尾座體課程設(shè)計

尾座體課程設(shè)計,尾座體,課程設(shè)計 一、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目: “尾座體”機械加工工藝規(guī)程制訂及“精磨 17H6孔”工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計內(nèi)容:(1)毛坯圖、零件-毛坯合圖各 1張(2)關(guān)鍵機械加工工藝卡片 1張(3)夾具總裝圖 1張(4)夾具零件圖 1張(5)課程設(shè)計說明書 1份 (6)夾具3D效果圖 1張班級: 學(xué)生: 指導(dǎo)教師: 年 月 日 二、設(shè)計的目的和要求1， 目的機械制造工藝課程設(shè)計是在全部學(xué)完機械制造工藝學(xué)及機床夾具設(shè)計課程，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)是進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。它要求學(xué)生全面地綜合運用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實踐知識進行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計進行一次預(yù)備訓(xùn)練。其目的在于：（1） 培養(yǎng)學(xué)生運用機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程（工程材料與熱處理、機械設(shè)計、互換性 與測量技術(shù)、金屬切削機床、金屬切削原理與刀具等）的知識，結(jié)合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的知識， 獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。（2） 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。（3） 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力。（4） 進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。2， 要求本次設(shè)計要求編制一個中等復(fù)雜程度零件的機械加工工藝規(guī)程，按教師的指定設(shè)計其中的一套工序的專用夾具，并撰寫設(shè)計說明書。學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下，認(rèn)真、有計劃地按時完成設(shè)計任務(wù)。學(xué)生必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，注意理論與實踐的結(jié)合，以期使整個設(shè)計在技術(shù)上是先進的，在經(jīng)濟上是合理的，在生產(chǎn)中是可行的。 三、設(shè)計說明 在各種主要的課程學(xué)習(xí)完成之后，來一次機械制造工藝的課程設(shè)計，不僅檢驗了我們的學(xué)習(xí)質(zhì)量，還讓我們重新翻起了這些久未閱讀的課本。為了這次設(shè)計，來回圖書館與教室便成了必然。俗話說，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)尺。那么，這次的夾具設(shè)計能幫助我們認(rèn)識到自己學(xué)習(xí)上的不足與缺陷，這對我們以后有很大的益處。我希望我能在這次的設(shè)計中提升自己，加強分析、解決問題的能力，為社會主義建設(shè)貢獻自己的一份綿力。最后，要感謝各位教師的大力指導(dǎo)。 四、零件的分析1， 零件的作用題目所給定的零件是工具磨床上的“尾座體”（見附圖1），17H6的孔與頂尖研配，底面和75斜面與磨床工作臺相連，通過14mm孔用螺栓將“尾座體”緊固在工作臺上。主要作用是固定頂尖。圓柱體形的部分有一個17H6孔，并且有一個M6的螺紋孔，頂尖穿過17H6孔，將螺釘擰緊，這樣就將頂尖固定。2， 零件的工藝分析“尾座體”共有三組加工表面，其中兩組有位置度要求。（1） 以14mm孔為中心的加工表面。這一組表面包括14mm孔以及261的沉頭孔和粗糙度Ra=12.5m的凸臺面。（2） 以基準(zhǔn)面A為中心的加工表面。這一組表面包括Ra=6.3m的基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B，Ra=12.5m的凹槽底面和Ra=6.3m的右端面。（3） 以17H6孔為中心的加工表面。這一組表面包括17H6孔以及145的倒角，左右端面和M6的螺紋孔。其中主要加工面為17H6孔內(nèi)壁。第二組和第三組加工表面有位置度要求，如下：17H6孔圓度公差為0.003mm；17H6孔圓柱度公差為0.004mm；17H6孔中心線與基準(zhǔn)面A平行度公差的要求為0.005mm；17H6孔中心線與基準(zhǔn)面B平行度公差的要求為0.005mm； 由以上分析，可以先加工第二組加工表面。 五、工藝規(guī)程的設(shè)計1， 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，硬度為170-241HB?？紤]到零件的形狀，由于零件年產(chǎn)量為6000件，已達到大批量生產(chǎn)水平，故可以采用砂型鑄造。這對提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。 2， 基準(zhǔn)的選擇（1） 粗基準(zhǔn)的選擇。對于本零件，選擇17H6孔的外壁作為粗基準(zhǔn)會造成加工余量不均勻，因此，選擇底部的四個端面做為粗基準(zhǔn)是合理的。這樣限制了 ,x , ,y和z這五個自由度,再用一個螺釘之類的緊固件卡在17H6孔下方的表面上用來限制 方向的自由度.