机械制造工艺课程设计说明书-锥套零件的机械加工工艺规程制订及锥套工序专用夹具设计.doc
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广州铁路职业技术学院
机械制造工艺学课程设计说明书
设计题目 ：
锥套零件的机械加工工艺规程制订
及锥套工序专用夹具设计
（生产纲领：
4000件、3班制）
班级：
机制101班
学号：
0405100133
设计者：
魏军辉
指导教师：
周玉海、陈伟俊
评定成绩：
机械制造与自动化教研室
设计日期：
2012年5月28日至6月8日
目录
一、设计题目及要求 1
二、零件的分析 2
（一）零件的作用 2
（二）零件的工艺分析 2
（三）锥套零件的技术要求 3
三、工艺规程设计 3
（一）确定毛坯的制造形式 3
（二）基面的选择 4
（三）确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4
（四）锥套毛坯尺寸公差及机械加工余量 4
（五）拟定锥套工艺路线 6
（六）机床设备及工艺装备的选用 11
（七）加工余量，工序尺寸和公差的确定 12
（八）确定切削用量及基本工时（机动时间） 12
（九）本章小结 17
四、加工工艺孔夹具设计 18
（一）加工工艺孔夹具设计 18
（二）定位方案的分析和定位基准的选择 18
（三）定位误差分析 19
（四）切削力的计算与夹紧力分析 19
（五）钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 20
（六）夹具精度分析 21
（七）夹具设计及操作的简要说明 22
（八）本章小结 22
五、课程设计心得体会 23
参考文献 24
一、设计题目及要求
题目：
设计“锥套”零件的机制加工工艺规程及工艺装备
设计内容：
1.产品零件图和三维图1张
2.产品毛坯图1张
3.机械加工工艺过程卡片1张
4.机械加工工艺卡片1张
5.夹具设计装配图1张
6.夹具设计零件图2张
7.课程设计说明书1份
25
二、零件的分析
（一）零件的作用
固定圆锥轴零件，上面的加油孔进行加润滑油，经过油槽流到锥孔上进行润滑，与圆锥轴配合。
图2.1锥套零件图
（二）零件的工艺分析
由锥套零件图知可将其分为两组加工表面。
它们相互间有一定的位置要求。
现分析如下：
（1）以Ф175mm圆一个端面为主要加工表面的加工面。
这一组加工表面包括：
Ф175mm外圆端面的车削，加工Ф75mm的孔，Ф87.694mm孔，端面的粗糙度要求为Ra0.8锥孔的孔表面粗糙度要求为Ra0.4。
车削到之间的槽，倒角1*45。
（2）以端面为主要加工表面的加工面。
这一组加工表面包括：
1个的台阶，1个的台阶、1个槽的内外两侧面的车削，的表面粗糙度要求为Ra0.8和Ra1.6，垂直度要求为0.01以A为基准。
（3）以孔为加工，主要是的钻孔，还有孔的加工，并且要求孔的内表面粗糙度要求为Ra1.6。
（4）以加工6*孔为加工组，这组主要有钻孔的加工，并且扩成9*Ф13mm，还有钻2个Ф8mm孔的加工，铣宽度为半径为2mm环形的两个油槽和两个直油槽。
（三）锥套零件的技术要求
加工表面
尺寸及技术要求/
公差及精度等级
表面粗糙度Ra/
形位公差/
两外圆端面
175
IT7
0.8
//
B
A
锥度
IT6
0.4
外圆长度
IT10
6.3
外员台阶
IT6
6.3
孔
IT10
6.3
孔
IT7
1.6
油槽
4
IT10
6.3
环形槽
IT10
6.3
三、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
“锥套”零件材料为40Cr，硬度HRC为50～55，生产类型为大批量生产。
故毛坯选用锻件，零件材料为40Cr。
由于生量已达到大批生产的水平（N=40000），而且零件的轮廓尺寸不大，为提高生产效率和锻件精度，故可以采用模锻制造毛坯。
（二）基面的选择
（1）粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
此处选择轴线作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。
（2）精基准的选择
根据该零件的技术要求，选择大端面作为精基准，零件上很多的表面都可以采用它们作为基准进行加工。
选择轴线作为精基准，可以加工各外圆柱面和台阶面，在钻削均布圆周孔时和，应该采用轴线跟孔轴线一起作为精基准。
（三）确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由《机械加工余量手册》表可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
（1）公差等级
由锥套的功用及其技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
（2）锻件重量
根据零件的基本尺寸和公差，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为4kg。
（3）锻件材质系数
该锥套材料为40Cr，是碳的质量分数小于0.40%的合金钢，故该锻件的材质系数属级。
（4）锻件分模线形状
根据锥套的形位特点，故选择零件宽度方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如图2-2-4弹簧吊耳锻造毛坯图所示。
（5）锻件形状复杂系数
对于锥套零件图的分析计算，可以大致的确定锻件外廓包容体的直径为，宽度为，由公式S==4kg/6kg≈0.66。
（6）包容体重量
根据零件图，可以估计零件包容体重量为6kg左右。
（四）锥套毛坯尺寸公差及机械加工余量
由锥套零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度均小于。
根据上述各因素，可查表确定该锻件的尺寸公差及机械加工余量，所得结果列于表2-2-4中。
