機械設(shè)計課程設(shè)計說明書(共26頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 目錄畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書- 1前言- 3一.零件的工藝分析- 4二.毛坯的選擇- 6 三.基準選擇- 9四.擬訂機械加工路線- 10五.確定機械加工余量- 11六選擇機床設(shè)備和工藝設(shè)備- 12七.確定切削用量及基本工時- 14八.填寫工藝文件-16九.機床夾具設(shè)計-18十.總結(jié)-22參考文獻-23前言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課程，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)之上進行的又一個實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型

2、的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課及知識，分析和解決加工過程技術(shù)問題的工作能力。2、鞏固，深化和擴大學(xué)生所學(xué)基本理論，基本知識和基本技能。3、培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻和收集資料的能力，理論分析和能力，制定設(shè)計或?qū)嶒灧桨傅哪芰?，設(shè)計計算和繪圖能力，計算機應(yīng)用能力，撰寫論文和設(shè)計說明書的能力等。4、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團隊精神，樹立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。但由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多多指教。一零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1零件的作用題目所給定的是某設(shè)備上用于撥動某零件使機

3、器改變其工作狀態(tài)的撥叉，以20H7的孔為回轉(zhuǎn)中心，10H7兩個同軸孔連接另一個，通過搖桿的運動實現(xiàn)零件的同步動作此種動作的優(yōu)點是方便快捷可靠性高，可手動也可連接電動機構(gòu)實現(xiàn)自動控制。2零件的工藝分析通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確完整，但某些尺寸，公差，技術(shù)要求標注不明或缺損，在重畫過程中已作正確的修改和添加。專心-專注-專業(yè)該零件屬于撥叉類的零件，需要切削加工的部位只有零件的配合面，其余的結(jié)構(gòu)用鑄造成型，去毛刺之后就不須機械加工，且對表面粗糙度的要求也不高。零件的設(shè)計基準是60的底面，兩個10的橫孔要求同軸，10的豎孔相對底面的垂直度為0.2，在加工時選60的底面為定位基準，所以

4、60的孔要先加工，解決加工兩個豎孔時的剛性問題是該工件的加工難點，應(yīng)該說，該零件具有一定的工藝難度。3零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：Q=1000臺/年，n=2件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率分別取為5%和5%。代入公式（21）得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=1000*2*（1+5%）*（1+5%）=2205件/年零件是傳動用的撥叉，質(zhì)量為0.98kg,查表2-1可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖1. 選擇毛坯該零件的材料為Q.因此選用鑄造，考慮到該零件的形狀復(fù)雜，各個加工部位之間的位置都要靠鑄造保證，鑄造要求比較高，因此選用金屬模。由于零件為中批生產(chǎn)，從提高

5、生產(chǎn)效率、保證加工精度上考慮，選用金屬模鑄也是正確的。確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差參見資料知，鑄件尺寸公差及機械加工余量按GB/T6414-1999確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。（1）鑄件的公差等級 由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鑄件的公差等級為普通級。（2）鑄件的質(zhì)量mf 根據(jù)零件成品質(zhì)量0.98 kg，估算為mf=1.5 kg（3）鑄件形狀復(fù)雜系數(shù)mf/mn該鑄件為桿形，假設(shè)其最大長度為250mm，最大高度為65mm，最大寬度為60mm，則由公式mn =250*65*60*6.5*10-6=6.3 kgS=1.5/6.3=0.24由于0.24介于0.

6、16和0.32之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S3級。（4）鑄件的材質(zhì)系數(shù)M由于該零件的材料為球墨鑄鐵，是碳的分子質(zhì)量大于0.65%的材料，故該鑄件的材質(zhì)系數(shù)為M2級。（5）零件的表面粗糙度，由零件圖知，20，10的孔和底面為1.6，鑄造部分為6.3。 3.確定加工余量根據(jù)鑄件質(zhì)量，零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向為1.72.2 mm，水平方向亦為1.72.2 mm，即鑄件各外徑的單面余量為1.72.2mm，各軸向的單面尺寸余量亦為1.72.2 mm。(4).確定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度大于等于1.6.小于1.6的表面，余量要適當(dāng)增大

