ФФФФ课程设计说明书（2016-2017学年第二学期）课程名称机械制造技术基础课程设计设计题目设计套筒类零件的机械加工工艺规程及工艺装备院（系）机电工程系专业班级14级机械设计制造及其自动化1班姓名曾庆龙学号2014103210132地点实验楼时间2017年5月至2017年6月指导老师：陈金舰职称：讲师目录1.零件分析 (5)1.1零件的作用 (5)1.2零件的工艺分析 (5)1.3确定零件的生产类型 (5)2.确定毛坯类型绘制毛坯简图 (6)2.1选择毛坯 (6)2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (6)2.2.1锻件的公差62.2.2锻件材质系数62.2.3零件表面粗糙度62.3绘制套筒锻造毛坯简图 (6)3.工艺规程设计 (7)3.1定位基准的选择 (7)3.1.1精基准的选择73.1.2粗精准的选择73.2拟定工艺路线 (7)3.2.1表面加工方法的确定73.2.2加工阶段的划分83.2.3工序的集中与分散83.2.4工序顺序的安排83.2.5确定工艺路线93.3加工设备及工艺装备的选用 (9)3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定 (10)3.5切削用量的计算 (10)4. 专用钻床夹具设 (12)4.1夹具设计任务 (12)4.1.1工序尺寸和技术要求124.1.2生产类型124.2拟定夹具结构方案与绘制夹具草图 (12)4.2.1确定工件定位方案，设计定位装置124.2.2确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置124.2.3确定导向方案，设计导向装置134.3绘制夹具装配总图 (14)4.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (14)小结 (14)参考文献 (15)题目：机械设计制造及其自动化专业，2014103210132，曾庆龙指导教师：陈金舰机械制造技术基础课程设计1.零件分析1.1零件的作用套筒类零件是机械加工中常见的一种零件，在各类机械中应用很广，主要起支承或导向作用。

根据其功用，套筒类零件可分为支承旋转轴的各种形式的滑动轴承套、缸套类以及导套类。

用作油缸、气缸时，承受较高的工作压力，同时还对活塞的轴向往复运动起导向作用。

1.2零件的工艺分析由零件图1.1可知，其材料为45钢。

该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。

其工艺分析为：外圆Ф90的尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为3.2μm，外圆Ф90的轴线对内孔Ф40的轴线的同轴度要求为Ф0.02mm,内孔Ф40的尺寸公差等级为IT7，Ф40孔的底面表面粗糙度Ra为3.2μm，其轴线的右端面的表面粗糙度Ra为6.3μm，Ф40内孔对B面的垂直度要求为0.02mm，Ф6孔的轴线对A面的垂直度要求为0.1mm，位置度要求为0.2mm，套筒的顶端端面的表面粗糙度Ra为3.2μm，Ф80孔的底面的表面粗糙度Ra为3.2μm。

加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。

套筒零件的材料45钢，45钢的可锻性好，因此可用锻造的方法因为是大批生产，采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。

其零件图如下所示：图1.1套筒零件图1.3确定零件的生产类型根据题目可知，产品的年产量为6000台/年，每台产品中该零件数量为1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别去3%和0.5%，；零件年产量为查表可知，套筒属于轻型机械，当零件的年产量在>5000-50000件/年时属于大批生产，所以套筒的生产类型为大批生产。

2.确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1选择毛坯套类零件的毛坯选择与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。

孔径较小的套类零件一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；当孔径较大时，即d20mm时，常采用带孔的铸件或无缝钢管和锻件。

由于内孔Ф40mm，所以套筒采用的是棒料。

套筒在材料上多采用青铜、黄铜、铸铁和钢，也采用双金属结构即在钢套或铸铁套内壁浇铸一层巴氏合金。

由于考虑到45钢的强度高、塑性好、韧性大，主要用来铸造负荷较大，具有良好的综合力学性能，适用于各种受力复杂的重要零件，所以套筒采用45钢，其热处理为退火，其制造方式为锻造。

2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1锻件的公差由套筒的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。

2.2.2锻件材质系数该套筒的材料为45钢，其碳的质量分数小于0.65%，故该锻件的材质系数属M1级。

2.2.3零件表面粗糙度表2-1 套筒加工余量及锻件毛坯尺寸公差 mm毛坯尺寸加工表面零件尺寸机械加工余量毛坯公差（极限偏差）外圆Ф90 2孔 2孔 2左端面90 2 94*52槽14 2右端面90 2 94*522.3绘制套筒锻造毛坯简图图2.1套筒毛坯图3.工艺规程设计 3.1 定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。