那么,就一共限制了6個自由度,達到完全定位。(2) 精基準(zhǔn)的選擇。精度高的基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B自然就成了精基準(zhǔn), 17H6孔兩個端面。 3， 制訂工藝路線由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。（1） 工藝路線方案一： 工序1：鉆15mm孔 工序2：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5m的凹槽面 工序3：粗銑22的槽 工序4：粗銑基準(zhǔn)面B 工序5：鉆14mm孔，锪261的沉頭孔 工序6：粗銑凸臺面 工序7：鉆孔，擴孔和攻M6的螺紋 工序8：粗銑圓柱體左右端面 工序9：粗銑右端面 工序10：粗、精磨17H6孔 工序11：精銑基準(zhǔn)面A 工序12：精銑基準(zhǔn)面B 工序13：精銑22的槽 工序14：半精銑圓柱體左右端面 工序15：半精銑右端面 工序16：車17H6孔145倒角，去毛刺 工序17：檢查（2）工藝路線方案二： 工序1：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5m的凹槽面 工序2：粗銑22的槽 工序3：粗刨基準(zhǔn)面B 工序4：鉆14mm孔，锪261的沉頭孔 工序5：粗銑凸臺面 工序6：鉆15mm孔 工序7：車M6螺紋 工序8：粗銑圓柱體左右端面 工序9：粗銑右端面 工序10：粗、精磨17H6孔 工序11：精銑基準(zhǔn)面A 工序12：精刨基準(zhǔn)面B 工序13：精銑22的槽 工序14：半精銑圓柱體左右端面 工序15：半精銑右端面 工序16：車17H6孔145倒角，去毛刺 工序17：檢查（3）工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一是先加工17H6孔，然后加工基準(zhǔn)面A；而方案二是先加工基準(zhǔn)面A和B，后加工17H6孔。經(jīng)比較，方案一能保證17H6孔中心線到基準(zhǔn)面A和B的距離，符合位置度的要求。方案二就不會確保17H6孔到基準(zhǔn)面A和B的距離，因此不滿足位置度要求。所以，可以知道，方案一優(yōu)于方案二。但是，方案一中有許多不合適的工序，比如，鉆孔之前要先銑端面，還有，基準(zhǔn)面B 要刨。凸臺面先加工，然后鉆孔等等。所以，修改后確定工藝如下：工序1：粗銑圓柱體左右端面。以底面為粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序2：鉆15mm孔。以工序1加工的左右端面作為粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。工序3：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5m的凹槽面。17H6孔為定位粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序4：粗銑22的槽。以基準(zhǔn)A為粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序5：粗刨基準(zhǔn)面B?；鶞?zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用B6035牛頭刨床。工序6：粗銑右端面?；鶞?zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序7：粗銑凸臺面。以基準(zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序8：鉆14mm孔，锪261的沉頭孔。以尾座體端面定位，選用Z525立式鉆床。工序9：鉆孔，擴孔和攻M6的螺紋。以17H6孔為粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。工序10：粗磨17H6孔。基準(zhǔn)面A和B為定位粗基準(zhǔn)，選用M2110內(nèi)圓磨床。工序11：半精銑圓柱體左右端面。以17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序12：半精銑右端面?；鶞?zhǔn)面A為定位精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序13：精銑基準(zhǔn)面A。以17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序14：精銑22的槽。以17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。工序15：精刨基準(zhǔn)面B?；鶞?zhǔn)面A為定位精基準(zhǔn)，選用B6035牛頭刨床。 工序16：精磨17H6孔。基準(zhǔn)面A和B,右端面與17H6孔兩端面為定位精基準(zhǔn)，選用M2110內(nèi)圓磨床。 工序17：車17H6孔145倒角，去毛刺。以17H6孔為精基準(zhǔn)，選用C620-1臥式。工序18：檢查。 以上工藝過程詳見附表(機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片)。4, 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “尾座體”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂模鑄造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1） 尾座體基準(zhǔn)面A。據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊（以下簡稱人員手冊）表5-6，鑄件偏差1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。