連接殼體課程設計說明書0

1、湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院課程設計說明書課程名稱：機械制造技術(shù)基礎題目名稱： 連接殼體的工藝設計 班 級：2008級機制專業(yè)4班姓名：袁 湘學號：200841914425指導教師：陳 志 亮評定成績：教師評語：指導老師簽名： 20 年月日目 錄一、 設計任務書11.1設計要求11.2課程設計的目的11.3設計內(nèi)容2二、零件圖的分析 22.1零件的作用32.2零件的工藝分析3三、零件工藝規(guī)程設計4 3.1零件生產(chǎn)類型和生產(chǎn)規(guī)程 4 3.2選擇毛坯 5 3.3確定加工余量、毛坯尺寸和毛坯圖 5四、定位基準的選擇6 4.1基面的選擇 6 4.2粗基準的選擇 6 4.3精基準的選擇 6五、工藝路線的擬定

2、65.1確定工藝過程方案7 5.2選擇加工設備與刀具、夾具、量具8選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床8 選擇夾具8選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具8選擇量具9 5.3確定工序尺寸 10面的加工10 5.3.2孔的加工 10六、確定一個工序的切削用量及工時定額計算13七、夾具的設計 15參考文獻 19連接殼體的工藝設計學生：袁湘 指導老師：陳志亮（東方科技學院機制4班，學號200841914425）摘 要：機械加工工藝課程設計是在機械制造技術(shù)等專業(yè)課程所學的理論知識上，發(fā)揮專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的一次實踐訓練。機械制造技術(shù)定義：機械的生產(chǎn)過程中，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等使其稱為

3、成品或半成品的過程稱為工藝過程。以工藝文件的形式確定下來的工藝過程稱為工藝規(guī)程。將鑄件、鍛件毛坯或鋼材經(jīng)機械加工方法，改變它們的形狀、尺寸、表面質(zhì)量，使其稱為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程。機械制造工藝學課程設計的目的：1）能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量；2）提高結(jié)構(gòu)設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。通過這次課程設計能鞏固我們所學的理論知識和專業(yè)技能，提高自己解決實際生產(chǎn)問題的能力。在設計中能逐步掌握查

4、閱手冊及查閱有關書籍的能力。在設計中逐步培養(yǎng)自己的動手能力，理論聯(lián)系實際的運用，并培養(yǎng)了我們一絲不茍的工作態(tài)度，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，對我們今后參加工作有極大的幫助。由于能力有限，實踐生產(chǎn)的經(jīng)驗不足，設計中還有很多不足之處，希望老師多加指教。關鍵詞：連接殼體、基準、鉆模夾具序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析

5、問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。一、 設計任務書1.1設計要求1、發(fā)下去的工件圖，修改后CAD圖 1份進說明書， 2、說明書打?。C電班大于6000字，機制班大于7000字）3、工序卡片一套（工序簡圖中注意含表面粗糙度，尺寸精度，定位符號，夾緊符號等）4、指定夾具裝配圖一張（2號圖紙）5、夾具中測繪一張零件圖6、裝訂順序：封面/課程設計任務書/正文/圖紙1.2課程設計的目的機械制造工藝學是以機械制造中的工藝問題為研究對象，實踐性較強的一門學科，學生在學完了工藝課后并完成了生產(chǎn)實習的基礎上，還應通過課

6、程設計受到一次理論聯(lián)系實際的綜合訓練，培養(yǎng)運用所學知識分析和解決機械制造工藝技術(shù)問題的能力。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉：1.能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位。夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。2.提高結(jié)構(gòu)設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3.學會使用手冊及圖表資料。4.能具備一定創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。1.3設計內(nèi)容要求編制一個典型的中等復雜程度的機器零件的機械加工工藝規(guī)程，按教師指定設計其中一道工

