工艺（工装）课程设计说明书-尾座套筒零件工艺规程及铣床夹具设计（全套CAD图纸）.doc

陕西工业职业技术学院机械工程学院工艺（工装）课程设计说明书全套CAD图纸，联系QQ153893706设计题目：尾座套筒零件工艺规程及铣床夹具设计指导教师： 专业：机械制造与自动化班级：机制0909姓名： 日期：2011年8月28日18目录工艺（工装）课程设计任务书1序言4一、零件工艺分析6（一）零件功用6（二）主要技术要求分析6（三）工艺分析6二、制订工艺路线6（一）毛坯的选择6（二）确定毛坯余量7（三）定位基准的选择7（三）工艺路线拟订7（四）加工余量、工序尺寸的确定9（五）确定切削用量、基本工时定额11三、机床夹具设计12（一）定位基准和夹紧方案12（二）夹紧力、切削力的计算12（三）定位误差的分析计算13四、课程设计心得体会14五、参考文献15六、工艺卡片16（一）机械加工工艺过程卡16（二）机械加工工艺（综合）卡16（二）机械加工工序卡16机械工程学院工艺（工装）课程设计任务书设计题目：设计（C620普通车床）尾座套筒零件的机械加工工艺规程及铣削键槽和R2圆弧槽工序的专用夹具设计内容：（1）零件毛坯合图1张（2）机械加工工艺规程卡片1套（3）夹具装配总图1张（4）夹具零件图3张（5）课程设计说明书1份原始资料：零件图1张；生产纲领为800件/年；每日1班。指导教师： 专业：机械制造与自动化 班级：机制0909 姓名： 日期：2011年8月28日 工艺（工装）课程设计任务书一、设计内容及要求1工艺分析熟悉（C620普通车床）尾座套筒零件图，了解尾座套筒零件的性能、材料、用途及其在C620普通车床中的作用，通过其结构工艺性和各项技术要求的分析，明确该零件主要表面和次要表面，并找出尾座套筒零件主要表面加工时的关键技术问题。2确定生产类型根据尾座套筒零件的生产纲领（年产量），确定其生产类型（一般应为批量生产）。3选择毛坯选择尾座套筒零件的毛坯种类，确定毛坯余量，设计毛坯外形轮廓，标注毛坯尺寸、公差及主要技术要求，并绘制尾座套筒零件的毛坯图（即：毛坯-零件合图）1张。4拟订工艺路线选择尾座套筒零件的定位基准，确定各表面的加工方法和加工顺序，划分加工阶段，初步确定工序数目和工序内容，填写机械加工工艺过程卡片初稿。【注】：应制定两个以上的工艺方案，经比较后，选出最佳方案。5加工工序设计确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；确定切削用量、基本工时定额；选择机床设备，选择夹具、刀具、量具；填写机械加工工序卡片初稿。【注】：选择机床设备及工装时，以学院实习工厂为对象。如果选用的机床设备或工装是标准的，只需填写名称、型号（规格）填入工艺文件中；如果系专用，可在工艺文件相应栏内填写“专用机床”、“专用夹具”、“专用刀具”等字样即可。6夹具设计设计一套铣削尾座套筒零件上键槽和R2圆弧槽工序的专用夹具。要求绘制结构草图，确定定位和夹紧方案，计算定位误差，计算切削力、夹紧力，并进行夹紧机构的强度校核；在结构草图的基础上，绘制夹具装配总图1张，绘制13个经教师指定的、关键的、非标准的夹具零件图（如：夹具体、过渡盘等）。7填写工艺文件在前述机械加工工艺过程卡和工序卡的初稿的基础上，进一步完善过程卡、工序卡等工艺规程文件，并填写机械加工工艺综合卡片，最终完成三种工艺卡的填写工作。8编写设计说明书根据以上设计内容和要求，编写工艺（工装）设计说明书一份。说明书是课程设计的总结性文件，要求字迹工整，语言简练，文字通顺，简明扼要，图例清晰。【注】编写内容及格式见：工艺（工装）课程设计说明书装订顺序及编写提纲。二、设计要求在本次课程设计过程中，要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，并且按照指导教师指定的任务设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。学生应在教师的指导下，按照设计任务书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己的设计工作，缜密思考，慎重对待自己的每一项技术决定，认真核实每一个数据和计算结果。