机械制造技术课程设计轴阶套加工工艺及铣 70左端面夹具设计.doc

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1、辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目： 轴阶套零件机械加工工艺规程及铣70左端面工艺装备设计班级：汽车081班姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2011.6.22 任 务 书一、设计题目: 轴阶套零件机械加工工艺规程及铣 70左端面工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学

2、生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、指导

3、教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。综合评定成绩： 指导教师日期摘要本课程设计主要内容包括轴阶套的加工工艺过程设计和铣铣70左端面的专用夹具设计，在课程设计过程中完成了零件图、毛坯图、夹具体装配图和夹具体零件图的绘制。填写机械加工工艺过程综合卡片、与所设计夹具对应那道工序的工序卡片。机械制造技术基础课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于冷岳峰老师的悉心指导，同学们的耐心解答。

4、在设计过程中，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在同学们的帮助下，通过请教老师，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在此，十分感谢冷岳峰老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。AbstractThis course design main content includes shaft order set of processing technology process design and milling milling 70 left end of the special jig design, in the curriculum design proces

5、s finished parts graph, blank figure, clip assembly drawings with specific and concrete component drawing. Fill in the machining process, and the comprehensive card for fixture design corresponding that process to process card.Mechanical manufacturing technology foundation course design is in our co

6、mpleted all courses for the basic courses, most professional class, technology after. This is about what we all course a comprehensive review of the deep, is also a theory with practice of training.To be able to complete the course of design, must first aid in the teacher Leng of meticulous guidance

7、, the classmates patiently answered. In the design process, lack of actual production experience, resulting in design met a lot of questions. But with the help of the classmates, through the consult the teacher, read material, check reference book, in the process of solving design and a problem. Her

8、e, thank you very much for cold YueFeng the teachers guidance, thank the students help each other.目录1零件工艺性分析11.1零件的用途11.2零件的技术要求11.3审查零件的工艺性52零件毛坯的确定52.1零件的生产类型52.2毛坯的种类和制造方法62.3零件各表面的加工方法72.4确定毛坯尺寸93 机械加工工艺规程设计93.1 拟定工艺路线93.1.2 工序顺序的安排103.2指定工序设计（铣70左端面）113.2.1确定加工方案113.2.2确定加工余量114铣70左端面专用机床夹具设计12

9、4.1定位方案的设计124.2定位误差分析与计算134.2.1 定位元件尺寸公差的确定144.3夹紧装置的设计144.5夹具结构设计及操作简要说明155 方案综合评价与结论156体会与展望16参考文献181零件工艺性分析1.1零件的用途轴阶套，在运动部件中，因为长期的磨擦而造成零件的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损，当轴阶套或衬套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换轴或座的成本.1.2零件的技术要求轴阶套属于盘类零件，技术要求为锻火件退货，HBS200，材料：45钢。轴阶套共

10、有一下几组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：外圆的加工表面，这一组加工表面包括：外圆72mm、70mm、78mm、65mm、120mm的加工。内部的加工表面，这一组加工表面包括：镗孔38mm、52mm、62mm、48mm、42mm、50mm、62mm以右端面为基准粗车、精车62与52左端面、52与38左端面以左端面为基准粗车、精车38与42右端面、42与50右端面、50与62右端面以右端面为基准粗铣、半精铣、精铣70侧面。以左端面为基准 钻孔6-M12。它们之间有一定的位置要求，主要是：内孔50mm与外圆78mm、外圆120mm与外圆78mm的跳动度公差为0.0.15；经过对以上

11、加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。表1 轴阶套技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/m行位公差/mm1.外圆72mm0-0.030.03IT71.62.外圆70mm0-0.030.03IT71.63.外圆78mm0-0.030.03IT71.64.外圆65mm0-0.030.03IT71.65.外圆120mm0-0.040.04 IT71.60.15A6.左端面0.0300.03IT73.27.右端面0.0300.03IT63.28.78左端面0.07400.074IT93.2

12、9.120左端面0.06200.062IT93.210.78右端面0.05200.052IT93.211.120右端面0.05200.052IT93.212.内孔620.0300.03IT71.613.内孔520.0300.03IT71.60.15A14.内孔620.0300.03IT71.615.内孔480.0350.035IT71.616.内孔500.0300.03IT71.617.内孔420.0350.035IT71.618.内孔380-0.030.016IT61.619.38右端面0.05200.052IT93.220.50 右端面0.06200.062IT93.221.42右端面0.

