機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)軸套的機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工φ40H7孔的工藝裝備設(shè)計(jì)（全套圖紙）

遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)XIV遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：軸套的機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工40H7孔的工藝裝備設(shè)計(jì)全套CAD圖紙等，加153893706班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 一、 設(shè)計(jì)題目二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 毛坯圖 1張(3) 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張(4) 夾具裝配圖 1張(5) 夾具體零件圖 1張(6) 課程設(shè)計(jì)說明書(50008000字) 1份四、指導(dǎo)教師評(píng)語成 績： 指導(dǎo)教師日期摘要在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和液壓傳動(dòng)等專業(yè)技術(shù)課之后，我們開始分析設(shè)計(jì)軸套的機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工孔的夾具設(shè)計(jì)。我的課程設(shè)計(jì)任務(wù)是安排一個(gè)軸套的機(jī)械加工工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)加工40H7孔的夾具，并繪制出調(diào)速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設(shè)計(jì)說明書。 這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計(jì)機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。AbstractOn completion of machinery manufacturing and technological foundation and hydraulic transmission, and other professional and technical courses, we began to design hub of the machining process of order-processing and the fixture design. My task is to design courses for a hub of the machining process planning and design process 40 H7 hole fixture, and to map out plans governor lever parts, rough map, fixture assembly, filled out a card process, the preparation of curriculum design specification. The design so that we can make comprehensive use of machinery manufacturing and technological foundation in basic theory and practice of production secondary to the practice of knowledge, independent analysis and solution of the mechanical parts manufacturing process issues, machine design for this fixture typical of equipment, Improve the structural design capability for future design and graduated from the work of the future laid a good foundation. Therefore, in our four years of university life occupy an important position.二、 零件工藝性分析a) 軸套的工藝性分析和生產(chǎn)類型的確定i. 軸套的用途軸套是套在轉(zhuǎn)軸上，起到定位或保護(hù)軸的作用,比如轉(zhuǎn)軸和填料之間就要用軸套。軸套以60的中心孔套在軸上，通過2個(gè)互相垂直的方孔和40的孔來定位，其中左大端面與齒輪或其他回轉(zhuǎn)件直接接觸，其表面的加工精度要求比較高，軸心的內(nèi)表面也是接觸面，其表面精度更高，要求達(dá)到R 0.8。ii. 軸套的技術(shù)要求現(xiàn)將軸套的技術(shù)要求列表如下：表1-1 軸套零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra （m）形位公差（mm）精銑軸套大端面1320.2、200.1IT71.6粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸93孔93 IT70.8粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸60和78孔6078IT70.8粗銑軸套左端面95IT96.3精車軸套外表面95IT60.8精車軸套左端大小槽3636IT96.3鉆、擴(kuò)方孔23636IT86.3鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸40孔240IT76.3粗銑左端面切口槽16IT96.3粗銑三角溝槽160IT96.3 該軸套形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的回轉(zhuǎn)軸類零件。為了實(shí)現(xiàn)定位和保護(hù)軸的作用，需對(duì)其表面加工精度和位置精度有所要求，為此在加工60孔時(shí)，必須保證其中心線和軸中心線的同軸度在0.04范圍內(nèi)，此外必須保證方孔和40的孔在同一平面上且其軸線要垂直。綜上要求，該軸套的各項(xiàng)技術(shù)要求制定比較合理，符合該零件在齒輪傳動(dòng)中的定位和保護(hù)功能的要求。iii. 