机械制造技术课程设计-扁套的机械加工工艺规程及钻φ5孔夹具设计

机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目：扁套的机械加工工艺规程及
钻φ5孔夹具设计
专业班级：机电二班
学生姓名：XXX
学生学号：XXXX
指导老师：XXXX
黑龙江东方学院
2020年7月17日
目录
第1章序言.................................................................................................................................- 1 -
1.1零件的作用.....................................................................................................................- 1 -
1.2 零件的工艺分析............................................................................................................- 2 -第2章工艺规程设计.................................................................................................................- 3 -
2.1确定毛坯的制造形式.....................................................................................................- 3 -
2.2基面的选择.....................................................................................................................- 3 -
2.3制定工艺路线.................................................................................................................- 4 -
2.4确定切削用量.................................................................................................................- 4 -第3章钻Φ5孔夹具设计.......................................................................................................- 11 -
3.1问题的提出...................................................................................................................- 11 -
3.2定位基准的选择...........................................................................................................- 11 -
3.3切削力和夹紧力的计算...............................................................................................- 11 -
3.4定位误差分析...............................................................................................................- 12 -
3.5夹具设计及操作的简要说明.......................................................................................- 13 -心得体会.....................................................................................................................................- 14 -参考文献.....................................................................................................................................- 15 -
全套图纸加扣3012250582
第1章序言
随着科技不断的发展，使机械工业得到了很大的提高，特别是近年来机械工业领域朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展。

随着机械工业的发展，其他各工业部门都想着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。

机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。

机械制造工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序。

机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提高效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。

因此，夹具是机械制造的一项重要工艺装备。

夹具是加工工件时进行安夹的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程中的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。

在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着工件的加工精度劳动生产率和产品的制造成本等。

1.1零件的作用
题目所给定的零件是扁套（见附图1）。

为套类零件，套零件是机械中常见的一种零件。

套的主要加工表面是管的内表面和外表面。

因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响。

由于它们功用不同，套的结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为同轴度要求较高，零件大部分都比较小但是根据不同的场合的应用有稍大的。

附图1
1.2 零件的工艺分析
扁套起连接作用，并防止产品破损。

有一组加工表面，这一组加工以Φ30孔为中心，包括:一个Φ95mm的端面，一个上偏差为0，下偏差为-0.03的
Φ70mm圆柱面,四个Φ7mm的孔及上面的一个Φ5mm的孔，一个扁平面，一个斜度为5°的面。

这组加工表面是都以Φ30mm为中心,其余加工面都与它有位
置关系,可以先加工它的一个端面,然后再加工其它加工表面和孔。

第2章工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200，由于零件年产量为4000件，已达到大批量生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，扁套因毛坯比较简单，采用铸造
毛坯时一般是成批铸造，再进行机械加工。

这从提高生产率，保证加工精度上
考虑也是应该的。

2.2基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1）粗基准的选择
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工
序提供精基准。

选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。

这两个要求常
常是不能兼顾的，以内圆作为粗基准是完全合理的。

对本零件而言，由于每个
表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗
基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ30内圆孔和端面作为粗基准。

在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。

2）精基准的选择
主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进
行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

2.3制定工艺路线
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。

在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以
考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除
此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

所以，最终的工艺路线确定如下：
工序 1 粗车：夹右端，车∅100圆柱面,粗车左端面，留0.4mm余量，钻∅30孔至∅29.7
工序 2 粗车：夹左端，粗车∅700/-0.03，留0.7mm余量，车沟槽合格，全长51mm
工序 3 内圆磨：磨内径∅30
工序 4 外圆磨：磨外径∅700/-0.03至图要求，靠左端面磨至见光
工序 5 平面磨：磨外平面至图要求
工序 6 粗铣：粗铣∅100圆柱面上离中心线45±0.05平面，留磨量0.4mm
工序 7 平面磨;磨离中心线45±0.05平面至图要求
工序 8 钻：钻孔∅7*4至要求
工序9 钻：钻∅5孔至要求
工序10 铣床：铣斜度为5平面至图要求
工序11 线切割：线切割扁平面至图要求
工序12 钳工：去毛刺
工序13 检测;检查入库
以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

2.4确定切削用量
工序1 粗车：夹右端，车∅100圆柱面，粗车左端面，留0.4mm余量，钻∅30孔至∅29.7
1) 夹右端，车∅100圆柱面
1) 切削深度，单边余量Z=5mm,分5次切除。

