工藝設計說明書

1、成都大學工業(yè)制造學院機 械 制 造 工 藝 學課 程 設 計 說 明 書設計題目 003 零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計生產(chǎn)綱領 6000件/年 設計學生 指導教師 2014年 10 月成都大學工業(yè)制造學院機 械 制 造 工 藝 學課 程 設 計 任 務 書設計題目 003 零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計生產(chǎn)綱領 6000件/年 設計內(nèi)容：1.零件圖 3 張 2.毛坯圖 1 張 3.機械加工工藝規(guī)程 1 張 4.工裝結構設計裝配圖 1 張 5.工裝結構設計零件圖 1 張 6.課程設計說明書 1 份班 級 2012級車輛一班 設計學生 指導教師 2014年 10月目錄一、零件的分析1二、

2、工藝規(guī)程的設計2（一）確定毛坯的制造形式2（二）基準的選擇2（三）工藝路線的擬定2（四）機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定5(五)確定切削用量及基本工時7三、夾具設計11（一）任務的提出11（二）定位方案及定位裝置的設計計算12（三）引導元件設計12（四） 夾緊方案及裝置的設計計算13（五）夾具體設計13（六）夾具操作及維護簡要說明13參考文獻14一、零件的分析零件工藝分析本次設計的零件主要是對孔和面進行機械加工。他們之間有一點的位置要求。分析如下（1）4-M8深15的孔需要以B,C兩端面作為定位基準。而其他的孔均以4-M8深15孔的中心線為設計基準。（2）12的孔與12的錐孔相距52&#

3、177;0.2（3）4-M8深15的孔是一比較重要的孔，也是以后機床加工工序的主要定位基準，因此孔的工序是比較重要的，要在夾具設計中考慮，保證達到該孔的精度、粗糙度、與端面的垂直度的要求，主要是確定裝夾基準和夾緊塊位置。二、工藝規(guī)程的設計（一）確定毛坯的制造形式1：零件材料為45剛?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。2：已知零件的生產(chǎn)綱領是6000件每年,故查表（15-2），可確定其為大批生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序適當集中，加工設備主要以通用設備為主，采用專用夾具，這樣投資較少，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高，轉產(chǎn)較容易。3：根據(jù)零件的

4、材料確定毛坯為鑄件，材料為45剛，毛坯的鑄造方法為金屬模機械造型（表15-4），鑄件尺寸公差等級為CT9級（表15-5）（二）基準的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題白出，更有甚者，還會造成零件大批的報復，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準的選擇按照粗基準的選擇原則,為了保證不加工表面和加工表面的位置的要求,應選擇不加工表面為粗基準。（2）精基準的選擇4-M8深15的孔以B,C端面為精基準，在4-M8深15的孔加工以后其余孔則以該孔為定位精基準。這樣滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。在加工箱體的某

5、些表面時,可能會出現(xiàn)基準不重合,這時需要進行尺寸鏈的換算。（三）工藝路線的擬定制定工藝路線的出發(fā)點，應當是在生產(chǎn)綱領確定的情況下, 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求來制定工藝路線。并且在生產(chǎn)綱領確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。（1） 工藝路線方案一鑄件, 退火 1. 粗、半精銑E，F(xiàn)端面2. 粗、半精銑A,B,C,D端面3. 精磨E，F(xiàn)端面4. 精磨A,B,C,D端面5. 粗、半精銑A端面槽6. 鉆4-M8深15的底孔6.5mm7. 鉸4-M8深15的底孔到6.7

6、mm8. 鉆F端面M8底孔6.5mm9. 鉸F端面M8的底孔到6.7mm10. 鉆2-12的底孔11.8mm 11. 鉸2-12的底孔到12mm12. 鉆12的錐孔13. 鉆3-4.5的底孔3.514. 鉸3-4.5的底孔到3.615. 鉆 3-3深8的底孔2.916. 鉸3-3深8到3.017. 鉆3-M2深14的底孔1.418. 鉸鉆3-M2深14的底孔到1.619. 攻絲（2）工藝路線方案二鑄件, 退火 1. 粗、半精銑E，F(xiàn)端面2. 粗、半精銑A,B,C,D端面3. 精磨E，F(xiàn)端面4. 精磨A,B,C,D端面5. 粗、半精銑A端面槽6. 鉆F端面M8底孔6.5mm，并鉸至6.7mm7.

