说明书课题：转动套筒零件的机械加工工艺与工装设计转动套筒零件的机械加工工艺与工装设计专业：机械设计制造及自动化目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 夹具设计中的特点11.2 夹具分类11.3本章小结2第二章零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析32.3本章小结4第三章工艺规程设计53.1确定毛坯种类53.2定位基准的选择53.2.1粗基准的选择53.2.2精基准的选择53.3制定工艺路线53.4选择加工设备和工艺设备83.4.1机床的选择83.4.2选择夹具83.4.3选择刀具83.4.4选择量具83.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.83.5.1加工转动套筒零件外圆83.5.2加工转动套筒两端面93.5.3钻2-φ10孔<φ10）93.5.4.加工内孔93.5.5工外圆上四处润滑平面93.5.6铣R12mm圆弧槽103.6确定切削用量及基本工时103.6.1工序1：备料103.6.2工序2 ：粗车外圆，钻孔特，钻通孔。
103.6.3工序3 车端面，半精车外圆、孔特、孔163.6.4 工序4 半精车小端端面，外圆，车孔，车槽、倒角233.6.5 工序5 车螺纹特303.6.6 工序6 钻2-φ10mm孔313.6.7 工序7 铣大端两平面323.6.8 工序8 铣R12mm圆弧槽尺寸深5mm至5.3mm323.6.9 工序9 热处理333.6.10 工序10 喷砂333.6.11 工序11 磨小头端mm孔333.6.12 工序12 磨外圆四处润滑平面343.6.13 工序13 精磨小头外圆及端面，磨大头外圆353.6.14 工序14磨大头端面363.7 时间定额计算及生产安排363.7.1 粗车外圆、钻孔特54-左螺纹，调头，粗车外圆，钻通孔373.7.2 车大端端面、外圆，车孔、车孔特、车孔373.7.3 车小端端面、外圆、车孔、车槽383.7.4 车螺纹特54左螺纹特至图纸要求383.7.7 铣R12mm圆弧槽393.7.8 磨小端孔393.7.9 磨外圆上四处润滑平面403.7.10 精磨小端外圆、端面，调头，精磨大端外圆403.7.11 精磨大头端面40第 4章专用夹具设计424.1 半精车端面夹具设计424.1.1 问题的提出424.1.2 定位基准的选择424.1.3定位元件与夹紧元件的选择424.1.4夹紧力的计算444.2 钻转动套筒径向孔夹具设计454.2.1 问题的提出454.2.2定位基准的选择454.2.3定位元件及夹紧元件的选择454.2.4 钻套及夹具体设计474.2.5 切削力的计算与夹紧力分析484.2.6 夹具精度分析484.3 铣圆弧槽夹具设计494.3.1 问题的提出494.3.2 定位精准的选择494.3.3 定位元件及夹紧元件的选择494.3.4 铣削力与夹紧力计算524.3.5 定向键与对刀装置设计524.3.6 夹具体的设计54结论55参考文献56附录附录1 简明工艺过程卡57附录2 机械加工工艺卡57附录3 机械加工工序卡57附录4 检验工序卡75cad 图纸。
致谢76第1章绪论随着科技不断的发展，使机械工业得到了很大的提高，特别是近年来机械工业领域正向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展。
随着机械工业的发展，其他各工业部门都想着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。
机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。
机械制造工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序。
机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提劳动效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。
因此，夹具是机械制造的一项重要工艺装备。
夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程中的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。
在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。
在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着工件的加工精度劳动生产率和产品的制造成本等。
1.1 夹具设计中的特点1.夹具的设计周期较短，一般不进行强度和刚度的计算。
2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。
3.确保产品加工质量，提高劳动生产率是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。
4夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。
设计一个好的夹具可以减少废品率。
1.2 夹具分类1.通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化,而且具有一定通用性的夹具,如三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和电子吸盘等。
这类夹具适应性强,可用来装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。
这类夹具已商品化,且成为机床附件。
其缺点是夹具的加工精度不高,生产率也较低,且较难装夹形状复杂的工件,一般适用于单件小批量生产中。
2 专用夹具这类夹具是专为零件的某一道工序的加工而设计和制造的。
在产品相对稳定、批量较大的生产中,常用各种专用夹具,可获得较高的生产率和加工精度。
专用夹具的设计周期较长、投资较大。
3 可调夹具可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。
对不同类型和尺寸的工件,只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。
