1、毕 业 设 计 说 明 书全套 CAD 图纸，联系 153893706专 业： 机械制造与设计及其自动化班 级： 机制 3042 班姓 名： 学 号： 指导老师： 陕 西 国 防 工 业 职 业 技 术 学 院目 录第一部分 工艺设计说明书1第二部分 第 35 道工序夹具设计说明书第三部分 第 3 道工序刀具设计说明书第四部分 第 90 号工序量具设计说明书第五部分 毕业设计体会陕西国防工业职业技术学院二零零七届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造 班级：机制 3042 班 姓名： 学号：33#一、设计题目（附图）： 壳体 零件机械加工工艺规程制订及第_工序工艺装备设计二、设计条件： 1、钟形
2、壳2、生产批量：大批量生产三、设计内容： 零件图分析： 1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析） ；2、绘制零件图。 毛坯选择 机械加工工艺路线确定：1、加工方案分析及确定 2、基准的选择3、绘制加工工艺流程图 工序尺寸及其公差确定1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制） ；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 设备及其工艺装备的确定 切削用量及工时定额确定： 确定全部工序切削用量及工时定额。 工艺文件制订：1、编写工艺文件设计说明书： 2、编写工艺规程： 指定工序机床夹具设计1、 工序图分析； 2、定位方案确定；3、定位误差计算； 4、夹具总装图
3、绘制； 刀具、量具设计四 设计任务（工作量）： 1、 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；2、 工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图） ；3、 机床夹具设计说明书一份；4、 夹具总装图一张（A2 图纸） ；零件图两张（A4 图纸） ；5、 刀量具设计说明书一份；6、 刀具工作图一张（A4 图纸） ；量具图一张（A4 图纸） 。五起止日期： 2007 年 3 月 4 日2007 年 4 月 28 日（共 8 周）六指导教师： 刘苍林七审核批准教研室主任： 系主任：八设计评语： 年 月 日九设计成绩： 年 月 日第一部分 工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1 零
4、件结构功用分析：钟形壳是球笼万向节的一个重要的组成零件，钟形壳用滚道和其他部件连接共同在传动装置中传递动动力，在传递力矩的过程中其要承受很强的冲击力和和很大的交变载荷。滚道是零件的主要面，也是零件中有加工难度的曲面。1.2 零件结构工艺性分析：由零件图可知，该零件外形不复杂、尺寸不大，壳部外圆面用成形车刀或数控车床加工可提高效率，内表面的中的滚道是由一个球体旋转而成，加工中既要保证滚道的直径尺寸，又要保证滚道圆心所在的圆的尺寸，这用成形铣刀是加工粗出来的，而且滚道处在零件的内部有给加工带来一定的难度，因此滚道是零件中最难加工曲面，用而且在变动和冲击载荷环境下，对滚道的要求很高，因此滚道是该是零
5、件最重要的面。滚道处的倒角的旋转圆的和滚道的不是同一圆心这给滚道的加工又提高了难度.花键要求不高，用滚压的方法加工。螺纹用滚压和车削都可以，但零件属于大批量，考虑加工效率用滚压。1.3 技术条件分析：a）零件中外形尺寸精度较低便于加工，内表面中 S66.70.03 0 表面粗糙度 Ra 为 0.8m,需要成型砂轮磨削加工滚道相关尺寸 18+0.05 0 尺寸公差等级 IT9 77.86+0.03 0 尺寸公差等级 IT7 滚道表面粗糙度 Ra 为 0.4m,需要进行精磨加工,给滚道的加工提高了很大难度 滚道对 S66.70.03 0 面和 51 面位置度要求为 0.03b)花键虽然为非标但要求
6、很低,用滚压便可达到要求而且效率高.螺纹要求低采用滚压加工,效率高2.毛坯的确定2.1 毛坯类型考虑钟形壳在传递力矩过程时要承受很强的冲击力和很大的交变载荷, 要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性,而且其轮廓形状不复杂,故采用锻件零件尺寸很小,毛坯要求精度高, 余量小,而且零件属于大批量加工,故采用模锻2.2 毛坯余量确定1. 毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。分析锻件形状复杂系数 s：v 工件=r2 h=3.14*45