7、 鉆2-12的底孔11.8mm ，并鉸至12mm8. 鉆12的錐孔9. 鉆3-4.5的底孔3.5并鉸至3.610. 鉆4-M8深15的底孔6.5mm，并鉸至6.7mm11. 鉆 3-3深8的底孔2.9，并鉸至3.012. 鉆3-M2深14的底孔1.4，并鉸至1.613. 攻絲（3）工藝方案的比較與分析上述的兩個方案的特點在于；方案一中對4-M8深15的孔加工在對F端面其它孔加工之前。通過分析圖紙，可以看出，F(xiàn)端面的孔均是以4-M8深15孔的中心線為設計基準，所以方案二上，存在基準不重合的問題，需要尺寸連的換算，增加了工作難度。所欲方案一更為合理。但是方案一中，將鉆孔和鉸孔分為兩道工序，這樣的設

8、計是不合理的，這樣增加了所需工人人數(shù)，特別是在大批量生產(chǎn)時應當適當使工序集中，減少成本。具體方案如下1. 粗、半精銑E，F(xiàn)端面2. 粗、半精銑A,B,C,D端面3. 精磨E，F(xiàn)端面4. 精磨A,B,C,D端面5. 粗、半精銑A端面槽6. 鉆4-M8深15的底孔6.5mm，并鉸至6.7mm7. 鉆F端面M8底孔6.5mm，并鉸至6.7mm8. 鉆2-12的底孔11.8mm ，并鉸至12mm9. 鉆12的錐孔10. 鉆3-4.5的底孔3.5并鉸至3.611. 鉆 3-3深8的底孔2.9，并鉸至3.012. 鉆3-M2深14的底孔1.4，并鉸至1.613. 攻絲以上加工方案大致看來還是合理。但通過仔

9、細的考慮零件的技術要求，以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)任有問題，主要是設計要求零件的所有表面粗糙度均為0.8，所以如果將精磨放在前面，在后面的加工過程中，難免會對起表面粗糙度造成影響。所以最后決定將精磨放置最后。則最后確定工序為1. 粗、半精銑E，F(xiàn)端面2. 粗、半精銑A,B,C,D端面3. 粗、半精銑A端面槽4. 鉆4-M8深15的底孔6.5mm，并鉸至6.7mm5. 鉆F端面M8底孔6.5mm，并鉸至6.7mm6. 鉆2-12的底孔11.8mm ，并鉸至12mm7. 鉆12的錐孔8. 鉆3-4.5的底孔3.5并鉸至3.69. 鉆 3-3深8的底孔2.9，并鉸至3.010. 鉆3-M2

10、深14的底孔1.4，并鉸至1.611. 精磨E，F(xiàn)端面12. 精磨A,B,C,D端面13. 攻絲（四）、機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定題目所給零件為45鋼，硬度為201241HBS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛胚方式。根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別確定各機械加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸如下：1.E,F端面根據(jù)各個端面的尺寸，查機械加工工藝手冊知，E,F端面的單邊加工余量各為2.5。根據(jù)工藝手冊知，磨削余量為0.2，半精銑削余量取為0.8。故得知粗銑余量為1.5。2.A,B,C,D端面根據(jù)各個端面的尺寸，查機械加工工藝手冊知A,B,C,D端面的單邊加工余量各為3。根據(jù)工藝手冊知，磨

11、削余量為0.2，半精銑削余量取為1.3。故得知粗銑余量為1.5。3.A面槽根據(jù)工序尺寸知，槽的加工余量為2。根據(jù)工藝手冊知，磨削余量為0.2，半精銑削余量取為0.8。故得知粗銑余量為1。4. 4-M8深15的底孔毛胚為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7IT8之間，參照工藝手冊確定各工序尺寸及余量為：鉆孔：6.5mm 2Z=6.5mm鉸孔：6.7mm 2Z=0.2mm5F端面M8的底孔毛胚為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7IT8之間，參照工藝手冊確定各工序尺寸及余量為：鉆孔：6.5mm 2Z=6.5mm鉸孔：6.7mm 2Z=0.2mm6. 2-120+0.02的孔毛胚為實心，