13、07400.074IT93.222.38左端面0.06200.062IT93.223.52左端面0.07400.074IT93.21.3审查零件的工艺性根据老师发给的零件图，审查了零件的结构工艺性，其结构利于机械加工，故对零件结构不做修改。经仔细读图，发现所给的零件图有错误，有的尺寸不清楚，通过与老师沟通，解决以上问题，最后运用机械制图知识更正了零件图，用电子图版绘图，详见零件图。2零件毛坯的确定2.1零件的生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类

14、型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领N可按下式计算其中 是零件的生产纲领（件/年）； 产品的年产量（台、辆/年）； 每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）； 备品率，一般取； 废品率，一般取；根据上式结合题目给定数据，即可算出法兰盘的生产纲领，进而确定出其生产类型。=8000台/年，=1件/台，取=，取=，由公式(1-1）有：(件/年).轴阶套零件的重量为1.3，查表1-3可知，轴阶套为轻型零件，由此再查表1-4可知，该轴阶套的

15、生产类型为大批生产。2.2毛坯的种类和制造方法轴阶套的材料在产品设计时已经确定，在制订零件机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要是选定毛坯的制造方法。锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。由于轴阶套

16、选用45钢作为材料，硬度HBS200.加之零件形态以外圆内孔为主，为了减少加工余量，提高劳动生产率，轴阶套毛坯采用锻件中的模锻。锻件精度高、表面质量与机械性能均好，使用于大批大量生产。该轴阶套的生产类型为大批生产，所以在件造型上采用模锻。2.3零件各表面的加工方法工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。通过对轴阶套各加工表面的分析，根据表1-6至1-11选择各表面的加工方法，详见表2。表2各表面加工方法加工表面粗糙度要求加工方法1.外

17、圆72mm1.6粗车-半精车-精车2.外圆70mm1.6粗车-半精车-精车3.外圆78mm1.6粗车-半精车-精车4.外圆65mm1.6粗车-半精车-精车5.外圆120mm1.6粗车-半精车-精车6.左端面3.2基准粗铣-半精铣7.右端面3.2基准粗铣-半精铣8.78左端面3.2基准粗车精车9.120左端面3.2基准粗车精车10.78右端面3.2基准粗车精车11.120右端面3.2基准粗车精车12.内孔621.6粗镗-半精镗-精镗13.内孔521.6粗镗-半精镗-精镗14.内孔621.6粗镗-半精镗-精镗15.内孔481.6粗镗-半精镗-精镗16.内孔501.6粗镗-半精镗-精镗17.内孔42

18、1.6粗镗-半精镗-精镗18.内孔381.6粗镗半精镗精镗浮动刀块精19.38右端面3.2基准粗车精车20.50右端面3.2基准粗车精车21.42右端面3.2基准粗车精车22.38左端面3.2基准粗车精车23.52左端面3.2基准粗车精车2.4确定毛坯尺寸根据表1-6至1-11和2-15至2-40，将各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度填得出毛坯尺寸。利用电子图板绘出毛坯图，毛坯尺寸详见毛坯图。3 机械加工工艺规程设计3.1 拟定工艺路线工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。考虑

19、到实际经验的缺乏，加之时间的限制，主要进行了定位基准的选择、各表面加工方法的确定和工序顺序的安排工作。3.1.1 定位基准的选择拟定工艺路线的第一步是选择定位基准，为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。轴阶套大多面是内外圆表面，根据表面粗糙度要求和精度要求，先以70表面为粗基准，粗加工72外圆然后以72外圆为精基准粗加工707865120。粗加工完成后，进一步进行半精加工和精加工等。以右端面为基准粗铣、半精铣、精铣70侧面；以右端面为基准粗车、精车78左端面、120左端面以左端面为基准

20、粗车、精车78右端面、120右端面以左端面为基准 钻孔6-M12；粗镗半精镗精镗浮动刀块精镗38以右端面为基准镗孔52；以右端面为基准镗孔62；以左端面为基准镗孔48*2；以左端面为基准镗孔42；以左端面为基准镗孔50；以左端面为基准镗孔62以右端面为基准粗车、精车52左端面、38左端面；以左端面为基准粗车、精车38右端面、42右端面、50 右端面3.1.2 工序顺序的安排根据表2各加工表面的加工方法和表3各工序间加工余量，考虑加工过程中定位基准的选择原则，确定工序顺序。在工序顺序安排中，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序，遵循先基准后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则，最

21、终确定的工序顺序详见表4，以此为依据，填写机械加工工艺过程卡片。3.2指定工序设计（铣70左端面）3.2.1确定加工方案根据课程设计指导书中表1-8 平面加工方案经济精度和表面粗糙度。70左端面表面粗糙度3.2，精度等级IT7,查表240 标准公差值得偏差0.0303.2.2确定加工余量切削用量及基本工时的确定：铣70左端面，选用机床：X62卧式铣床铣70端面：1）粗铣左端面=0.25mm/Z (表3-28)=0.35m/s（21m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.637r/s (38.2r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.52

22、2r/s （表417） 故实际切削速度=0.29m/s=17.4m/min切削工时 l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =121.2s=2.02min 2）精铣左端面 =0.10mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.546r/s (32.76r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s （表417） 故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =302.92s=5.05min4铣70左端面专用机床夹具设计机床夹具是一种在金属切

