曲柄的机械加工工艺及夹具设计.doc
约14页DOC格式手机打开展开
曲柄的机械加工工艺及夹具设计,1.零件的工艺分析该设计是零件曲柄面和孔的加工，现分析如下：①φ32mm、φ22 mm孔左端表面②φ32mm、φ22 mm孔右端面 ③孔φ32 mm、φ22 mm及倒角，锥销孔φ5mmm6 -6h的内螺纹，孔φ5mm。这孔有着一定的位置要求，主要是：⑴φ32 mm孔内与φ22中心线平行度公差为0.02；⑵φ32 mm孔...
内容介绍
此文档由会员 chen274373015 发布
1.零件的工艺分析
该设计是零件曲柄面和孔的加工，现分析如下：
①φ32mm、φ22 mm孔左端表面
②φ32mm、φ22 mm孔右端面
③孔φ32 mm、φ22 mm及倒角，锥销孔φ5mm
M6 -6H的内螺纹，孔φ5mm。
这孔有着一定的位置要求，主要是：
⑴φ32 mm孔内与φ22中心线平行度公差为0.02；
⑵φ32 mm孔与φ22中心线的距离为50mm。
图1-1
零件工艺
项目 公差等级 偏差(㎜) 粗糙度 位置要求
孔φ16 IT7 0 —0.018 3.2 ∥ Φ0.02 B
孔φ12 IT7 0 —0.018 3.2
φ22端面 12.5
φ32外端面 12.5
φ16内端面 3.2
内螺纹M6 IT6 0—0.008 3.2
锥销孔φ5 GB1804-C ±0.3 1.6
孔φ5 GB1804-C ±0.3 12.5
倒角 GB1804-C ±0.4 12.5
尺寸18 GB1804-C ±0.5
尺寸9 GB1804-C ±0.5
尺寸φ22 CT12 ±2.3
尺寸φ32 CT12 ±2.5
尺寸64 GB1804-C ±0.8
尺寸17 GB1804-C ±0.5
2.机械加工工艺设计
2.1毛坯的制造形式
零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为50000件，属于大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。
图2-1
毛坯工艺（毛坯的尺寸公差和加工余量）
（表2-2）
铸造类型（砂型） 基本尺寸 尺寸公差等级 加工余量等级 公差CT 加工余量
底、侧面 25.3 CT9 MA-G 1.7 2.5
顶面 22.8 CT9 MA-H 1.7 3.5
底、侧面 72 CT9 MA-G 6 2.5
2.2基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。
2.2.1 粗基面的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择φ22圆面和左端面作为粗基准。采用φ22圆面定位加工内孔可保证的壁厚均匀；采用左端面作粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。
2.2.2 精基面的选择
φ12轴线是设计基准，选择φ12轴线作为定位基准加工φ16孔，实现设计基准和工艺基准重合，保证被加工孔轴线平行度的要求。选择右端面为加工内螺纹M6、锥销孔φ5的工序精基准，孔φ16轴线为加工孔φ5的精基准，设计基准和工序基准重合，保证尺寸要求。
3.制订机械加工工艺路线
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。
工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生
由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。
工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定
3.1表面加工方法的确定
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造课程设计指导书》10页表1-7、1-8、1-9，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
曲柄零件各表面加工方案
加工项目 尺寸公差等级 粗糙度 加工方案 备注
曲柄左端面 GB1804-C 12.5 粗铣 表1-8
曲柄右端面 GB1804-C 12.5 粗铣 表1-8
曲柄内端面 GB1804-C 3.2 粗铣---半精铣 表1-8
φ16孔 IT7 3.2 钻---铰 表1-7
φ12孔 IT7 3.2 钻---铰 表1-7
φ5孔 GB1804-C 12.5 钻 表1-7
内螺纹M6 IT6 3.2 钻---攻螺纹 表1-10
锥销孔φ5 GB1804-C 1.6 钻—铰 表1-9
3.2加工阶段的划分
在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先φ22左端面作为粗基准粗铣右端面，然后以此端面为精基准加工其他面和孔。采用φ22圆面定位加工内孔φ12可保证的壁厚均匀，以孔φ1为精基准加工φ16。3.3 工序的集中与分散
选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、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，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.3工序顺序的安排
机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——曲柄左端面和右端面。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工曲柄端面，再加工孔，确定工艺路
3.4确定工艺路线
工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具
1 粗铣曲柄外端面 铣床 铣刀 游标卡尺
2 精铣曲柄内端面 铣床 铣刀 游标卡尺
3 钻铰φ16孔 钻床 麻花钻、铰刀 塞规.卡尺
4 钻铰φ12孔 钻床 麻花钻、铰刀 塞规.卡尺
5 钻铰φ5孔 钻床 麻花钻、铰刀 塞规.卡尺
6 钻、攻螺纹M6 钻床 麻花钻、丝锥 塞&..