7、2 *27+39 *（29+5）+（23.28/2）2=205229.92mm3 =205.22992cm2 2w 件=v= 205.22992cm *7.9 =1619.5g=1.619kg 2由于包容体和零件的毛坯接近所以 S 取 1，所以锻件复杂系数 s=w 件/w 包=v 件/v 包=1 经查表只 s0.63-1 为简单件。零件在加工中需要磨削，工序中有磨削加工工序，查表 13-9 知零件直径方向取 2mm 余量（单边） ，水平向取 2mm零件总长（68+78）=139mm对所查的余量进行校核计算：v 工件=r2 h=3.14*（45+2）2 *（27+2）+（39+5） *（41）2
8、+（27.28/2） *（78+2）*+（57/2） *（54）22 22=255.6469cm3查表 13-9该所查的的余量和效核前相同，加工余量根据机械工艺设计资料表 1.2-7 中查得各顶面、侧面、底面的加工余量确定尺寸公差数值机械工艺设计资料表 1.2-2 查得如下表所示:零件尺寸 加工余量 尺寸的偏差 毛坯尺寸92 4 4.160 96 4.16023.28 4 .527.28 .557 4 2.16053 2.16050 2 . .61+78 2+2 +0.2 -00.1 143+0.2 -00.161 4 +1.2 -0.6 65+1.2 -0.62.3 毛坯零件合图草图3机械工
9、艺路线确定3.1 主要面加工方案的确定3.1.1 51 左端面和 450.025 相联系 粗糙度为 3.2um加工方案：51 左端面锻 -粗车-半精车公差等级 IT12 IT8粗糙度 12.5um 3.2um3.1.2 滚道：77.86+0.03 0 IT6 粗糙度 0.4 um加工方案：（1） 粗铣-精铣-磨公差等级 IT12 IT9 IT7粗糙度 6.3um 1.6um 0.4um（2） 粗铣-精铣-粗磨-精磨公差等级 IT12 IT9 IT8 IT6粗糙度 12.5um 3.2um 0.8um 0.4um3.1.3 内球面 S66.7+0.03 0 粗糙度 0.8 um加工方案： 粗车-
10、半精车-磨公差等级 IT12 IT9 IT7粗糙度 12.5um 3.2um 0.8um在 3.1.2。滚道加工中有 2 种加工方案，方案 1 比方案少一道工序比方案 2 更容易保证尺寸 603（积累误差小于 7） ，但在加工过程中方案一加工难度比方案要大，效率低，用于中小批量生产，而本套工艺要求是大批量加工，故应该选方案 2，在夹具的制造和工件的装夹中来减少积累误差。次要面的加工穿插在重要面的加工中，外轮廓的车削台阶比较多，采用数控车床加工，花键和罗纹的精度要求不高采用滚压加工。3.2 加工顺序的安排：粗车先以内腔定位车削外圆，在随后的加工中，互为基准加工外圆和内腔，然后自为基准加工花键和螺
11、纹，花键和螺纹的加工原打算放入半精加工阶段，但考虑到起变形比较大，应该提前加工，以便在以后的加工中让起充分释应力以边纠正其变行给其他部位带来的影响。半精加工阶段，进行半精车内腔，粗精铣滚道，两次倒角，精加工阶段，有内腔的磨削和滚道的磨削，考虑到滚道的加工精度比较高，姑放在最后内腔磨削之后。然后壳体零件主要由孔和平面构成与箱体类零件大体相同，加工顺序为先面后孔，这样可以用加工好的平面定位再来加工孔，因为轴承座孔的精度要求较高，加工难度大，先加工好平面，再以平面为精基准加工孔，这样即能为孔的加工提供稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余量较为均匀。3.3 定位基准的选择：3.2.1 粗基准的选择：
12、在粗加工阶段粗车壳体的内腔的内圆面定位和端面定位车外圆面，然后再一加工好的外圆面为基准内腔面，互为基准加工外圆和内腔。3.2.2 精基准的选择：在粗加工时同时加工出 51 左端面。在随后的加工中以此和外圆面为基准加工内腔和和滚道，在热处理之后在再次提高这个基准用于精加工阶段。3.4 段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段 5-25、半精加工阶段 30-50、精加工阶段 75-90。在粗加工阶段工序 15 中对 51 左端面来说是半精加工，但考虑到这到工序的加工中余粮还是很大，对机床的刚度要求很高，应该放到粗加工阶段。方案讨论：51 左端面车学削时，已经可以达要求，在精加工阶段又安排了精车，是为了
13、防止在热处理是时的变形，同时再次提高一下定位基准以用于精精加工阶段。3.5 加工工序简图1、锻 5、粗车外圆 毛坯处理10、车内腔端面 15 车外圆：20.滚压花键： 大 大 大ZMDFie25滚压螺纹；30半精车内腔：35粗铣滚道：40精铣滚道：45铣倒角：50铣倒角：55热处理：高频淬火：花键 HRC：58-62 层深 3.3-4.5滚道：HRC 58-62 层深 1.5-2.260.探伤：65.去毛刺：70清洗：75 精车80 磨内腔85 粗磨滚道90 精磨滚道95.清洗去毛刺100.检验入库4.工序尺寸及其公差确定66.7+0.03 0工艺路线 基本尺寸 工序余量（双边）经济精度 工序
