔至620.94；精锐20.94孔至21工序06：钻孔至中7.8；粗钱7.8孔至7.96；精锐中7.96孔至8工序07：去毛刺工序08：检验至图纸要求工序09：包装、入库3.5 定位基准选择如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。故选用手把618外圆作为定位粗基准。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。故采用手把中36端面和621孔定位。4 .工序尺寸及其公差确定加工表面尺寸及公差mm精度等级表面粗糙度Ra/加工方案备注36端面36IT8Ra6.3粗铳表1.4-820两端面20IT8Ral2.5粗铳表1.4-821H7孔21H7J0021IT7Ra1.6钻一扩一粗被一精钱表1.4-78H7孔8H7°sIT7Ral.6钻一扩一粗较一精较表1475 .设备及其工艺装备确定工序03：铳36端面，刀具：圆柱铳刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铳床X52K工序04：铳20两端面，刀具：圆柱铳刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铳床X52K工序05：钻孔至19；扩19孔至20.8;粗钱20.8孔至20.94；精较中20.94孔至中21,刀具：麻花钻、扩孔钻、钱刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具:专用夹具；机床：立式钻床Z525工序06：钻孔至中7.8；粗钱中7.8孔至7.96；精较7.96孔至8,刀具：麻花钻、扩孔钻、被刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z5256 .切削用量及工时定额确定工序03：铳36端面1 .选择刀具刀具选取圆柱铳刀d。=IOmm,v=20mmmin,圆柱铳刀齿数i=l2 .决定铳削用量决定铳削深度ap=2.0mm决定每次进给量及切削速度IOOOv _ 1000x20d 万l 637rmin按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取与=600rZmin当凡,=600rmin时=fznw=0.2×1×600=120加77按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3 .计算工时_L»,I,/+/.+/,.式中U=：JMz.式中=yae(d-ae)+(13)mm4 =(35)n注：Zw二为工作台的水平进给量，mm/min=yae(d-ae)+(1-3)mm=2.5×(10-2.5)+(1-3)mmGj4.3mm+(13)mmQ(5.37.3)mmTj =36 + 6.5 + 4118×1 min 0.394min工序04：铳20两端面1 .选择刀具刀具选取圆柱铳刀d0=Oiwn,v=20mmmin,圆柱铳刀齿数i=l2 .决定铳削用量决定铳削深度ap=2.0mm决定每次进给量及切削速度IOOOv _ 1000x20d 万l 637rmin按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,X52K机床标准选取与=600rZmin当凡,=600rmin时=fznw=0.2×1×600=120加77按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,X52K机床标准选取3 .计算工时_L»,I,/+/.+/,.式中U=-f式中4=yae(d-ae)+(13)mm4 =(35)n注：Zw二为工作台的水平进给量，mm/min=yae(d-ae)+(1-3)mm=2.5×(10-2.5)+(1-3)mmGj4.3mm+(13)mmg=j(5.37.3)mmTj =Z ÷ 7 ÷ Z2 .20 + 6.5 + 4118× 2 min 0.517min工序05：钻孔至序19；扩19孔至20.8；粗钱中20.8孔至20.94；精锐20.94孔至21工步一：钻孔至中19确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量=0.10.8L初%，根据参考文献IV表4.2-13,取/=0.28m加主轴速度：主轴转速=97136(Wmin,根据参考文献IV表4.2-12,取w=545rmin故实际切削速度为V=型风=丑9笆X33mmin100O1000切削工时：=15mm,1=9.5mm,Z2=0,走刀次数i二l贝U机动工时为tm='+4+1i="+9,+OXJrnn%Q161innwf545X0.28工步二：扩工孔至20.8利用扩孔钻将19孔至中20.8,根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取=0l0.81加7，根据参考文献IV表4.2-13,取f=OAlmtnIr则主轴转速为=97136(Wmin,根据参考文献IV表4.2-12,取w=680rmin故实际切削速度为y=型见=丝空逊=44mmin10001000切削工时：=15mm,1=0.9三,2=0,走刀次数i二l则机动工时为t-,+4+1/=15+0.9+0X”而起038ninnwf680×0.17工步三：粗校中20.8孔至20.94确定进给量/：根据参考文献Iv表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量/=0.10.81加%，根据参考文献IV表4.2-13,取/=0.13主轴速度：主轴转速=97136(Wmin,根据参考文献IV表4.2-12,取7=960r/min故实际切削速度为U=型出="跑生%63mmin10001000切削工时：=15mm,Z1=0.07m,2=0,走刀次数i二l则机动工时为&='+4+1i=15+007+2XimnX().137ninnwf960×0.13工步四：精锐20.94孔至21H7确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量/=。