《装备设计课程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《装备设计课程设计.doc（9页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第一章 零件的工艺分析1、 、孔的尺寸公差为IT7，其他的尺寸公差为IT11；2、 形状与位置精度、孔的轴线与斜端面夹角为81度30分，误差不得大于10；、孔的轴线与孔的轴线的同轴度误差不得大于0.03mm；、孔的基本尺寸为36，上偏差为0.039，下偏差为0。、轴的轴线与孔间的尺寸为580.05，平面3与轴线间的尺寸为500.1。、两孔的轴线与端面的垂直度误差不得大于0.05mm。、轴的轴线与孔的轴线平行度误差不得大于0.05mm。3、 表面粗糙度、孔的表面的粗糙度Ra0.8m；、2面、3面的表面粗糙度Ra1.6m、其余的表面粗糙度Ra3.6m；在加工本工序前，工件上的其他表面都已加工好了，
2、为定位基准的选择提供了有利条件。第二章 工艺规程的设计1、毛坯选择毛坯选择对于加工质量有重大影响，考虑到转向节是中小型小批量生产，需要有良好的强度和较好的塑性、韧性，此零件用锻造不易加工。而碳素铸钢ZG35有较好的强度和塑性，铸造性能良好，加工性能尚好，广泛用于受力复杂的零件，故选做此零件的毛坯。为了尽量减少由于浇注后冷却过程中，各部分冷却速度的不同而产生的内应力，防止在切削加工之后，由于应力的重新分布而起的变形，甚或开裂。故须在精加工之前以及粗加工之后进行消除内应力的时效处理，考虑到缩短生产周期，采用人工时效。2、基面的选择基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加
3、工质量得到保证，生产率得到提高，可以使加工质量得到保证。否则，会是加工困难，甚至造成报废。 粗基准的选择选择粗基准主要是选择的一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量，二要考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则选择：1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先该表面为相基准。2) 若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的余量，应选加工量最小的表面为粗基准。3) 若工件必须保证某个加工表面的尺寸或位置要求，则应选该加工表面为粗基准。4) 选作粗基准的表面应尽可能平整
4、，没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。 精基准的选择选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使用起来方便可靠，一般应按下列原则选择：1) 基准重和原则：应选用设计基准作为定位基准。2) 基准统一原则：应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面。采用基准统一原则可以避免基准转换所产生的误差，并可使各工序所用夹具的某些结构相同或相似，简化夹具的设计和制造。3) 自为基准原则：有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应该选择加工表面本身作为定位基准。4) 互为基准原则：对于相互位置精度要求高的表面，作为精基准，可以采用互为基准，
5、反复加工的方法。5) 可靠、方便原则：应选定位可靠，装夹方便的表面作基准。此处主要考虑基准重合原则。因此，该转向节为单件小批量生产，再考虑到以上各因素，为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，本工序选用工件与加工面成81度30分角的外圆、端面以及12H7孔作为粗基准。3、确定表面的加工方法工件表面加工方法，加工次数的确定是拟定工艺路线的关键，依据该零件表面的技术要求，考虑到是小批量生产，零件的结构形状较为复杂，部分表面精度要求较高，和工厂的现有设备。初步确定加工方法如下：粗车精车。4、初拟工艺路线：通常平面的加工精度较易保证，而精度要求较高的孔轴线和端面的垂直度，孔的轴线与轴的轴线
6、的角度则较难保证，往往成为生产中的关键。所以制定本工序工艺过程时，应将如何保证这两个位置精度作为重点来保证。加工路线制定与批量是有密切关系的，但是不同批量转向节生产工艺路线是有共同性的。加工阶段粗、精分开1) 避免粗加工产生的变形破坏已加工过的表面的精度。2) 便于及时发现缺陷，否则在表面已精加工完之后再发现毛胚得缺陷时，就大大浪费了精加工工时和成本。3) 有利于保证加工精度，也有利于保护机床精度和合理利用机床。工序中安排实效热处理，分离叉毛胚复杂，铸造内应力较大。为了消除内应力，减小变形，保证精度的稳定性，铸造之后要安排实效处理，加热到500550度，加热速度30度，出路温度200度。除了对
