开合螺母下部零件机械加工工艺规程制订及第403065工序工艺装备设计.docx
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开合螺母下部零件机械加工工艺规程制订及第403065工序工艺装备设计
目 录
第一部分 工艺设计说明书……………………………………………………………………………1
第二部分 第40道工序夹具设计说明书……………………………………………………………
第三部分 第30道工序刀具设计说明书……………………………………………………………
第四部分 第65号工序量具设计说明书……………………………………………………………
第五部分 毕业设计体会………………………………………………………………………………
陕西国防工业职业技术学院
二零零七届毕业设计（论文）任务书
专业：
机械制造班级：
机制3061班姓名：
路欣龙学号：
34#
一、设计题目（附图）：
开合螺母下部零件机械加工工艺规程制订及第_40，30，65__工序工艺装备设计
二、设计条件：
1、开合螺母下部
2、生产批量：
中批量生产
三、设计内容：
㈠零件图分析：
1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析）；
2、绘制零件图。
㈡毛坯选择
㈢机械加工工艺路线确定：
1、加工方案分析及确定2、基准的选择
3、绘制加工工艺流程图
㈣工序尺寸及其公差确定
1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。
㈤设备及其工艺装备的确定
㈥切削用量及工时定额确定：
确定全部工序切削用量及工时定额。
㈦工艺文件制订：
1、编写工艺文件设计说明书：
2、编写工艺规程：
㈧指定工序机床夹具设计
1、工序图分析；2、定位方案确定；
3、定位误差计算；4、夹具总装图绘制；
㈨刀具、量具设计
四设计任务（工作量）：
1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；
2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图）；
3、机床夹具设计说明书一份；
4、夹具总装图一张（A3图纸）；零件图一张（A3图纸）；
5、刀量具设计说明书一份；
6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具图一张（A4图纸）。
五起止日期：
年月日——年月日（共周）
六指导教师：
七审核批准
教研室主任：
系主任：
八设计评语：
年月日
九设计成绩：
年月日
第一部分 工艺设计说明书
1.零件图工艺性分析
1.1零件结构功用分析：
开合螺母下部的主要作用就是带动大拖板进行直线往复运动，而产生纵向切削力。
开合螺母下部内孔和导轨面是零件的主要面，也是零件中精度要求高的面。
1.2零件结构工艺性分析：
由零件图可知，该零件外形不复杂、尺寸不大，刚性良好。
主要面为内孔和导轨面，工艺性良好。
1.3技术条件分析：
a）零件中外形尺寸精度较低便于加工
75.2IT14；Ra6.3尺寸精度IT14表面粗糙度Ra6.3
b）内孔面
φ55IT7；Ra3.2尺寸精度IT7表面粗糙度Ra3.2
φ12IT7;Ra3.2尺寸精度IT7表面粗糙度Ra3.2
c）轴向尺寸
95IT6；Ra3.2尺寸精度IT6表面粗糙度Ra3.2
49IT11；Ra3.2尺寸精度IT11表面粗糙度Ra3.2
1.4位置精度分析
导轨面A-A的平面度误差
0.05，由于零件长度不长，在一次装夹中，刨两面，可保证其平面度。
B面与螺母中心线的垂直度
0.03，以B面为定位基面铣底面，在以底面定位镗φ55内孔，则可保证。
侧导轨平面C在导轨上互相平行（加工检查）平行度
0.05，装配时检查加工即可。
1.5其他技术要求分析
整个铸造加工后切开。
2.毛坯的确定
2.1毛坯类型
零件结构简单，工作载荷较大，且为中批量生产，取铸件毛坯，材料为HT200。
2.2毛坯结构、尺寸精度确定：
简化零件结构细节，由于零件为中批生产，由机械加工工艺资料1.2-5知成批生产铸铁件的尺寸公差等级为CT7~9，选CT8级。
查的毛坯余量为4.5mm，机械加工工艺资料1.2-2知铸铁件机械加工余量等级CT8级，查的毛坯尺寸偏差为