7、序的專用夾具，并撰寫設計說明書。具體內(nèi)容如下：1選擇毛坯的制造方法，制定毛坯技術(shù)要求。2擬定零件的機械加工工藝過程。3合理選擇各工序的定位基準。4正確確定各工序的夾壓位置和夾緊力的方向和作用點。5確定各工序所用的加工設備。6確定刀具材料，類型及規(guī)定量具種類。7確定一個加工表面的工序余量和總余量。8選定一個工序的切削用量。9確定工序尺寸，正確擬訂工序技術(shù)要求。10確定工序使用的冷卻潤滑液。11計算一個工序的單件工時。12設計指定工序的專用夾具（需計算切削力、夾緊力）。繪制夾具裝配圖。13測繪夾具中的指定零件。14填寫工藝文件。15編寫設計說明書。二、 零件圖的分析修改后的零件圖如下2.1零件的作

8、用零件為連接殼體，在機器中起連接作用，保護軸類零件；零件通過70圓盤上的三個12的孔和連桿上6的孔來連接兩個不同零件，而其殼體起到保護在內(nèi)的軸不受損傷的作用，以及減少其振動，使工作時機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。（零件圖見附圖1）本零件的加工有外圓柱表面、內(nèi)孔、端面、通孔和攻絲。其加工方法選擇如下：1、30mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：30mm的兩個端面及孔和倒角，6mm和7mm的兩個端面及孔和倒角還有1mm3mm的槽、31mm5mm的孔內(nèi)槽。2、以M6孔的

9、中心的加工表面這一組加工表面包括，70mm的端面和及M8-6H的內(nèi)螺紋。這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：1、40mm圓柱面中心線與12mm中心線同軸度公差為0.01mm；2、40mm圓柱面中心線與7mm的左端面有垂直度公差為0.01mm。由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻中有關面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。三、 零件工藝規(guī)程設計3.1零件生產(chǎn)類型和生產(chǎn)工藝 零件的生產(chǎn)綱領 N零=Nn（1a）（1b）其中，產(chǎn)品的年產(chǎn)量N=5000臺/年，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量n=1件/臺，零

10、件備品率a=4%,零件廢品率b=1%。 N=50001（1+4%）（1+1%）=5252件/年 從此結(jié)果可知，該零件為成批生產(chǎn)。 由于該零件屬大批量生產(chǎn)，而且其工序比較多，工藝路線長，而每個工序所包括的工步少，所以采用工序分散加工，分散加工可以使所需要的設備和工藝裝備結(jié)果簡單、調(diào)整容易、操作簡單、專用性強；同時采用專用機床和專用夾具，工作效率高，結(jié)果簡單，且加工的孔表面都較容易，所以采用常規(guī)工藝。3.2選擇毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵HT200，通過計算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.65kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排去應力退火。3

11、.3確定加工余量、毛坯尺寸和毛坯圖由機械制造技術(shù)基礎課程設計指南表5-1可知，查得該鑄件的尺寸公差等級IT為812級，取IT=10級。表1 確定各加工表面的總余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量等級加工余量數(shù)值說明40外圓端面40 G 1雙側(cè)加工7孔的端面 70 G2 雙側(cè)加工40外圓柱面 62 H2.8單側(cè)加工70外圓柱面 27 G 2.5 單側(cè)加工30的孔 55 H2.5 內(nèi)側(cè)加工12的孔 7 G1 內(nèi)側(cè)加工表2由參考文獻可知，鑄件主要尺寸的公差如下表主要加工表面零件尺寸（mm）總余量（mm）毛坯尺寸（mm）尺寸公差（mm）40外圓端面 402 42 0.057孔的端面 70 4 74 0

12、.140外圓柱面 622.8 64.8 0.1270外圓表面 27 5 32 0.1530的孔55560 0.01512的孔 7 59 0.04零件的毛坯圖如圖：四、 定位基準的選擇4.1基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。4.2粗基準的選擇選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常

13、是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的5個自由度，達到完全定位。4.3.精基準的選擇精基準的選擇主要考慮基準重合與統(tǒng)一基準原則。以mm孔為精基準。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。五、 工藝路線的擬定工件各表面的加工順序，一般原則安排：先粗加工后精加工；先基準面加工后其他面加工；先主要表面加工后次要表面

14、加工；先平面加工后孔加工。零件各表面的加工方法和方案選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟方面的要求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點和技術(shù)要求，慎重決定。（1） 30mm和12mm孔內(nèi)表面要求表面粗糙度1.6，保證尺寸55mm和7mm，倒角45鉆-鉸；（2） 車削31mm的內(nèi)圓；（3）外圓表面保證表面粗糙度0.8，倒角45粗車-半精車-精車； （4）外圓端面保證尺寸40mm，表面粗糙度0.8粗車-半精車-精車； （5）車削70mm的外圓表面。 （6）7孔的外圓端面保證表面粗糙度0.8 粗車-半精車-精車；

