车内球面工具主体零件的加工工艺设计钻铰20H7孔的钻床夹具

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1、机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定车内球面工具主体零件（图5-16）的加工工艺，设计钻钱420H7孔的钻床夹具专业：机电一体化班级：机电11-2学 号： 1130320221姓 名：唐德峰指导教师：张学伟机械工程系2013年11月9日机械制造工艺学毕业设计是我们在学校的最后一个教学环 节。本次毕业设计题目是产品（或工程）设计类题目。我们这次毕业设计题目，以曾经在实习工厂实习所参观的并 以此设备为参考，结合所学机械的各方面的知识，在老师指导下, 查阅了许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次机构，从 而避免了加工质量差，生产效率低，设备昂贵的问题。在实际工程设计中，我们得到所学过的理论基

2、础，技术基础, 专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作提供全面 的锻炼机会。我此次毕业设计的题目是车内球面主体零件钻床夹具设计， 在张学伟老师的辅导下，对原有的结构进行了改进，从而可以减 少劳动强度，计算正确，五张零号图纸，符合工作量的要求。通过这次毕业设计，我在计算，制图，机械原理，机械设计, 机械制造工艺等方面的知识受到全面的综合训练，并有所提高， 在夹具设计方面受益匪浅。特别是张学伟老师在工作中对我耐心 辅导，有时甚至错过了午饭时间。他对学生强烈的责任感和严谨 的治学态度，无不给我以深刻的影响。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从 事的工作进行一次适应性的训练，

3、希望在设计中能锻炼自己分析 问题、解决问题的能力，为自己今后参加实际工作打下一个良好 的基础。由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错 误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。目录1、 零件的分析11. 1零件的作用11.2零件的工艺分析 22、工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式 32.2 基面的选择 42.3 制定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5 确定切削用量及基本工时 73、参考文献161、零件的分析1.1 零件的作用1.2 零件的工艺分析车内球面工具主体的加工表面可以分为三组：一是以燕尾凸台 为加工的加工表面，二是以半圆筒两侧面为加工

4、的表面，三是 以半同筒的内部的加工表面。半圆筒左右两侧面的垂直度公差为 0.03 ,下表面粗糙度为3.2 , 上表面粗糙度1.6。燕尾凸台两个侧面的 M10之间的平行度是 0.04 ,垂直度是 0.03 ,还要刮前。正面的埋头孔的孔间距达到60mm右孔中心到右侧上表面为17.5mm燕尾凸台高度的公差是0.25由以上的数据可知道，对于这三组数据而言，可以先加工其 中一组表面，然后借助于专用夹具加工另二组，并保证它们之间 的位置精度要求。2、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为45钢。由于零件不算是比较的复杂，所以这里 采用煨件，而且零件是中批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸 不大，

5、故可采用模锻成型。这对于提高生产率、保证加工质量也 是有利的。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得 正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使 加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产 无法进行。粗基准的选择经分析这个零件图，粗基准选择燕尾凸台底面和半圆筒两个端 面，因为从图中可以看出，燕尾凸台的高度，是以底面标出的， 则是以底面为基准，圆筒左侧也是标出了数值。所以，按照有关 粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工 表面作粗基准：若零件有若干个不加工时，则应以与加工表面要 求相对位置精度较高度的不加工表面作为粗基

6、准）选择这三个 面，因为，这个零件基本每个面都要加工，而且也不是很好装夹，也只有这三个平面好装夹些，这样可以，限制 Z、X、Y、Y,再用压钉压住半圆筒下面的底座部分，可以限制 Z、X这六个自 由度，以达到完全定位。精基准的选择精基准的选择主要应该考虑准基重合的问题。当设计基准与工序 基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定 为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工、夹具，并 尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应该考虑经济效果， 以便降低生产成本。工艺路线一：工序1

