套筒夹具设计

辽宁工程技术大学

机械制造技术基础

课程设计

题目：制定套筒零件的工艺规程及铣顶面槽的夹具设计

班级：汽车08-01

姓名：韩立胜

学号：0807130108

指导教师：冷岳峰

完成日期：2011-6-25

任务书

一、设计题目:套筒零件机械加工工艺规程及铣顶面槽的工艺装备设计

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l～2天查资料，绘制零件图。

2．第3～7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8～10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11～13天，完成夹具装配图的绘制。

5．第14～15天，零件图的绘制。

6．第16～18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

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

套筒加工工艺规程及其铣顶面槽的的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

ABSTRCT

This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.

The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.

Keywords:The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error

目录

序言 (1)

一. 零件分析 (2)

1.1 零件作用 (2)

1.2零件的工艺分析 (3)

二. 工艺规程设计 (4)

2.1确定毛坯的制造形式 (4)

2.2基面的选择传 (5)

2.3制定工艺路线 (8)

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11)

2.5确定切削用量及基本工时 (14)

三夹具设计 (16)

3.1问题的提出 (16)

3.2夹具设计 (17)

3.3切削力及夹紧力计算 (18)

3.4定位误差分析 (19)

3.5夹紧误差 (20)

3.6夹具设计及操作简要说明 (21)

一、零件的分析

1.1零件的作用

套筒零件的的作用，待查

1.2零件的工艺分析

套筒有2组组加工面他们有位置度要求。

这三个加工面的分别为

1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，轴肩的各个端面和内孔

2：以内圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆，钻孔，铣顶面槽

二. 工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件的材料为HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用精密模铸造。

2.2基面的选择的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。

粗基准的选择：对套筒这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。因为套筒式回转体零件，回转体零件通常以不加工的外圆面为定位粗基准。

精基准的选择：我们选择以加工内圆面精基准

2.3制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：

方案一

工序Ⅰ：下棒料

工序Ⅱ：正火HBS125-156

工序Ⅲ：车端面保证总长63

工序Ⅳ：车外圆保证台阶长63

工序Ⅴ：钻直径为8的通孔

工序Ⅵ：车外圆20

工序Ⅶ：车端面保证总长62

工序Ⅷ：扩孔11深47

工序Ⅸ：精镗孔11.097-12。

工序X：半径车外圆18

工序XI：倒角1x45度

工序XII：半精车外圆为18.5

工序XIII：半精车外圆18.006-18

工序XIV：切槽2x45度

工序XV：倒角1x45度

工序XVI：钻4.5通孔

工序XVII：质检。

工序XIII：入库

方案二：

工序Ⅰ：下棒料

工序Ⅱ：正火HBS125-156

工序Ⅲ：车端面保证总长63

工序Ⅳ：车外圆保证台阶长63

工序Ⅴ：钻直径为8的通孔

工序Ⅵ：车外圆20

工序Ⅶ：车端面保证总长62

工序Ⅷ：精镗孔11.097-12

工序Ⅸ：扩孔11深47

工序X：半径车外圆18

工序XI：倒角1x45度

工序XII：半精车外圆为18.5

工序XIII：半精车外圆18.006-18 工序XIV：切槽2x45度

工序XV：倒角1x45度

工序XVI：钻4.5通孔

工序XVII：质检。

工序XIII：入库

方案一和方案二的区别在于方案一在在车外断面后在精镗孔，这样就很好地保证了工件的精度，同时也提高了生产效率。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

机械手手指材料为45，重量为2.6KG

，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。

1、不加工表面毛坯尺寸

不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直接获得。

2、套筒的内圆面还有外圆面，精度要求较高，所以要进行精铣，

其加工余量为2.5mm。

套筒的端面精度要求较低，一次走到切除，余量为2mm

2.5确定切削用量及基本工时

工序III：车端面保证总长63

1粗车：Φ37 Φ60圆弧和台阶面

选择Φ37mmYG6车刀

1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择a

p

=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。

查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

4）计算切削速度按《切削手册》，查得V

c

＝98mm/s，

n=439r/min,V

f

=490mm/s

据CA6140卧式车床

车床参数，选择n

c =475r/min,V

fc

=475mm/s,则实际切削速度V

c =3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f

zc

=V

fc /n

c

z=475/(300*10)=0.16mm/z。

5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 a

p =1.0mm，n

c

=475r/min,V

fc

=475mm/s，V

c

=119.3m/min，

f

z

=0.16mm/z。6）计算基本工时

t m ＝L/ V

f

=(12+10)/475=0.046min。车：小端面

选择R15mmYG6车刀

1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择a

p

=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。

查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 V c ＝98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s 据CA6140卧式车床

车床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度V

c

=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f

zc

=V

fc

/n c z=475/(300*10)=0.16mm/z 。

5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。故校验合格。

最终确定 a p =1.0mm ，n c =475r/min,V fc =475mm/s ，V c =119.3m/min ，f z =0.16mm/z 。

6）计算基本工时

t m ＝L/ V f =(9+5)/475=0.029min 。

工序V ：钻，绞，直径为8的通孔

钻孔mm 8.7Φ

确定进给量f ：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的

MP a b 800<σ，mm d 8.70φ=时，r m f /47.0~39.0=。由

于本零件在加工mm 8.7φ孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则

()r mm f /35.0~29.075.047.0~39.0=?=

根据Z525机床说明书，现取r mm f /25.0=

切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度min /18m v =所以

min /9.7348

.718

10001000r d v n w s =??==

ππ 根据机床说明书，取min /750r n w =，故实际切削速度为

min /3.5271000

750

211000

m n d v w

w =??=

=

ππ

切削工时：mm l 72=，mm l 91=，mm l 32=，则机动

工时为

min 675.025

.0375391521=?++=++=

f n l l l t w m

2、扩孔mm 8φ

利用钻头将mm 8.7φ孔扩大至mm 8φ，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

()()r

mm f f /87.0~585.075.065.08.1~2.18.1~2.1=??==钻

根据机床说明书，选取r mm f /57.0=

min /4~61231~2131~21m v v =???

?

??=??? ??=钻

则主轴转速为min /34~6.51r n =，并按车床说明书取min /68r n w =，实际切削速度为

min /67.41000

68

85.211000

m n d v w

w =??=

=

ππ

切削工时：mm l 15=，mm l 91=，mm l 32=，则机动工时为

min 89.157

.0683

91521=?++=++=

f n l l l t w m

工序III ：铣沟槽

1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,

mm a p 5.1=，mm d 600=，min /150m v =，4=z 。 2. 决定铣削用量

1）决定铣削深度

因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则

mm a p 1=

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw ，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0mm f z =，则

min /1.79660

150

10001000r d v n s =??==

ππ 按机床标准选取w n ＝750min /r

min /3.1411000

750

601000

m dn v w

=??=

=

ππ

当w n ＝750r/min 时

r mm zn f f w z m /60075042.0=??== 按机床标准选取r mm f m /600= 3）计算工时

切削工时：l=59 mm l 91=，mm l 32=，则机动工时为

min 47.0)2

.07503

599()(

21=++=++=x f n l l l t w m 6．工序VI 的切削用量及基本工时的确定：钻mm 8.6φ底孔，攻