15、（7）車削槽1mm3mm； （8）6孔保證表面粗糙度12.5 鉆-鉸； （9）鉆7mm孔和擴其上12mm的孔至7mm處；（10）鉆鉸螺紋孔M6的孔，攻絲M8-6H；5.1確定工藝過程方案表 3 擬定工藝過程工序號工序內(nèi)容簡要說明010一箱多件砂型鑄造020進行去應力退火消除內(nèi)應力030粗車零件端面先車基準面040鉆中心孔12mm和30mm050粗車圓環(huán)端面在加工面060粗車零件外圓柱面070車削槽1mm3mm080鉆37mm孔后加工孔090鉆6mm孔0100攻螺紋M60110擴312孔0120精車零件端面0130精車圓環(huán)下端面0140銑圓環(huán)缺口0150鏜531的槽0160擴中心孔0170鉸中心

16、孔0180終檢5.2選擇加工設備與刀具、夾具、量具由于生產(chǎn)類型為成批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成.5.1.1 選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床工序30、120、130加工孔30和12基準統(tǒng)一，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率，采用Z535立式鉆床 工序50、60、70、80車削表面和端面基準統(tǒng)一，采用CA6140車床 工序90、100、110基準重合，可以采用同一機床，采用Z5125A立式鉆床工序140、150、160基準一樣，工序的工步數(shù)不多，可以采

17、用Z5125A立式鉆床加工 選擇夾具本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具1.鉆30mm和12mm的孔選用錐柄麻花鉆。2.鉆30m和鉆、半精鉸12mm的孔、7mm孔、6mm孔以及擴孔12mm。倒角45，選用專用刀具。3.車70mm和外圓表面及7孔的外圓端面。刀具：選擇高速鋼麻花鉆，do=10mm，后角120，45度車刀。4.鉆螺紋孔6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機用絲錐。選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下：1.選擇加工面的量具 用分度

18、值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm125mm的外徑千分尺。2.選擇加工孔量具因為孔的加工精度介于IT7IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm125mm的內(nèi)徑千分尺即可。3.選擇加工槽所用量具槽經(jīng)車削加工。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0150mm的游標卡尺進行測量；車削31mm內(nèi)圓，選用專門的刀具，量具也選用專用量具。5.3確定工序尺寸面的加工（所有面）根據(jù)加工長度的為62mm，毛坯的余量為8mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)機械工藝手冊表2.3-21加工的長度的為62mm、加工的寬度為40mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度

19、要求不高的面，在粗加工就是二次就加工完?？椎募庸?.30mm.毛坯為空心，盲孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7IT8之間。查機械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：29mm. 2z=15.75mm擴孔：29.75mm 2z=1.8mm粗鉸：29.93mm 2z=0.7mm精鉸：30H72.12mm.毛坯為空心，不沖孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7IT8之間。查機械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：10m. 2z=0.85mm粗鉸：11.752z=0.25mm精鉸：12H73. 37mm的孔毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8IT9之間。查機械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余

20、量。鉆孔：6.75mm 2z=0.25mm粗鉸：6.94mm2z=0.06mm精鉸：7H84.鉆螺紋孔M6mm毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8IT9之間。查機械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：5.75mm 2z=0.25mm精鉸：6H85.鉆6mm孔毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8IT9之間。查機械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：5.8mm 2z=0.02mm精鉸：6H7六、確定一個工序的切削用量及工時定額計算工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性?！斑B接殼體”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄件毛坯?，F(xiàn)

