1、1序言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。衬套的加工工艺规程及其，钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问
2、题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。全套图纸，加 15389370623目录序言 I课程设计说明书正文：第 1 章 零件的分析 11.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺分析 .3第 2 章 工艺规程设计 22.1 确定毛坯的制造形式 .42.2 基准的选择 .42.3 制定工艺路线 .62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的
3、确定 .102.5 确定切削用量及基本工时 .15第 3 章 专用夹具设计 163.1 问题的提出 .163.2 定位基准的选择 .163.3 切削力和夹紧力的计算 .163.4 定位误差分析 .163.5 夹具设计及操作的简要说明 .17结束语 19致谢 20参考文献 2141.零件分析1.1 零件的作用衬套的作用:磨 损 了 ， 可 以 方 便 更 换 。 如 果 不 用 衬 套 ， 磨 损 后 ， 更 换 的 是 零件 。 现 在 更 换 的 是 衬 套 （ 设 计 时 ， 就 将 衬 套 硬 度 降 低 ， 是 其 在 摩 擦 副 中 成为 承 磨 件 。 ） 。 因 其 加 工 方
4、便 ， 更 换 成 本 低 ， 也 易 换 。1.2 零件的工艺分析5衬套的各个加工面有位置度要求且加工精度较高，我们采用，车，粗车，精车等加工手段。2.工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式影响毛坯选择的因素通常包括：1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。2、零件的结构形状和外形尺寸。63、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。4、零件生产纲领的大小。5、现有生产能力和发展前途。由于衬套要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择 45。因为衬套在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好
5、，。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用锻造成型2.2 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确合理，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：对衬套这样的零件来说，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。衬套外轮廓用短 V 形块定位，可以消除 、 两个自由度，再用一个面定位。精基准的选择：根据基准重合原则，xy选取孔及已加工的底面作为精基准。2.3 制定工艺路线2.3.1 工艺过程的安排：在衬套加
6、工中，影响加工精度的主要因素有：（1）衬套本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。（2）衬套是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，7加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。2.3.2 各主要表面的工序安排：
7、方案一工序：下料工序：锻造工序：退火工序：粗车、精车 150 端面和 100 内孔工序：粗车、精车 112 端面和 100 内孔工序：车 112，106，150 外圆和端面工序：钻 4-8.2 孔工序：发蓝处理工序 IX：去毛刺工序 X：检验，入库方案二工序：下料工序：锻造工序：退火工序：车 150 端面和 100 内孔工序：精车 112 端面和 100 内孔工序：车 112，106，150 外圆和端面工序：磨 100 内孔工序：钻 4-8.2 孔工序 IX：发蓝处理工序 X：去毛刺工序 XI 检验，入库8工艺方案一和方案二的区别在于工序二相对于工序 1 增加了一个磨的工序，因为我们孔的粗糙度
8、要求为 1.6，精车即可满足要求，不需要磨削加工，从节省劳动时间考虑，我们选择方案一具体的加工路线如下工序：下料工序：锻造工序：退火工序：粗车、精车 150 端面和 100 内孔工序：粗车、精车 112 端面和 100 内孔工序：车 112，106，150 外圆和端面工序：钻 4-8.2 孔工序：发蓝处理工序 IX：去毛刺工序 X：检验，入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及
9、公差等级。2.4.1 单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定由表 1： =6.5 =4.5锻件机械加工余量基本尺寸大于 至加工余量数值95.5 6.0 6.5 7.5 8.5 9.0 10 11 12- 1003.5 4.0 4.5 5.5 6.0 5.5 6.5 6.5 7.56.5 7.0 8.0 9.0 10 11 12 13 14100 1604.0 4.5 5.5 6.0 7.0 7.0 8.0 8.0 9.07.5 8.5 9.5 11 13 13 15 15 17160 2505.0 6.0 7.0 8.5 9.0 8.5 10 9.5 118.5 9.5 11 13 15 15
10、17 18 20250 4005.5 6.5 8.0 10 11 10 12 12 1410 11 13 16 18 17 20 20 23400 6306.5 7.5 9.5 12 13 12 14 13 1612 13 15 18 20 20 23 23 26630 10007.5 9 11 14 15 14 17 15 18基本尺寸大于 至加工余量数值13 15 17 20 23 23 26 27 301000 16008.5 10 13 16 17 16 19 18 21注：（1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。下
11、面为双侧加工时，每侧的加工余量值。（2、表中略去基本尺寸大于 160010000mm 的加工余量数值。2.4.2 铸件公差等级的确定由表 2 可知：成批和大量生产的铸件机械加工余量等级10加工余量等级工艺方法尺寸公差加工余量铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金 镍基合金钴基合金CT11131113111310121012-911-砂型手工造型MA J H H H H- 一、 H-CT810810810810810-79-砂型机器造型及壳型MA H G G G G- G-CT-797979797968-金属型MA- F F F F F F-11CT-797979797968-低压铸造
12、MA- F F F F F F-CT-684657-压力铸造MA- E E E-CT575757-46-465757熔模铸造 MA E E E- E- E E E注：（1. 型铸造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例：尺寸公差为 CT12 级，加工余量底、侧面为 MAH 级。（2. 型铸造铸件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例：底、侧面加工与量为 CT12 级，MAH 级。（3. 砂型铸造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。(1) 铸造孔的最小尺寸 在铸造工艺上为制造方面，一般当铸造孔径
13、小于规定尺寸时可不铸出，零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。(2) 铸造壁的最小厚度各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表。(3) 铸造斜度12对于砂型及硬型铸件常选用 3，压铸件常选用 1302。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。2.4.3 加工余量及工序尺寸的确定1、150 端面的加工余量，表面粗糙度为 3.2查表 1 可得总余量 A=4mm由表可得粗车 =3.5 精车 =A-3.5=0.5mm2、112 端面的加工余量，表面粗糙度为 3.2查表 1 可得总余量 A=4mm由表可得粗车
14、 =3.5 精车 =A-3.5=0.5mm3、100H8 内孔的加工余量，表面粗糙度为 1.6由表 1 可得总余量 A=4mm由表可得粗车 =3.5 精车 =A-3.5=0.5mm4、工件的所有外圆面，表面粗糙度为 6.3，查表 1 可得余量 A=4mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：下料工序：锻造工序：退火工序：粗车、精车 150 端面和 100 内孔工步一：粗车 150 端面和 100 内孔1） 车削深度，选择 ap=3.5mm2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 13查切削手册表 3.7，后
15、刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=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/ncz=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PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=3.5mm，n c=475r/min, V c=11