審查軸套的工藝性分析零件圖可知，軸套的兩端面要求銑削，而且左端面要求精銑，其精度要求達(dá)到R1.6，且在左端面還需銑出一個(gè)深為8的93的孔，此面為重要加工面，其精度等級(jí)為IT7，在鉆中心孔時(shí)就以此面為精基準(zhǔn)，以保證同軸度。在加工完兩方孔之后加工圓孔，這樣便于裝夾定位，其余表面的加工精度要求都比較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證其質(zhì)量加工出來。由此可見，該零件的工藝性比較好。iv. 確定軸套的生產(chǎn)類型由指導(dǎo)老師所給的任務(wù)，軸套的生產(chǎn)類型為中批或大批大量生產(chǎn)。b) 確定毛坯、繪制毛坯簡圖i. 選擇毛坯 由于該軸套在工作工程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)軸套的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。該軸套的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，宜采用模鍛的方法來制造毛坯。ii. 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 先確定出工件的公差等級(jí)、鍛件重量、形狀復(fù)雜系數(shù)鍛件的材質(zhì)系數(shù)和零件的表面粗糙度。 1鍛件公差等級(jí)由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級(jí)為普通級(jí)。 2鍛件質(zhì)量mf根據(jù)零件成品質(zhì)量10kg，估算為18.50kg。 3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S該鍛件為圓形，假設(shè)其最大直徑為132mm，長294mm，則由公式（2-4)可得：由于0.358介于0.32和0.63之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S2級(jí)。 4鍛件材質(zhì)系數(shù)M 由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。 5零件表面粗糙度 由零件圖知，除95h6軸表面和60H7孔為以外，其余各加工表面均為。 6確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表2-13，得單邊余量在厚度方向?yàn)?.5-3.0mm，水平方向亦為2.0-3.0mm，即鍛件各外徑的單面余量為2.5-3.0mm，各軸向尺寸的單面余量也為2.5-3.0mm。鍛件中心兩孔的單面余量按表2-14查得為3.0mm. 7確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度。對(duì)于的表面，余量要適當(dāng)增大。iii. 設(shè)計(jì)及繪制毛坯簡圖 1確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按表5-13確定。本鍛件各部分的t/H為0.5-1，故均按表中第一行數(shù)值。為簡化起見，本鍛件的內(nèi)、外圓角半徑分別取相同數(shù)值，以臺(tái)階高度H=1625進(jìn)行確定。結(jié)果為：外圓角半徑 r=5內(nèi)圓角半徑 R=3鍛件圓角半徑也可以按如下辦法簡單確定：凸圓角半徑等于單面加工余量加成品零件圓角半徑或?qū)Ы侵?；凹圓角半徑，計(jì)算所得半徑應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，以利于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具。數(shù)值能保證各表面的加工余量。 2確定模鍛斜度 本鍛件由于上、下模膛深度不相等，模鍛斜度應(yīng)以模膛較深的一側(cè)計(jì)算。，按表5-11，外模鍛斜度，內(nèi)模鍛斜度加大，取。模鍛斜度也可簡單地按照外壁斜度為7，內(nèi)壁斜度為10來取。 3確定分模位置 由于毛坯是HD的圓盤類鍛件，應(yīng)采取軸向分模了這樣可沖內(nèi)孔，使材料利用率得到提高。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上、下模在模鍛過程幣錯(cuò)移，選擇最大直徑即齒輪處的對(duì)稱平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。 4確定毛坯的熱處理方式 鋼質(zhì)齒輪毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。 圖1-1所示為本零件的毛坯圖圖 1-1 零件毛坯圖三、 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)a) 精準(zhǔn)的選擇i. 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該軸套的技術(shù)要求和裝配要求，選擇軸套的左端面和60內(nèi)表面作為精基準(zhǔn)，零件的很多表面都可以采用它們作為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工，及遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。選用左端面作為精基準(zhǔn)也能和工藝基準(zhǔn)重合，保證孔和軸線的同軸度，即能實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”的原則。此外，由于軸套的剛性要求比較高，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊力變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直與主要定位基面，應(yīng)使其夾緊力的方向平行與軸線，所以此時(shí)選擇左邊的大端面作為精基準(zhǔn)是最佳的選擇，這樣夾緊可靠，工件變形最小。ii. 粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面的缺陷。在這里根據(jù)工件的特點(diǎn)，應(yīng)選擇左端和周外表面作為粗精準(zhǔn)。b) 表面加工方法的確定 本零件的加面有外圓、內(nèi)孔、端而、槽等，材料為45鋼。