1、套筒座的機械加工工藝規程及夾具設計摘要： 本次課程設計的課題是套筒座的機械加工工藝規程及夾具設計， 主要的設計內容包括套筒座的毛坯圖， 零件圖， 夾具裝配圖及裝配圖上的兩個零件圖， 還有工藝規程卡片一張和工序卡兩張張。 首先是設計機械加工工藝規程， 然后是機械加工工序設計， 最后是機床夾具的設計。關鍵詞： 套筒座 基準 工序 工藝 夾具1 引言機械制造技術基礎是機械類專業的一門主干專業基礎課， 內容覆蓋金屬切削原理和刀具、機械加工方法及設備、互換性與測量技術、機械制造工藝學及工藝裝備等，因而也是一門實踐性和綜合性很強的課程，必須通過實踐性教學環節才能使學生對該課程的基礎理論有更深刻的理解， 也

2、只有通過實踐才能培養學生理論聯系實際的能力和獨立工作能力。因此，機械制造技術基礎課程設計應運而生，也成為機械類專業的一門重要實踐課程。2 課程設計的目的本課程設計是重要的實踐教學環節之一。是在完成生產實習，學完機械制造技術基礎和其它專業課程之后進行的。學生通過該課程設計，將所學理論與生產實踐相結合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養, 另外也為以后搞好畢業設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練。通過該課程設計，應在下述各方面得到鍛煉：1 具有制定工藝規程的初步能力。 能綜合運用機械制造技術基礎和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機械加工工藝規程。2具有設計專用夾具的初步能力，提高結構

3、設計能力。3 結合工藝設計內容， 能夠熟練的應用工藝計算方法， 正確的進行工藝計算，如工藝參數、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、夾緊力等。4 .進一步提高查閱資料，熟練地使用設計手冊、參考資料等方面的能力。5 .通過設計的全過程，學會進行工藝設計的程序和方法， 培養獨立思考 和獨立工作的能力。3零件的工藝分析3.1 分析技術要求套筒座顧名思義就是支承套筒的作用，起定位、夾緊套筒的作用。技術 要求有套筒座的圓角為r3-r5,倒角1.5x45°,套筒支承孔是重要表面，所 以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基準，所以底面的粗糙 度也有很高的要求。還有套筒支承孔自身有個圓柱

4、度要求。具體的要求是： 套筒支承孔對底面的平行度為0.01;套筒支承孔的圓柱度是0.01;套筒支承 孔內表面粗糙度ra值為1.6;底面的表面粗糙度要求是 ra值為1.6;還有套筒支承孔兩端面表面粗糙度是 r a值為6.3;地面螺栓孔和頂面螺紋孔上表面粗糙度要求是ra值為12.5。3.2 分析零件的主要加工表面套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔兩端面。因為這是 與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響。套筒支承孔 的內表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于 底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關系。 同時底面要有足夠的粗糙度

5、才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到 6.3就可以了。3.3 分析零件的機械加工工藝性本零件的主要作用是支承作用，根據零件的復雜程度，我們選擇鑄造制 作毛坯。選擇ht250,其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優。需要進行人工時效處理，即將鑄件重新加熱到530-620c。，經長時間保溫（2-6h）,利用塑性變形降低應力，然后在爐內緩慢冷卻至200c以下出爐空冷。經時效退火后可消除90%以上的內應力。該零件的機械加工 工藝性我很好，因為其結構工藝性良好，需要精加工的內孔相對于不加工的 內孔有臺階，便于退刀。另外還有 2個加強筋。重要加工面

6、都有技術要求， 符合使用性能。3.4 畫零件圖見附頁4毛坯的選擇根據生產綱領和零件的復雜程度及加工表面與非加工表面的技術要求， 我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。鍛造難達到這樣的形狀要求，生產成本也 較高。鑄造可以大批量生產，成本較低，能夠造出這樣零件形狀復雜的鑄件。 根據機械制造工藝設計簡明手冊零件材料為ht250鋼，采用金屬型鑄造， 精度可達到3.210,因此毛坯的加工余量比較小。5機械加工工藝路線的確定5.1 定位基準的選擇粗基準的選擇應是未經加工的面，第一步工序是粗銃底面a,我們選擇 空70的兩端面作為粗基準，然后以加工后的底面 a為精基準加工幾個孔的上表面及 t 70的兩個 端面和底面a

