1、机械制造工艺学课程设计机械制造工艺学课程设计课 程 设 计课 程 设 计 题 目 插入耳环工艺及夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名学 号指导老师完成日期目目 录录第一章 零件分析.1一、零件的功用分析.1二、零件的工艺分析.1第二章 机械加工工艺规程制定.1一、选择毛坯种类并确定制造方法.1二、基面的选择.2（一）粗基准的选择.2（二）精基准的选择.2三、选择加工方法.2（一）平面的加工.2（二）孔的加工.2（三）外圆与退刀槽、攻螺纹.2（四）槽加工.2四、制定工艺路线.2五、确定加工余量及毛坯尺寸.3（一） 确定加工余量.3（二） 确定毛坯基本尺寸.4（三） 确定毛坯尺寸公差
2、.4（四） 绘制毛坯简图.4六、工序设计.5（一）选择加工设备与工艺装备.5（二）确定工序尺寸.6七、确定切削用量和基本时间.6（一）工序 05（粗铣两边面 D、E）切削用量及基本时间的确定 .7（二） 工序 15（粗车35 外圆）切削用量及基本时间的确定.8（三） 工序 20、25（粗车27 外圆、倒角 C2、锥面及切退刀槽）切削用量及基本时间的确定.10（四）工序 35、40(钻及扩32mm 孔) 切削用量及基本时间的确定.12（五） 工序 45（半精车35 外圆）切削用量及基本时间的确定.15（六） 工序 50（精车35 外圆）切削用量及基本时间的确定.17（七） 工序 60（车削螺纹）
3、切削用量及基本时间的确定.19（八）工序 65（粗铣键槽）切削用量及基本时间的确定.21（九）工序 70（精铣键槽）切削用量及基本时间的确定.23（十）工序 75（铣 A 面）切削用量及基本时间的确定.243.1 研究原始质料.273.2 定位、夹紧方案的选择.283.3 切削力及夹紧力的计算.293.4 误差分析与计算.313. 5 定向键与对刀装置设计.323.6 确定夹具体结构和总体结构.333.7 夹具设计及操作的简要说明.35参考文献.351第一章第一章 零件分析零件分析一、零件的功用分析一、零件的功用分析题目所给的零件是插入耳环， 其作用是用来固定晾衣架的上端， 当然插入耳环的作用
4、还有很多，主要起固定功能。二、零件的工艺分析二、零件的工艺分析如图 1-1 可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔、键槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面 D、E，粗糙度为 Ra50，粗糙度要求最高的是外圆35，表面粗糙度为 Ra1.6。该外圆也是插入耳环的主要设计基准。从工艺上看，键槽对35 轴线的对称度公差为 0.1，孔32 轴线对35 轴线的垂直度公差为 0.5/50，可以通过使用专用机床夹具来保证。35 的公差等级为 IT7 级，表面粗糙度为 Ra1.6，可以通过精车来保证。表面 D、E 精度要去不高可以通过粗铣来完成，32 孔的内孔粗糙度为 Ra6.5 可以通过钻床
5、，然后再扩钻，可达到精度。C 面通过粗铣就可以达到要求。A 面也通过粗铣。对插入耳环零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。图1-1第二章第二章 机械加工工艺规程制定机械加工工艺规程制定一、选择毛坯种类并确定制造方法一、选择毛坯种类并确定制造方法按设计任务书，插入耳环成大批大量生产。由该零件的功用和原始零件图可知，该零件材料为45钢，屈服强度为600MPA，该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近，35轴的单边余量2.5mm，两边余量5.0mm， 所以毛坯尺寸40， 在轴向方向3mm， 所以毛坯轴向长
6、度为150mm， 所以用1507941的毛坯，确定加工余量及毛坯尺寸。D 面， 对立面为 E 面A 面C 面2二、基面的选择二、基面的选择定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作， 它是工艺路线是否正确合理的前提。 正确合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类、提高生产率。（一）粗基准的选择（一）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。35mm轴为重要表面，加工时要求余量小而均匀，尽量通过粗基准，加工出一个精基准面，因此应选择该35mm轴线为粗基准。（二）精基准的选择（二）精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，
7、主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。插入耳环是带有孔的零件。32mm孔是精度要求最高的高的孔，俄日避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应选32mm孔为精基准，即遵循“基准重合” 的原则。还由于零件的要求是35mm轴和32mm孔在垂直度上有较高的精度要求，因此选择32mm孔作为精基准， 这样就保证精度要求最高的35mm轴的加工精度， 减少加工误差。 在插入耳环的加工过程中， 该孔还可以作为大部分工序的定位基准， 加工其他次要表面，体现了“基准统一”的选择原则。三、选择加工方法三、选择加工方法（一）平面的加工（一）平面的加工平面加工的方法很多，有车、刨、铣、磨、拉等。对于本零件由于表面D
8、、E粗糙度为Ra50，通过粗铣就可以达到。而对于C面粗糙度为Ra6.3通过粗铣也可以达到。而表面A的粗糙度要求为Ra12.5，由表5-11，根据GB/T 1804-2000规定，选用中等级（m），相当于IT13级，故可考虑粗车或粗端铣，根据零件的结构特点，选用端铣加工方式。（二）孔的加工（二）孔的加工孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。32孔内壁粗糙度为Ra6.3，采以就用钻-扩方式进行加工，钻孔后扩孔就可以达到这个精度要求，满足安装配合E9。5的销孔，直接用枪孔钻就可以加工出来。（三）外圆与退刀槽、攻螺纹（三）外圆与退刀槽、攻螺纹外圆35的加工在本零件中最重要部分。由于外圆的公差等级为IT7