12、不沖出孔。兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7IT8之間，參照工藝手冊確定各工序尺寸及余量為：鉆孔：11.8mm 2Z=11.8mm鉸孔： 120+0.02mm 2Z=0.2mm7. 3-4.5的孔毛胚為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7IT8之間，參照工藝手冊確定各工序尺寸及余量為：鉆孔：3.5mm 2Z=3.5mm鉸孔：3.6mm 2Z=0.1mm8. 3-3深8的孔毛胚為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔的精度要求介于IT7IT8之間，參照工藝手冊確定各工序尺寸及余量為：鉆孔：2.9mm 2Z=2.9mm鉸孔：3mm 2Z=0.1mm9. 3-M2深14的底孔毛胚為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔的精度要求介于

13、IT7IT8之間，參照工藝手冊確定各工序尺寸及余量為：鉆孔：1.4mm 2Z=1.4mm鉸孔：1.6mm 2Z=1.6mm(五)、確定切削用量及基本工時工序一：銑上面變F。（粗銑加工余量1.5，半精銑加工余量0.8）工件材料：45鋼，模鍛。1.粗銑上表面F。 （參考機械加工工藝手冊）切削速度：參考有關手冊，確定即。采用平頭帶倒角立銑刀，銑刀直徑，齒數(shù)。現(xiàn)采用XKA5032A立式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取。故實際切削速度為當時，工作臺的每分鐘進給量應為切削時是粗銑，所以利用作圖法可得出銑刀的行程為，則機動時間為：2. 半精銑面F。 （參考機械加工工藝手冊） 采用平頭銑刀，取，則 切削是半精銑，

14、要往復走刀，則銑刀總行程，所以機動時間為： 以同樣的方式加工面E，保證最后板厚為mm。工序二： 粗、半精銑A面。粗銑單步加工余量1.5，半精銑加工余量為1.3 。1.粗銑上表面A。 （參考機械加工工藝手冊）切削速度：參考有關手冊，確定即。采用平頭帶倒角立銑刀，銑刀直徑，齒數(shù)?，F(xiàn)采用XKA5032A立式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取。故實際切削速度為當時，工作臺的每分鐘進給量應為切削時是粗銑，所以利用作圖法可得出銑刀的行程為，則機動時間為： 2.半精銑面A。 （參考機械加工工藝手冊） 采用平頭銑刀，取，則 切削是半精銑，要往復走刀，則銑刀總行程，所以機動時間為： 以同樣的方式加工面B、C、D面，保

15、證最后板寬和長都為為mm。工序三：半精銑A端面槽。粗銑單步加工余量1，半精銑加工余量為0.8。1.在表面A上粗銑槽。 （參考機械加工工藝手冊）切削速度：參考有關手冊，確定即。采用平頭帶倒角立銑刀，銑刀直徑，齒數(shù)?，F(xiàn)采用XKA5032A立式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取。故實際切削速度為當時，工作臺的每分鐘進給量應為切削時是粗銑，所以利用作圖法可得出銑刀的行程為，則機動時間為： 2.半精銑槽 （參考機械加工工藝手冊） 采用平頭銑刀，取，則 切削是半精銑，所以要往復走刀，則銑刀總行程，所以機動時間為： 最后保證槽深。工序四：鉆4-M8深15的底孔6.5mm。鉆銷雙邊加工余量6.5，鉸銷雙邊加工余量0