10.81板?，根据参考文献IV表4.2-13,f=00mmr主轴速度：主轴转速=97136(kmin,根据参考文献IV表4.2-12,取n=1360rmin故实际切削速度为V=型凸=二21x1360。90m/min100010切削工时：=15mm,4=0.035，Z2=O,走刀次数i=l则机动工时为t="+4+1j=15+0.03+0Xmn0.111minnwf1360×0.10工序06：钻孔至序7.8；粗钱7.8孔至67.96；精较中7.96孔至8工步一：钻孔至7.8确定进给量/：根据参考文献15,P159,表4.2-14知，主轴进给量=0.1-0.8bwwr,根据参考文献15,P160,表4216,取/=0.28相机/r主轴速度：主轴转速=971360rmin,根据参考文献15,P159,表4.2-15,取=545/7min故实际切削速度为y=型丛="x78x545-13mmin10001000切削工时：/=20mm,h=3.9mm,I2=Inim,走刀次数i二l则机动工时为20 + 3.9 + 2545 ×0.28× 1 nin 0.170 min工步二：粗较中7.8孔至7.96确定进给量/：根据参考文献15,P159,表4.2-14知，主轴进给量/=0.10.81机?，根据参考文献15,P160,表4.2-16,取/=0.13机主轴速度：主轴转速九=971360rmin,根据参考文献15,P159,表4.2-15,取=960/min故实际切削速度为V=7j.×96024m/min10001000切削工时：/=20mm,1=0.08mm,I2=2mm,走刀次数i二l则机动工时为w='+4+i=.+2XjnjnX0177minnwf960×0.13工步三：精锐中7.96孔至中8H7确定进给量/：根据参考文献15,P159,表4.2-14,主轴进给量=0.10.8L初77，根据参考文献15,P160,表4.2-16,=00mmr主轴速度:主轴转速=97136(Wmin，根据参考文献15,P159,表4.2-15,取n=1360rmin故实际切削速度为v=L=8×136034mmin100010切削工时：/=20mm,1=0.02mm,I2=2nn»走刀次数i二l则机动工时为tm=，+4+Ai=如+。2+2X1min0.162minnwf1360×0.107.工艺设计总结本设计中是对手把零件加工工艺的编制，使对零件加工过程的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择,采用什么方式定位,夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。8夹具设计8.1 工序尺寸精度分析手把钻中8孔夹具，手柄中8孔精度等级H7,查表知8孔公差为泮h',粗糙度Ral.6o8.2 定位方案确定选用已加工的36端面、21H7孔及18外圆定位。8.3 定位元件确定常用的定位元件有支承板、支承钉:A型固定式定位销、B型固定式定位销、定位销、固定V型块等，此夹具采用工件中36端面、21H7孔及18外圆，对应的定位元件为：A型固定式定位销、定位销。8.4 定位误差分析计算1 .基准位移误差AY由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用八丫表示。工件以21H7孔在轴上定位钻、粗钱、精钱8H7孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算、Ymaxmin=Q("max-dnin)式中基准位移误差，mmDmaX孔的最大直径，mmdnin轴的最小直径，mm=(Dinax-Jmin)=×(21.021-20.967)mm=0.027mm2 .基准不重合误差AB加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用AB表示。基准不重合误差为金=!当式中b基准不重合误差，mm»d工件的最大外圆面积直径公差，mm=¾=×0.02Imm=0.0105mmb2j23 .5夹具总装草图图8-1装配图结论这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献Ul李益民.机械制造工艺设计简明手册S.北京：机械工业出版社,201212卢秉桓.机械制造技术基础M.机械工业出版社,2008.1213顾鹏展.金属材料与工艺M.电子工业出版社,2017.741肖继德.机床夹具设计IML机械工业出版社,201315胡岗.机械制造工艺与机床夹具设计指导书M.机械工业出版社.2016.916韩锡勋,计志孝.高等学校毕业设计（论文）指导手册机械卷S.北京：高等教育出版社,200817陆剑中,周志明.金属切削原理与刀具M.北京：机械工业出版社,201018白海清.机床夹具及量具设计M.重庆大学出版社,2013.219孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京：冶金工业出版社,201210柯明扬.机械制造工艺学M.北京：北京航空航天大学出版社,2008111冯道.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册S.上海：上海科学技术出版社,20111121傅水根.机械制造工艺学基础M.北京：清华大学出版社,2011