7、的右端面。再以底面 a和工藝孔為精基準加工支承孔，這樣就可以達到 技術要求。所以粗基準就是 里70的兩端面，精基準就是底面 a和幾個工藝孔。所以我 們加工都是先加工精基準。5.2 制定加工工藝路線 萬案一：工序10:以中70mm處外圓及端面定位，粗銃底面 a;工序20:以粗銃后的底面a為基準，粗銃底面孔平面及上面的螺紋孔面；工序30:以甲70mm外圓及底面定位，粗銃支承孔右端面及底面的右端面；工序40:以粗加工的圓中70mm外圓及底面a定位，粗銃支承孔左邊端面； 工序50:以粗加工的底面 a定位，第一次鉆螺紋孔 空5mm和底面中9.8mm； 工序60:以粗加工的底面a和工藝孔作為精基準，粗鏈支

8、承孔；工序70:以堡70mm圓及兩端面定位，半精銃底面 a;工序80:以半精銃的底面a定位，半精鎮支承孔；工序90:以粗加工的中70mm及兩端面定位精銃底面 a至尺寸；工序100:精鏈孔里50h7至尺寸并倒角；工序110:以精加工后的底面a定位，攻螺紋m6及擴孔中10.5并倒角； 工序120:檢驗入庫。萬案一：工序10:粗銃套筒座底面a;工序20:粗銃6個t 20及2個中12凸臺端面到尺寸；工序30:粗銃套筒座的左右端面到尺寸；工序40:粗鏈中50h7的孔；工序50:半精銃套筒座底面；工序60:半精鎮里50h7的孔；工序70:精銃套筒座底面到尺寸；工序80:精鏈中50h7的孔到尺寸并倒角；工序

9、90:鉆6個里10.5孔到尺寸并倒角;工序100:鉆攻2個m6的螺紋并倒角；工序110:檢驗入庫。方案對比：方案一和方案二的第10、20工序都體現了工序集中，操作方便。方案一的相比于方案二加工兩端面更為具體詳細，因為兩端面應該是不同工序，必須重新定位夾緊；方案一在粗鏈之前進行鉆孔，而方案二在最后才進行鉆孔、擴孔、攻螺紋，這樣可能會影響之前已經加工好的表面；原則上也 是不允許的；方案一做到了先面后孔、先粗后精；因為該零件是大批大量生 產，考慮工廠的具體條件等因素，如設備、工、夾、量具等，故選擇法案一。從方案一可以看出粗加工有粗銃底面 a、粗銃底面孔平面及上面的螺紋 孔面、粗銃支承孔右端面及底面的

10、右端面、粗銃支承孔左邊端面、鉆螺紋孔 里5mm和底面孔中9.8mm、粗鏈支承孔。半精加工有半精銃底面 a、半精 鎮支承孔。精加工有精銃底面 a精鏈底面螺栓孔、精鏈孔50 50h7至尺寸 并倒角、攻螺紋m6及擴孔中10.5并倒角。5.3 必要工序尺寸的計算套筒座的支承孔和底面a是重要的表面下面我們進行工序尺寸的計5.3.1 支承孔的工序尺寸及公差計算支承孔孔徑t 50h7,表面粗糙度為1.6,加工方案為粗鏈、半精鏈、磨 削，下面求解各道工序尺寸及公差。(1)用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下。精鏈加工余量=0.3mm(見課程設計手冊表5-40)半精鏈加工余量=1.0mm(見課程設計手

