车内球面工具主体零件的加工工艺设计钻铰Ф20H7孔的钻床夹具.doc

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， 设计钻铰Ф20H7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

前 言

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，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……………………………………1
1.1零件的作用………………………………………… 1
1.2 零件的工艺分析……………………………………2
2、工艺规程设计…………………………………3
2.1确定毛坯的制造形式………………………………… 3
2.2基面的选择………………………………………… 4
2.3制定工艺路线…………………………………………4
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………6
2.5确定切削用量及基本工时……………………………7
3、参考文献………………………………………16

1、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
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，所以这里采用煅件，而且零件是中批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，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。
①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、、、，再用压钉压住半圆筒下面的底座部分，可以限制、这六个自由度，以达到完全定位。

②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。
①工艺路线一：
工序1：模锻
工序2:热处理————正火
工序3：铣端面
工序4：铣外侧面
工序5:钻削孔20mm
工序 6：铰孔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：
①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=5mm,单边粗加工余量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=5mm也是可以满足要求的。
②内孔：
其表面粗糙度要求也比较的高为1.6所以要精加工，先是粗镗，后是精镗。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：铣端面
（参考《切削手册》表3-3）
切削速度：参考有关手册，确定v=20m/min
采用高速钢立铣刀，在=50mm,齿数z=5。则
==r/min=127.4r/min
现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =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应为
=0.085125mm/min=50mm/min
查表知，刚好有=50mm/min
切削工时：由于铣刀的直径比工作表面窄，所以一刀就不可以铣完整个工作表面，于是可以用作图法得出铣刀的行程2=4=240mm。因此，机动工时为
===4.8min
工序2：铣两端面，下端保证总长为227mm,上端保证总长96cn,工步1:粗铣，=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
采用采用高速钢圆柱形铣刀,=50mm,齿数z=4,则
r/min=127.4r/min
现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =125r/min,故实际切削速度为
V===19.6m/min

当=125r/min时，工作台的每分钟进给量 应为
=0.084125mm/min=40mm/min
经查表知道，刚好有=40mm/min
切削工时：由于铣刀的直径比工作表面宽所以一刀就不可以铣完整个工作表面，于是可以用作图法得出铣刀的行程+82=83-26+16=73mm,由于是两端，所以=732=146mm因此机动工时为：
==min=3.65min
工步2:精铣，=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铣刀,=50mm,齿数z=8,则
ns==r/min=286.6r/min
现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =300r/min,故实际切削速度为 v= =47.1m/min
当nw=300r/min时，工作台的每分钟进给量 应为
=0.088300mm/min=192mm/min
切削工时：行程和粗铣的一样，所以切削工时为，
==min=0.76min
工序3:铣削外侧面
工步1:粗铣，=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
采用高速钢立铣刀，在=50mm,齿数z=5。则
ns==r/min=127.4r/min
现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =125r/min,故实际切削速度为
V==mm/min=19.6mm/min
当=125r/min时，工作台的每分钟进给量 应为
=0.085125mm/min=50mm/min
查表知，刚好有=50mm/min
切削工时：由于铣刀的直径比工作表面窄，且是两面，所以一刀就不可以铣完整个工作表面，于是可以用作图法得出铣刀的行程==330mm,所以得出切削工时是

==mm/min=6.6mm/min
工步2：精铣，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
采用高速钢立铣刀，在=50mm,齿数z=8。则
ns==r/min=223r/min
现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =210r/min,故实际切削速度为
V==mm/min=32.97mm/min
当nw=210r/min时，工作台的每分钟进给量 应为
==0.088210mm/min=134.4mm/min
查表知，刚好有=130mm/min
切削工时：行程和粗加工一样，
==mm/min=2.53mm/min
工序4：钻孔φ20的孔，
工步1:钻孔φ20孔，查相关的表知，=0.2mm/r,
选用Z35 摇臂钻床，所以有：
==r/min=227r/min
按机床选取=265r/min。
所以实际切削速度为：
m/min=5.82m/min
切削工时：

由于是两个孔，所以，切削用时为min.
工步2:扩φ20孔，查相关的表知， ，，
机床不变，所以有:
==r/min=87r/min

按机床选取=85r/min.
所以实际的切削速度为
m/min=2.93m/min
切削工时：
=0.078min
由于是两个孔，所以，切削用时为min
工序3:钻削燕尾凸台正面 φ8孔。查表知，,,
选用Z35 摇臂钻床，所以有
==r/min=199r/min
按机床选取=170r/min
所以实际切削速度为：
=4.27m/min
切削工时：
=1.78min
工序5：铰孔M20mm,查相关的表知，,,机床不变，

按机床选取
所以实际切削速度为：

切削工时：

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 第2 版 北京：机械工业出版社,2010
2.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,2004
3.兰建设：机械制造工艺与夹具 北京：机械工业出版社,2004
4.恽达明：金属切削机床 北京： 机械工业出版社,2005
5.陆剑中 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