16、9.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(27+35+3.5)/（475 0.16）=0.862min。工步二：精车 150 端面和 100 内孔1） 车削深度，选择 ap=0.5mm2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/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 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择
17、nc=475r/min,Vfc=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/ncz=475/(300 10) 14=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PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.5mm，n c=475r/min, V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(27+35+0.5)/（475 0.16）=0.822min。工序：粗车、精车 112 端面和 100 内孔工步一：粗车 112 端面和
18、100 内孔1） 车削深度，选择 ap=3.5mm2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/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 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=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/ncz=4
19、75/(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PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=3.5mm，n c=475r/min, V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(8+35+3.5)/（475 0.16）=0.599min。15工步二：精车 150 端面和 100 内孔1） 车削深度，选择 ap=0.5mm2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/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
20、 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=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/ncz=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PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.5mm，n c=475r/min, V c=119.3m/mi
21、n，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(8+35+0.5)/（475 0.16）=0.572min。工序：车 112，106，150 外圆和端面1） 车削深度，选择单边余量 ap=2.0mm。2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/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 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min164） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s据 CA6140 卧式车床车床参数，选择
22、nc=475r/min,Vfc=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/ncz=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PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(5+3+57+22+8+4+2)/（475 0.16）=1.329min。工序：钻 4-8.2 孔确定进给量 ：根据参考
23、文献表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 14 孔时md2.80rm/47.039.属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.029.5.根据 Z525 机床说明书，现取 rf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度所以min/8vmin/7.3102.810rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为i/5rn17min/6.9103752.8ndvw切削工时： ， ， ，则机动工时为mll.4l2in6.25.037821fnltwm总的工时：T=4t=0.644min工序：发蓝处理工序 IX：去毛刺工序 X：
24、检验，入库3.夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配的任务，我们加工 4-8.2 孔钻床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于加工 4-8.2，精度要求不高，和其他面没有任何位置度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择本道工序加工 8.2 孔，精度不高，且我们 4-8.2 孔和其他面没有位置度要求，工件为回转类零件，圆周均布就可以了，因此我们采用已加工好的 100H8 孔定位，使用螺母与快换垫圈相配合夹紧工件，保证加工的时间工件不旋转就可以了，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，螺
25、母的夹紧力即可以满足要求。3.3 切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：18钻削力 式 16.08.2HBDfF钻削力矩 式 291T式中： 10.5Dmaxaxmin87491733HB代入公式 1 和公式 2 得1.2fr0.8.6654FN1.9.0.079T本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.4 定位误差分析因为 4-8.2 孔和其他的面和孔位置度要求，因此 4-8.2 孔靠钻模板下端的 100 外圆和 100 内孔配合来保证 4-8.2 孔的
26、位置关系，即相当于一面一心轴，误差分析如下：一面一心轴定位误差移动时基准位移误差 yj min11XDd（式 5-5）式中： 100H8 孔的最大偏差1d100H8 孔的最小偏差D100H8 孔与外圆面最小配合间隙1min代入（式 5-5）得： =yj min11XDd0.9.16= .253.5 夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位，采用螺母与快换垫圈相配合夹紧工件，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用可换钻套，当导向的钻套磨损后，我们取下螺钉，可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。19装配图附图如下：夹具体附图如下：2021结 束 语毕业设计结束了
27、，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入社会打下好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。22谢 词这次设计使我收益不小，为我今后的
28、学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思
29、想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。23参 考 文 献1. 切削用量简明手册艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994 年2. 机械制造工艺设计简明手册李益民主编，机械工业出版社出版，1994 年 3.机床夹具设计哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983 年4. 机床夹具设计手册东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990 年 5. 金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社，1981 年 10 月6. 机械制造工艺学郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997 年