7、。分析本零件，除幾個孔和底面的表面粗糙度為1.6之外其余部分的毛坯尺寸只需加上所查尺寸即可（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)中的小值當(dāng)表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取其較大值）。由此知底面的加工余量為2.5mm,為了鑄造方便將孔全部留為實心。 綜上所述，確定毛坯尺寸見表1.表1 撥叉毛坯（鑄件）尺寸零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸62.5264.512214242264224020H7后鉆010 H7后鉆0527（5）確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從表5-6、表5-7中查得。本零件的毛坯尺寸允許偏差見表2.表2 撥叉毛坯（鑄件）

8、尺寸允許偏差鑄件尺寸偏差根據(jù)鑄件尺寸偏差根據(jù)100.3R100.2200.2R80.2600.2R50.2120.2R380.26設(shè)計毛坯圖（1）確定圓角半徑 鑄件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按5-13確定。本鑄件的各部分的t/H為大于0.51.故均按表中第一行數(shù)值。為簡化起見，本鑄件內(nèi)、外圓角半徑分別取相同數(shù)值，以臺階高度H=1625進行確定。結(jié)果為： 外圓角半徑 r=6 內(nèi)圓角半徑 R=3以上所的圓角半徑數(shù)值能保證各表面的加工余量。（2）確定拔模斜度 本鑄件由于上下模膛深度不相等，拔模斜度應(yīng)以模膛較深的部分計算。L/B=110/110=1, H/B=32/110=0.291按表

9、5-11，外模斜度=5，沒有內(nèi)模斜度。（3）確定分模位置 由于毛坯是三個孔在一個平面內(nèi)且兩邊對稱，為了便于起模，應(yīng)取三孔軸線所在的平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。（4）確定毛坯的熱處理方式 鑄鐵毛坯經(jīng)鑄造后，應(yīng)安排時效處理以消除殘余的鑄造應(yīng)力，并使不均勻的晶相組織在應(yīng)力消除過程中得到細化，均勻的組織，從而改善加工性，和力學(xué)性能，時效的處理方式可以是自然時效或人工時效。 圖3所示為本零件的毛坯圖。 三、選擇加工方法，制定工藝路線1.定位基準的選擇本零件是一個勺形，中間帶有大孔的撥叉，大孔是其設(shè)計基準（亦是裝配基準和測量基準），為了避免基準不重合帶來的誤差，應(yīng)孔為定位基準，遵循基準重合的

10、原則。具體而言，即選直徑20的孔及一底面為精基準。由于選定孔為精基準，所以孔和底面就要優(yōu)先加工，因此就要選擇以表面和一外圓作為粗基準，從工件剛性和夾持穩(wěn)定性的角度考慮最選擇凹弧面和60的外圓作為粗基準。2.零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有端面、內(nèi)孔、螺紋，材料為QT200以公差等級和表面粗糙度的要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下(1) 三個10H7、一個9.8、一個20H7的孔表面粗糙度均為1.6，需粗車后絞孔獲得其尺寸和表面粗糙度。(2) 底面的表面粗糙度為1.6，圖紙要求要以刮削的方式獲得。(3) M12的螺紋表面粗糙度為12.5，只需鉆孔后攻絲即可獲得尺寸和表面粗糙度。

11、（4）其它表面的尺寸及表面粗糙度只需粗加工后就可以達到要求。3制定工藝路線本零件的加工首先要選定一個粗基準，加工出底面和20的孔，然后再以底面和孔定位加工其它部位。按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件的加工可按下述工藝路線進行。工序： 以凹弧面及60的外圓為粗基準粗加工加工底面和20的孔，同時加工兩個20的端面到尺寸。工序： 精加工底面留刮余量，絞20的基準孔。工序: 以底面和孔定位,加工30的沉孔到尺寸要求,加工同軸孔的端面到尺寸,加工兩個20的端面到尺寸要求.工序: 鉆9.8的通孔,鉆9.6的通孔. 工序: 絞10的孔至尺寸要求,絞9.8的孔至尺寸要求,攻M12的螺紋至深度.工序: 以