它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。
前者的通用范围比通用夹具更广。
后者则是一种专用可调夹具,它按成组原理设计并能加工一族相似的工件,故在多品种,中、小批量生产中使用有较好的经济效果。
4 组合夹具组合夹具是一种模块化的夹具。
标准的模块元件具有较高精度和耐磨性,可组装成各种夹具。
夹具用毕可拆卸,清洗后留待组装新夹具。
由于使用组合夹具可缩短生产准备周期,元件能重复多次使用,并具有减少专用夹具数量等优点,因此组合夹具在单件、中、小批量多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。
组合夹具也已经商品化。
5 自动线夹具自动线夹具一般分为两种:一种为固定式夹具,它与专用夹具相似。
另一种为随行夹具,使用中夹具随着工件一起运动,并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。
按使用机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行以及其他机床夹具等。
这是专用夹具设计所用的分类方法。
设计专用夹具时,机床的组别、型别和主要参数均已确定。
它们的不同点是机床的切削成形运动不同,故夹具与机床的连接方式不同。
它们的加工精度要求也各不相同。
按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具、真空夹具、离心夹具等。
1.4 本章小结本章主要介绍了机械加工工艺和机床夹具在机械制造过程中所占的重要地位，夹具设计中的特点以及分类。
第二章零件的分析2.1零件的作用题目所给为套筒的设计，它书于套筒的零件,主要作用是导向，起到导向与传送作用。
套筒的孔都是同心和同轴度的，因此在加工时保证套筒所有的孔都是同心和同轴。
2.2零件的工艺分析本设计加工如图2.1所示的转动套筒。
该转动套筒属于长套筒，材料为圆钢20CrMo。
中小批生产。
图2.1转动套筒零件示意为保证转动套筒内孔具有良好的导向性能，对该转动套筒φ42mm内孔有圆柱度要求和较高的粗糙度要求。
对φ70mm外圆也有圆柱度要求。
对孔特54×3左螺纹有同轴度要求。
加工2-φ10mm径向孔与尺寸15mm端面有位置要求。
半圆弧槽与2-φ10mm径向孔有平行度要求。
由上面的分析可知，可以先粗车大端外圆，车小端外圆至尺寸φ56mm，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，车螺纹特54×3-左，磨孔时，都以大端外圆定位；磨、外圆时，又以定位，则可保证同轴度要求。
2.3本章小结本章主要介绍了零件的作用，并对其进行工艺分析，最后提出了采用先粗车外圆，再以外圆定位加工外圆及孔的加工方法。
第三章工艺规程设计3.1确定毛坯种类零件材料为20CrMo。
其优点是：用途广泛，力学性能好，工艺性好。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批量生产，此套筒属于孔径较大的套筒，选择型材圆钢，其毛坯制造方法为热轧。
3.2定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。
否则，加工工艺过程中会出很多问题，进而导致生产无法正常进行。
3.2.1粗基准的选择粗基准的作用主要是决定加工面与不加工面之间的位置关系,以及保证加工面的余量均匀,选取转动套筒零件外圆为粗基准。
3.2.2精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，半精加工时φ70mm外圆、钻2-φ10mm孔时，选择粗加工过的φ56mm外圆为精基准，车螺纹特54×3-左螺纹，磨孔时，都以大端外圆为精基准。
钻2-φ10mm孔时，以15mm端面为辅助的定位基准。
3.3制定工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,除此以外,还应考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降.选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表3.1工艺路线方案一工序号工序内容定位基准1 备料2 粗车外圆，钻孔特，钻通孔外圆及端面3 车端面，车外圆，车孔，车槽，倒角小头外圆及端面4 车小头端面，车外圆，车孔,大头外圆及端面5 铣R12mm圆弧槽尺寸深5mm至5.3mm大端外圆及端面6 钻2-φ10mm孔，保证尺寸15mm 大端外圆及端面R12mm圆弧槽7 铣大端两平面至尺寸66mm，到38mm止大端外圆及端面φ10mm孔8 热处理: 渗碳、淬火、回火9 喷砂: 表面强化，去氧化皮10 车螺纹特左螺纹至图纸要求大头外圆11 磨小头端φ42mm孔至图纸要求，表面粗糙度Ra值为1.6μm大端外圆及端面12 磨外圆至图纸要求，磨端面，表面粗糙度值Ra值为1.6μm小端孔及端面13磨大头端面，保证尺寸表面粗糙度值Ra值为1.6μm大头另一端14 磨外圆面上四处润滑平面小端孔及端面15 去毛刺16 检验17 入库表3.2工艺路线方案二工序号工序内容定位基准1 备料2 粗车外圆，钻孔特，钻通孔外圆及端面3 车端面，车外圆，车孔，车槽，倒角小头外圆及端面4 车小头端面，车外圆，车孔, 大头外圆及端面5 车螺纹特左螺纹至图纸要求大头外圆6 钻2-φ10mm孔，保证尺寸15mm φ56mm外圆，15mm端面7 铣大端两平面至尺寸66mm，到38mm止大端外圆及端面φ10mm孔8 铣R12mm圆弧槽尺寸深5mm至5.3mm 大端外圆及端面φ10mm孔9 热处理: 渗碳、淬火、回火10 喷砂: 表面强化，去氧化皮11 磨小头端φ42mm孔至图纸要求，表面粗糙度Ra值为1.6μm大端外圆及端面12 磨外圆面上四处润滑平面小端孔及端面13 磨外圆至图纸要求，磨端面，表面粗糙度值Ra值为1.6μm小端孔及端面14 磨大头端面，保证尺寸表面粗糙度值Ra值为1.6μm大头另一端15 检验16 入库通过两种工艺方案的比较可得出，第一种方案在热处理后进行车螺纹工序，容易因材料的硬度过高导致丝攻不经用；把铣圆弧槽工序安排在钻2-φ10mm孔前，再以圆弧槽为定位基准进行钻2-φ10mm孔，这样增加了定位难度，容易降低定位精度；另外，方案一把磨润滑平面安排在最后，需多一道去毛刺工序。