11、冊表5-39)粗鏈加工余量=1.5mm(見課程設計手冊表5-39)毛坯總余量二各工序余量之和=(0.3+1.0+1.5) mm=2.8mm(2)計算各工序尺寸的基本尺寸磨削后孔徑應達到圖樣規定尺寸，因此磨削工序尺寸即圖樣上的尺寸d3 = *500°.030.mm (設計尺寸)。其他各道工序基本尺寸依次為半精鏈 d2= (50-0.3) mm=49.7mm粗鏈 d1=(49.7-1.0)mm=48.7mm毛坯 d0= (48.7-1.5) mm=47.2mm(3)確定各道工序尺寸的公差及其偏差工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方

12、法的經濟加工精度表或參閱機械制造技 術基礎課程設計圖2-9進行選擇。精鏈前半精鏈取it10級，查表得t2=0.10mm(機械制造技術基礎課程設計表3-4)粗鏈取it12級，查表得t1=0.25mm(機械制造技術基礎課程設計表 3-4)毛坯公差取自毛坯圖，這里 查閱機械零件工藝性手冊(gb/t6414-1999), mt0=_2mrm(4)工序尺寸偏差按“入體原則”標注精專堂：,5000030 mm半精鎮：, 49.700.10 mm粗鏈：48.700.25 mm毛坯孔：46二2 mm為了清楚起見，把上述計算結果匯于表5-1中。表5-1孔的工序尺寸及公差的計算mm工序名稱工序間雙邊余量工序達到的

13、公差工序尺寸及公差精鋒0.3it9弼0產0半精鋒1.0it10*49.700.10粗鏈1.5it12*48.700.25毛坯孔-士2 mm*46 ±25.3.2底面a的工序尺寸及公差計算底面a經過了粗銃、半精銃和磨削。(1)用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下精銃加工余量=0.3mm(見課程設計手冊表5-52)半精銃加工余量=1.0mm(見課程設計手冊表5-51)粗銃加工余量=2.0mm(見課程設計手冊表5-49)毛坯總余量二各工序余量之和=(0.3+1.0+2.0) mm=3.3mm(2)計算各工序尺寸的基本尺寸。精銃平面后應該達到規定的尺寸，因此磨削工序尺寸即是圖樣上的

14、尺寸，表面粗糙度1.6,磨削能達到的等級取 h=1000.063 mm。其他各工序基本尺寸依次為半精銃 h= (10+0.3) mm=10.3mm粗銃 h= (10.3+1.0) mm=11.3mm毛坯 h= (11.3+2.0) mm=13.3mm(3)確定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經濟精度確定，查閱相關“機 械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經濟加工精度表或參閱機械制造技 術基礎課程設計圖2-10進行選擇。精銃前半精銃去it10級，查表得t2=0.10mm(機械制造技術基礎課程設計表3-4)粗銃取it12,查表得r=0.4mm(機械制造技術基礎課程設計

15、表 3-4)毛坯公差取自毛坯圖，這里 查閱機械零件工藝性手冊(gb/t6414-1999),取 t0 = ±2mm。(4)工序尺寸偏差的標注精銃：1000.063 mm半精銃：10.300.10 mm粗銃：1 1.300.40 mm毛坯：14 mm為了清楚起見，把上述計算結果匯于表 5-2中表5-2底面的工序尺寸及公差的計算mm工序名稱工序間余量工序達到的公差工序尺寸及公差精銃0.3it81013半精銃1.0it1010.3,10粗銃2.0it1211.300.40毛坯-±2 mm14±25.3.3其他加工面的加工余量的確定具體可以根據相應的表查出結果如下粗銃底面

16、工藝孔凸臺平面（3.5mm）及螺紋上表面（3.5mm）。粗銃支承孔的兩個端面及底面右端面（3mm）根據以上數據可以畫出零件的毛坯圖，見附頁（見圖紙 1）。5.4 選擇機床及對應夾具、量具、刃具。5.4.1 選擇機床（1）工序10、20、30、40、70是銃削加工，各工序的工步數不多，成批生產不要求很高的生產率，根據工件尺寸選用x5020a立式銃床。（機械制造技術基礎課程設計表5-5）（2）工序50、120是鉆孔、擴孔、攻螺紋。根據工件尺寸可以選用 z5125a 型立式鉆床。（機械制造技術基礎課程設計表 5-6）（3）工序60、80是粗鏈，半精鏈，根據工件尺寸可以選用t618型臥式鏈床。（機械制