12、10的孔為基準鉆5.3的孔,攻M6的螺紋。工序： 以底面和孔為定位基準鉆9.8的同軸孔，絞10的同軸孔至尺寸要求工序： 以孔為基準刮底面到尺寸及表面粗糙度。工序： 鉗工去毛刺。工序： 終檢。四工序設(shè)計 1.選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備（1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。在零件的所有工序加工中，所要求的尺寸精度不高，但是加工的平面多，中批生產(chǎn)雖然不要求很高的加工效率，如果采用普通機床會增加換刀次數(shù)和裝夾次數(shù)，再加上零件的加工余量并不多，所以在所有的工序中都采用立式加工中心進行加工。（2）選擇夾具 由于該零件形狀復(fù)雜，通用夾具不能可靠夾持并進行加工，所以需設(shè)計專用夾具。（3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序

13、選擇刀具。加工工序時，底面比較大，選用50的端銑刀可以提高生產(chǎn)效率。加工工序、工序和工序時，選用H7或H9的通用型絞刀。加工工序時，選用25四韌白鋼刀，既能加工沉孔、端面，節(jié)省了換刀時間。加工工序和工序時，選用9.8 、9.6和5.3的普通麻花鉆。加工工序時，由于要保證兩孔同軸，就必須一次加工獲得，所以選用125*9.8的加長型鉆頭。加工工序和工序時，選用M6、M12的機用絲錐。（4）量具的選擇 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的精度要求、尺寸和形狀特點，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。選擇各軸向加工的量具。由于本零件需要測量的最大尺寸為190mm，所以所有的粗量量具都可以選

14、擇0200 mm的游標卡尺測量，62.5、19、選用0100mm的高度游標卡尺即可，12的尺寸由于精度比較高，應(yīng)選用025mm的外徑千分尺，42地的尺寸不能直接測量，要用芯棒插在20的孔里，再用游標卡尺間接測量。選擇加工孔的量具，三個10H7、一個9.8H9和一個20H7的孔可以用卡尺進行粗量，絞孔后可以用內(nèi)徑百分表測量。2.確定工序尺寸（1）確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量(毛坯余量)，應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。 本零件各孔的工序加工余量，工序尺寸及公差

15、，表面粗糙度見表加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精10H753.29.8106.33.21.69.8H94.83.29.69.86.33.21.620H7101.519.7206.33.21.6M62.65.26.3（2）確定軸向工序尺寸 本零件的各工序的軸向尺寸如圖所示。確定各加工表面的工序加工余量。 本零件各端面的工序加工余量見表。工序加工表面總加工余量工序加工余量12.52.3221.5321.5422.551.5261.5212.50.2五、確定基本工時。工序 I 粗銑，精銑端面1) 決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定 Vc=60(m

16、/min) n=1000V/d=(1000x60)/(3.14x50)=382.16r/min 根據(jù)型數(shù)控加工中心說明書選n=380r/minVc=3.14nd/1000=(380x3.14x50)/1000=59.66m/min Vf=nfZ=380x0.14=53.2mm/min 選Vf=37.5mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0159mm/z2. 精銑4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5 L1+=12mmTm=(L+L1+)/Vf=(40+12)/190=0.273（min） 工序 鉆孔、鉸孔。 計算基本工時 Tm=L/nf 式中L=l+Y+,l=20mm,入

17、切量和超切量由表2.29查出y+=6mm,所以 Tm=26/272*0.28=1.18min.2、鉸孔基本工時 Tm= L/nf=1.5151.21.4/10003.60.067=0.025(min)工序 粗銑，精銑圓面。6) 基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(20+24)/50=0.88（min） L1+=24mm2. 精銑6) 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+25)/100=0.65（min） L1+=25m工序 銑圓弧側(cè)面5）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)106/Vf=

18、(40+46)/95=1.11（min） L1+=46mm 工序 鉆孔、鉸孔。 計算基本工時 Tm=L/nf 式中L=l+Y+,l=40mm,入切量和超切量由表2.29查出y+=6mm,所以 Tm=45/600*0.3=0.22min.2、鉸孔基本工時 Tm= L/nf=45/100*0.2=2.25(min)工序。擴孔，攻絲。 計算基本工時 Tm=L/nf 式中L=l+Y+,l=30mm,入切量和超切量由表2.29查出所以 Tm=30/250*0.3=0.4min.2、攻絲基本工時 Tm= L/nf=30/100*1.5=0.2(min)工序。鉆孔，鉸孔。 計算基本工時 Tm=L/nf 式中

