手柄零件机械加工工艺及工装设计

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计学习中心：重庆奥鹏学习中心[1]层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级：2012年春季学号：121505311277学生：夏勇指导教师：王爽完成日期：2013年12月25日（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计I内容摘要工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，本次毕业设计的课题是（连接座）零件的机械加工工艺及工装设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。第四，设计第7至10道工序—手柄中心孔加工的夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。最后，论文总结。通过以上的概述，整个设计基本完成。关键词：机械；加工工艺；夹具设计（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计II目录内容摘要··········································································································I引言············································································································11绪论············································································································22、零件的分析…………………………………………………………………………32.1零件的作用……………………………………………………………………32.2零件的工艺分析………………………………………………………………33、工艺规划设计………………………………………………………………………43.1毛坯的制造形式……………………………………………………………43.2基面的选择…………………………………………………………………43.3工艺路线的拟定……………………………………………………………53.4毛坯尺寸及其加工余量的确定……………………………………………63.5其他尺寸极其加工余量的确定……………………………………………83.6确定各工序切削用量………………………………………………………84、夹具设计…………………………………………………………………………164.1定位方案的确定……………………………………………………………164.2夹紧方案的确定……………………………………………………………185、自我小结…………………………………………………………………………196、参考文献…………………………………………………………………………19（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计1引言毕业设计是我们在学完大学的全部课程后进行的，是我们对大学几年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（连接座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计21绪论本次设计的题目是（手柄零件的机械加工工艺及工装设计）。这个题目是机械设计课题，在做这个设计题目过程中，涉及了很多工艺规程设计方面的知识。本次的设计任务是：制定一给定的零件的机械加工工艺及就加工该零件的某一道工序的夹具设计。设计内容包括：最终零件图1张；毛坯零件图1张；夹具装配图1张；夹具体图4张；机械加工过程卡片1张；论文1份；相关3D图档一份（X—T）（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计32零件的分析2.1零件的作用该零件为典型的杆类零件，而且为连杆类。因此，其主要的要素包括两侧面，大、小头孔。另外，还有其它辅助要素：小头的槽盒大头的径向孔以及杆身的部分的锻造机构。手柄一头通过φ38mm孔连接，另一头通过φ22mm孔其它部件连接，即该手柄的作用是实现运动的传递作用。2.2零件的工艺分析该手柄的加工表面分三种，主要是孔的加工，两侧面的加工，槽的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：2.2.1孔的加工该零件共有3个孔要加工：φ38mm孔是零件的主要加工面，多组面，大头孔与两侧面的垂直度为0.08，孔口倒角为1X45°，尺寸精度为φ38H8，因而是后（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计4续工序的主要精基准面，需精加工且尽早加工出来；φ22mm小头孔与φ38mm大头孔有中心距为120±0.2，小头孔孔口倒角为1X45°，尺寸精度为φ22H9，也要精加工；φ4mm注油孔是通孔，通过两孔中心连线及对两侧对称面，没有位置尺寸度要求，只需要转床粗加工。2.2.2面的加工该零件共有2个侧面要加工：两个侧面是配合φ38mm孔后续工序的主要精基准面，需要精加工。2.2.3槽的加工该零件仅有1个槽需加工：φ22mm小头孔键槽两侧面粗糙度为Ra6.3um，尺寸精度为10H9，需精加工。3工艺规划设计3.1毛坯的制造形式零件材料为45，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用普通模锻。由于零件上两孔都较大，且都有严格的表面精度要求，故都要留出足够的加工余量。3.2基面的选择基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1粗基准的选择粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于两侧面较平整且加工精度较高，故以2个主要侧面为基准。3.2.2精基准的选择精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，该零件上重要表面是大头孔φ38H8，由于其与底面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的φ37H11提高到φ38H8，该定位基准组（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计5合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。3.3工艺路线的拟定拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。3.3.1工艺路线方案10.模锻毛坯;20.毛坯热处理；30.粗铣端面B;40.粗铣端面A;50.精铣端面B;60.精铣端面A;70.粗钻小头孔;80.粗钻大头孔;90.精钻小头孔φ22;100.精钻大头孔φ38;110.粗铣小头槽;120.精铣小头槽;130.钻大头径向孔φ4;140.倒角;150.检验入库。3.3.2工艺方案的确定10.模锻毛坯;20.毛坯热处理；30.粗铣端面B，利用端面A，大头孔外圆与两侧面定位;40.粗铣端面A，利用端面B，大头孔外圆与两侧面定位;50.精铣端面B，定位与30工序相同;（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计660.精铣端面A，定位与40工序相同;70.粗钻小头孔，定位与40工序相同，保证120mm;80.粗钻大头孔，定位与40工序相同;90.精钻小头孔φ22，定位与40工序相同;100.精钻大头孔φ38，定位与40工序相同;110.粗铣小头槽，利用端面AB，大头孔和小头孔中心定位，保证85mm;120.精铣小头槽，定位与110工序相同;130.钻大头径向孔φ4，利用端面AB，大头孔和小头孔中心连定位;;140.倒角，手工倒角，去毛刺;150.检验入库。3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定手柄零件材料为45,毛坯重量约为1.0kg，生产类型为中批，采用普通模锻生产。查表确定加工余量：普通模锻，材料为45钢，分模线平直对称，材质系数M1,复杂系数=1.56/1.8≈0.87,为S1级，厚度为26mm，普通级，查的上下偏差分别为+1.4和-0.6，确定毛坯尺寸为29mm。3.4.1两侧面毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求，两侧面经过四道工序，先粗铣端面B，再粗铣端面A，精铣端面B，最后精铣端面A，各步余量如下：粗铣：由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-23，其余量值规定，零件厚度大于6mm到30mm，宽度小于100mm，其加工余量为1.0mm。精铣：由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-25，其余量值规定，零件厚度大于6mm到30mm，宽度小于100mm，其加工余量为0.5mm。故锻造造毛坯的基本尺寸为26＋1＋1＋0.5＋0.5＝29mm。又根据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差的上偏差为1.4mm，下偏差为-0.4mm。故：毛坯的名义尺寸：26＋1.0＋1.0＋0.5＋0.5＝29mm；毛坯的最小尺寸：29―0.4＝28.6mm；毛坯的最大尺寸：29＋1.4＝30.4mm；（手柄）零件的机械加工工艺及工装设计7粗铣端面B后的最大尺寸：26＋1.0＋0.5＋0.5＋1.4＝29.4mm；粗铣端面B后的最小尺寸：26＋1.0＋0.5＋0.5―0.4＝27.6mm；粗铣端面A后的最大尺寸：:26＋0.5＋0.5＋1.4＝28.4mm；粗铣端面A后的最小尺寸：:26＋0.5＋0.5―0.4＝26.6mm。精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为26mm。3.4.2小头孔毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求，φ22H9mm孔由粗钻到精钻得到，查《机械加工工艺手册》得粗钻的公差上偏差0.21mm，下偏差为0，故：毛坯的名义尺寸：22－0.8－3.2＝18mm；毛坯的最大尺寸：18＋1.4＝19.4mm；毛坯的最小尺寸：18－0.4＝17.6mm；粗钻小头孔后的最大尺寸：18＋3.2＋0.4＋0.21＝21.81mm；粗钻小头孔后的最小尺寸：18＋3.2－1.4＝19.8mm。精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为φ22H9mm。3.4.3大头孔毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求，φ38H8mm孔由粗钻到精钻得到，查《机械加工工艺手册》得粗钻的