7、 :模锻工序2:热处理正火工序3:铳端面工序4:铳外侧面工序5:钻削孔20mm工序6 :钱孔20mm根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 对于整个“开合螺母座”的尺寸：其长度为227mm高度48mm宽度96mm,有粗加工，也有 表精加工，所以双边加粗加工余量2Z=5mmt边粗加工余量Z=2mm 可以满足加工要求。精加工，表面的尺寸有，227, 48, 96,而双边的只有96mm所以，它的粗加工余量，是 2Z=4mm精加工余 量是2z=1mm也可以满足加工要求，而 34和18是单边，它们的 粗加工余量Z=1.8mm精加工余量z=0.2mm而34

8、 0：（6的尺寸偏差对 余量也满足。对于，燕尾凸台的宽度 44mm两边的斜度表面粗糙 度要求也不高，就粗加工也可以，所以其加工余量2Z=5mmfi是可以满足要求的。内孔：其表面粗糙度要求也比较的高为1.6所以要精加工，先是粗链，后是精链。所以粗加工的余量2Z=1.8mm精加工余量2z=0.2mm也可以满足加工要求。2.5确定切削用量及基本工时工序1：铳端面fz （参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定 v=20m/min采用高速钢立铳刀，在dw=50mm,J数z=5。则1000v 1000 20ns=r/min=127.4r/mindw50现选用X51立式铳床，根据机床使用说明书，

9、查表，取nw=125r/min,故实际切削速度为V=19.6m/min当nw=125r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm fzznw =0.08 5 125mm/min=50mm/min查表知，刚好有fm=50mm/min切削工时：由于铳刀的直径比工作表面窄，所以一刀就不可以铳完整个工作表面，于是可以用作图法得出铳刀的行程2 l l =4l=240mm因此，机动工时为tm=2-l- =240 min =4.8min fm50工序2:铳两端面，下端保证总长为227mm上端保证总长96cn,工步1:粗铳，fz=0.08mm/齿（参考切削手册表 3-3）切削速度：参考有关手册，确定 v=2

10、0m/min采用采用高速钢圆柱形铳刀，dw=50mm齿数z=4,则1000 2050r/min=127.4r/min现选用X51立式铳床，根据机床使用说明书，查表，取nw =125r/min,故实际切削速度为V= dwnw =50125 m/min =19.6m/min10001000当nw=125r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm fzznw=0.08 4 125mm/min=40mm/min经查表知道，刚好有 fm=40mm/min切削工时：由于铳刀的直径比工作表面宽所以一刀就不可以铳完整个工作表面，于是可以用作图法得出铳刀的行程l1 l2 +8 2=83-26+16=73mm

11、由于是两端，所以 l =73 2=146mrrH此机动工时为:tm=min=3.65min fm 40工步2:精铳，fz =0.08mm/齿（参考切削手册表 3-3）切削速度：参考有关手册，确定 v=45m/min采用采用高速钢圆柱形铳刀，dw=50mm齿数z=8,则=1000V =1000 45s dw50r/min=286.6r/min现选用X51立式铳床，根据机床使用说明书，查表，取nw =300r/min,故实际切削速度为dw nw50 300v=m/min =47.1m/min10001000当n后300r/min时，工作台的每分钟进给量 fm应为fm fzznw =0.08 8 3

12、00mm/min=192mm/min切削工时：行程和粗铳的一样，所以切削工时为，,l 146tm =min=0.76minfm 192工序3:铳削外侧面工步1:粗铳，fz=0.08mm/齿（参考切削手册表 3-3）切削速度：参考有关手册，确定 v=20m/min采用高速钢立铳刀，在dw=50mm,J数z=5。则1000V 1000 20s= -u-= dw50r/min=127.4r/min现选用X51立式铳床，根据机床使用说明书，查表，取nw=125r/min,故实际切削速度为V=dwnw =50 125 mm/min=19.6mm/min10001000当nw=125r/min时，工作台的

