机械制造工艺学课程设计设计弯管零件的机械加工工艺规程及工艺装备全套图纸.docx

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机械制造工艺学课程设计设计弯管零件的机械加工工艺规程及工艺装备全套图纸

机械制造工艺学（机械制造技术）

课程设计说明书

题目：

设计“弯管”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量500件）

设计者：

学号：

指导教师：

2011-3-16

目录

1、机械制造工艺学课程设计任务书1

2、设计说明2

3、机械加工工艺卡片9

上海大学

机械制造工艺学课程设计任务书

题目：

设计“弯管”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量500件）

内容：

1）零件图1张

2）毛坯图1张

3）机械加工工艺卡片1套

4）夹具总装图1张

5）夹具零件图1套

6）课程设计说明书1份

姓名

学号

指导老师

2011-3-9

设计说明

本课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我的大学四年学业中占有重要地位。

就我本人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。

一、零件分析

图1所要加工的零件图

图1为所要加工的零件图纸，由图上所标尺寸、行位公差及表面粗糙度要求看，加工时只要保证尺寸100（表面粗糙度6.3），右端接头尺寸

、

（表面粗糙度6.3）及下端面

均布通孔（表面粗糙度12.5）。

二、工艺规程的设计

1、确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，采用铸造成型。

由于零件年产量为500件，属于中小批量生产，零件形状简单，易于机器造型，砂型铸造，生产率较高，毛坯形状一致性好，质量较好。

2、基准选择

对于加工右端面及右端街头部分，要保证尺寸100及接头形状，要以竖直中心线和水平中心线为基准，据此，先用端面车刀加工右端面，然后用成形车刀加工接头部分；

对于

均布通孔，要保证孔均布于

圆上，而且要和竖直中心线对中，因此以竖直中心线和水平中心线为基准，然后用钻床打出4个均布孔。

3、制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领为中小批量的条件下，可以考虑使用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑生产经济性，尽量降低生产成本。

由上分析，本零件的工艺路线制定如下：

工序

：

铸造，清砂，检验。

工序

：

车右端面及接头。

先车A面，保持尺寸100，

；然后车B面，保持尺寸

及

，

。

本道工序选用CA6140车床，并采用专用夹具。

工序

：

钻孔。

以底部中心和弯管中心定位，从底部端面夹紧，钻

均布孔，

。

本道工序选用Z525钻床，并采用专用夹具。

工序

：

检验

4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

参阅《机械设计工艺手册》，确定毛坯的尺寸如图2所示。

各道工序的加工余量及工序尺寸如“机械加工工艺卡片所示”。

三、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。

经与老师协商，决定设计第

道工序的车床夹具。

1、定位夹紧方案的确定

根据工序加工要求分析，本道工序只需限制五个自由度，沿水平轴心的旋转自由度可不比予以限制。

根据以上分析，定位夹紧方案如图3所示。

工件以水平外圆柱面（轴心为C）做第一定位基准，限制两个自由度（

，

），可以保证弯管水平部分轴心自动对中。

以底部内圆柱面（轴心为B）为第二定位基准，限制两个

图2零件毛坯尺寸

图3工件定位夹紧方案

自由度（

，

），可以保证轴心B自动定位，从而保证尺寸100；第三定位基准为弯管底部端面，采用窄圆环平面定位，限制两个自由度（

，

），和第一定位基准共同保证尺寸48以及

、

在此方案中不能采用宽圆环平面定位，因为宽圆环平面限制三个自由度，这样

的自由度将会被重复限制，导致工件产生过定位现象，这是不允许的。

根据主要夹紧力作用于第一定位基准的原则，夹紧力

的方向垂直于圆心C。

2、夹具方案定位分析

因为弯管零件图纸上没有标出尺寸及形位公差，所以选择夹具零件图上尺寸公差为±0.025，形位公差为0.02。

（1）沿x的移动、y的转动和z的转动会影响尺寸100，因此锥销和衬套的尺寸公差、V形块和锥销的对中误差以及圆环端面和V形块的高度误差会影响尺寸100.锥销尺寸为

，衬套尺寸为

；

沿y的转动和z的转动误差计算如图4所示

综上，尺寸100的公差

图4沿y的转动和z的转动误差计算图

（2）沿y的移动和沿z的移动会影响加工完成后接头处内外圆柱面的同轴度误差（由上步的计算可知沿y和z的转动对误差的影响较小），沿y的移动和沿z的移动对同轴度误差的影响为：