參照實用金屬切削加工工藝手冊（以下簡稱切削手冊）第414頁可知，加工余量為：粗銑：Z=3.5mm，精銑：Z=0.5mm。粗銑削的加工精度IT11級，因此偏差0.11。精銑削偏差即為零件偏差： 。 （2） Ra=12.5m的底面。只要求粗加工。參照切削手冊第414頁可知，加工余量：Z= 5mm。 （3） 基準(zhǔn)面B。Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。參照人員手冊表5-72，粗刨Z=3mm,精刨Z=1mm。刨削公差即為零件公差： 0.3mm。 （4） 右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。參照切削手冊第414頁可知，粗銑Z=3mm，半精銑Z=1mm。 （5） 凸臺面。Ra=12.5m。只要求粗加工。參照切削手冊第414頁可知，加工余量Z=5mm。 （6） 圓柱體形左右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。參照切削手冊第414頁可知，粗銑Z=3mm，半精銑Z=1mm。 （7） 17H6孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm（見互換性與測量技術(shù)表1-8），所以，偏差 。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大和最小之分。 本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 基準(zhǔn)面A與17H6孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖如下： 基準(zhǔn)面A與17H6孔的中心線之間的尺寸公差分布圖(調(diào)整法) 由圖可知： 毛坯名義尺寸：105+4=109（mm） 毛坯最大尺寸：109+1=110（mm） 毛坯最小尺寸：109-1=108（mm） 粗銑后最大尺寸：105+0.61=105.61(mm) 粗銑后最小尺寸：105.61-0.22=105.39(mm) 精銑后尺寸即達到105 (mm)。 整理成下表?！拔沧w”的毛坯圖見附圖2。 工 序加工尺寸及公差 鑄 件 毛 坯(17H6孔中心與基準(zhǔn)面A之間的尺寸105 粗 銑 精 銑加工前尺寸 最大 110 105.61 最小 108 105.39加工后尺寸 最大 110 105.61 105.1 最小 108 105.39 105加工余量(單邊) 3.5 最大 4 0.5 最小 2 0.38加工公差(單邊) -0.22 -0.12 5， 確定切削用量及基本工時(關(guān)鍵工序) 工序16：精磨17H6孔。選用機床：M2110內(nèi)圓磨床。(1) 選用砂輪。見工藝手冊第章各表，結(jié)果如下：WA46KV5P10905 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟級，陶瓷結(jié)合劑，號組織，平型砂輪，其尺寸為10905（d）。(2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂18000r/min。(見工藝手冊表4.2-31)背吃刀量ap=0.25mmv砂9.42m/min主軸轉(zhuǎn)速n600r/min。(見工藝手冊表4.2-31) 軸向進給量fa(0.250.4)bs,式中bs砂輪的寬度。fa0.390=27mm/r。 (見金屬切削原理與刀具表11-7)徑向進給量fr=0.002mm/雙行程。(見工藝手冊表4.2-31)(3) 切削工時。t=2lZbk/nfrfr (見工藝手冊表6.2-8) 式中：Zb單面加工余量l加工長度k修磨系數(shù) (見工藝手冊表6.2-，表6.2-10)n主軸轉(zhuǎn)速fa軸向進給量fr徑向進給量t=2820.251.1/(600270.002)=1.4(min) 六、專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)效率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)教師協(xié)商,決定設(shè)計第16道工序精磨17H6孔。本夾具用M2110內(nèi)圓磨床。刀具為WA46KV5P10905,對內(nèi)圓進行精磨。1， 問題的提出本夾具主要用來精磨17H6孔。精磨后，內(nèi)孔要達到H6的精度要求,表面粗糙度Ra=0.4m,圓度為0.003mm,圓柱度0.004mm,與基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B的平行度為0.005mm。為了達到這些要求,應(yīng)考慮如何增加夾具精度,在達到要求的前提下,降低勞動強度,提高勞動生產(chǎn)效率。2， 夾具設(shè)計(1) 定位基準(zhǔn)的選擇。因為17H6孔對基準(zhǔn)面A和B都有平行度要求,因此,應(yīng)以基準(zhǔn)面A和B。還有, 17H6孔的兩個端面和工件右端面也應(yīng)該作為夾具裝夾的基準(zhǔn)。采用手動夾緊。(2) 切削力的計算。n主軸=600r/min v主軸=0.5m/s。fa=27mm/rfr=0.002mm/雙行程由人員手冊表10-229可知,切削功率P=1.48kw切削力 Fc=P/ v工件=1.48103/0.5=2960N 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),K=K1K2K3K4 式中: K1-基本安全系數(shù);1.5 K2-加工性質(zhì)系數(shù);1.1 K3-刀具鈍化系數(shù);1.1 K4-斷屑切削系數(shù);1.1 則切削力Fc=FcK=29601.11.11.1=6021。由夾緊裝置可知,加緊力完全可以達到要求。