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1、机械制造工艺及夹具课程设计说明书姓 名：班 级：学 号：指导老师：目录前言-2零件设计计算说明书-3一、计算生产纲领，确定生产类型-3二、零件分析-31）零件各组成表面及技术要求。2）该零件的基本类型3）主要表面和次要表面4）结构工艺性分析三、选择毛坯-3四、工艺设计-41、定为基准的选择2、零件表面加工方法的选择3、制定加工工艺路线4、确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯零件组合图五、工序设计-6套筒零件加工工艺过程(1)加工设备选用(2)车刀选用(3)量具选择(4)确定工艺尺寸的一般方法套筒零件加工工艺卡片-8零件加工工序卡片（52）-9零件加工工序卡片（6）-10套筒零件毛坯图-11套筒
2、零件图-12夹具设计说明-13一、夹具设计任务-13二、夹具设计方案的确定- 13三、夹具使用说明-15夹具总装配实体图-16夹具总装配分解图-17夹具总装图（CAD）-18课程设计小结-19前言 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和指导和操作方法等的工艺文件之一。它不仅是企业生产中重要的技术文件，也是机械制造过程中用于指导生产、组织加工和管理工作的基本依据，还是新建和改建工厂或车间的基本资料。 本次课程设计是在学习机械加工技术这本书后，加上平时的课外综合学习和校外实践活动的经验所得，在老师的指导下进行系统、全面的一次综合性生产实践的检验。 课程设计说明书概括性的介绍了设计过程，对设计
3、中各部分内容作了重点的说明、分析、论证和必要的计算，系统性整理、表达了在机械加工工艺设计过程中涉及到的专业知识和基本要求，有条理的表达了自己对工艺规程作用的独到见解。 本课程设计的套筒类零件是指在回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广。虽然我们设计下了很大的功夫，也取得了一定的收获，但由于我们的所学不足，加上生产实践的缺乏，设计中一定存在较多的缺点和错误，恳请各位老师批评指正。设计计算说明书一、计算生产纲领，确定生产类型。 图上所示为套同类零件，从该产品的年生产纲领和查表可得：该零件的生产类型为大批生产。二、零件分析。 1）零件各组成表面及技术要求。(1)
4、45的外圆表面 IT6 Ra1.6um 相对基准平面A的同轴度为0.04。（2）30的内孔表面 IT13 Ra12.5um （3）65的外圆表面 IT10 Ra1.6um 相对基准平面A的同轴度为0.04。（4）55的内孔表面 IT13 Ra12.5um （5）52的内孔表面 IT7 Ra1.6um 作为基准平面。（6）B平面 Ra3.2um 相对基准平面A的垂直度为0.02。（7）零件左端端面 Ra1.6um（8）零件右端D端面 Ra1.6um（9）65的外圆C端面 Ra1.6um 相对基准平面A的垂直度为0.02。（10）螺钉孔6表面 Ra12.5um 钉头两斜边夹角90。（11）40锥形
5、表面 Ra12.5um 表面与相邻孔表面夹角为45。（12）各种倒角。2）该零件的基本类型。 从该零件的结构分析，属于套同类零件。3）主要表面和次要表面。（1）主要表面：52的内孔表面、65、45外圆表面。（2）次要表面：除主要表面以外的为次要表面。4）结构工艺性分析。 该零件结构工艺性良好。三、选择毛坯 毛坯的形状可与零件形状尽量接近，即外形可做成台阶形，内部孔锻出，毛皮尺寸可通过加工余量计算来确定。 该毛坯采用锻压模，毛坯图表示如下： 四、工艺设计1、定为基准的选择。 该零件是带孔的套筒类零件，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔作为定位基准，即遵循基准重合的原则，应选孔