2) 进给量
查表取f=1.12mm/r
3)计算切削速度　
根据公式计算得 v=50m/min
4)确定机床主轴转速
144.7r/min ，所以n 取125r/min ==d
v n π1000 5） 计算实际速度
43.18m/min ==1000
dn v π 2）粗车左端面，留0.4mm 余量
1) 切削深度，单边余量Z=5mm,分5次切除。

2) 进给量
查表取f=1.12mm/r
3)计算切削速度　
根据公式计算得 v=50m/min
4)确定机床主轴转速
144.7r/min ，所以n 取125r/min ==d
v n π1000 5） 计算实际速度
43.18m/min ==1000
dn v π 3）钻∅30孔至∅29.7
1) 切削深度。

单边余量Z=14.985mm.分1次切除
2) 进给量　
查表取f=0.5mm/r
3) 计算切削速度
根据公式计算得 v=50m/min
4) 确定机的主轴转速
568.7r/min ，所以n 取530r/min ==d
v n π1000 5）计算实际速度
46.6m/min ==1000
dn v π 工序 2 粗车： 夹左端，粗车，留0.7mm 余量，车沟槽合
03.070-∅格，全长51mm
（1）夹左端，粗车003.070-∅
1) 切削深度，单边余量Z=5mm,分5次切除。

2) 进给量
查表取f=1.12mm/r
3)计算切削速度　
根据公式计算得 v=50m/min
4)确定机床主轴转速
199.04r/min ，所以n 取200r/min ==d
v n π1000 5） 计算实际速度
50.24m/min ==1000
dn v π （2）车沟槽合格，全长51mm
1) 切削深度，单边余量Z=2mm,分1次切除。

2) 进给量
查表取f=0.10mm/r
3)计算切削速度　
根据公式计算得 v=76m/min
4)确定机床主轴转速
345.77r/min ，所以n 取320r/min ==d
v n π1000 5） 计算实际速度
72.01m/min ==1000
dn v π
工序 3 内圆磨：磨内径∅30
1) 切削深度 单边余量为Z=0.15mm 分3次切除。

2) 进给量
查表取f=0.05mm/r
3) 计算切削速度　
根据公式计算得 v=51m/min
4) 确定机床主轴转速
ns=2000r/min
工序 4 外圆磨：磨外径至图要求，靠左端面磨至见光
03.070-∅ 1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 分 3次切除。

2) 进给量
查表取f=0.05mm/r
3) 计算切削速度　
根据公式计算得 v=471m/min
4) 确定机床主轴转速
ns=1500r/min
工序 5 平面磨：磨外平面至图要求
1) 切削深度单边余量为Z=0.3mm 分3次切除。

2) 进给量
查表取f=0.05mm/r
3) 计算切削速度　
根据公式计算得v=51m/min
4) 确定机床主轴转速
ns=2000r/min
工序 6 粗铣：粗铣∅100圆柱面上离中心线45±0.05平面，留磨量0.4mm
1) 切削深度留余量为Z=4.6mm 分3次切除。

2) 进给量
查表取f=0.2mm/r
3) 计算切削速度　
根据公式计算得v=59m/min
4) 确定机床主轴转速
ns=188r/min
工序 7 平面磨;磨离中心线45±0.05平面至图要求
1) 切削深度单边余量为Z=0.3mm 分3次切除。

2) 进给量
查表取f=0.05mm/r
3) 计算切削速度　
根据公式计算得v=51m/min
4) 确定机床主轴转速
ns=2000r/min
工序 8 钻：钻孔∅7*4至要求
1) 切削深度。

单边余量Z=3.5mm.分1次切除
2) 进给量　
查表取f=0.15mm/r
3) 计算切削速度
根据公式计算得 v=18m/min
4) 确定机的主轴转速
818r/min ，所以n 取750r/min ==d
v n π1000 5）计算实际速度
16.49m/min ==1000
dn v π工序 9 钻：钻∅5孔至要求
1) 切削深度。

单边余量Z=2.5mm.分1次切除
2) 进给量　
查表取f=0.10mm/r
3) 计算切削速度
根据公式计算得 v=18m/min
4) 确定机的主轴转速
1146.5r/min ，所以n 取1100r/min ==d
v n π1000 5）计算实际速度
17.27m/min ==1000
dn v π工序 10 铣床 ：铣斜度为5平面至图要求
1) 切削深度 留余量为Z=4.6mm 分3次切除。