0.9mm
2.3毛坯－零件合图草图
3．机械工艺路线确定3.1主要面加工方案的确定
平面：
3.1.1下底面
加工方案：
粗铣（IT12；Ra12.5）--半精铣（IT9；Ra6.3）
3.1.2B面
加工方案：
粗铣（IT12；Ra12.5）--半精铣（IT9；Ra6.3）--精铣（IT7；Ra1.6）--磨（IT6；Ra0.8）
3.1.3A面
加工方案：
粗刨（IT12；Ra12.5）--半精刨（IT9；Ra6.3）--精刨（IT8；Ra3.2）--刮（IT7；Ra1.6）
3.1.4C面
加工方案：
粗刨（IT12；Ra12.5）--半精刨（IT9；Ra6.3）--精刨（IT8；Ra3.2）--刮（IT7；Ra1.6）
内孔面：
3.1．4φ55IT7;Ra3.2
加工方案：
粗镗（IT12；Ra12.5）--半精镗（IT9；Ra3.2）--精镗（IT7；Ra1.6）--磨（IT7；Ra0.8）
3.1．4φ12IT7;Ra3.2
加工方案：
钻扩（IT12；Ra12.5）--粗铰（IT9；Ra3.2）--精铰（IT7；Ra1.6）
其余表面一次加工完。
3.1.5加工阶段划分
零件加工精度要求较高，应划分阶段加工，各面粗铣和钻扩孔为粗加工阶段，半精铣、半精镗为半精加工阶段，磨削，精铰为精加工阶段。
3.2加工顺序的安排：
加工顺序为先面后孔，这样可用加工好的平面定位再来加工孔，因为φ55孔的精度要求较高，先加工好平面在以平面为精基准加工φ55孔。
这样既能为孔的加工提供可靠的基准，同时可以使孔的加工余量较为均匀。
3.3定位基准的选择：
3.2.1精基准的选择：
选择工件底面作定位基准，因为此基准与A面的设计基准重合，并可保证φ55孔中心轴线的径向尺寸。
3.2.2粗基准的选择：
以R40外圆为粗基准。
3.4段的划分说明
1．粗加工阶段：
①粗铣B面、底面、空刀槽②粗刨A、C面③钻扩φ6.5孔、φ12孔④粗镗φ55孔。
目的：
切除大部分余量，把毛坯加工到接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许余量。
通过此阶段，还可发现铸件的气孔等缺陷，采取相应措施。
2．半精加工阶段：
①半精镗φ55孔②半精刨A、C面③半精铣B面、底面④粗铰12孔
目的：
为精加工做准备，尤其为精加工做好准备，对一些要求不高的表面，在这个阶段加工的图样要求。
3．精加工：
①精镗φ55孔②精刨、刮A、C面粗磨③精铰φ12孔④磨B面。
目的：
达到零件设计要求。
3.5加工工序简图
1、铸造
5、退火
10、粗铣（X6132）
15.钻、扩孔（Z5125A）
20.粗铣平面、空刀槽（X6132）
25.粗刨平面（6025A）
30.粗镗孔（T68）
35.钻φ8孔（Z5125A）
40.钻、锪2xφ6.5孔（Z5125A）
45.半精铣平面（X6132）
50.粗铰,精铰孔（CA6140）
55.半精铣、精铣平面（X6132）
60.半精刨、精刨平面（B6025A）
65.半精镗、精镗孔、倒角（T68）
70.刮A、C平面（钳工台）
75.铰φ8.3孔、攻M10螺纹（钳工台）
80.磨B面（MB1632）
85.铣开（X6132）
4.工序尺寸及其公差确定
工艺路线
基本尺寸
工序余量（双边）
工序公差
工序尺寸
钻
φ11
11
0.11
φ11
扩
φ11.85
0.85
0.11
φ11.85
粗铰
φ11.95
0.1
0.043
φ11.95
精铰
φ12
0.05
0.018
φ12
φ12H7Ra3.2
φ55H7;Ra3.2
工艺路线
基本尺寸
工序余量（双边）
工序公差
工序尺寸
铸造
φ49
6
φ49
0.9
粗镗
φ52
3
0.3
φ52
半精镗
φ54.5
2.5
0.074
φ54.5
精镗
φ55
0.5
0.03
φ55
轴向尺寸计算：
φ95n6;Ra3.2
工艺路线
基本尺寸
工序余量（双边）
工序公差
工序尺寸
铸造
100
5
100
0.9
粗铣
97.5
2.5
0.35
97.5
半精铣
96
1.5
0.087
96
精铣
95.2
0.8
0.035
95.2
磨
95
0.2
0，022
95
A面18h12;Ra1.6
工艺路线
基本尺寸