6、52及一端面为基准。孔作为基准先进行加工，选外圆65、45及端面作为粗基准。2、零件表面加工方法的选择。 通过对零件表面分析和参考教材中有关资料确定加工方法如下：(1) 45的外圆表面 IT6 Ra1.6um 粗车半精车粗磨精磨。（2）30的内孔表面 IT13 Ra12.5um 钻。（3）65的外圆表面 IT10 Ra1.6um 粗车半精车靠磨。（4）55的内孔表面 IT13 Ra12.5um 粗镗。（5）52的内孔表面 IT7 Ra1.6um 钻扩粗镗精镗。（6）B平面 Ra3.2um 粗镗半精镗。（7）零件左端端面 Ra1.6um 粗车半精车靠磨。（8）零件右端D端面 Ra1.6um 粗车
7、半精车靠磨。（9）65的外圆C端面 Ra1.6um 粗车半精车靠磨。（10）螺钉孔6表面 Ra12.5um 钻铣。（11）40锥形表面 Ra12.5um 粗镗（或扩）。（12）各种倒角 车。3、制定加工工艺路线。 按照先加工基准面及先粗后精原则，套筒零件可按下述工艺路线进行：（1） 锻压成毛坯。（2） 调质处理。（3） 粗车两端面及外圆表面，留余量。（4） 以端面和外圆表面定位，加工52内孔至尺寸，并符合技术要求，作为后续加工定位基准。（5） 调质处理。（6） 以内孔52及端面定位，半精车各外圆表面及端面，留小余量。（7） 以内孔52和端面作为定位基准，加工30的内孔表面至尺寸。（8） 以内孔
8、52和端面作为定位基准，粗镗55内孔，各部位进行倒角处理。（9） 利用专用夹具夹紧工件定位，加工6的螺钉孔。（10） 磨各外圆表面及端面至尺寸。（11） 淬火、中温回火。（12） 检验入库。4、确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯零件组合图。（1）锻件内孔直径的机械加工的单面余量/mm。孔径孔深大于到大于063100到63100140025-2.0-2540-2.02.6-4063-2.02.63.0查表可知，孔单面加工余量为2.0mm，锻件质量设为1.2kg S=m锻件/m外廓包容体锻件的最大直径为70mm，长为50mm，m外阔包容体=R2ld密度=3.14(7/2)257.85=1.509
9、8kg故S=1.2/1.5098=0.795，按表形状复杂系数S1，属于简单级别F1。附表如下：级别S数值范围简单S10.63-1一级S20.32-0.63较复杂S30.16-0.32复杂S40.16(2)确定毛坯的尺寸。 根据锻件加工质量F1、S1,查机械加工手册模型锻造件内外面加工余量表得：直径方向的加工余量为1.52.5mm，轴向尺寸单面余量为1.52.0mm。可列表如下：单位（mm）零件尺寸单面加工余量锻件尺寸652.57052248302.525452.55044350282322011801.53（3）确定毛坯的热处理方式。a、钢质套筒毛坯经锻压后应安排正火，以消除残留的锻造应力，
10、并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化均匀的组织，从而改善加工性。b、在粗加工完成进行调质处理，以消除内应力。C、在所以工序加工完成后进行一次全面淬火、中温回火处理。五、工序设计。按照先加工基准面以及先粗后精的原则，确定加工工艺过程如下：套筒零件加工工艺过程工序工序内容定位基准1毛坯自由锻件2正火3粗车65外圆及D端面，留余量外圆45及端面4粗车45外圆及端面，留余量外圆65及D端面5加工52内孔至尺寸外圆表面及端面6调质处理7半精车65外圆及端面，留小余量45外圆及52孔8半精车45外圆及端面，留小余量65外圆及52孔9钻30内孔至尺寸52内孔及端面10粗镗55内孔和40锥面52内孔及端