注意理论与实践的结合，积极主动地深入实习车间，详细观察和分析现场实际情况，以期使整个设计在技术上是先进的，经济上是合理的，生产上是可行的。三、进程计划表序号设计各个阶段内容工作天数1明确设计任务，了解设计内容，研究设计对象，熟悉设计资料0.52制订零件的机械加工工艺规程43填写工艺文件初稿14研究夹具设计任务，拟定夹具设计方案15确定定位和夹紧方案，绘制夹具结构草图36绘制夹具装配总图17拆画夹具零件图18填写工艺文件终稿，编写设计说明书1.59整理设计文件，准备抽查答辩110共计14四、主要借阅参考资料及手册学生可根据需要借阅以下参考资料和手册中的几种：1机械加工工艺手册2机床夹具设计手册3机床夹具设计图册4机械零件设计手册5机械制造工艺学课程设计指导书6相关教材等序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的运用，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学学习生活中占有重要的地位。本设计说明书主要分为五个部分，包括零件工艺分析、工艺规程设计、机床夹具的设计、工艺卡片及参考资料，是在指导老师及校办工厂（咸阳机床厂）师傅的指导之下完成，在此表示衷心的感谢！就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于本人是初次设计，能力有限，加之时间仓促，尚有许多不足之处，设计中的错误和不当之处，恳请老师予以指出和改正。【C620车床尾座套筒】一、零件工艺分析（一）零件功用此工件为C620普通车床尾座体中的套筒零件，主要用于车床尾座后顶尖，以及钻、扩、铰和镗等刀具的安装，对工件和车床刀具起定位、安装及支撑等作用。（二）主要技术要求分析该零件主要由外圆、前端莫式4号锥孔、后端轴承孔及其台阶孔、键槽、圆弧槽等组成，长径比等于5，为典型的刚性套筒类零件。外圆的圆柱度公差为5m，莫氏4号锥孔轴心线与55h5外圆轴心线的同轴度公差为；莫氏4号锥孔轴心线对外圆轴心线的径向跳动公差为；键槽对55h5外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm；锥孔涂色检查其接触面积应大于75；调质处理2832HRC；局部外圆及锥孔淬火4550HRC。（三）工艺分析尾座套筒外圆的尺寸精度达到IT5级，圆柱度为5m，表面粗糙度为Ra0.4m，必须采用外圆磨削工艺予以保证；套筒端部的莫氏锥孔有较高的位置精度要求，应采用互为基准原则对其加工，表面粗糙度值与外圆表面一样（Ra0.4m），也必须采用磨削工艺予以保证；此外，55H6外圆表面上有一宽度为8mm的矩形键槽和半径为R2mm的圆弧槽，键槽表面粗糙度为Ra0.8m，需要采用精铣和刮研工艺。套筒右端面30轴承孔，表面粗糙度为1.6m，尺寸精度要求也较高，可采用精车加工。二、制订工艺路线（一）毛坯的选择由零件图和设计任务可知，尾座套筒的材料为45普通碳素钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，对套同类零件这类小型件宜采用调质处理，其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC45HRC。毛坯选用型材。该零件的生产纲领为800件/年，通过计算，该零件质量约为4.5Kg，由金属机械加工工艺人员手册可知，其生产类型为中批生产。根据零件功用、结构和材料，推荐使用锻件毛坯。但从经济方面着想，如选用锻件毛坯，本零件生产批量为中批量，毛坯制造成本较高。为控制C620机床的制造成本，降低毛坯制造成本，按照尾座套筒零件特点，故毛坯选用型材。即：根据标准，选择外圆和内孔尺寸比较接近的、并能满足使用要求的45钢棒料（或无缝钢管）。（二）确定毛坯余量查阅金属机械加工工艺人员手册、国标GB/T 17395-1998无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差等资料中型材尺寸规格，并考虑留足一定量的毛坯余量，选择45钢60280mm棒料（外圆余量5mm、端面余量22mm）。