17、造技術基礎課程設計表 5-9）5.4.2 選擇量具本零件屬成批生產，一般情況下盡量采用通用量具。根據零件表面的精 度要求、尺寸和形狀特點，參考本書有關資料，選擇如下。（1）加工底面及孔凸臺平面時可用分度值 0.01mm的螺旋測微器。（2）選擇加工孔用量具。 粗鏈孔448.700.25 mm公差等級為it12 ,選擇測量范圍30mm-60mm 的內徑千分尺即可。 半精鏈孔149.7010'0 mm公差等級為it10,選擇測量范圍30mm-60mm 的內徑千分尺即可。 精鏈孔15000030 mm由于精度要求高，加工時每個工件都需進行測量， 故宜選用極限量規。根據孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規

18、( gb/t 6322-1986)。(3)選擇加工軸向尺寸所用量具可以選用0.05的游標卡尺進行測量。其他的可以選用通用量具。5.4.3選擇刃具(1)銃削底面、孔凸臺表面時，選用高速鋼鑲齒圓柱銃刀，直徑d=80(2)鎮孔時選用機夾單刃鍵刀。(3)鉆孔19.8mnw,選用直柄麻花鉆，直徑e98mm(4)鉆孔帕mm寸，選用直柄麻花鉆，直徑45mm(5)攻螺紋時用m6的螺紋刀。(6)擴孔弧0.5mnw,用直徑是 弧0.5的高速鋼錐柄擴孔鉆。5.5確定切削用量工序10粗銃(1)確定切削用量a.確定背吃刀量粗銃時，為提高銃削效率，一般選擇銃削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銃底面a的加工余

19、量為2mm,選擇背口刀量a =2mmpb.確定進給量根據機械制造技術基礎課程設計表 5-72,選擇每齒進給量 fz為0.2mm/z.c.選取切削速度根據機械制造技術基礎課程設計表 5-72,選擇切削速度vc=40m/min(2)確定銃刀的磨鈍標準及耐用度根據機械加工工藝手冊表9.4-6,取粗銃高速鋼鑲齒圓柱銃刀磨鈍標 準為0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度t=180min。(3)確頂機床主軸轉速和實際切削速度1000v 1000 40ns =159r / m。二 d 3.14 80按照x5032銃床說明書選取實有的機床主軸轉速為190r/m,故vc二 nd10003.14 190 80

20、1000= 47.73r/m15(4)校驗機床功率根據工藝綜合表3-1知，單位切削力kc =1118n/mm2,kffc =1;查表3-3,得kvbfc =1.20；其它切削條件修正系數為1,故切削力和切削功率fc = kcapfkff kvbf =1118 2 0.2 1 1.20n = 536.64n cc p ccpm = fcvc/6000 = 0.43kw已知x5020機床主電動機功率r=3.5kw,取機床效率4=0.75則pm . =0.45/0.75 = 0.57kw < pe故機床功率夠用。(5)計算基本工時根據基本工時的計算公式 tb=l/ vf, l=l+ y+a;l

21、刀具的行程長度(mm),l切削加工長度(mm),y+-切削時的入切量及超切量(mm),查表得y+a=20mm則tb = l/vf =(120 20)/40min =3.5min -210s工序70半精銃(1)確定切削用量a.確定背吃刀量半精銃時，背吃刀量一般為 0.52mm,所以取背吃刀量等于其在此工 序的加工余量，即a=1.0mm。b.確定進給量根據機械制造技術基礎課程設計表5-72,選擇每齒進給量 fz為0.2mm/z.c.選取切削速度根據機械制造技術基礎課程設計表5-72,選擇切削速度vc = 40m/min。(2)確定銃刀的磨鈍標準及耐用度根據機械加工工藝手冊表9.4-6,取粗銃高速鋼

