例三+偏心套筒机械加工工艺规程编制及锥销孔钻床夹具设计.doc

1目录偏心套筒机械加工工艺规程编制及锥销孔钻床夹具设计摘要 在机械制造技术发展的过程中，机械加工工艺技术及机床夹具设计是机械制造业的重要技术合理的机械加工工艺过程设计及夹具设计对于保证零件的加工精度，缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本及减轻工人的劳动强度，降低对工人的操作技术要求有着重要意义本次设计的主要任务是偏心套筒的机械加工工艺过程分析及径向定位锥销孔钻孔夹具设计因此首先对偏心套筒的作用及结构进行全面分析，确定加工工艺路线，编制机械加工工艺过程卡，其次对加工工序的切削用量、时间定额做了详尽的计算，编制各工序卡，并完成偏心套筒上径向定位锥销孔的夹具设计，对夹具精度校核，确保夹具的精度及安全工作关键词：偏心套筒、工艺过程、工序、钻孔、夹具、设计1．机械加工工艺规程编制1.1 计算生产纲领、定生产类型产品（或零件）的生产纲领，即包括备品和废品在内的该产品（或零件）的年产量生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程的制订志着重要的作用，它决定了各工序 所需专业化和自动化的程度，以及所应选用的工艺方法和工艺装备本次设计的零件是机床丝杠调节间歇的偏心套筒（见图 1-1） ，年生产量为 15000 件，备品率为 2.5%，废品率为 2%，计算其生产纲领如下：=15000×1×（1+2.5%+2%）=15675（件/年）%)1(baQnNN—零件的生产纲领；Q—产品的生产纲领；n—每台产品中该零件的数量；a%—备品率b%—废品率本偏心套筒的生产纲领为 15675 件/年，零件重量为 0.44kg，该产品属于轻型机械，根据教材中生产类型与生产纲领的关系（见表 1-1） ，确定其生产类型为大批量生产。

表 1—1 生产类型和生产纲领的关系2同类零件的年产量，件生产类型重型（零件重大于 2000kg）中型（零件重100～2000kg）轻型（零件重小于 100kg）单件生产 ＜5 ＜20 ＜100小批生产 5～100 20～200 100～500中批生产 100～300 200～500 500～5000大批生产 300～1000 500～5000 5000～50000大量生产 ＞1000 ＞5000 ＞50000图 1-1 偏心套筒零件图1.2 零件分析该零件是机床丝杠副中调节间隙用的偏心套筒，φ35 孔为 H8 级公差、光洁度为038.Ra1.6，与 φ35 孔同轴的 φ45 外径没有公差要求，φ60 外径为 j7 级公差、光洁度038. 1.0为 Ra0.8，与 φ35 孔偏心距为 7.5mm，且两轴线平行度为 φ0.02，φ6H7 锥销孔为定位.0销孔，M8 螺纹孔为固定孔，锥销孔与 M8 螺纹孔中心线垂直，其余各加工部位光洁度为Ra6.3其中 φ60 外径、φ35 内孔及 φ6H7 锥销孔是本零件的主要加工表面018.038.31.3 毛坯选择由于本零件为大批量生产，材质为 40Cr，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，做毛坯可采用模锻成型。

零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近即外形做成台阶形，内部孔锻出1.4 工艺规程设计1.4.1 定位基准选择本零件是偏心套筒，φ35H8 孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准） ，与 φ60j7外径中心线平行度要求，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，遵循“基准重合”的原则，具体而言，即选 φ35H8 孔及一端面作为精基准由于本偏心套筒全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选 φ60j7 外圆及一端面为粗基准1.4.2 零件表面加工工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、螺孔及小孔等，材料为 40Cr参考教材中有关资料，其加工方法选择如下：φ45mm 外圆面：为未注公差尺寸，公差等级可定为 IT11，表面粗糙度为 Ra6.3μm ，需进行粗车及半精车φ60mm 外圆面：公差等级为 IT7 ，表面粗糙度 Ra0.8μm ，需进行粗车、半精车、精车、磨削φ35mm 外圆面：公差等级为 IT8 ，表面粗糙度 Ra1.6μm ，粗车、半精车、精车即可端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为 Ra6.3μm，故经粗车和半精车即可。