9、级，表面粗糙度Ra1.6，所以采用粗车-半精车-精车。而对于外圆27，表面要进行攻螺纹，所以进行粗车就可以了。在粗车过后再用螺纹车刀进行攻螺纹。退刀槽可以用切断刀车出。（四）槽加工（四）槽加工对槽的加工，槽的要求为Ra3.2，进过粗铣-精铣就可以达到。四、制定工艺路线四、制定工艺路线制订工艺路线的出发点， 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， 可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。故采用如下加工工艺：3工序5：粗铣二边表面D、E 定位基准
10、：外圆35工序10：粗铣C面 定位基准：底面D面以及E面。工序15：粗车外圆35 定位基准：底面D面以及E面。工序20：粗车外圆27（工步1）、倒角C1（工步2）及车退刀槽24 定位基准：底面D面以及E面。工序25：进行热处理调质工序30：钻32的孔 定位基准：外圆35以及R25外圆面。工序35：扩32的孔 定位基准：外圆35以及R25外圆面。工序40：半精车外圆35 定位基准：32的孔及两边表面D、E。工序45：精车35 定位基准：32的孔及两边表面D、E。工序50：车锥面，倒角C2 定位基准：32的孔及两边表面D、E。工序55：攻螺纹M271.5-6h 定位基准：32的孔及两边表面D、E。
11、工序60：钻5的销孔 定位基准：32的孔及两边表面D、E。工序65：粗铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工。工序70：精铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工工序75：铣A面 定位基准：32的孔及两边表面D、E。五、确定加工余量及毛坯尺寸五、确定加工余量及毛坯尺寸（一）（一） 确定加工余量确定加工余量插入耳环的材料为45钢， 屈服强度600MPa， 采用砂型机器造型， 且为批量生产。 由表5-2知，铸钢件采用砂型机器造型时，铸件的尺寸公差为CT8-CT12级，此处选为CT9级。由表5-3选择加工余量为H级， 根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸由表5-4可查得个加工表面余量如下表：4表1-1加工表面
12、单边余量/mm双边余量/mm备注两边面D、E面36粗铣一次完成35外圆36基本尺寸为81mm32孔E936先用钻头钻孔至31， 再扩至32。 基本尺寸为孔深尺寸36mm。铣键槽3无基本尺寸为25M27x1.5-6h的螺纹714主要由35外圆的毛坯尺寸决定轴向长度84尺寸3无车锥面、粗车27端面、粗车35端面共同决定（二）（二） 确定毛坯基本尺寸确定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取得相应加工余量即可， 所得毛坯尺寸如表3-2 所示：表 3-2零件尺寸/mm加工余量/mm毛坯尺寸/mm366423564181384（三）（三） 确定毛坯尺寸公差确定毛坯尺寸公差由表 5-1，选用
13、 CT7 级查的各铸件加工尺寸公差如表 3-3 所示：表 3-3毛坯尺寸/mm公差/mm标注结果421.8 411.8842.2（四）（四） 绘制毛坯简图绘制毛坯简图根据以上内容及砂型铸件的有关标准与规定，绘制毛坯简图，如图 3-1：5如图 3-1 毛坯简图六、工序设计六、工序设计（一）选择加工设备与工艺装备（一）选择加工设备与工艺装备1.选择加工设备 选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场设备情况。若零件加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。根据以上内容和考虑零件经济度与零件表面设计相
14、适应，又本零件的加工余量和硬度不是很大，故选定各工序机床如下：（1）工序 05：XA5032 立式升降台铣床，主要技术参数见表 5-13。（2）工序 10、65、70、75、80：X6132 万能铣床。（3）工序 15、20、25、45、50、55、60：选择 CA6140 车床（4）工序 35、40：选用 Z3025 摇臂钻床。2.选择夹具对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效率的前提下， 亦可部分采用通用夹具。 本机械加工工艺规程中所有工序均采用了专用机床夹具，专门设、制造。3.选择刀具根据加工工艺需要刀具的选择情况如下：（1）工序 05 二边表面 D
15、、E 高速钢镶齿套式面铣刀（2）工序 35 钻32 高速钢锥柄麻花钻（3）工序 15、45、50 YT 类硬质合金（4）工序 70、75 铣键槽 高速钢镶齿套式面铣刀在刀具选择过程中尽量选择通用刀具。 在中批生产中， 不排除在某些工序中使用专用刀具，但专用刀具需要专门定做，详细的内容可参阅金属切削刀具等教材及相关资料。4.选择量具 选择量具的原则是根据被测对象的要求， 在满足测量精度的前提下， 尽量选用操作方便、测量效率搞的量具。 量具由通用量具和各种专业量具， 其种类的选择主要应考虑被测尺寸的性质，如内径、外径、深度、角度、几何形状等以及被测工件的特点，如工件的形状、大小、精度、生产类型等。
16、本零件属于成批生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种 ： 一种按计量器具的不确定度选择。一般根据被测对象的公差带宽度先查得相应的安全裕度 A和计量器具的不确定度允许值1U(AU9 . 01),然后在量具手册中选择一种不确定度等于或6小于 U1的量具；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。下面以精车35 为例选择量具。 外圆35 的尺寸公差 T=0.025， 选择刻度值为 0.001mm的千分尺。（二）确定工序尺寸（二）确定工序尺寸确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标注也按设计规定。当加工表面精度较高时，往往要经过数道工序才能达到要求。工序的尺寸的确定采用的是由后往前推算的方法， 由加工表面的最后工序即设计尺寸开始，逐次加上每道加工工序余量，分别得到各工序基本尺寸。各个工序加工余量可查手册得到，工序尺寸的公差带宽度按经济精度确定，上下偏差按“入体” 原则标注，最后一道工序的公差应按设计要求标注。下面确定各工序的工序尺寸、余量及确定公差。（1）35 的外圆表面：工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度精车