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考指導(dǎo)書有關(guān)資料，其加工方法選擇如下表所示：表2-1 軸套工藝路線及設(shè)備、工裝的選用加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度（Ra/m）加工方案?jìng)渥⑤S套大端面IT91.6精銑表1-893孔IT70.8粗?jǐn)U精擴(kuò)鉸表1-760和78孔IT70.8粗?jǐn)U精擴(kuò)鉸表1-7軸套左端面IT96.3精銑表1-8軸套外表面IT80.8粗車半精車-精車表1-6軸套左端槽IT80.8粗車半精車精車表1-6方孔IT126.3鉆擴(kuò)表1-72-40孔IT116.3鉆擴(kuò)粗鉸精鉸表1-7左端面切口槽IT126.3粗銑表1-8三角溝槽IT126.3 粗銑表1-8c) 制定工藝路線 根據(jù)機(jī)械加工工序的安排原則：先基準(zhǔn)后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔的原則，對(duì)工序進(jìn)行安排如下：表2-2 機(jī)械加工工序安排 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工序內(nèi)容車間 工 段設(shè) 備工 藝 裝 備1精銑軸套大端面精銑軸套大端面至302.9-303.1、Ra 1.6um立式銑床X51高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具2粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸93孔粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸至內(nèi)表面的Ra 0.8um 深度8 組合機(jī)床擴(kuò)孔鉆、絞刀、卡尺3粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸60和78孔粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸60至60.030 Ra 0.8um 左端面空口倒角245 再粗?jǐn)U、精擴(kuò)孔78，寬40組合機(jī)床擴(kuò)孔鉆、絞刀、卡尺、塞規(guī)4粗銑軸套左端面粗銑軸套左端面至表面Ra 6.3um立式銑床X5高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具5精車軸套外表面粗車、半精車、精車軸套外表面至95, Ra 0.8um臥式車床車刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具6精車軸套左端大小槽粗車、半精車、精車至93和85，表面精度 Ra 0.8um臥式車床車刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具7鉆、擴(kuò)方孔 23636鉆、擴(kuò)方孔四面組合機(jī)床擴(kuò)孔鉆、卡尺、專用鉆夾具8鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸240孔保證兩孔軸線垂直四面組合機(jī)床擴(kuò)孔鉆、絞刀、卡尺、專用夾具9粗銑左端面切口槽臥式銑床專用銑夾具10粗銑三角溝槽粗銑深度為1、角度為60的三角溝槽臥式銑床專用銑夾具d) 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用i. 機(jī)床設(shè)備的選用 由于要求大批量生產(chǎn)，可以選擇高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可以選用通用設(shè)備。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機(jī)床的型號(hào)，所選用的組合機(jī)床應(yīng)提出機(jī)床的特征。ii. 工藝裝備的選用 主要包括一些鉆頭和百分表、專用機(jī)床夾具、內(nèi)徑千分尺，由于要求大批量生產(chǎn)，所選用的夾具必須均為專用夾具。加工余量、工序尺寸和公差的確定iii. 40孔的加工余量和工序 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)40孔的加工，所以僅研究40孔的加工余量和工序。由表2-28可查得，粗鉸的加工余量為0.18mm，精鉸的加工余量為0.07mm，鉆擴(kuò)的加工余量為39.75mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度為，精鉸：IT7；粗鉸：IT10；鉆：IT12.根據(jù)以上結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工部的公差值分別為：精鉸：0.07mm；粗鉸：0.03mm；鉆：0.18mm。iv. 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 一、切削用量的計(jì)算工序8鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 40孔鉆孔工步背吃刀量的確定 取=39.70mm進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.50mm/r。切削速度的計(jì)算 由表5-22，按工件材料為45的條件選取，切削速度v可取為23m/min。由公式（5-1） n=1000v/d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=180.32r/min，參照表4-9所列Z550立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速為185r/min。再將此轉(zhuǎn)速代人公式（5-1），可求出該工步的實(shí)際鉆削速度v=nd/1000=185r/min39.70mm/1000=23.24m/min。粗?jǐn)U工步同理，可算出主軸轉(zhuǎn)速為32r/min,切削速度為4.05m/min，進(jìn)給量為0.50mm/r 切削深度為0.18mm精鉸工步同理，可算出主軸轉(zhuǎn)速為47r/min,切削速度為5.90m/min，進(jìn)給量為0.40mm/r 切削深度為0.07mm2、 時(shí)間定額的計(jì)算（1）鉆孔工步 根據(jù)表，鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=9mm;l2=1mm;l1=(D/2)cotkr+(12)=（5.8mm/2）cot54+1mm=3.11mm;f= 0.5mm/r;n= 185r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(9mm+1mm+3.11mm)/(0.1mm/r185r/min)=0.085min=5.10s。（2） 粗、精鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時(shí)間。