(3) 定位誤差的分析。定位誤差就是各基準(zhǔn)面的加工誤差,只要基準(zhǔn)面的誤差在要求之內(nèi),就可使定位誤差,就可以使定位誤差符合要求.定位誤差的來源主要有兩個方面:一,由于工件的定位表面或是夾具的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差,稱為基準(zhǔn)位置誤差;二,由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差,稱為基準(zhǔn)不重合誤差。 定位元件公差。夾具定位端面加工方式為銑,精銑公差0.08mm。(人員手冊表4-33) 計算最大轉(zhuǎn)角。定位元件本應(yīng)與17H6孔中心線垂直,現(xiàn)在因為定位誤差。使得定位元件端面與中心線不成直角。那么,這個轉(zhuǎn)角就是最大轉(zhuǎn)角。定位元件與工件的最大問題。 bmax=0.08mm,因此,引起的最大轉(zhuǎn)角=arctanbmax/D=arctan0.08/17=0.270。 計算17H6孔與基準(zhǔn)面A的最大平行度誤差。 17H6孔與水平線間的最大間隙max=Dsin=80sin0.270=0.376,又工件17H6孔長80mm, 則上述間隙引起的最大平行度誤差為max/80=0.0047mm。 由于,最大平行度誤差0.0047mm0.005mm。(4) 夾具設(shè)計及操作的簡要說明。本夾具采用手動夾緊方式,比起其他機動夾緊方式,生產(chǎn)率不高,但是生成成本比較低,結(jié)構(gòu)不復(fù)雜。本工序是精加工,工件轉(zhuǎn)速高,砂輪主軸轉(zhuǎn)速也很高,造成切削力比較大。因此,夾具的壁厚要適當(dāng)厚一點。夾緊螺釘要有鎖緊螺母。夾具可采用45鋼鑄造,然后通過焊接方式連成一個整體。具體的夾具零件的形狀和尺寸及精度要求見附圖3和4。夾具與零件的裝配圖見附圖5。七、設(shè)計總結(jié) 設(shè)計人員都是以一個個簡單基本的設(shè)計開始成長的,他(她)每次能力的提升,都離不開自身的努力與每次的設(shè)計任務(wù)。我作為一個學(xué)機械社與制造的，就要在設(shè)計中獲取技能?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”，這句名言告訴我們要身體力行。在這次設(shè)計中，我汲取了很多養(yǎng)料。從事設(shè)計的原則就是要設(shè)計簡單，易用，成本低和效率高的機器或者是零件。不要追求復(fù)雜，能用簡單的夾具裝夾一個零件，就覺對不要為了花俏而追求夾具的漂亮和新意。一個新型夾具不一定比原來工廠所具有的夾具優(yōu)良。應(yīng)該首先考慮工廠原有夾具的設(shè)計，參考這些原有的夾具形式，也許能獲益不少。夾具本來就是給普通工人使用的，因此，沒必要設(shè)計太復(fù)雜的夾具，易用成了設(shè)計原則。工人用起來才會得心應(yīng)手，有能提高生產(chǎn)效率。經(jīng)濟因素是值得重視的，工廠生產(chǎn)產(chǎn)品的目的在于獲取利潤。當(dāng)你設(shè)計的夾具的費用比較昂貴的時候，這個夾具設(shè)計是失敗的。沒人愿意做虧本生意。還有，你工作的單位有很多比較拿手的工藝（對于他們說），對于某些工藝不一定在行（不熟悉）。因此，盡量避免這些你單位不拿手的工藝。也許，你的單位所擁有的機床種類不多。工藝流程中就不能要求使用那些沒有的機床，要適宜的該用其它設(shè)備。 總的來說，設(shè)計算是成功的，不僅要有寬廣的知識，還要有富于創(chuàng)新意識，當(dāng)然要基于原有的知識。這次任務(wù)關(guān)鍵是設(shè)計合理實用的夾具。我設(shè)計的是“尾座體”的機械加工工藝規(guī)程中的工序16，既工序：精磨17mm內(nèi)孔。該17H6孔對基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B的平行度有很高的要求，而且，自身的圓度與圓柱度也有比較高的要求。因此，怎樣保證這些位置度的要求就是我的夾具設(shè)計中最應(yīng)該予以重視的了。當(dāng)然，還要機床保證這些位置度。設(shè)計過程是挺辛苦的，不僅查閱了好多手冊，而且重新翻閱了以前的教材。當(dāng)這些知識一下子匯集在一起的時候，好象知識變成了一個大的體系，在腦海中鞏固了。 這個設(shè)計對將來的工作有很大的幫助，相信我們會很好的勝任這項工作，不僅是為了我們自己，而且為了中國經(jīng)濟的更好的發(fā)展貢獻自己的才能，為了中國實現(xiàn)富強而奮斗。當(dāng)然，現(xiàn)在只要好好學(xué)習(xí)，做好手頭的工作就行了。做完之后，覺得很有成就感。 八、參考文獻1， 王先逵 主編，機械制造工藝學(xué)第2版，機械工業(yè)出版社，2005。2， 陳家芳 主編，實用金屬切削加工工藝手冊第2版，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2006。3， 孫麗媛 主編，機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)，冶金工業(yè)出版社，2003。4， 李益民 主編，機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，機械工業(yè)出版社，1994。5， 金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982。6， 劉守勇 主編，機械制造與機床夾具，機械工業(yè)出版社，1994。7， 楊興駿，莫雨松等編，互換性與技術(shù)測量第4版，中國計量出版社，2005。8， 周明，孫玉潔，韓榮第編著，金屬切削原理與刀具第2版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004。9， 南京市機械研究所主編,金屬切削機床夾具圖冊下冊(專用夾具),機械工藝出版社,1984。