22、鑲齒圓柱銃刀磨鈍標準為0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度t =180 min 0(3)確頂機床主軸轉速ns1000v 1000 40 ,ns = 159r / m。二 d 3.14 80工序90精銃(1)確定切削用量a.確定背吃刀量精銃時，精銃時一般為0.1-1mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.3mm。b.確定進給量根據機械制造技術基礎課程設計表5-72,選擇每齒進給量 fz為0.15mm/z.c.選取切削速度根據機械制造技術基礎課程設計表 5-72,選擇切削速度vc = 45.6m/min。(2)確定銃刀的磨鈍標準及耐用度根據機械加工工藝手冊表9.4-6,

23、取粗銃高速鋼鑲齒圓柱銃刀磨鈍標準為0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度t =180 min 0(3)確頂機床主軸轉速ns1000v1000 45.6 .c , .ns182r/min二d3.14 80工序60粗鏈(1)確定切削用量a.確定背吃用量粗鏈時，為提高效率，一般選擇鏈削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程鏈完，故粗鏈大孔時加工余量為1.5mm,選擇背吃刀量為ap = 1.5mmpb.確定進給量和切削速度c.根據機械制造技術基礎課程設計表5-69,選擇進2&量為0.5mm/r切削速度為0.5m/s.(2)確定鍵刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術基礎課程設計表 3-7取粗鏈時

24、單刃鍵刀刀具的耐用度 t=50min。(3)確認機床主軸轉速 錯誤！未找到引用源。60000v 60000 0.5 一人，ns119r/m二 d 3.14 80工序80半精鏈(1)確定切削用量a確定背吃用量半精鏈時，半精鏈時一般為0.5-1.5mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.0mm。b確定進給量和切削速度c根據機械制造技術基礎課程設計表5-69,選擇進2&量為0.5mm/r切削速度為0.45m/s(2)確定鍵刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術基礎課程設計表 3-7取半精鏈時單刃鏈刀刀具的耐用度 t=50min。(3)確認機床主軸轉速160000v 600

25、00 0.45，ns = = 107r / m二 d 3.14 80工序100精鏈(1)確定切削用量a確定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.3mm。b確定進給量和切削速度c根據機械制造技術基礎課程設計表5-69,選擇進2&量為0.3mm/r切 削速度為0.4m/s。(2)確定鍵刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術基礎課程設計表 3-7取半精鏈時單刃鏈刀刀具的 耐用度t=50min。錯誤！未找到引用源。60000v = 600004 5r/m(3)確認機床主軸轉速3.14 80ns工序50:鉆孔(1)確定切削用量a.確定背吃刀量因為第一次鉆孔的加工余量為9.8mm。一

26、次工作行程鉆完，所以選擇背 吃刀量a=9.8mm。b.確定進給量根據機械制造技術基礎課程設計表 5-64,選擇進給量f為0.5mm/rc.確定切削速度根據機械制造技術基礎課程設計表 5-66,選擇切肖i速度vc=0.25m/s(3)確定錢刀的磨鈍標準及耐用度根據表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度 t=100min。6.夾具的設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工零件曲柄 時，需要設計專用夾具。機床夾具（夾具）是在機械加工中使用的一種工藝 裝備，它的主要功能是實現對被加工工件的定位和夾緊。通過定位，使被加 工工件在夾具中占有同一個正確的加工位置；通過夾緊，克服加工中存在的

27、各種作用力，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進行。 本夾具是工序鍵孔 50h7而設計的專用夾具，加工套筒座支承孔的夾具， 根據課程設計的任務要求，需要設計加工小孔 50h7的鏈床專用夾具一套6.1 選擇定位元件每道工序的定位方案需要根據被加工零件的結構、加工方法和具體的加 工要素等情況來確定。根據工藝綜合課程設計的要求，設計 6 50h決配 孔的專用鏈孔夾具，本夾具將用于 t618型臥式鏈床。經分析，本夾具沒有 嚴格的技術要求，因此，主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。由機械制造技術基礎課程設計表得：加工平面上的通孔必須限制的 自由度是x、y方向的移動自由度和轉動自由度；內孔為工件定位基準，短 心軸限制x、y的移動自由度；長心軸限制 y、x的移動自由度和轉動自由 度。結合本零件的實際情況，