7、铸造进行实效处理，往往在粗加工之后，再进行一次实效处理，以清除内应力。制定工艺路线的出发点，应当考虑精度及位置精度等技术要求，能得到合理保证。在生产纲领已经确定位大批量生产的前提下，使工序尽量简单合理。在安排加工顺序时，应遵循以下原则： 先基准后其他：作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其他表面要用它来定位。 在加工精基准面时，需要用粗基准定位。 先主要后次要，先粗后精：精基准加工好后，接着应对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工，精度要求特别高的表面还需要进行光整加工。主要表面的精加工和光整加工一般放在最后阶段进行，以免受其他工序的影响。次要表面的
8、加工可穿插在主要表面加工工序之间。 在重要表面加工前，对精基准应进行一次修整，以利于保证重要表面的加工精度。当位置精度要求较高，而加工是由一个统一基准面定位，分别在不同工序中加工几个有关表面时，这个统一的基准面本身的精度须采取措施予以保证。对于和主要表面有位置要求的次要表面，加工这些次要表面时，切削力、夹紧力大小，一般不影响主要表面的精度。 对于容易出现废品的工序，精加工和光整加工可适当放在前面，某些次要小表面的加工可放在其后。5、机床的选择及工艺装备选择：零件加工的精度和生产率在很大程度上是使用的机床决定。在设计工艺规程、选择机床时主要确定机床的种类和型号（包括规格尺寸）。选择机床时要考虑生
9、产的经济性，还要考虑机床的工艺可靠性、机床的精度和零件的加工精度相适应、机床的加工尺寸范围需求与毛坯的外型尺寸相适应、机床的主轴转速范围、走刀量、机床动力等，这些应基本上符合切削用量要求。在选择机床时应尽可能利用工厂的现有设备，或对现有机床进行改装。故本工序采用CA6140卧室车床。最大加工直径 在床身上 400mm 在刀架上 210mm 棒料 47mm最大加工长度 1400mm中心高 205mm顶尖距 1000mm主轴锥孔 莫氏6号主轴转速范围 101400rmin1进给量范围 纵向 0.0286.33mmr1 横向 0.0143.16mmr1刀架最大行程 纵向 1400mm 横向 320m
10、m刀架溜板 140mm第三章 夹具的基本要求1、工件为大批量生产，夹具要与之相适应，结构尽量简单经济，使用期长。2、本工序将完成内侧面的粗、精加工，要求夹具设计能保证设计图纸上内侧面的各项加工精度要求。3、尽量采用标准元件，使夹具元件规格化、典型化，以缩短夹具设计周期，降低成本。第四章 定位方案和定位元件设计基准：是工件上用来确定其他表面（或点、线）的位置时所依据的表面。与设计直接有关的基准：工序基准、定位基准。在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要
11、求，如平行度、垂直度。工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点、线）称为定位基准。定位基准的选择，一般应本着基准重和原则，尽可能选用工序基准作为定位基准。工件在定位时，每个工件在夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：延三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度，分别由x、y、z、X、Y、Z表示。为了保证、孔的同轴度，两孔的尺寸精度，两孔的表面粗糙度，A、B两轴线的角度，必须限制x、y、z、X、Y、Z，因此，应是全定位。本零件的定位可以初步确定：1平面作为主要定位面，是根据定位时要工序基准尽量与定位基准重合以减少误差，从而限制y、X、Z；40g7的外圆作为第二
12、定位基准，从而限制x、z；12H7选作第三定位面，限制Y。第五章 元件的选择及其布置1、用于主要定位面的定位元件由于定位面为工件的精基准，又要限制三个自由度，故选用定位块作为定位元件。定位元件须自行设计。设计如图所示，为了保证定位精度，定位块的端面必须加工一个50的孔，其端面宽度必须与1平面的尺寸相等，其尺寸公差为IT7，表面粗糙度Ra为1.6m，定位块与夹具之间采用过盈配合。为了保证足够的刚度，定位元件的尺寸，材料如下： 尺寸：848430 材料：45，GB1298-77，碳素工具钢技术条件 热处理：HRC58 其他技术条件按GB2259-80选择2、第二定位面方案拟订：由于定位面为工件的精
13、基准，又要限制两个自由度，故40g7的外圆用方形定位块，内镗套为40H6孔，其表面粗糙度Ra为1.6m。 材料：45，GB1298-77，碳素工具钢技术条件 热处理：HRC58 其他技术条件按GB2259-80选择3、第三定位面方案拟订：由于定位面为工件的精基准，只要限制Y，故12H7用定位支撑板的18孔中的12e7菱形定位销定位，菱形定位销的长边方向沿x方向放置。菱形定位销采用专用件，其尺寸为：181210第六章 定位误差的分析计算工件在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工表面位置尺寸所造成的极限之差称为定位误差，产生的原因是：1、工序基准与定位基准不重合；2、工序基准自身在位置上发生