2) 进给量
查表取f=0.2mm/r
3) 计算切削速度　
根据公式计算得 v=59m/min
4) 确定机床主轴转速
ns=188r/min
工序 11 线切割：线切割扁平面至图要求
该供需运用了线切割机床，机床型号为DK7732，由于机床速度范围为1000-12000，所以选用60。

s m /min /m 最后，将以上各工序切削用量，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片，见所附卡片。

第3章 钻Φ5孔夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

由指导老师的分配第II 道工序的钻Φ5孔的钻床夹具。

本夹具用于Z525立式钻床，刀具采用高速钢直柄麻花钻，对工件进行钻孔。

5mm ϕ3.1问题的提出
本夹具主要用于钻Φ5孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。

3.2定位基准的选择
本道工序加工Φ5mm 孔，精度不高，因此我们采用中孔和端面定位，采用心轴定位，手柄定位夹紧，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，手柄的压紧力即可以满足要求。

3.3切削力和夹紧力的计算
刀具：采用高速钢直柄麻花钻， 05d mm =mm l 117=mm l 751=材料：HT200，，，模锻件。

a b MP 411=σ钻削轴向力为
p f K df F 7.0667= 引自参考文献【7】《机床夹具手册（第三版）》表1—2—8.
进给量 r mm
f 2.0=修正系数 75.0736
(b p K σ=
引自参考文献【7】《机夹具设计手册（第三版）》表1—2—8.
故 N F f 63.863)736
411(20.02866775.070.0=⨯⨯⨯=则实际夹紧力为
j p KF F = 引自参考文献【7】《机床夹具计手册（第三版）》表1—2—1.
安全系数K 可按下式计算
4
321k k k k K =1K －基本安全系数1.5；
2K －加工性质系数1.1;
3K －刀具钝化系数1.0；
4K －断续切削系数１.0;
以上各数值引自参考文献【7】《机械夹具具设计手册（第三版）》表1—2—1.
故 N
F k k k k k k KF F j
j
p 142563
.8630.10.11.15.1543210=⨯⨯⨯⨯===引自参考文献【7】《机械夹具设计手册》表1—2 25.采用M3的螺钉夹紧就可以满足条件。

3.4定位误差分析
本工序采用一心轴，一削边销定位，工件始终靠近削边销的一面。

所以工件上孔与夹具上的削边销保持固定接触。

此时可求出孔心在接触点与挡板中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。

工件的定位基准为孔心。

工序尺寸方向与固定接触点和挡板中心连线方向相同，查夹具设计手册知：则其定位误差为：mm 。

012.0026.0038.0min max =-=-=D D T d
3.5夹具设计及操作的简要说明
使用平面定位，采用开口压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。

我们松开螺钉可以快速地换下工件。

保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于批量生产。

心得体会
这次课程设计是对上学期所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。

本次课程设计，不仅培养了我们正确的设计思想；也同时让我们掌握了工程设计的一般程序和方法，以及锻炼了我们综合运用知识能力。

在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及设计手册，认真探讨了机械领域内的各种基本问题。

因此，本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识，而且也对自己的知识面进行了拓宽。

此外，本次设计在绘图的过程中，使用了AUTOCAD绘图软件以及UG三维绘图软件，并同时进行了手工绘图，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图识图的能力。

在本次课程设计中，我得到郭老师的耐心指导，细心教诲，并在设计过程中及时的给我解答疑难，让我在本次毕业设计中得到了自己能力上的长进和知识上的飞跃，这对我的将来都会有深远的影响。

并且，在设计过程中还有其他老师和同学的热忱帮助，在此表示由衷的感谢！
由于本人知识有限，实际经验更加不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激！
参考文献
[1]. 孙曙光、张德生主编,<<机械制造技术基础>>,哈尔滨工业大学出版社出版
[2]. 孙曙光、张德生主编，<<机械制造技术基础课程设计指导>>，哈尔滨工业
大学出版社出版
[3]. 于惠力主编，<<机械设计>>（第二版），科学出版社出版
[4]. 于惠力主编，<<机械设计课程设计>>（第二版），科学出版社出版
[5]. 刘品主编<<机械精度设计与检测基础>>，哈尔滨工业大学出版社出版
[6]. 薛源顺主编，<<机床夹具设计>>，机械工业出版社
[7]. 李旦主编，<<机床专用夹具图册>>，哈尔滨工业大学出版社出版。