φ6mm 锥销孔：采用钻、铰加工M8 螺孔：采用钻底孔，攻扣1.4.3 制定工艺路线偏心套筒类零件的主要加工表面为孔和外圆，按照先加工基准面及先粗后精的原则，本偏心套筒加工可按下述工艺路线进行：工序 02：以 φ60j7 外圆及端面定位，粗车右端面，粗车 φ45 外径工序 03：以 φ60j7 外圆及端面定位，粗车 φ35 内孔工序 04：以粗车后的 φ45 外圆及端面定位，粗车左端面，粗车 φ60 外径，倒角工序 05：以粗车后的 φ60j7 外圆及端面4定位，半精车右端面，φ45 ，工序 06：以粗车后的 φ60j7 外圆及端面定位，半精016.车 φ35 038.工序 07：以粗车后的 φ35H8 孔及端面定位，半精车左端面，φ60 外径，倒角工序 08：以半精车后的 φ60j7 外圆及端面定位，精车 φ35 038.工序 09：以精车后的 φ35H8 孔及端面定位，精车 φ60 外径，留磨量，倒角工序 10：钻 M8 底孔工序 11：钻 φ6 孔工序 12：铰 φ6 孔012.工序 13：攻 M8 扣工序 14：以精车后的 φ35H8 孔及端面定位，精磨 φ60 外径到尺寸。

1.4.4 确定机械加工余量及毛坏尺寸，设计毛坯—零件综合图1.4.4.1 确定机械加工余量钢质模锻件的机械加工余量按有关标准确定确定时，根据估算的锻件质量、加工精度及锻件形状复杂系数，由毕业设计指导书附表 1 可查得偏心套筒各内、外表面的加工余量，毕业设计指导书附表 2 可查得毛坯各尺寸偏差① 锻件质量：根据零件成品质量 0.44kg 估算为 0.7kg ② 加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度③锻件形状复杂系数 S 为 S= 外 轮 廓 包 容 体锻 件m偏心套筒毛坯最大直径为 φ65mm，长度 52mm，则M =πR ld =3.14×（ ） ×5.2×7.85 =1353g=1.353kg外 轮 廓 包 容 体 2密 度 25.6m =0.7kg锻 件S= =0.51735.170④确定机械加工余量根据锻件质量、复杂系数，查附表 1 得直径方向及各台阶尺寸单边加工余量为 1.5～2mm1.4.4.2 确定毛坯尺寸及偏差上述查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra≥1.6μm考虑到偏心套筒偏心轴线平行度要求较高，且 φ60j7 外圆粗糙度为 Ra0.8μm，φ35H8 内孔粗糙度为 Ra1.6μm，加工5余量应适当加大，故本偏心套筒 φ35H8 内孔单边加工余量加大 2.5，其余各单边加工余量加大 0.5mm。

查附表 2 得各尺寸偏差，毛坯尺寸如表 1-2表 1-2 毛坯尺寸及偏差零件尺寸 单边加工余量 锻件尺寸 偏差φ60 018.2.5 φ65 1.0φ35 3.04.5 φ26 3.8φ45 2.5 φ50 1.047 2.5 52 1.22 2.5 27 8.041.4.4.3 毛坯—零件综合图设计（1）确定圆角半径锻件圆角半径按表 1-3 确定，本锻件各部分的 H/B 均小于 2，故可用下式计算外圆角半径 r=0.05H+0.5内圆角半径 R=0.5r+0.5为简化起见，本锻件只有外圆角半径，以最大的 H 计算则有r=0.05×52+0.5=3.1mmR=2.5×3+0.5=8mm故取 R=8mmH/B r R≤2 0.05H+0.5 2.5r+0.5＞2～4 0.06H+0.5 3.0r+0.5＞4 0.07H+0.5 3.5r+0.5表 1-3 锻件圆角半径计算（mm）（2）确定拔模角本锻件上、下模模镗深度基本相等，起模角以模镗较深的一侧计算 =1， = =0.385BL65H2查附表 4 得，外起模角 α=5°6（3）确定分模位置由于毛坯是 H＜D 的短套筒类锻件，应采取轴向分模，可冲内孔，提高材料的利用率，降低加工量。