或选择6018280mm（内孔留余量4mm）的无缝钢管。考虑到生产成本，最终决定使用45钢棒料毛坯。毛坯余量的具体分布情况见“零件毛坯合图”所示。（三）定位基准的选择精基准的选择：精磨55h5外圆时，为保证基准重合，采用套筒两端60锥面定位，可使用专用锥度心轴装夹工件。加工莫式4号锥孔时，应采用“互为基准”原则，使用套筒外圆定位磨削锥孔。粗基准的选择：因为零件毛坯为45圆钢棒料，粗基准直接选择60毛坯外圆定位，先加工两端面顶尖孔，而后以两顶尖孔定位加工外圆。（三）工艺路线拟订制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状及位置精度等技术要求能得到合理保证，在生产纲领已确定为成批生产条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量采用工序集中来提高生产率，除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。1由生产纲领可知，该零件的年生产任务为800件，为中批生产类型。2工艺路线拟订方案一：工序下料，切断，取总长280mm工序两次安装，分别完成两端的“车端面、打顶尖孔”工序内容工序两顶尖孔装夹，粗车、半精车外圆，车端面；调头，粗车、半精车另一端外圆（与上工步光滑接刀），车端面工序钻、扩26孔深180mm，粗镗30内孔，车3.560内锥面工序调头，钻、扩28通孔，粗车莫式4号锥孔，车3.560内锥面工序调质2832HRC工序以两端60内锥面定位（专用锥度心轴装夹工件），精车外圆，精车莫式4号锥孔，车端面，倒R3圆弧；调头，精车另一端外圆（与上工步光滑接刀），车端面，倒角245，车30内孔、切槽至尺寸工序使用专用铣床夹具，铣8mm键槽及R3圆弧槽工序钻6mm小孔；（专用夹具，上钻模）工序热处理，高频淬火4550HRC（莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分）工序研磨两端3.560锥面工序粗、精磨55h5外圆工序修研两端3.560锥面工序粗、精磨莫氏锥孔及内孔方案二：工序下料；棒料60mm280mm工序车端面，钻，扩28 mm孔至尺寸粗精车莫氏锥孔锥口倒角3.560工序掉头车端面，粗精车，割台阶孔，切槽孔口倒角3.560工序粗车，半精车外圆工序调质2832HRC工序精车外圆工序铣键槽及圆弧槽钻6mm小孔工序钻6mm小孔工序热处理，高频淬火4550HRC工序粗磨外圆工序磨莫氏锥孔工序精磨外圆3方案对比分析上述两个工艺方案特点在于：方案一虽然采用“基准重合”原则，使用两顶尖安装车削外圆，但是相对方案二过于复杂，而且装夹次数较多，易造成安装累积误差过大。方案二虽然简单，但粗精分开、精基准修正等工艺问题处理不尽合理，为此比较两套方案的优劣，综合制订了点三套较为合理的工艺方案。方案三：1下料，切断60mm280mm棒料2粗车外圆，车端面，钻、扩孔26mm深188mm3调头，车另一端处圆（与上序光滑接刀），车端面，钻通26mm孔4热处理，调质2832HRC5车端面，扩孔至28mm，车30轴承孔及34mm60锥面6两顶尖安装，半精车外圆，调头车另一端外圆（光滑接刀），倒角245，倒R3圆角，保证总长276mm7采用外圆和中心架安装（一夹一拖），精车30孔，切34槽8精车莫氏4号锥孔，车36mm60锥面，安装方式同上9铣8mm键槽，铣R2圆弧槽10钻6mm孔11钳工，修毛刺12热处理，高频淬火4550HRC（莫氏4号锥孔及部分外圆）13研磨两端60内锥面14粗磨莫氏4号锥孔（采用中心架，一夹一拖安装）15两顶尖60锥面定位，粗磨外圆16精磨莫氏4号锥孔至设计尺寸；修研60锥面（中心架，一夹一拖安装）17精车内孔至设计尺寸，修研60锥面，安装同上18两顶尖定位，精磨外圆至设计尺寸19检验，按图样检查各部尺寸及精度（四）加工余量、工序尺寸的确定（1）加工余量（查表法）由于毛坯种类为45圆钢棒料型材，查阅金属机械加工工艺人员手册表中机械加工余量及机械加工余量公差手册等资料，并根据零件尺寸及形状确定加工方法的经济精度及表面加工余量，从而确定各工序尺寸及公差。主要加工基准、加工尺寸、工序余量、工序尺寸及公差如下：注：下列内外圆表面加工余量均为双边余量。