23、削机床上实现装夹任务的工艺装备，机床夹具的功用主要是：稳定地保证工件的加工精度；减少辅助工时，提高劳动生产率；扩大机床的使用范围，实现一机多能。铣70左端面属于零件断面，所以用常规的夹具（即通用夹具）其生产效率是很低的，同时加工精度也不容易保证。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。考虑到轴阶套零件属于大批量生产，所以应该对其设计专用夹具，以保证加工精度和提高劳动生产率。铣70左端面，本夹具将用于X51立式铣床4.1定位方案的设计本夹具的定位方案如下图所示，采用短圆柱销和平面定位，同时运用支承板来快速找正工件在夹具体中的位置。（如图为夹具体工件装配图）两个V型块限

24、制的自由度为：。支承底座限制的自由度为：综上，该定位方案限制了工件的6个自由度，较好的满足零件加工要求，定位合理。4.2定位误差分析与计算所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。造成定位误差的原因有：由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以表示；由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变

25、动量，以表示。分析和计算定位误差的目的，就是为了判断所采用的定位方案能否保证加工要求，以便对不同方案进行分析比较，从而选出最佳定位方案，它是决定定位方案时的一个重要依据。4.2.1 定位元件尺寸公差的确定夹具的主要定位元件为固定V型块、活动V型块和底座。所以两个V型块和底座的尺寸公差现规定为与本零件在工作时相配的尺寸公差相同，所以定位误差V型块0.04、底座0.03.零件规定地面紧贴在底座上，固定V型块、活动V型块加紧120外圆面。已知面的位置主要由夹具体定位误差、夹具体与轴阶套的配合误差、轴阶套以及夹具体的制造误差组成。夹具体的制造误差为：对工件右端面：0.03，则夹具体与钻模板配合误差，有

26、 0.03+0.0450.4, 故误差不超过允许误差。4.3夹紧装置的设计在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。在该夹具体设计中，由于所选用的定位方案的夹紧力与切削力的方向一致，所需夹紧力较小，所以采用活动V型块夹紧机构（如图）。夹紧力的计算采用计算，其中的-摩擦系数，一般取0.1-0.15，由于在进行钻孔工序时，夹紧力作用表面的表面粗糙度较小，所以本设计中选择=0.1。4.5夹具结构设计及操作简要说明在设计夹具进应该

27、注意提高劳动生产率。因此，在夹具组装时应确保各部件的正确安装，固定V型块安装要先装入定位销，在拧紧螺栓。装夹工件时，先将轴阶套放在底座上，使左侧靠近左侧固定V型块然后摇动右侧手柄是右侧活动V型块靠近工件并加紧。见附图。5 方案综合评价与结论本方案采用一面四线定位方式，限制了工件的6个自由度，采用底座支承板确定工件在夹具体中的正确位置和限制工件的旋转自由度。该定位方案限制了工件的6个自由度，很好的确定工件在夹具体中的位置，但也可能造成过定位，原因在于，左侧固定V型块安装误差。底座的平面误差。在铣削工序前的工序尺寸保证的情况下，不会产生过定位。综上所述，本次课程设计的基本目的已经达到，较好的反映了

28、零件加工过程中的定位需要。同时，在专用夹具设计过程中，通过查阅大量资料，所设计的夹具在使用上十分方便，定位准确。绘制夹具体装配图时，很好运用了机械制图的知识，图幅表达合理，线条准确。6体会与展望为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识

29、；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本设计还存在很多不足之处。一是由于本人对CAXA画图软件的掌握还不够熟练,在画图遇到复杂图和难的地方时显得力不从心，使图不能达到预期设计出来的水平。二是本人对换档叉结构和工作原理掌握的不够熟练，在设计过程中不能全面地考虑问题，造成走许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步研究和进一步实践来解决。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的

30、思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。本设计还存在很多不足之处。一是由于本人对CAXA画图软件的掌握还不够熟练,在画图遇到复杂图和难的地方时显得力不从心，使图不能达到预期设计出来的水平。二是本人对轴阶套结构和工作原理掌握的不够熟练，在设计过程中不能全面地考虑问题，造成走许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步研究和进一步实践来解决。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！参考文献1、黄健求主编 机械制造技术基础 机械工业出版社 2005.112、崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 2007.23、肖继德、陈宁平主编 机床

31、夹具设计（第二版） 机械工业出版社 2000.54、秦国华、张卫红主编 机床夹具的现代设计方法 航空工业出版社 2006.115、秦宝荣主编 机床夹具设计 中国建材工业出版社 1998.26、陈国香主编 机械制造与模具制造工艺学 清华大学出版社 2006.57、李彩霞主编 机械精度设计与检测技术 上海交通大学出版社 2006.18、方子良主编 机械制造技术基础 上海交通大学出版社 2005.1 9、孙志礼、冷兴聚、魏延刚、曾海泉主编 机械设计东北大学出版社 2000.9 10、孙丽媛主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 冶金工业出版社 2002.1211、邹青主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 机械工业出版社 2004.8