3、车床夹具的结构设计

图5所示为该车床夹具的定位、夹紧机构部分的轴测示意图，此图给出了夹具较完整的外形，表达了部分定位原件和夹紧机构的结构情况。

图6所示为该车床夹具的装配图，该图

图5车床夹具轴测示意图

详细标注了夹具的各主要尺寸、公差与配合及夹具的技术要求。

列些出了夹具中各标准元件和非标准元件明细表。

已下结合图5和图6分析夹具各部分的结构设计具体内容。

（1）V形块的设计

V形块用来限制工件沿y和z方向移动的自由度，保证零件轴线自动对中，它用5个内六角螺钉

固定在底板上。

为保证夹具的装配尺寸

，在夹具装配图的技术要求中提出装配时用修配法，修磨V形块8的底面来保证此距离要求。

（2）活动锥销的设计

活动锥销用来限制工件沿x移动和绕z转动的自由度。

由于铸造出的毛坯下端内孔有可能具有偏差，如果用固定锥销的话，会使毛坯的定位产生误差，而改用活动锥销会使毛坯底部中心自动对正，保证加工精度；又因为锥销要能自由的上下移动，所以它和衬套的配合为间隙配合

，因为要磨锥销的

面，所以在锥销底部有砂轮越程槽；另外，锥销底部有一段阶梯轴，用来保证锥销本身不会掉落。

（3）衬套的设计

为保证工件的加工精度，衬套和底板的配合为过盈配合

；又因为要磨衬套

圆柱面和轴肩面，所以在轴肩处有一内凹的砂轮越程槽。

（4）垫块的设计

为了使零件不产生偏心，要保证毛坯水平轴心和车床三抓卡盘同轴，因此零件底部和夹具紧密接触会使毛坯在加工时稳定。

为了减少加工面积，并且在毛坯底部和夹具有间隙时方便调整，用垫块来保证毛坯底部和夹具紧密接触。

（5）底板的设计

底板在保证零件加工精度中有着举足轻重的作用，衬套和锥销以及V形块等定位元件

图6车床夹具装配图

都是固定在底板上的。

为了保证V形块对称中心和车床对中性好，在底板上加工出凹槽，这样就能使加工出的零件精度高，并且能改善连接底板和V形块的螺栓的受力情况，提高夹具使用寿命。

（6）竖板的设计

在竖板和底板连接处以及竖板和连接体连接处开槽的效果同底板；另外，在竖板上加工出了配重物体的安装槽，在夹具装配好后，可以通过做实验的方法测出配重所需的质量，然后依据安装槽设计配重形状及材料。

（7）夹紧装置的设计

夹紧装置的功能是稳定的保证工件的加工要求，夹紧装置的复杂程度要和工件的生产纲领相适应。

考虑以上因素，采用压板、活节螺栓以及带肩螺母组成夹紧装置，并通过轴销以及开口销来限制夹具的转动方向。

轴销和压板以及轴销和活节螺栓的配合为间隙配合

，这样能保证夹具转动灵活。

当加工完成零件后，只要将帯肩螺栓放松几圈，就可以将压板掀开，然后将零件取出。

（8）车床夹具在车床上的定位和夹紧

车床夹具通过连接体

圆柱面夹紧在车床三抓卡盘中来保证车床夹具在车床上的定位和夹紧。

上海大学

机械加工工艺卡片

零件名称：

学生：

学号：

指导老师：