14、偏移或者位移。本夹具采用两面一孔定位，主要定位采用平面定位，工件以平面定位时，主要是由基准不重合引起定位误差所致。第一定位的设计基准与定位基准重合，则不会发生基准不重合误差。第二定位面采用外圆定位，其理想情况应是孔中心与轴的轴线重合，但由于定位基准与定位元件存在制造误差，同时为了使孔易于套在轴上，还必须使定位孔与轴之间有一定的配合间隙，这样孔中心与轴的轴线便不能重合，这样就会产生基准位移误差。对z的定位 DW(z) = D + d min（机床夹具设计手册P25表1112）D -定位圆孔直径公差d-轴直径公差min-定位孔与轴间的最小间隙 D ESEI 250 25md esei = 9（25
15、） 16mmin 9m DW(x)2516950mX向定位公差为0.2mm又0.2130.0670.0500DW(x) 此设计符合要求。第三定位是工件以圆孔定位，采用菱形定位销为定位元件，当采用工件定位基准在销上定位时，其理想情况应是孔中心与销的轴线重合，但由于定位基准与定位元件存在制造误差，同时为了使工件易于套在定位销上，还必须使定位孔与定位销之间有一定的配合间隙，这样孔中心与定位销的轴线便不能重合，这样就会产生基准位移误差。对Y的定位 DW(Y) D d min（机床夹具设计手册P25表1112）D -定位圆孔直径公差d-定位销直径公差min-定位孔与定位销间的最小间隙 D ESEI 18
16、0 18md esei = 25（43） 18mmin 25m DW(x)18182561m待添加的隐藏文字内容3X向定位公差为0.2mm又0.2130.0670.061DW(x) 此设计符合要求。第七章 确定夹紧方式和设计夹紧装置尽可能使夹紧点和支撑点对应，使夹紧力作用在支撑上，这样会减少加紧变形，夹紧点选择应尽量靠近加工表面，且选择在不致引起过大夹紧变形的位置，还要根据本夹具的结构选择。所以夹紧点选择在斜端面上，夹紧元件采用与转向节零件配合的螺母实现夹紧，查GB81276，螺母用M301.5第八章 夹具体及其整体结构设计上述各种夹具元件的结构和布置，基本上决定了夹具体整体的结构形式，为了保
17、持切削时平衡，需要在基础板上加平衡快，平衡块的质量在实践中测定。如图所示，装卸工件较方便、刚性较好、夹紧力较足够。并且，力的作用点尽量靠近了加工表面，落在刚性较好的部位，而且利于定位的稳定性。第九章 夹具使用及维护注意事项安装工件时，直接把轴推入定位块的通空中，然后用与转向节零件配合使用的螺母实现加紧。在夹具的装配过程中，如果不能保证孔轴线与轴的轴线之间的角度，可以铲刮支撑块的底座以达到要求。主要参考数目机床夹具设计手册第二版 上海科学技术出版社 1990金属机械加工工艺人员手册第三版 赵如福主编 1990机械设计手册（上）第二版 化学工业出版社 1987机械工程材料 高等教育出版社 1992
18、几何量公差与测量（第三版） 上海科学技术出版社 1993机床夹具图册 机械工业出版社 1985课程设计心得体会机械制造装备课程设计终于大功告成了，这些日子以来，我感觉受益颇多。其实大二时，我们曾做过机械设计的课程设计，所以相对而言，这次比上次要得心应手些。通过课程设计，让我们把所学知识联合一起来思考，让我们学会了兼顾全局来解决问题。相对于没有实际操作经验来说，我们更熟练掌握了专业基本理论和知识，而且是系统的把相关知识联系到一起了。这样为我们将来从事机械行业，打下了良好的基础，积累了一定的经验以便于将来更快地胜任本专业的岗位。我们小组本次的课程设计题目是转向节内孔车组合夹具,在小组几个人的相互探
19、讨和共同努力下,整个设计过程基本成形,在这期间的每一个环节,离不开陈华老师的悉心指教与辅导,也离不开每个小组成员互相合作和共同努力。在此，衷心感谢陈华老师对我们的设计指导和宝贵意见。课程设计是检验我们对所学知识的综合应用能力并培养我们机械设计能力，是提升我们水平的一个好的平台。经过此次课程设计，总的来说，有如下几方面的收获：1、 通过此次课程设计，综合运用了机械设计、机床夹具设计和相关专业课的理论和实际知识，掌握了机械设计的基本设计思路，培养了分析和解决实际问题的能力；2、 学会从机械装备各方面功能的要求出发，合理选择夹具的类型、拟初步的夹具结构与设计方案，正确选择定位元件，进行定位误差分析计算，设计夹紧机构及夹紧力计算，确定各配合元件的配合关系及材料选择。绘制被加工零件图、夹具图，并制定合理的机械加工工艺。培养了机械设计能力。3、 通过设计，掌握运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养了良好的工作作风。总的来说，此次设计让我感觉很多，它让我知道了学习连贯性的重要性。我们要学会综合应用我们的专业知识，结合查阅相关手册资料，才能做好机械的相关设计。其实，课程设计也是对我们所学知识的一种巩固和更深理解。我会继续努力学习，将来做出更好的设计来。 * 2007-1-8