155mm外圆表面毛坯余量Z05mm毛坯尺寸60mm05mm（45钢，圆棒料型材）粗车外圆余量Z1Z0（Z2Z3Z4Z5）30mm至尺寸57mm尺寸精度IT13半精车外圆余量Z210mm至尺寸56mm尺寸精度IT10精车外圆余量Z305mm至尺寸55.5mm尺寸精度IT8粗磨外圆余量Z403mm至尺寸55.2mm尺寸精度IT7精磨外圆余量Z502mm至设计尺寸228mm内孔及30mm台阶孔钻孔至尺寸26mm尺寸精度IT11扩孔余量Z12mm至尺寸28mm尺寸精度IT10粗镗余量Z230280.318mm至尺寸29.8mm尺寸精度IT10精镗余量Z302mm尺寸精度IT63莫式4号锥孔粗车锥孔至尺寸30.5mm尺寸精度IT10精车锥孔Z10.5mm至尺寸31尺寸精度IT7磨锥孔Z20.2mm至设计尺寸（2）余量分布图选择55h5外圆表面，其余量分布如下：毛坯直径6005mm粗车直径为60357h13半精车直径57156h10精车直径为560.555.5h8粗磨直径为55.50.355.2h7精磨直径为设计尺寸55h5尾座套筒外圆余量分布图（五）确定切削用量、基本工时定额1加工方法与设备工序1锯床；工序23、工序58及工序17采用CA6140A车床；工序9采用X62W铣床；工序10采用钻床Z5020摇臂钻；工序1416、工序18采用外圆磨床。2切削用量查阅机械制造工艺与机床夹具课程设计指导以及机械加工工艺人员手册根据零件尺寸、材料确定各工序的切削用量：工序工步切削深度（mm）切削速度（m/min）r/min或每分钟往复次数进给量min/r或mm/双行程1粗车外圆1.51397100.822.25601201.24.75601201.23钻孔12.75205000.3459铣键槽、铣圆弧槽3工时定额外形尺寸主要在铣床加工，故准备终结时间为65min；切削用量的确定举例：例如：工序号40，铣大底面，查金属机械加工工艺人员手册表14-7，取粗铣时的每齿进给量，fz=0.15,z=18.则f=2.7mm/F,切削速度v=42.8m/min,则n=1000*v/(*d)=1000*42.8/3.14*80=170,由机床手册可知，主轴转速取150m/min,则切削速度v=*d*n/1000=3.14*80*150/1000=37.68m/min。f=2.7*150=405mm/min,由机床纵向进给量可知（查表）f=375mm/min,则f=375/150=2.5mm/r。工序号110.精镗60H7孔时，查金属机械制造加工工艺人员手册表145及机床进给量（即T68镗床的实际进给量中选取）0.250.5取f=0.37mm/r切削速度v=12m/min, 则n=1000*v/(*d)=1000 x12/(3.14x45)=84.92m/min,取主轴转速n=80r/min,则实际切削速度Vo=80 x3.14x45/1000=11.3mm/min.例如工序号20钻13的孔时查金属机械制造加工工艺人员手册表1436可知f=0.3,切削速度v=26.8m/min,则n=1000*v/(*d)=1000 x26.8/(12.8x3.14)=666.8m/min,由机床手册可知n=500r/min,则v=500 x12.8x3.14/1000=20.1m/min,切削速度表中可知v=20m/min。三、机床夹具设计（一）定位基准和夹紧方案由于所需加工工件的特征需在铣床上进行加工，故采用铣床夹具。1工序进行镗孔60H7加工时应限制Y。Z各自的移动及转动自由度，故采用一面两销进行完全定位，大平面限制X、Y各自的转动自由度及Z的移动自由度，两销限制X、Y、Z各自的移动自由度，故此方案满足加工要求，时合理的。2利用螺栓夹紧机构进行夹紧，采用两个移动压板和一个可卸式弧形压板进行压紧工件，夹紧力方向向下。3无对刀导向机构。4通过T型螺栓把夹具固定在T68镗床的工作台上。5为了保证镗孔的精度，故对夹具的矩形块（即大地面的定位面）进行磨削加工。为了保证其强度、稳定性，夹具的底座铸件且便于制造，并且铸件还有较好的抗震性。6夹具的整体布局设计夹具为长方形零件，在两端放置两个支架，并且在2x65的孔中放置2 x45的镗套，支架与底座采用螺钉及定位销连接，底座采用T型螺栓固定在工作台上，以此来加工孔的60H7，并保证其 孔的定位精度。