该设计是零件曲柄面和孔的加工，现分析如下：
①φ32mm、φ22 mm孔左端表面
②φ32mm、φ22 mm孔右端面
③孔φ32 mm、φ22 mm及倒角，锥销孔φ5mm
M6 -6H的内螺纹，孔φ5mm。
这孔有着一定的位置要求，主要是：
⑴φ32 mm孔内与φ22中心线平行度公差为0.02；
⑵φ32 mm孔与φ22中心线的距离为50mm。
图1-1
零件工艺
项目 公差等级 偏差(㎜) 粗糙度 位置要求
孔φ16 IT7 0 —0.018 3.2 ∥ Φ0.02 B
孔φ12 IT7 0 —0.018 3.2
φ22端面 12.5
φ32外端面 12.5
φ16内端面 3.2
内螺纹M6 IT6 0—0.008 3.2
锥销孔φ5 GB1804-C ±0.3 1.6
孔φ5 GB1804-C ±0.3 12.5
倒角 GB1804-C ±0.4 12.5
尺寸18 GB1804-C ±0.5
尺寸9 GB1804-C ±0.5
尺寸φ22 CT12 ±2.3
尺寸φ32 CT12 ±2.5
尺寸64 GB1804-C ±0.8
尺寸17 GB1804-C ±0.5
2.机械加工工艺设计
2.1毛坯的制造形式
零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为50000件，属于大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。
图2-1
毛坯工艺（毛坯的尺寸公差和加工余量）
（表2-2）
铸造类型（砂型） 基本尺寸 尺寸公差等级 加工余量等级 公差CT 加工余量
底、侧面 25.3 CT9 MA-G 1.7 2.5
顶面 22.8 CT9 MA-H 1.7 3.5
底、侧面 72 CT9 MA-G 6 2.5
2.2基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。
2.2.1 粗基面的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择φ22圆面和左端面作为粗基准。采用φ22圆面定位加工内孔可保证的壁厚均匀；采用左端面作粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。
2.2.2 精基面的选择
φ12轴线是设计基准，选择φ12轴线作为定位基准加工φ16孔，实现设计基准和工艺基准重合，保证被加工孔轴线平行度的要求。选择右端面为加工内螺纹M6、锥销孔φ5的工序精基准，孔φ16轴线为加工孔φ5的精基准，设计基准和工序基准重合，保证尺寸要求。
3.制订机械加工工艺路线
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。
工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生
由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。
工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定
3.1表面加工方法的确定
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造课程设计指导书》10页表1-7、1-8、1-9，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
曲柄零件各表面加工方案
加工项目 尺寸公差等级 粗糙度 加工方案 备注
曲柄左端面 GB1804-C 12.5 粗铣 表1-8
曲柄右端面 GB1804-C 12.5 粗铣 表1-8
曲柄内端面 GB1804-C 3.2 粗铣---半精铣 表1-8
φ16孔 IT7 3.2 钻---铰 表1-7
φ12孔 IT7 3.2 钻---铰 表1-7
φ5孔 GB1804-C 12.5 钻 表1-7
内螺纹M6 IT6 3.2 钻---攻螺纹 表1-10
锥销孔φ5 GB1804-C 1.6 钻—铰 表1-9
3.2加工阶段的划分
在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先φ22左端面作为粗基准粗铣右端面，然后以此端面为精基准加工其他面和孔。采用φ22圆面定位加工内孔φ12可保证的壁厚均匀，以孔φ1为精基准加工φ16。3.3 工序的集中与分散
选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、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，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.3工序顺序的安排
机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——曲柄左端面和右端面。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工曲柄端面，再加工孔，确定工艺路
3.4确定工艺路线
工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具
1 粗铣曲柄外端面 铣床 铣刀 游标卡尺
2 精铣曲柄内端面 铣床 铣刀 游标卡尺
3 钻铰φ16孔 钻床 麻花钻、铰刀 塞规.卡尺
4 钻铰φ12孔 钻床 麻花钻、铰刀 塞规.卡尺
5 钻铰φ5孔 钻床 麻花钻、铰刀 塞规.卡尺
6 钻、攻螺纹M6 钻床 麻花钻、丝锥 塞&..