11、面11钻6的孔专用夹具12忽6的孔专用夹具13靠磨各外圆表面及端面至尺寸52内孔及端面14淬火、中温回火15总检入库（1）加工设备选用。A: 工序3、4是粗车外圆，宜选用常用的CA6140型卧式车床。B：工序5为钻-扩-粗镗-精镗，精度要求高，宜选用钻床和镗床两机床。C：工序7、8为半精车，由于零件轮廓尺寸不大，宜选用CA6140车床。D：工序9、10、11，宜选用钻床和镗床。E：工序12，宜选用铣床即可。（2）车刀选用。 在车床上加工，一般选硬质合金刀和镗刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精车加工用YT15，精加工用YT30，也可选用转位车刀，切槽刀等。(3)量具选择。
12、该零件属于大批生产，采用专用夹具。A：各外圆加工面量具可选择分度值为0.01mm，测量范围为0150mm游标卡尺。B：加工孔用量具宜选用极限量规，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规。C：加工轴向尺寸量具可选用分度值为0.01mm，测量范围为0-150游标卡尺。（4）确定工艺尺寸的一般方法。 由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按图样的要求标准。当没有基准转换时，同一表面多次加工时，工序尺寸只与工序的加工余量有关；当有基准转换时工序尺寸应用工艺尺寸链来解算。 确定圆柱面的工序尺寸，根据本零件各圆柱面总加工余量（毛坯余量）后查工序加工余量表，总加工余量等于各工序加工余量之和。可得列表如下
13、：毛坯尺寸精车余量半精车余量粗磨余量零件尺寸70mm1.5mm0.8mm0.2mm65mm50mm1.5mm0.8mm0.2mm45mm将前后进行工作所得结果填入机械加工工序卡内，即得机械加工工艺规程。工艺路线单产品名称零件名称零件号共 页套筒1第1页材料45钢硬度HBS187-229毛坯类型锻压件每件毛坯可制零件数1序号工序名称设备备注1下料2自由锻造3正火4粗车CA61405粗车CA61406粗镗、半精镗精镗镗床7调质处理8半精车CA61409半精车CA614010铰Z5125A11粗镗镗床12钻Z5125A13锪铣床(X62W)14靠磨磨床15淬火、中温回火16总检入库学生 ：辅导老师：
14、更改标记处数更改依据签名日期套筒零件加工工艺卡工序卡片产品名称零件名称零件号工序号工序名称共 页套筒5镗孔第2页设备名称设备型号工件材料硬度毛坯类型镗床45号钢HBS187-229锻压件序号工步内容夹具刀具量具1下料2锻压3粗镗专用夹具镗刀卡尺4半精镗专用夹具镗刀卡尺5精镗专用夹具镗刀卡尺学生： 辅导老师：零件加工工序卡片工序卡片产品名称零件名称零件号工序号工序名称共 页套筒12加工孔第2页设备名称设备型号工件材料硬度毛坯类型铣床45号钢HBS187-229锻压件序号工步内容夹具刀具量具1钻专用夹具钻刀卡尺2锪专用夹具铣刀卡尺学生： 辅导老师：零件加工工序卡片零件毛坯图套筒零件图夹具设计说明一
15、、 夹具设计任务。设计在大批生产条件下，在Z525立式钻床上钻、锪套筒零件6mm孔。二、 夹具设计方案的确定。1、 夹具的结构。 该夹具采用夹具体，再在夹具体上装上V形块、销、螺栓、垫圈和六角螺母、钻套和组合式螺旋夹紧机构等。此夹具结构可见如下夹具图： 2、夹具的定位原理及特点。此夹具用夹具体侧面和垫圈定位，限制了y方向移动的自由度，用V形块和组合式螺旋夹紧机构通过压紧限制了x、z方向上移动的自由度和x、y、z方向上转动的自由度。通过这些定位和压紧元件就完全可以限制了工件的6个自由度，实现了工件的定位。3、主要零件设计的说明。（1）组合式螺旋夹紧机构。 考虑到单个螺旋夹紧机构直接夹紧工件时，容
16、易损伤受压表面，并会在螺旋时引起工件转动。因此常在螺钉头部安装一摆动压块，即构成组合式螺旋夹紧机构。该螺旋夹紧机构便于调整夹紧力的大小、指向、着力点及夹紧行程，使夹紧系统和整个夹具得到合理灵活布局，实现快速装卸。还有就是当手柄转动时，下面的压块作很少的偏转，从而不会扭伤工件的表面。（2）V形块。以工件回转轴线和外圆母线为定位基准，在实际工作中，可以不必拘于现成论，本着基准重合的原则，灵活选用定位基准，以提高定位误差的计算速度。它在具体功能上能够兼起定位和夹紧作用。（3）销、垫圈和六角螺母为一体。 该设计采用比工件45mm的外圆表面还要大的开口垫圈和比工件30mm的内孔小的六角螺母和销组合定位元