工序余量（双边）
工序公差
工序尺寸
铸造
22.5
4.5
22.5
0.9
粗刨
20
2.5
0.35
20
半精刨
19
1
0.087
19
精刨
18.2
0.8
0.035
18.2
刮
18
0.2
0．022
18
5.设备及其工艺装备确定
所用的设备有：
CA6140、X6132、Z5125A、B6025A、MB1632、T68、钳工台、检验台
夹具有：
钻床专用夹具、车床专用夹具、铣床专用夹具、刨床专用夹具、镗床专用夹具、一面两销夹具。
刀具有：
高速钢锯片铣刀、φ6.5、φ11、φ11.85直柄麻花钻、φ6.590度锥孔锪孔钻、镗孔刀、M10丝锥。
量具有：
游标卡尺、专用量规。
6．切削用量及工时定额确定
第30道工序：
粗镗φ55内孔
切削用量：
ap=2mm由《工艺设计资料》表查得f=0.5mm/r由表6.3-11得v=100m/min
则n=
=455r/min
工时定额：
由表3.3-1，3.3-2，3.3-3得T装=0.09minT卸=0.07minT退=0.12minT开停车=0.04min
T调整=0.02min切入切出都为2次，切入切出都取3mm，则总长度为12mm轴向切削长度为95mm，径向切削长度为38+2=40mm。
（注：
由于采用调整法加工，并非每个工件都要进行检测，故测量时间归为布置工作时间。
）
T基=【（12+73+40）/0.5】*60/455=33s
T铺助=（0.09+0.07+0.12+0.04+0.02）*60=20.4s
作业时间：
T作业=T基本+T铺助=20.4+33=53.4mm
T布置=T作业*5%=53.4*5%=2.67s
T休息=T作业*2%=53.4*2%=1s
T准、终=2h=2*3600=7200s
故单件时间定额T单件=T布置+T休息+T准、终=（53.4+2.67+1）+7200/4000=59s
第二部分 第35道序夹具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
由工序图知，本道工序为钻、锪两个φ6.5径向孔。
由工序尺寸精度可知此工序精度要求较低。
保证φ6.5孔中心轴线与φ55孔中心线垂直。
应限制X旋转，Z旋转
保证φ6.5锥孔为90°应限制Z移动
保证φ6.5孔的轴向位置应限制y移动
保证φ6.5孔相对于φ55孔中心线的对称度应限制X移动
保证φ6.5与φ12孔垂直分布应限制Y旋转
综合结果应限制X移X转，Y移Y转，Z移Z转
2.定位方案确定
根据该工件的加工要求可知该工序必须限制：
x移动、X转动、y移动、z移动z转动，共计6自由度，采用φ55心轴与工件φ55孔H7/h7配合，限制X移X转Z移Z转
菱形销限制Y转，心轴轴肩限制Y移
综合结果：
限制X移X转，Y移Y转，Z移Z转
3.定位元件的确定
1.：
心轴φ55h7
2.菱形销与φ12孔配合H7/h7
△2=2b/D2（△k+△j-△1/2）
=2×3/12（0.15+0.05-0.021/2）=6/12×0.1895=0.095
d2=（12-0.095）h7（0-0.018）
4.定位误差分析计算
（1）分析同轴度误差
用用心轴定位，设计基准与定位基准重合
△jb=0
△db=1/2*（55.025-54.975）=0.025
所以△dw=2*△db+△jb=0.05<1/3TT=0.4mm
（2）分析菱形销的定位误差
Dmax-dmin=12.013-11.887=0.126<1/3TT=0.4mm
（3）分析轴向尺寸，心轴轴肩定位，设计基准与工序基准重合
△jb=0
△db=0
所以△dw=0
5.夹紧方案及元件的确定
（1）计算切削力及所需加紧力：
查《机械工程师夹具手册》表1-2-7切削扭矩计算公式M=0.34*D
S
KP得
M=0.34*10
*0.2
*
=10.91N*M
切削力计算公式PX=667*10*0.2
*（900/736）
=2514.03n
查《机械工程师夹具手册》表1-2-11得Wk=K*P*L/（µ*H+L）得
Wk=
=5774.27N
加紧如图所示
夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体
夹具总装草图
第三部分 第30道工序刀具设计
（粗镗φ55孔，公差等级为12级）
1.刀具类型确定