正确与合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类，提高生产率。

3.1.1 精基准的选择内孔0.025040+Φmm 精度要求最高的孔，，而且也是该套筒的设计基准、装配基准和测量基准。

为避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应选Ф40孔作为精基准，即遵循“基准重合原则”。

同时为了定位可靠，使加工过程中稳定，减小振动，还可选右端面作为精基准。

该套筒以一短孔和一端面作为精基准，即Ф40和左端面，体现了“基准统一”原则。

3.1.2 粗精准的选择Ф40mm 孔为重要的表面，加工时要求余量小而均匀，因此应该选择Ф40mm 短孔作为粗精准。

考虑到该套筒零件精度要求不是很高，可选左端面为粗基准，这样可使定位和夹紧方便、可靠。

基本可以保证Ф40孔的加工余量均匀，还可以保证Ф40mm 孔与B 面的垂直度要求，也保证了Ф6mm 孔对A 面的垂直度和位置度要求和Ф90mm 的外圆对A 面的同轴度要求。

3.2 拟定工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其辅助工序。

其原则是，在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、表面质量的前提下，尽可能提高生产率，降低生产成本，取得较的经济效益。

在此基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终选择一个最经济合理的加工方案。

3.2.1 表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表可知，平面加工方案的经济精度和表面粗糙度以及孔的加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定套筒零件各表面的加工方法。

如下表3.1所示：表3.1 套筒零件的各表面加工方案加工表面 尺寸及偏差尺寸等级精度 表面粗糙度/加工方案 备注孔Ф6 IT10 Ra3.2 钻槽14 IT8 Ra3.2 粗车左端面90 IT8 Ra6.3 粗车3.2.2加工阶段的划分该套筒的加工要求精度不是很高高，可将加工阶段划分为三个阶段，即粗加工、半精加工和精加工三个阶段。

为保证加工精度要求，应尽量减少装夹次数，由于套筒要加工的有外圆、内孔、端面孔、槽和端面，根据具体需要初步确定的加工方法有钻、车、等。

即钻（内孔）、粗车（外圆）；半精车（处圆、端面）；精车（外圆）。

3.2.3工序的集中与分散选用工序集中原则安排套筒的加工工序。

该套筒的生产类型为大生产，可以采用万能型机床配以专用夹具，以提高生产率，而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

3.2.4工序顺序的安排2.3.1.1机械加工工序遵循“先基准后其他”顺序，首先加工精基准——钻Ф40mm孔；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——外圆Ф90mm，后加工次要表面——槽；遵循“先面后孔”原则，先加工右端面、左端面，再加工孔Ф40和Ф80孔。

由此初拟套筒机械加工工序安排，见表3-2所示：表3-2套筒机械加工工序安排（初拟）孔30 粗车外圆及宽14mm的槽“先主后次”、“先粗后精”40 钻3*Ф6孔“先粗后精”50 精车Ф40和Ф80孔“先面后孔”60 精车Ф90外圆“先粗后精”2.3.1.2热处理工序模锻成形后切边，进行正热处理，模锻件进行热处理的目的是为了消除模锻件的过热组织或加工硬化组织，使模锻件改具有所需的力学性能，清理是为了提高模锻件的表面质量，改善模锻件的切削加工性能，模锻件需要进行表面处理，去除在生产过程中形成的氧化皮、所沾油污及其他表面缺陷等。

2.3.1.3辅助工序粗加套筒两端面之前应有锻件和热处理（退火）加工；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。

3.2.5确定工艺路线表3.3气缸套机械加工工艺路线30 粗车左端端面外圆、右端面面外圆、左端面40 粗车右端面，Ф40孔和Ф80孔50 粗车外圆及宽14mm的槽内孔、左端面60 钻3*Ф6孔内孔、外圆、左端面70 半精车Ф40孔和Ф80孔外圆、左端面80 半精车Ф90外圆内孔、左端面90 精车Ф40孔和Ф80孔外圆、左端面100 精车Ф90外圆110 去毛刺120 检验130 入库3.3加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件的加工工艺的需求和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。

套筒产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。

各工序加工设备及工艺装备的选用见表 3.4.表3.4 加工设备及工艺装备30 粗车左端端面CA6140车床游标卡尺、YG车刀、专用夹具40 粗车右端面，Ф40孔和Ф80CA6140车床游标卡尺、YG车刀、专用夹具孔70 半精车Ф40孔和Ф80孔 CA6140车床 游标卡尺、YG 车刀、专用夹具 80 半精车Ф90外圆CA6140车床 游标卡尺、YG 车刀、专用夹具 90 精车Ф40孔和Ф80孔 CA6140车床 游标卡尺、YG 车刀、专用夹具 100 精车Ф90外圆 CA6140车床 游标卡尺、YG 车刀、专用夹具110 去毛刺 120 检验3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定1、工序90-精车Ф40孔和Ф80孔、工序70-半精车Ф40孔和Ф80孔和工序40-粗车右端面，Ф40孔和Ф80孔查表可知，基孔制7、8、9级孔的加工余量可得，Ф40孔的精车余量精车Z 0.5mm =；粗车余量粗车Z 36mm =；半精车余量半精车Z 1.5mm =。

查表可知，孔的加工方案的经济精度和表面粗糙度，可依次确定各加工工序尺寸的加工精度等级，粗车：IT12；半精车：IT10；精车：IT7。