14、尺寸锻 30.5 5.5 30.5 1.4粗车 65.3 12.5（IT11） 26.5 013.半精车 66.3 1.5 3.2（IT9） 25.5 062.磨 66.7 0.5 0.8（IT7） 25 .4177.8+0.03 0工艺路线 基本尺寸 工序余量（双边）经济精度 工序尺寸车 66.3粗铣 76.7 10.0 12.5（IT12） 76.73.0精铣 77.7 1.0 3.2（IT10） 77.712.0粗磨 77.8 0.1 0.8（IT8） 77.8 46.精磨 77.86 0.06 0.4（IT7） 77.86 03.5.设备及其工艺装备确定所用的设备有： CKA6140、
15、CA6140、专用铣、M2110A 专用磨床、花键冷挤压机、滚丝机 za28-40、验台、钳工台。探伤机夹具有：、铣滚道孔专用夹具、铣倒角专用夹具、磨滚道专用夹具、车床专用夹具、卡盘、刀具有：普通车刀、球头铣刀、平板锉、圆锉刀 成型砂轮 中心钻量具有：游标卡尺、千分尺 专用量规。6切削用量及工时定额确定铣六个 16.84 圆弧槽倒 45 度角：切削用量：ap=9.7 由表 6.3-2 得 f=0.3mm/r 由表 6.3-11 得 v=49m/min 则 n=318v/d=318x49/105=149r/min工时定额：由表 6.4-1 得 T2=(t+lw)/vf2+(lw-d0)/vf=(
16、10+179.7)/49x9.7+(179.7-105)/(49x0.3)5.5min由表 3.3-5 得装夹工件时间为 0.11min 由表 3.3-6 得松卸工件时间为 0.1min由表 3.3-7 得操作时间为 0.68 min 由表 3.3-8 得测量工件时间为 0.18minT1=1.07min T3=51min T4=15minT 基=lz/nfap=179.7x10/149x0.3x9.7=4.2minT 总=76.8min车 65.3 内圆弧面时：切削用量：（刀尖圆弧半径取 59）ap=2 由表 5.3-2 得 f=0.3mm/r 由表 5.3-20 得 v=120m/min
17、则 n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工时定额：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min T 基=lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7minT 总=T1+T2+T3+T4+T 基=103.5min精磨 18 内圆弧面：切削用量：ap=0.5 由表 10.2-2 得 f=0.5mm/r v=22m/min则 n =318v/d=318X22/270=26r/min工时定额：由表 3.3-13 得装夹和松卸时间为 0.19 min 0.10 min由表 3.3-15 得操作时间为 0.41min 由表
18、3.3-16 得测量工件时间为 0.08minT1=0.78min T3=60min T4=15min T 基=270x0.5/26x0.6x0.5=17.3minT 总=93.1min第二部分 第 35 道序夹具设计说明书1. 工序尺寸精度分析由工序图知，本道工序加工主要保证 3 个尺寸：49.10.075 ，公差等级为 IT10-11，76.70.15，公差等级为 12 级，603 该工序在专用机床上加工。2. 定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制：x 移动、 、y 转动、y 移动、z 移动 z 转动，共计 5 个自由度，采用 51 的右端面为定位基准来保证 49.10.07
19、5，可以使定位基准和设计基准重合，同时采用 90 的外圆面作为定位基准来限制 x 移动、y 转动 z 移动 z 转动。如图：3. 定位元件的确定1、选择定位元件：本到工序由于用 90 的外圆面和 51 的右端面定位，定位元件采用卡盘，卡盘既是定位元件又是加紧元件2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差、定位元件尺寸：卡爪是本道工序中的定位元件，原卡盘卡爪不能满足要求，需要自行设计，由于用 90 的外圆面定位，由零件图得卡爪总的高度为 70mm，其中一级面（51 的右端面的定位面）高为 10 mm，保证卡盘的刚度得卡盘的厚度为 30mm4. 定位误差分析计算(1)分析 49
20、.10.075 的定位误差：用平面定位，设计基准与定位基准重合，jb=0db=0所以dw=0（2）分析 76.70.15 的定位误差卡盘是自定心机构，圆弧的圆心和卡盘的中心重合，即设计基准与工序基准重合，jb=0db=0所以dw=0（3）分析 603位误差查机床夹具手册选用 8H6 h5 的配合，精度为 1=0.0150.020） ，选0.020考虑相邻定位空孔距偏差S所以=（S/2+（1/R*180/）=（37.5+0.028）=149.535.夹紧方案及元件的确定（1）计算切削力及所需加紧力：工件在加工时所受的力有加紧力 J、切削力 F 和工件重力 G，三者作用方向一至，由金属切削原理与刀
