机械制造技术课程设计-曲轴箱体加工工艺及钻4-φ18孔夹具设计.docx

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1、设计说明书设计题目:_学生姓名：学号：_专业班级：指导教师：_1诸论111课题背景11.2目的113选题的依据及意义114夹具的发展趋势12零件的分析32. 1零件的作用33. 2零件的工艺分析33工艺规程设计51. 1确定毛坯的制造形式53. 2基面的选择54. 3制订工艺路线65. 4工艺路线方案分析76. 5机械加工余量的确定87. 6确定切削用量及基本工时114夹具设计318. 1定位基准的选择319. 2切削力及夹紧力的计算3110. 3定位误差分析3211. 4夹具设计及操作的简要说明32设计总结33参考文献341诸论1.1 课题背景机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加

2、工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢,使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。1.2 目的工装夹具的设计和使用，是能够使得零件迅速而准确地安装于夹具中的确定位置，夹具定位安装于加工设备的确定位置。因此，使用夹具加工零件时

3、，能使零件迅速而准确地处于加工位置，从而保证零件的加工质量满足要求，这就是夹具在生产中得到广泛运用的主要原因。1. 3选题的依据及意义机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在一下几个方面。1、缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。2、保证加工精度稳定加工质量。3、降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。4、扩大机床的工艺范围，实行一机多能。5、在自动化生产和流水线生产中便于平衡生产节拍。1. 4夹具的发展趋势夹具的发展历程大约可以分为三个阶段。第一个阶段主要表现在夫具与人的结合上，这是夫具主变是作为人的单纯的辅助工县使得加工过程进一步提高效率和趋于完善

4、:第二阶段夫具成为人与机床之间的的桥梁，夹具的机能发生变化它主要用于工件的定位和夫紧:第三阶段表现为夹具与机床的结合夹具作为机床的一部分.成为机械加工中不可缺少的工艺装备。夹具是机械加工不可缺少的部件.在机床技术向高速、高效、精密、复合.智能、环保方向发展的带动下.夹具技术正朝着高精高效、模块、组合、通用、经济方向发展。2零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是曲轴箱体，箱体可以避免外围环境对零部件的腐蚀还可以作为润滑油的容器对零部件进行润滑。在材质上材质基本上都是铸铁的，现在也有铸钢的。一般变速箱体由底壳、顶盖、密封、紧固螺钉等组成。箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个

5、整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求。2. 2零件的工艺分析零件的材料为HT200,以下是曲轴箱体需要加工的表面：1、底面2、顶面3、440端面4、1232端面5、418孔6、1216孔7、2xM8螺纹孔8、60端面9、30端面10、30孔11、3XM6螺纹12、28锥销孑113、160端面14、100圆弧15、6xM8螺纹图1曲轴箱体零件图由上面分析可知，可以粗加工曲轴箱体底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经

6、济精度及机床所能达到的位置精度，并且此粗加工曲轴箱体零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。3工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰铸铁，铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，

7、约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。3. 2基面的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、合理，可以保证质量，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。一：粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作

8、粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由以上及零件知，选用顶面作为定位粗基准。二：精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一、以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表

9、面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。3.3制订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。再生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一：工序01：铸造工序02：时效处理工序03：粗铳、半精铳底面工序04：粗铳、半精铳、精铳顶面工序05：铳440端面

10、工序06：铳1232端面工序07：钻418孑1工序08：钻1216孔;钻、攻2xM8螺纹孔工序09：铳60端面工序10：铳30端面工序H：钻30孔；钻、攻3xM6螺纹工序12：钻、攻Rc1/2锥管螺纹工序13：钻、较28锥销孔（配作）工序14：磨顶面工序15：与箱盖合件粗镖、半精链160端面；粗镇、半精镇、精镇100圆工序16：钻、攻6xM8螺纹工序17：钳工去毛刺工序18：检验至图纸要求并入库工艺路线方案二：工序01：铸造工序02：时效处理工序03：粗铳、半精铳底面工序04：粗铳、半精铳、精铳顶面工序05：铳440端面工序06：铳1232端面工序07：钻418孑1工序08：钻1216孔工序0

11、9：钻、攻2xM8螺纹孔工序10：铳60端面工序H：铳30端面工序12：钻30孔工序13：钻、攻3xM6螺纹工序14：钻、攻Rc1/2锥管螺纹工序15：钻、2x8锥销孔（配作）工序16：磨顶面工序17：与箱盖合件粗像、半精锤160端面工序18：与箱盖合件粗像、半精锤、精键100圆弧工序19：钻、攻6xM8螺纹工序20：钳工去毛刺工序21：检验至图纸要求并入库3.4工艺路线方案分析从工艺路线方案一和工艺路线方案二比较可以看出，工艺路线方案二的工序08和工序09在一个方向可以和工艺路线方案一中的工序08一样放到一起进行加工；工艺路线方案二工序12和工序13在一个方向可以和工艺路线方案一中的工序11

12、一样放到一起加工；工艺路线方案二工序17和工序18在一个方向可以和工艺路线方案一中的工序15一样放到一起加工。从方案一和方案二来看，方案二工序繁琐，效率低下，不利于工厂生产，所以选用方案一。工艺路线方案一：工序01：铸造工序02：时效处理工序03：粗铳、半精铳底面工序04：粗铳、半精铳、精铳顶面工序05：铳440端面工序06：铳1232端面工序07：钻418孑1工序08：钻1216孔;钻、攻2xM8螺纹孔工序09：铳60端面工序10：铳30端面工序H：钻30孔；钻、攻3xM6螺纹工序12：钻、攻Rc1/2锥管螺纹工序13：钻、较28锥销孔（配作）工序14：磨顶面工序15：与箱盖合件粗镖、半精链

13、160端面；粗像、半精镖、精键100圆弧工序16：钻、攻6xM8螺纹工序17：钳工去毛刺工序18：检验至图纸要求并入库3.5机械加工余量的确定工件毛坯为铸件，查相关资料知，采用金属模机械砂型铸造，铸造精度等级IT8,加工余量等级MA-Fo1、底面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,得铸件的单边加工余量Z=5.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,两步铳削（即粗铳、半精铳）方可满足其精度要求。粗铳单边余量Z=4.5mm半精铳单边余量Z=0.5mm2、顶面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,得铸件的单边加工

14、余量Z=5.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为0.8。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,四步加工（即粗铳、半精铳、精铳、磨）方可满足其精度要求。粗铳单边余量Z=4.5mm半精铳单边余量Z=0.3mm精铳单边余量Z=0.1mm磨单边余量Z=O.Imm3、440端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铳削（即粗铳）方可满足其精度要求。4、1232端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,得铸件的单边加工余量Z=2.0

15、mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铳削（即粗铳）方可满足其精度要求。5、418孑1的力口工余量查机械制造工艺设计简明手册表2225,其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步钻削即可满足其精度要求。6、1216孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2225,其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步钻削即可满足其精度要求。7、2xM8螺纹孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,其加工螺纹孔的尺寸不大故采用实心