1、課程設計報告2021-2021學年第1學期設計課題十字頭零件的機械加工工藝規程及鉆325孔夾具設計專業班級：機械設計制造及自動化學生姓名：學號：202117202103指導教師：機電工程學院機械制造工藝與夾具設計課程設計任務書姓名：專業：機械設計制造及其自動化班級：一班指導教師：職稱：教授課程設計題目：十字頭零件的機械加工工藝規程工鉆巾20孔夾具技術參數和設計要求：技術要求1 .零件在裝配前必須清理和清洗干凈；2 .裝配時不允許碰傷、刮傷；3 .對刀塊的安裝調試完后,用錐銷定位；4 .止位塊與夾具體底血的垂直度不大于0.01mm;5 .塞尺厚度為3mm所需儀器設備：直尺圖板計算器等成果驗收形式

2、：設計說明書工2過程卡夾具總裝配圖零件圖手繪經書文獻:1、?機械制造工藝學?機械工藝出版社陳明主編.2、?機械制造工藝設計簡明手冊?機械工業出版社李益民主編.3、?機械制造工藝學課程設計指導書?第三版趙家奇邵東向主編.時間安排指導教師：系部主任：年月日機電工程學院機械制造工藝與夾具設計課程設計成績評定表專業：機械設計制造及其自動化班級:一班學號:202117202103姓名:課題名稱十字頭零件的機械加工工藝規程工鉆.20孔夾具設計任務與要求技術要求1 .零件在裝配前必須清理和清洗干凈；2 .裝配時不允許碰傷、刮傷；3 .對刀塊的安裝調試完后,用錐銷定位；4 .止位塊與夾具體底血的垂直度不大于0

3、.01mm;5 .塞尺厚度為3mm指導教師評語建議成績：指導教師：課程小組評定評定成績：課程負責人：月日目錄序言1第一章機械加工工藝規程設計21.1 零件的分析21.1.1 零件的作用21.1.2 零件的工藝分析21.2 工藝規程設計31.2.1 確定毛坯的鑄造形式31.2.2 基面的選擇31.2.3 制定工藝路線31.2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸7第二章機床夾具設計92.1 提出問題92.2 定位基準的選擇92.3 夾具設計及操作簡要說明9總結10心得體會1參考文獻2序言機械制造技術根底課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課,專業根底課以及專業課后進行的.這是我們在進行畢業設計之

4、前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習,也是一次理論聯系實際的練習.因此,他在我們的大學四年生活中占有重要的地位.就我個人而言,我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的練習,希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的水平,為以后的工作打下良好的基礎.由于水平有限,設計尚有很多缺乏之處,希望各位老師給予指導.第一章機械加工工藝規程設計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用十字頭是連接活塞與連桿的零件,它具有導向作用.壓縮機中大量采用連桿小頭放在十字頭體內的閉式十字頭,少數壓縮機采用與叉形連桿相配的開式十字頭.十字頭與活塞桿的連接型式分為螺紋連接、聯接器連接、法

5、蘭連接等.螺紋連接結構簡單,易調節氣缸中的止點間隙.但是調整時需轉動活塞,且在十字頭體上切削螺紋時,經屢次拆裝后極易磨損,不易保證精度要求.故這種結構常用于中、小型壓縮機上.不在十字頭體上切削螺紋,而采用兩螺母夾持固定的結構,可用于大、中型壓縮機.聯接器和法蘭連接結構,使用可靠,調整方便,使活塞桿與十字頭容易對中.但結構復雜笨重,多用在大型壓縮機上.十字頭與連桿的連接由十字頭銷來完成.1.1.2 零件的工藝分析十字頭共有四處加工外表,其間有一定位置要求.分述如下：1.以085外圓面為主要加工外表這一組加工外表有.85的外圓加工,其中外表粗糙度要求為Ra1.6uni2.以065的臺階內孔為主要加

6、工面這一組加工外表為.65臺階內孔,加工粗糙度為Ra3.2uni3.以20,018孔為主要加工外表.這一組加工外表2000.018孔,粗糙度為Ra1.6uni4*M6螺紋孔.4.以02000.023孔為主要加工外表.這一組加工外表為.2000.023曲面上加工的孔,其要求是垂直于基準面A,粗糙度為Ra0.8umi由上面分析,該十字頭零件的主要加工外表是平面及孔系.一般來說,保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易.因此,對于十字頭來說,加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度,處理好孔和平面之間的相互關系.1.2工藝規程設計1.2.1 確定毛坯的鑄造形式該零件材料為H200,考慮到