l1、l2由表按kr=15、ap=(D-d)/2=(95mm-60mm)/2=17.5mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=9mm；f=0.3mm/r; n=272r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時(shí)間tj=（9mm+17.5mm+15mm）/（0.3mm/r272r/min）=0.3min=17.95s。四、 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)a) 定位方案工件以一端面和60H7孔為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中定位長銷限制4個(gè)自由度、活動(dòng)定位銷限制1個(gè)回轉(zhuǎn)自由度，限制其旋轉(zhuǎn)，然后在定位平面上加一個(gè)小平面來限制其X方向的移動(dòng)自由度，所有六個(gè)自由度都被限制了。b) 夾緊機(jī)構(gòu)由于要求大批量生產(chǎn)，根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用液動(dòng)夾緊。利用液壓傳動(dòng)提供的動(dòng)力來對(duì)軸套的左端面進(jìn)行夾緊，其中液壓的軸選用HT400即可，這樣便于加工出螺紋來。軸的右端利用螺紋聯(lián)結(jié)，連接一個(gè)小面積的頂塊，頂塊和軸套左端面再加一個(gè)橫檔板，用彈簧預(yù)緊，施加一個(gè)向左的力，當(dāng)對(duì)左液缸進(jìn)夜時(shí)軸伸出，對(duì)軸套夾緊，當(dāng)孔加工完后，換向閥換向，右邊進(jìn)液，軸退出，可以順利的卸下工件，這里需對(duì)工件長度和軸伸長度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，并給出軸伸余量，使其軸伸長度大于長銷的伸出長度，便于卸下工件。c) 導(dǎo)向裝置 采用鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=26.4mm，排削間隙h=12mm.其具體圖如下：圖3-1d) 夾具與機(jī)床連接元件在夾具體上設(shè)計(jì)座耳，用T形螺栓固定。e) 夾具體所用夾具體采用鑄鋼鍛造加工，這樣能增大夾具體的剛度和強(qiáng)度，由于被加工零件的孔沒有形位公差要求，所以在夾具體安裝時(shí)只要保證左邊的立板與底板保證垂直，使立板中孔的軸線和底板平行。f) 方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論本方案主要采用定位銷和平面實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位，另外加以浮動(dòng)錐銷定位，保證所加工孔和方孔同一平面，在夾具設(shè)計(jì)方面采用液壓傳動(dòng)帶動(dòng)軸來夾緊，這樣能實(shí)現(xiàn)高效率大批量的生產(chǎn)，這樣能很好的縮短人工輔助時(shí)間。此外，所設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，能很好的實(shí)現(xiàn)批量成產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的夾具，在結(jié)構(gòu)和裝配方面也比較合理，在結(jié)構(gòu)方面，有螺栓聯(lián)結(jié)和鍛件的合成，這樣能滿足不同部位的不同強(qiáng)度要求，此外還利用彈簧來預(yù)緊，頂塊能在回液時(shí)順利卸下工件，能提高生產(chǎn)效率。綜上所述，本方案結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計(jì)新穎，有不少突出的亮點(diǎn)。五、 設(shè)計(jì)體會(huì)在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的.綜合應(yīng)用了所學(xué)專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)了自主動(dòng)手能力.將理論與實(shí)際結(jié)合起來.在設(shè)計(jì)過程中,我遇到了很多的困難,業(yè)出現(xiàn)過很多的錯(cuò)誤,但是這并沒有影響我學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性。通過這次，讓我懂得了設(shè)計(jì)人員的艱辛,也對(duì)他們的付出表示敬意.經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),我有了更充分的自信.我認(rèn)識(shí)到做什么事都可能碰到困難，再碰到困難時(shí)我們必須相信一切都會(huì)有解決的辦法.同時(shí)通過這次設(shè)計(jì)為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的機(jī)械設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。六、 參考文獻(xiàn)1哈爾濱工業(yè)大學(xué) .機(jī)床夾具設(shè)計(jì).M上海 ：上海科學(xué)技術(shù)出版社 .1990。2顧崇衡 .機(jī)械制造工藝學(xué)J.陜西 ：陜西科學(xué)出版社.1995。3鄒青 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.M 機(jī)械工業(yè)出版社，200.8。4崇凱 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.M化學(xué)工業(yè)出版社 .2006.12。5周開勤 .機(jī)械零件手冊(cè).M高等教育出版社 .1994。6大連組合機(jī)床研究所 .組合機(jī)床設(shè)計(jì).J機(jī)械工業(yè)出版社 .1978。7李云.機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).J北京:機(jī)械工業(yè)出版社 .1997.8。8孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè).J北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社.1991.9。9李慶壽.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).J北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社 .1984。10于駿一 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).J北京 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