21、采用經(jīng)驗法查找機械加工余量：(1).端面：根據(jù)經(jīng)驗值可得一下加工余量：粗車：2.8mm，精車：0.5mm單邊加工余量Z=1.65mm(2).中心孔表面：中心孔表面粗糙度為1.6，要達到此精度要求，查接卸制造技術(shù)基礎表面加工方法的選擇知精度等級需達到7級才行，因此要鉆孔，擴孔，鉸孔才能達到要求，根據(jù)經(jīng)驗值可得到加工余量:鉆孔：1.6mm，孔1.0mm，鉸孔：0.8mm加工余量Z=1.6+1.0+0.8=3.4mm(3).外圓表面根據(jù)經(jīng)驗可得粗車1.5mm，精車：0.5mm加工余量Z=2.0mm工時定額計算工序60：粗車70mm，40mm外圓柱面粗車40mm外圓柱面，切削深度，單邊余量Z=1.4m

22、m取f=0.9mm/r計算切削速度132m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速=1050r/min按機床說明書與1050r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1000r/min。所以實際切削速度為132m/min粗車70mm外圓柱面，切削深度，單邊余量Z=1.4mm取f=0.9mm/r計算切削速度132m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速=600r/min按機床說明書與600r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min。所以實際切削速度為=工序90：鉆37孔參照有關手冊，確定：=根據(jù)機床說明書，取所以實際切削速度為：=切削工時計算：，=工序110：鉆6孔，M6螺紋孔參照有關手冊，確定：6孔：=根據(jù)機床說明書，取所以實際切削速度為

23、：=切削工時計算：，=M6螺紋孔：=根據(jù)機床說明書，取所以實際切削速度為：=切削工時計算：，=工序130：銑12階梯槽參照有關手冊，確定：6孔：=根據(jù)機床說明書，取所以實際切削速度為：=當時，工作臺的每分鐘進給量應為：L=7mm=工序140：擴30mm，12mm中心孔29.8mm中心孔：根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為式中的、加工實心孔進的切削用量?，F(xiàn)已知=0.36mm/r =42.25m/min進給量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r切削速度v=0.442.25=16.9m/min. 定機

24、床主軸轉(zhuǎn)速ns=180r/min按機床說明書相近的機床轉(zhuǎn)速為200r/min?，F(xiàn)選取=200r/min。所以實際切削速度=切削工時t=其中l(wèi)=47mm;=10mm;=4mm; t= =0.61(min)11.8mm中心孔：根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為式中的、加工實心孔進的切削用量?，F(xiàn)已知=0.36mm/r =42.25m/min進給量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r切削速度v=0.442.25=16.9m/min. 定機床主軸轉(zhuǎn)速ns=456r/min按機床說明書相近的機床轉(zhuǎn)速為450

25、r/min。現(xiàn)選取=450r/min。所以實際切削速度=切削工時t=其中l(wèi)=10mm;=10mm;=4mm; t= =0.1(min)工序150：鉸30mm，12mm中心孔絞孔至30mm進給量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r削速度按切削手冊選取v=0.448.25=19.3m/min. 定機床主軸轉(zhuǎn)速ns=204.8r/min按機床說明書相近的機床轉(zhuǎn)速為200r/min?，F(xiàn)選取=200r/min。所以實際切削速度=切削工時t=其中l(wèi)=47mm，=10mm，=4mm t= =0.61(min)絞孔至12mm進給量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按機床選

26、取0.5mm/r削速度按切削手冊選取v=0.448.25=19.3m/min. 定機床主軸轉(zhuǎn)速ns=512r/min按機床說明書相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。所以實際切削速度=切削工時 t=其中l(wèi)=10mm，=10mm，=4mm t= =0.096(min)七、夾具的設計7.1.夾具設計任務：所要加工的部位是6mm孔，該工件材料為HT200，毛坯為鑄件，所選用機床為Z525型立式鉆床，大批量生產(chǎn)，為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具，因此要為此工序設計專用夾具。7.2.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案確定定位組件根據(jù)定位基準的選擇，選用一面兩銷定位方

27、案，長定位銷與工件6孔配合，限制2個自由度，定位銷與工件12中心孔配合，限制一個自由度，30圓柱面限制3個自由度的，這樣就準確的實現(xiàn)定位。7.2.1.1切削力和夾緊力計算本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。鉆削軸向力 ：扭矩 卡緊力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F=S1S2S3S4F=16.77N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。7.2.1.2 定位誤差分析本工序采用孔40和端面為基準定位，使加工基準和設計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。7.2.1.3夾具設計及操作的簡要說明夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機構(gòu)。7.3 鉆孔6的鉆床夾具