13、每分钟进给量fm应为fm fzznw =0.08 5 125mm/min=50mm/min 查表知，刚好有fm=50mm/min切削工时：由于铳刀的直径比工作表面窄，且是两面，所以一刀 就不可以铳完整个工作表面，于是可以用作图法得出铳刀的行程 l l l =3l =330mm所以得出切削工时是,3l 330 tm=mm/min=6.6mm/minfm 50工步2:精铳，fz=0.08mm/齿（参考切削手册表 3-3）切削速度：参考有关手册，确定 v=35m/min采用高速钢立铳刀，在dw =50mm,J数z=8。则1000V 1000 35 / n s=r/min=223r/mindw50现选

14、用X51立式铳床，根据机床使用说明书，查表，取nw=210r/min,故实际切削速度为V= dwnw =50 210 mm/min=32.97mm/min 10001000当nw=210r/min时，工作台的每分钟进给量 fm应为fm= fzznw=0.08 8 210mm/min=134.4mm/min查表知，刚好有fm=130mm/min切削工时：行程和粗加工一样，3l 330-tm = 一 =- mm/min=2.53mm/minfm 130工序4:钻孔120的孔,工步1:钻孔小20孔，查相关的表知,f =0.2mm/r, v 5m/min选用Z35摇臂钻床，所以有:1000v 1000

15、 5-=r/min=227r/minnsD按机床选取nw=265r/min 。所以实际切削速度为:7 265 m/min=5.82m/min1000切削工时：l 8mm由于是两个孔，所以,8.min 0.30min 0.2 265切削用时为 2 t 2 0.30 0.6min.工步2:扩小20孑L,查相关的表知，f 0.15mm/r,v 3m/min ,机床不变，所以有：1000v 1000 3 ns=r/min=87r/min11按机床选取nw=85r/min.所以实际的切削速度为11 85 m/min=2.93m/min1000切削工时：l 1mm由于是两个孔，所以,1 min =0.07

16、8min 0.15 85切削用时为 t 0.078 2 0.156min工序3:钻削燕尾凸台正面 小8孔。查表知,f 0.19mm/ r, v 5m/ min ,选用Z35摇臂钻床，所以有1000v 1000 5ns =r/min=199r/minD8按机床选取nw =170r/min所以实际切削速度为:8 170 m/min =4.27m/min1000切削工时：l 57.5mm57 5一t 5 min=1.78min0.19 170工序5:钱孔M20mm,查相关的表知，f 0.3mm/r , v2m/ min ,机床不变,1000V 1000 2v r/min 63.7r/min10按机床

17、选取nw 67r / min所以实际切削速度为：10 67v m/min 2.1m/min1000切削工时：l 30mm30t min 1.49min0.3 67总结尽管这次作业的时间是漫长的，过程是曲折的，但我的收获还 是很大的.不仅仅掌握了车内球面工具主体零件的设计步骤与方 法；也不仅仅对制图有了更进一步的掌握 Auto CAD ,Word这些仅 仅是工具软件，熟练掌握也是必需的.对我来说，收获最大的是方 法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中，我 发现像我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节.总体来说，我觉得做这种类型的作业对

18、我们的帮助还是很大 的，它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进.有时候，一个人的力量是有限的，合众 人智慧，我相信我们的作品会更完美，取得这样的成果是离不开 张学伟老师的指导，非常感谢张学伟老师，这两周您辛苦了。参考文献1 .吴拓：机械制造工艺与机床夹具课程设计指导工北京：机械工业出版社,20102 .陈于萍权高晓康：互换性与测量技术第二版 北京：高等教育出版社,20043 .兰建设：机械制造工艺与夹具北京：机械工业出版社，20044 .悻达明：金属切削机床北京：机械工业出版社,20055 .陆剑中周志明：金属切削原理与刀具北京：机械工业出版社，2010.1 （重印）6 .田培棠石晓辉煌米林：夹具结构设计手册北京：国防工 业出版社，2011,1