17、件，限制了工件y方向上移动的自由度，而且由于销和螺母都比30mm的孔小，故只要旋松螺母拿开垫圈就可以把工件拿出来，实现了快换工件的作用。4、夹具的装配要求。（1）V形块装配到夹具体上时，需保证V形块允许的高度，与夹具体底座面上的水平度和侧面的垂直度，而且还要与底座面和侧面完全接触。还要保证与工件同心度的要求。（2）装配销时也要保证一定的高度，保证销与工件52mm的内孔间隙配合，而且要保证间隙尽可能大，这样可以使工件完全落在V形块上实现定位。（3）装配钻套时，要保证钻套中心距工件定位面（夹具侧面）的水平距离为36mm.而且要保证钻套的中心和钻头的中心对齐误差。5、定位误差分析。 该夹具的设计是用
18、夹具体的侧面和V形块来定位的。而夹具体的侧面和工件的大端面是紧密接触的，只要保证侧面与夹具体底座的垂直度，就可以保证这方面的定位误差为0mm。而V形块是以工件回转轴线和外圆母线为定位基准，该定位的定位基准和设计基准重合，因此用V形块定位，它的定位误差也是0mm。由于采用这些定位，利用夹具夹紧工件进行加工时，就可以加工出精度很高，误差很小的零件。 三、夹具使用说明。1、夹具的操作步骤。（1）旋转组合式螺旋夹紧机构，使其向上移动，然后把工件穿过销放进V形块中。（2）用垫圈挡住工件的小端面，旋紧六角螺母使工件完全与夹具体侧面接触实现定位。（3）旋转组合式螺旋夹紧机构，使其往下移动，压紧工件的上表面，
19、使工件完全定位在V形块上。（4）以上步骤就可以完全定位好工件。2、夹具使用注意事项。（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确的位置。（2）V形块是否完好，如果V形槽面由于长期磨损发生了偏斜，就会影响定位。（3）使用后需要涂防锈油。夹具总装配实体图夹具总装配分解图夹具总装配图课程设计小结通过这次课程设计，进一步培养了我们分析、总结和表达的能力，也增强了我们的动手能力。也是我们所学知识的很好的应用，同时也巩固、深化了我们所学的知识。这次设计，让我们更加贴近于生产实际，让我们更加清晰的看到了理论与实际在设计中的差别。通过设计使我们综合、灵活、有条理地应用机械制造方面的知识，基本掌握了机械加工工艺规程
20、的制定，充分表达了自己对工艺的理解和发现。 在这次课程设计，我也发现了很多问题和不足。但是在我面对问题的时候，我并没有临时退缩，而是更加坚定下来，寻找解决问题的方法。或者动手查资料，或者自己认真分析，总之，在设计中发现的问题，我都是很认真的寻找解决的方案的。为什么会开课程设计这一门课呢？那是老师在培养我们的实践能力和独立动手能力，能让我们更快适应生产实际，为我们以后走出社会做好铺垫。此次课程设计让我们受益匪浅，不仅培养了我们发现问题、分析问题、解决问题的逻辑思维能力，更重要的是通过熟悉套筒类零件的加工工艺与常用装备,了解了套筒类零件的加工方法与加工方案,同时也培养了我们计算应用的能力,让我们从机械基础到公差配合、从机械制图、计算机绘图到机床设备应用，把机械制造过程中的各种知识综合整理，又有了更高层次的理解和发现。 在设计中,老师的细心指导,让我们了解了自己在学习过程中的缺陷,使我们进一步熟悉及应用机械制造中的理论研究,培养了我们一丝不苟、严谨认真的工作作风和良好习惯!总之我要感谢老师的指导。参考资料:机械加工技术主编:魏康民.西安电子科技大学出版社机械加工工艺手册 主编:孟少农 机械工业出版社机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书主编:倪森寿.化学工业出版社工程材料与成形工艺主编:张建国.科学出版社公差配合与测量 主编: 张 勤 机械工业出版社.