21、具得切削力的计算公式：F=9.81*a 86.0e86.072.zdafp=0.5d=0.5*16.84ea=0.2mm/zzf所以 F=9.81*（0.5*16.84） * =52.41N86.0 86.072. 41*3查机械工程师夹具手册实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：W=K*F12Df所以 W=1.05*52.41 * =498N903.615加紧如图所示夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体，在夹具体底部两端设计出供 T 型槽用螺栓紧固夹具用的 U 型槽耳座。5. 夹具总装草图气动回路图：第三部分 第 3 道工序刀具设计（粗车 23.8 公差等级为 IT12 外圆）1. 刀具类型确定此
22、到工序粗加工精度要求低，因此可用 90 度外圆车刀。2. 刀具设计参数确定序号项目 数据来源或公式计算 采用值1 刀具类型 来源于刀具课程设计指导书 表2-6 2-7焊接式 90 度强力外圆车刀刀片材料 YT52 刀杆材料 45 钢3 几何角度 表 2-8、2-9s=-10 度 o=20 度 o=6 度 o=4 度r=90 度 r=5 度 =2mm 4 断削参数前面型式来源于刀具课程设计指导书表 2-11 2-12 估计 F=1mm/r带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5mo1=-20 度 br1=0.6 qn=9.35 过渡刃 表 2-13（ap=2.6mm） 直线过渡刃 Kre=45 度
23、b=16 刀片型号 表 2-3A420L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.87 车刀外型结构尺寸表 2-1、2-2、2-5 BxH=20x30 L=150 M=8(90 度弯头车刀)8 刀槽型式表 2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20 度-26.3 度Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Bc=B-Ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6Lc=L-CCoso/ Cos(o+ c).tgo=20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5
24、=20-7x0.08=19.4j=26.3 度c=6.3 度Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm3. 刀具工作草图技 术 条 件 ：1、 刀 片 材 料 ， 刀 杆 45钢 ；2、 刀 片 型 号 ： ；3、 使 用 0号 焊 料 ， 焊 缝 不 大 于 0.24、 刃 口 不 得 有 崩 刀 ， 刀 面 不 得 有 裂纹 。第四部分 第 90 道工序量具设计说明书1. 工序尺寸精度分析圆弧槽 Q18 为 IT9 级05.2. 量具类型确定对圆弧槽 Q18 用凸圆弧样板（ R 规）进行检测，量具测量面的材料为硬质合金，测量面的硬度为05.58-65HRC，其它部分的材料为 45
25、钢。3. 极限量具尺寸公差确定确定量规量规的制造公差和位置公差查公差配合与技术测量T=0.0028，Z=0.005小端 上偏差=EI+Z+T/2=0+0.005+0.0014=0.0064mm下偏差=EI+Z+T/2=0+0.005-0.0014=0.0036mm磨损极限=EI=0大端 上偏差=ES=0.05mm小端 下偏差=ES-T=0.05-0.0028=0.0472mm4.极限尺寸公差带图5极限量具结构设计第五部分 毕业设计体会毕业设计是对我们这些年来在学校所学知识的总结。通过毕业设计可以体现出我们在校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出有力判断。从我们拿到零件图纸的第一天开始，我
26、们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只有侧面的了解。但是同过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了很大提高。遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。参考文献：1机械零件课程设计 ： 主编：任青剑 贺敬宏2机床夹具设计手册： 主编：杨黎明3公差配合与技术测量： 主编：徐茂功 桂定一 4机械加工工艺设计资料；主编：张征祥5刀具设计手册： 主编：袁哲俊 刘华明6机械制造工艺学： 主编： 郑修本7机械加工工艺装备设计手册：编委会编制 8光面量规及技术条件：中华人民共和国第五工业部标准