（二）夹紧力、切削力的计算由于夹具装配图可知夹紧力的方向指向工件，因此工件的夹紧力采用了2个移动压板和一个弧形压板，沿Z轴的方向且夹紧力必须大于沿Z轴的切削力，F夹=F*K，Fo=F切削*L/t,则F夹=F切削*L/t*k且K=K0*K1*K2*K3*K6*K1，由切削力计算公式N2=Wzapf0.75=804x1x0.37x0.75=381.09N,K=1.2x1.2x1.0 x1.0 x1.0=1.4,由F夹=F切削x58/30 x1.4=1031.5N（三）定位误差的分析计算1夹具精度分析及计算：D定位误差分析：由于定位基准与工序基准不重合，则B=0.015mm，定位误差与限位基准重合，则Y=0，因此D=B+Y=0.015mm2安装误差分析计算：镗套与支架的采用H7/h6最大间隙为0.01mm，所以A=0.01mm3G加工误差计算：G主要取决于机床的制造精度以及工艺的安排等多方面的因素，一般取零件加工精度的1/3到1/5，故取G=K/3=0.03/3=0.01mm.夹具的总加工精度D=（D2+A2+G2+A2）1/2=0.021K=0.03mm.因此，此镗床的夹具定位方案合理。四、课程设计心得体会紧张而又辛苦的三周课程设计结束了，当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过了一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿干心旷神怡，眼前豁然开朗。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义，我我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地地迈开这一步，这是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话，课程设计真是有点累，然而，当我已着手清理自己的设计成果，仔细回味这三周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使我倦意顿消，虽然这是我刚学会走完的第一步，是我人生中的一点小小的胜利，然而他令我感到自己成熟了许多，令我有一种“春眠方觉晓”的感悟。通过课程设计，使我深深地体会到：干什么事都必须耐心、细致。课程设计过程中，许多计算难免令我感到有些心烦意乱；有三次因为不小心我计算出错，只能好不情愿的重来，但一想起老师平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度责任、一丝不苟的良好习惯，这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练！短短三周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是如此贫乏，自己综合应用所学专业知识的能力是如此的不足。几年来学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用，想到这里我真的有点心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使你有收获了，老师的亲切勉励像春雨注入我的心田，使我更加自信了。最后，我要衷心的感谢老师，是您的严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的谆谆教诲启发了我，是您的殷切期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我插上了一副坚硬的翅膀！五、参考文献1机床夹具设计手册。2金属机械加工工艺员手册3机械零件设计手册4机械设计课程设计手册5教材（机床夹具、机械加工技术、机械制图、金属材料热处理）6机械制造工艺与机床夹具课程设计指导7机械加工余量、公差手册8机械夹具设计手册9机械制造技术课程设计六、工艺卡片（一）机械加工工艺过程卡（二）机械加工工艺（综合）卡（二）机械加工工序卡