此道工序粗加工精度要求低，但孔较长，因此要用镗刀。
2.刀具设计参数确定
序号
项目
数据来源或公式计算
采用值
1
刀具类型
来源于《刀具课程设计指导书》表2-2
焊接式硬质合金镗刀
2
刀具材料
表2-2
YT15
3
几何角度
表4-6
Λs=6度γo=8度
αo=15度αo’=2度
κr=90度κr’=6度
4
车刀外型结构尺寸
表2-1、2-2、2-5
刀杆φ30L=160
5
刀槽型式
表2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443
Γc=γo-γj=20度-26.3度
Hc=H+（1~2）-cCosαo/Cos（αo+γc）
=30+1-7Cos5/Cos（5+6.3）=31-7x1/1=24
Bc=B-Ctg（αo+γc）
=12-7tg（5+6.3）=10.6
Lc=L-CCosαo/Cos（αo+γc）.tgαo’
=20-7.Cos5/Cos（5+6.3）.tg5
=20-7x0.08=19.4
Γj=26.3度
Γc=6.3度
Hc=24mm
Bc=10.6mm
Lc=19.4mm
3.刀具工作草图
第四部分 第65道工序量具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
通孔φ55H7ES=0.03EI=0
2.量具类型确定
测孔用塞规量面的材料为硬质合金，测量面的硬度为58-65HRC，其它部分的材料为45钢。
3.极限量具尺寸公差确定
确定量规量规的制造公差和位置公差查《公差配合与技术测量》T=0.0036mmZ=0.0046mm
形状位置公差=T/2=0.0018mm
通端：
上偏差=EI+Z+T/2=0+0.0046+0.0018=0.0064mm
下偏差=EI+Z+T/2=0.004-0.0018=0.0022mm
磨损极限=EI=0
止端上偏差=ES=0.03mm
下偏差=ES-T=0.03-0.0036=0.0264mm
4.极限尺寸公差带图
5．极限量具结构设计
第五部分 毕业设计体会
毕业设计是对我们这些年来在学校所学知识的复习和巩固。
通过毕业设计可以检验出我们在校期间的学习水平。
从而使我们对所学专业知识理解的更透彻，运用的更熟练。
从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。
为我们圆满的完成任务制定了详细的计划。
我们以前所接触的只是课本上的知识，对实际的机械加工工艺了解的不很透彻。
但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加提高了我们的专业素养，和实践水平。
刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。
老师给我们详细讲解了机械设计应注意的问题，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。
然后运用所学的工艺机加工知识，编排出工件的工艺过程。
再进行工装设计。
在设计期间，我们亲身体验了机械加工工艺的设计，对我们有了很大提高。
遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。
同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。
在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。
相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中干的更出色。
参考文献：
〔1〕机械零件课程设计：
主编：
任青剑贺敬宏
〔2〕机床夹具设计手册：
主编：
杨黎明
〔3〕公差配合与技术测量：
主编：
徐茂功桂定一
〔4〕机械加工工艺设计资料；主编：
张征祥
〔5〕刀具设计手册：
主编：
袁哲俊刘华明
〔6〕机械制造工艺学：
主编：
郑修本
〔7〕机械加工工艺装备设计手册：
编委会编制
〔8〕光面量规及技术条件：
中华人民共和国第五工业部标准
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