7、十字頭在工作過程中受力不大,零件比擬復雜,所以選擇鑄件毛坯.該零件大批量生產,所以初步工藝安排為工序適當集中,加工設備以通用為主.1.2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一.基面選擇的正確合理,可以使加工質量得到保證,生產率得以提升.否那么,加工過程中會問題百出,甚至還會造成零件大批報廢,使生產無法正常進行.1 .粗基準的選擇為了滿足上述要求,應選擇的主要小20孔作為主要基準.即以十字頭的輸入軸和輸出軸的小20孔作為粗基準.也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度,再以另一個主要小20孔定位限制第五個自由度.由于是以孔作為粗基準加工精基準面.因此,

8、以后再用精基準定位加工主要小20孔時,孔加工余量一定是均勻的.2 .精基準的選擇精基準的選擇應能保證十字頭在整個加工過程中根本上都能用統一的基準定位.當設計基準與工序基準不重合時,應進行尺寸換算.1.2.3制定工藝路線制定工藝路線的出發點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證.在生產綱領已確定為大批生產的條件下,可以考慮采用萬能機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提升生產率.除此以外,還應當考慮經濟效果,以便使生產本錢盡量下降.1 .工藝方案一工序1鑄造；工序2熱處理；工序3粗車85外圓及右端面；工序4半精車85外圓及右端面工序5掉頭粗車85左端面保證全長并倒角

9、；工序6粗車、半精車65臺階內孔；工序7鉆擴較孔；工序8鉆4*M6螺紋孔,然后攻絲；工序9銃十字梢,寬35mm工序10精車85外圓及右端面并倒角工序11去毛刺.工序12檢驗入庫.2 .工藝方案二工序1鑄造；工序2熱處理；工序3粗車85外圓及右端面；工序4半精車85外圓及右端面；工序5粗車85左端面保證全長并倒角；工序6鉆擴較孔；工序7精車、半精車65臺階孔；工序8銃十字梢,寬35mm工序9鉆擴較孔；工序10精車85外圓及右端面并倒角；工序11去毛刺工序12檢驗入庫3 .方案的比擬分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工工件的粗車外圓、外端面、然后一道工序鉆出所有的孔,而方案二是把孔分開加

10、工,在大批量生產中,這種方案增加了勞動力,加大工作時間,方案不可取.移入方案一,把鉆孔分為兩道工序.工序1鑄造；工序2熱處理；工序3粗車85外圓及右端面；工序4半精車85外圓及右端面工序5掉頭粗車85左端面保證全長并倒角；工序6粗車、半精車65臺階內孔；工序7鉆擴較孔；工序8鉆4*M6螺紋孔,然后攻絲；工序9銃十字梢,寬35mm工序10精車85外圓及右端面并倒角工序11去毛刺.工序12檢驗入庫.十字頭工藝路線及設備、工裝的選用工序名稱機床設備刀具1粗車車床外圓車刀23掉頭粗車保證全長倒角4粗車65內孔車床內圓車刀5半精車65內孔6鉆擴校孔鉆床鉆頭、皎力、攻絲7鉆孔攻絲8廿字槽銃床銃刀9精車車床

11、外圓車刀10鉗工去毛刺11檢驗1.2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸十字頭的材料為HT20Q查取?機械制造工藝設計簡明手冊?表2.2-5,采用灰鑄鐵,硬度HB為170-241,生產類型為大批量生產,采用鑄造毛坯.參照參考文獻可以查得：鑄件毛坯根本尺寸表達式如下R=F+2RMA+CT/2外圓R=F-2RMA-CT/2內腔R=F+RMA+CT/2單側其他尺寸由于過小鑄造是不可鑄造.1 .外圓：851.1 加工根本尺寸為85mm公差為0.1mm其公差等級為IT10.定方案為粗車、半精車、精車.1.2 用查表法確定加工余量：由表可知,對于大批量生產,采用砂型機械鑄造,取尺寸公差為12,加工余量為G

12、級,毛坯外圓的加工總余量由上面計算結果可知為Z總=5.8mm精車=1.2mm半精車=1.8mm粗車=2.8mm.1.3 計算各工序的根本尺寸,精車后根本尺寸依次為：半精車：85+1.2=86.2mm粗車：86.5+1.8=88mm毛坯：088+2.8=090.8mm2 .85兩端面2.1 加工根本尺寸為85mm勺底面,公差為無要求,其公差等級為無要求,定方案為粗車.2.2 用查表法確定加工余量：z總=2.9mm粗車Z=2.9mm2.3 粗車工序的根本尺寸為85,其毛坯根本尺寸為85+2.9=87.9mni3 .55內孔3.1 加工根本尺寸為55mm公差為無要求,其公差等級為無要求,確定加工方案