锻件重量/kg
包容体重量/kg
形状复杂系数
材质系数
公差等级
4
6
S2
M1
普通级
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
宽度36
3
直径175
4.5
孔
4.5
孔
4.5
锥度
4.5
备注:
表2-2-4毛坯尺寸公差及机械加工余量
锥套毛坯图如下：
图2-2-4
（五）拟定锥套工艺路线
（1）零件表面加工方法的确定，锥套各表面加工方案
根据锥套零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法，如图2-3-2所示。
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/
加工方案
备注
两外圆端面
IT7
0.8
粗车-半精车-磨削
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
外圆
IT9
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
环形油槽
IT10
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
孔
IT10
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
孔
IT10
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
锥度
IT6
0.4
粗车-半精车-粗磨-精磨
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
圆柱面
IT6
0.8
粗车-半精车-磨削
《《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
圆柱面
IT10
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
退刀槽
IT10
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
端面
IT10
1.6
粗车-半精车-粗磨
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
端面
IT6
6.3
粗车-半精车
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
端面
IT10
0.8
粗车-半精车-磨削
《实用机械加工工艺手册第3版》表2-2到2-4
备注：
《实用机械加工工艺手册第3版》陈宏钧主编机械工业出版社2009
表2-3-2锥套零件各表面加工方案
（2）工序顺序的安排
由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。
工艺方案，如表2-3-3-1所示。
工序1：
车外圆端面
工序2：
车外圆，倒角
工序3：
车的环形槽
工序4：
车孔
工序5：
车内孔
工序6：
车的锥度
工序7：
车mm圆台
工序8：
车圆台
工序9：
车退刀槽
工序10
车、mm、端面，3倒角1*45
工序11
钻通孔并扩12*
工序12
6*通孔2*通孔，并扩孔9*
工序13
攻螺纹2*M8
工序14
洗油槽
工序15
热处理淬火并低温回火
工序16
精铰孔
工序17
磨端面和端面和圆台表面
工序18
磨大端面、锥孔
工序19
终检
表2-3-3工艺方案一表
工艺方案二，如表2-3-3-2所示。
工序1：
车外圆
工序2：
车外圆面
工序3：
车圆柱面
工序4：
车端面
工序5：
车退刀槽，3个倒角1*45
工序6：
车端面
工序7：
车外圆
工序8：
车环形槽孔
工序9
车孔车孔
工序10
车锥度
工序11
钻孔并铰孔至孔
工序12
洗油槽
工序13
钻6个孔
工序14
钻2个孔
工序15
铰6个孔
工序16
攻螺纹
工序17
热处理，低温回火
工序18
精铰孔
工序19
磨大端面
工序20
磨锥度
工序21
磨圆柱面
工序22
磨端面端面
工序23
终检
表2-3-3-2工艺方案二表
（3）工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：
方案一是先加工外圆端面，然后再以此为基面加工外圆，再加工环形槽，孔，孔以及锥度，在调装加工后面的圆台，然后加工进油口，以此为定位加工大端面的孔和螺纹。
则与方案二相反，先加工圆台，再加工大端面，而后面的基本相同。
经比较可见，先加工外圆端面和外圆，以后位置度较易保证，并且定位及装夹都较方便和可以保证外圆柱面的粗糙度要求，但方案一中的圆台可以在同一工序中完成，方案二中的工序比较分散，不符合工序集中的原则，所以合理具体加工艺如下表2-3-4：
工序1：
车端面和外圆，并倒角
工序2：
车环形槽
工序3：
车孔、车孔和车锥度
工序4：
车mm圆柱面和车mm圆柱面，并车端面
工序5：
车退刀槽，并倒角
工序6：
钻通孔并铰12*
工序7：
钻6*孔和2*孔
工序8：
对6*铰孔到，对孔攻螺纹
工序9
铣两个R＝2的油槽
工序10
热处理并低温回火
工序11
精铰孔
工序12
磨端面、端面和台阶
工序13
锥孔和mm圆柱面
工序14
终检
表2-3-4最终工艺方案
（4）锥套工艺路线
在综合考虑以上工序顺序安排原则的基础上，以表2-3-5列出锥套的工艺路线。
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
车端面和外圆，并倒角
数控车床Ck6140
硬质合金刀
游标卡尺
2
车环形槽
数控车床Ck6140
硬质合金切槽刀
游标卡尺
3
车孔、车孔和车锥度
数控车床Ck6140
硬质合金刀
游标卡尺
螺旋测微器
锥度规
4
车mm圆柱面和车mm圆柱面，并车
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