为了便于起模及发现上、下模在模锻过程中的错移，分模位置选择 φ60 外径的中部，分模线为直线4）确定毛坯的热处理方式本锻件材质为 40Cr，由于零件需调质 HB215～235 ，考虑到模锻件加工余量不大，将毛坯热处理与零件热处理合并，毛坯采用调质热处理 HB215～235绘制毛坯—零件合图（见图 1—2） 图 1—2 毛坯—零件合图1.5 选择加工设备及工艺装备1.5.1 选择机床工序 02、03、04、05、06、07、08 是粗车和半精车，本零件轮廓尺寸不大，选用最常用的 CA6140 普通车床工序 08、09 为精车，各部位精度要求保证，故选用 C616A 型车床工序 10、11、12 为钻孔，攻扣，铰孔，故选用 GT3-231 台式钻床，可攻丝工序 12 为磨削，是最后一道精加工工序，故选用 M131W 万能磨床1.5.2 选择夹具本零件是偏心套筒，且是大批量生产，为提高工效，各工序均需使用专用夹具1.5.3 选择刀具本偏心套筒主要加工表面是内外径和端面，主要在车床上完成，φ60 的精加工在外018.圆磨床上完成，定位销孔及 M8 螺孔在钻床上完成1）在车床上加工一般选用硬件质合金车刀7和镗刀。

本零件材质是 40Cr，属钢质零件，采用 YT 类硬质合金刀具，粗加工用 YT5，半精加工用 YT15，精加工用 YT302）在磨床上精加工 φ60 外径时，表面光洁度要求是 Ra0.8μm，可选择棕刚玉 36-46018.砂轮3）钻 φ6H7 锥销孔时选用 φ5.8 直柄麻花钻，铰孔用 φ6 直柄铰刀；钻 M8 螺纹底孔时用φ7 直柄麻花钻，M8 丝锥1.5.4 选择量具本零件属成批生产，一般均采用通用量具．选择量具的方法有两种：是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择1.5.4.1 选择各外圆加工面的量具工序 02 中粗车外圆 φ47.5hll，该尺寸公差 T=0.34mm现按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具，按工艺人员手册，计量器具不确定度允许值 U=0.029mm选择测量范围 0~150mm，分度值为 0.02mm 游标卡尺工序 09 中精车外径 φ60.2 ，该尺寸公差为 T=0.074mm现按计量器具的不确定度074.选择该表面加工时所用量具，按工艺人员手册，计量器具不确定度允许值 U=0.0054mm，选择测量范围 50~100mm，分度值为 0.01mm 外径千分尺。

按照上述方法选择本零件各外圆加工面的量具见表 1-4 表 1-4 各外圆加工面的量具工序号 工序名称 工序尺寸及公差 选择的量具 测量范围/mm 分度值/mm02 车 φ47.5 034.游标卡尺 0~150 0.0205 车 φ45 16.0游标卡尺 0~150 0.0207 车 φ60.7 9.游标卡尺 0~150 0.0209 车 φ60.2 074.外径千分尺 50~100 0.0113 磨 φ60 18.0外径千分尺 50~100 0.011.5.4.2 选择加工孔用量具φ35 孔经粗镗、半精镗、精镗三次加工，现按计量器的测量方法极限误差选择其量038.具，由孔较小，各工序均选用塞规来作量具各孔量具如表 1-5表 1—5 各孔加工量具8工序号 工序名称 工序尺寸及公差 选择的量具03 车 φ33 25.0锥柄测头塞规06 车 φ34.7 16.0锥柄测头塞规08 车 φ35 38.锥柄测头塞规10 钻 M8 螺纹量柱11 钻 φ5.8 锥柄测头塞规12 钻 φ6 012.锥柄测头塞规1.5.4.3 选择轴向尺寸所用量具本偏心套筒所有轴向尺寸均。