13、為粗車.3.2 用查表法確定加工余量：由表可知,對于大批量生產,采用砂型機械鑄造,取尺寸公差為12,加工余量為G級,加工余量等級為CT10級.毛坯外圓的加工總余量由上面計算結果可知為Z總=4.2mm粗車：Z粗=4.2mm3.3 計算各工序的根本尺寸,精車后根本尺寸為55,其各工序基本尺寸依次為；毛坯55-4.2=50.8mm.3.4 工序尺寸按加工經濟精度確定粗車IT12,公差為0.5mm粗車：55(0-+0.35)毛坯：50.8+2.6mm4 .35十字頭4.1 加工根本尺寸為35mm公差為無要求,其公差等級為無要求,確定加工方案為粗銃.4.2 用查表法確定加工余量：由表可知,對于大批量生產

14、,采用砂型機械鑄造,取尺寸公差為12,加工余量為G級,加工余量等級為CT10級.毛坯外圓的加工總余量由上面計算結果可知為Z總=3.5mm粗銃：Z粗=3.5mm4.3 計算各工序的根本尺寸,精加工后根本尺寸為35毛坯35-3.5=31.5mm4.4 確定工序的公差幾偏差粗銃IT12,公差值為0.25mm粗銃：35+0.025mm毛坯31.5±2.5mm第二章機床夾具設計為了提升勞動生產率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具.本夾具將用于Z525鉆床,成批生產,任務為設計十字頭鉆200+0.023孔.2.1 提出問題本夾具主要用來鉆十字頭200+0.023孔,但加工本道工序時,

15、孔尚為加工,本夾具無嚴格的技術要求.因此,應主要考慮如何提升生產效率,降低勞動強度.2.2 定位基準的選擇據?夾具手冊?知定位基準應盡可能與工序基準重合,在同一工件的各道工序中,應盡量采用同一定位基準進行加工.2.3 夾具設計及操作簡要說明由于是大批大量生產,主要考慮提升勞動生產率.因此設計時,需要更換零件加工時速度要求快.本夾具設計,用移動夾緊的大平面定位三個自由度,定位兩個自由度,用定位塊定位最后一個轉動自由度.夾具體是夾具的根底件,夾具體上所有組成局部都必須最終通過這一根底件連接成一個有機整體.為了滿足加工要求,夾具體應有足夠的剛度和強度,同時結構工藝性要好.由于鑄造工藝性好,幾乎不受零

16、件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制,同時吸振性良好、抗壓水平好,故此選用鑄造夾具體,材料選取HT200鑄造成型后時效處理,以消除內應力.由于工件采用V型塊定位85mn#圓面,這就要求V型塊固定在一個與水平面成45°的支撐面上.我們可以采用加工一有450面的支撐塊固定在夾具體上,經過切削加工到達我們要求的定位尺寸.總結通過近兩周的設計,使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟,不僅是對所學知識的一個穩固,也從中得到新的啟發和感受,同時也提升了自己運用理論知識解決實際問題的水平,而且比擬系統的理解了液壓設計的整個過程.在整個設計過程中,我本著實事求是的原那么,抱著科學、嚴謹的態度,主要

17、根據課本的步驟,到圖書館查閱資料,在網上搜索一些相關的資料和相關產品信息.這一次設計是大學四年來最系統、最完整的一次設計,也是最難的一次.在設計的時候不停的計算、比擬、修改,再比擬、再修改,我也付出了一定的心血和汗水,在期間也遇到不少的困難和挫折,幸好有老師的指導和幫助,才能夠在設計中少走了一些彎路,順利的完成了設計.本設計研究過程中仍然存在缺乏之處,有的問題還待于進一步深入,具體如下：(1)缺乏實際工廠經驗,對一些參數和元件的選用可能不是非常合理,有一定的浪費.(2)與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚.(3)系統的設計不太完善,在與計算機配合進行精確的數據采集和限制上還有一些缺乏.(4)使用有一定的局限：人工操作多,零部件磨損度在實際中尚不明確心得體會這次本次設計使我收益不小.為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的根底.但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數據存在大量的重復和重疊,由于經驗缺乏,在選取數據上存在一些問題,不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出珍貴的意見,在我遇到難題時給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業設計.這次本次設計成績的取得,與指導老師的細心指導是分不開的.在此,我衷心感謝我的指導老師,特別是每次都放下她的休息時間,耐心地