16、.2。 刀具：材料為一般硬材料，直徑 采用鉆床型號為：Z4014 1.鉆M8的孔。 （見機械加工工藝手冊）所以 按機床選取所以實際切削速度 切削工時 2.鉸4-M8深15的底孔到6.7mm （見機械加工工藝手冊）所以按機床選取則實際切削速度切削工時工序五：鉆F端面M8底孔6.5mm。鉆銷雙邊加工余量6.5，鉸銷雙邊加工余量0.2。 刀具：材料為高速鋼麻花鉆，直徑 采用鉆床型號為：Z4014 1.鉆M8的孔。 （見機械加工工藝手冊）所以 按機床選取所以實際切削速度 切削工時 2.鉸F端面M8的底孔到6.7mm。 （見機械加工工藝手冊）所以按機床選取則實際切削速度切削工時工序六：鉆2-12的底孔1

17、1.8mm ，并鉸至12mm。鉆銷雙邊加工余量11.8，鉸銷雙邊加工余量0.2。工序七：鉆12的錐孔。鉆銷雙邊加工余量為12工序八：鉆3-4.5的底孔3.5并鉸至3.6。鉆銷雙邊加工余量3.5，鉸銷雙邊加工余量0.1。工序九：鉆 3-3深8的底孔2.9，并鉸至3.0。鉆銷雙邊加工余量2.9，鉸銷雙邊加工余量0.1。工序十：鉆3-M2深14的底孔1.4，并鉸至1.6。鉆銷雙邊加工余量1.4，鉸銷雙邊加工余量0.2。工序十一：精磨E，F(xiàn)端面。磨銷加工余量0.2。工序十二：精磨A,B,C,D端面。磨銷加工余量0.2。工序十三：攻絲。三、夾具設計（一）任務的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞

18、動強度，需要設計專用夾具根據(jù)老師布置的任務得知，需要設計第4道工序鉆鉸4-M8深15的孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于Z4014立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來對工件進行加工。本夾具主要用來鉆鉸4-M8深15的孔，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度（二）定位方案及定位裝置的設計計算（1）定位方案的確定根據(jù)加工工序及零件圖可知，要加工A,B,C,D四個端面的M8深15的孔，必需要確保所加工的孔的理論中心和B,C兩端面的距離，即定心，并且為了保證孔的垂直度和尺寸精度，所以在平行于加工方向上，不能產(chǎn)生移動和轉動。垂直于加工方向上，也不能產(chǎn)生移動和轉動。

19、所以最終采取的定位方位為在下面采用一個支撐釘，左側采用兩個支撐釘，在E或F面采用平面支撐，相當于三個支撐釘定位，這樣滿足六點定位原理，限制了工件6個自由度，屬于完全定位。（2）定位元件及裝置設計定位元件的選擇，包括其結構尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用狀況。根據(jù)加工工序和零件圖可知，以四周端面采用固定支撐釘和背面采用平面定位，其平面定位性好，不過對定位平面的加工精度要求相對較高，但是可以起到很好的平面定位效果，起到限制平動和轉動的作用。（3）定位誤差的分析計算使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關。由于工件定位所造

20、成的加工表面相對其工序基準的位置誤差成為定位誤差。在加工時，夾具相對刀具及切削成形運動的位置，經(jīng)調定后不再變動，因此可以認為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對其工序基準的位置誤差，必然是工序基準的位置變動所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動量，即工序基準位置的最大變動量在加工尺寸方向上的投影。但在我們夾具設計中，不存在基準不重合誤差和基準偏移誤差，所以在本夾具中的定位誤差為零。（三）引導元件設計引導裝置是在鉆、鏜類機床上加工孔和孔系時做刀具導向用。借助于引導元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。應此選擇快換鉆套，其便于鉆和鉸的鉆套的快速更換。根據(jù)機床夾具設計手冊可知快換鉆套具體參數(shù)。（四） 夾緊方案及裝置的設計計算（1）夾緊方案的確定 為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。根據(jù)夾緊力的設計要求知，夾緊力最好和切削力方向一致，但是在本夾具中由于鉆頭是從上往下的，并且零件上表面空間不足以用來夾緊，所以最終只有把夾緊裝置設計在最大的端面處，使夾緊力垂直于F端面。（2）夾緊機構及裝置設計由于需選用結構簡單，夾緊可靠，通用性大的