19、L=l+Y+,l=30mm,入切量和超切量由表2.29查出Y+=4所以 Tm=34/500*0.3=0.22min.2、鉸孔基本工時 Tm= L/nf=30/100*0.3=1(min)工序。鉆孔，攻絲。 計算基本工時 Tm=L/nf 式中L=l+Y+,l=13mm,入切量和超切量由表2.29查出Y+=3所以 Tm=16/400*0.2=0.16min.2、攻絲基本工時 Tm= L/nf=30/200*0.8=0.75(min)工序。鉆孔，鉸孔。 計算基本工時 Tm=L/nf 式中L=l+Y+,l=104mm,入切量和超切量由表2.29查出Y+=4所以 Tm=108/600*0.3=0.3mi

20、n.2、鉸孔基本工時 Tm= L/nf=110/100*0.3=3.67(min)六夾具設(shè)計本零件形狀復(fù)雜，通用夾具不能滿足其定位加工得要求，該零件又是批量生產(chǎn)工序分散，所以不同的工序要設(shè)計不同的夾具，以滿足零件精度和提高生產(chǎn)效率。本夾具是工序用直徑9.8 的加長鉆頭鉆10H7的同軸孔的專用夾具，所設(shè)計的夾具裝配圖如圖所示，夾具體零件圖如圖所示，有關(guān)說明如下。（1） 定位方案： 工件以60的底面加之20的圓柱短銷限制五個自由度還有一個轉(zhuǎn)動自由度靠短銷和削邊銷共同限制，及工件六個自由度全部限制。定位示意圖如圖所示：（2） 夾緊機構(gòu)： 本工序用的是10 的鉆頭，因此切削力不是很大，所以夾緊力也不需

21、要很大，采用杠桿夾緊即可滿足要求。為提高生產(chǎn)效率，也可采用氣動夾緊（3） 對刀裝置：采用光電尋邊器。（4） 與機床連接元件 采用兩個標準的定位鍵A18h8JB/T8016-1999,固定在夾具體的同一直上的鍵槽中用以確定夾具在機床中的正確位置，并保證定位鍵的寬度在與機床的梯形槽相匹配的要求。（5） 夾具體：工件的定位元件和夾緊元件由連接板連接起來，其余的相關(guān)機構(gòu)都裝在連接板上，從而確定了各元件的相對位置，這樣有機地連接起來，便實現(xiàn)了定位，夾緊對刀的功能。（6） 使用說明：安裝工件時松開杠桿夾緊機構(gòu)，將工件裝在左邊的定位元件中加緊螺釘即完成工件的安裝。 按下鉆套前進鍵將鉆套移至工作位置，等鉆孔完

22、成后，按下鉆套氣缸回退鍵，使鉆套退移至指定位置進行，在進行絞孔加工，絞孔完成后，本工序即完成（7） 機構(gòu)特點：該夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但是操作簡單快速且精度較高，故適用于加工精度較高的場合。夾具底面的定位鍵可使夾具實現(xiàn)重復(fù)安裝且能保證精度。本夾具是一套專用夾具，所以加工對象就有其唯一性，因而不能用于其他零件的加工。機械加工工藝過程卡產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號撥叉撥叉1材料名稱及牌號QT200毛坯種類或材料規(guī)格鑄件256*60*62.5總工時工序號工序名稱工序簡要內(nèi)容設(shè)備名稱及型號夾具量具工時工序：粗銑面和孔以凹弧面及60的外圓為粗基準粗加工加工底面和20的孔，同時加工兩個20的端面到尺寸。專用夾具02

23、00mm游標卡尺工序：精銑面絞孔精加工底面留刮余量，絞20的基準孔。專用夾具 塞規(guī)工序:銑沉孔銑面以底面和孔定位,加工30的沉孔到尺寸要求,加工同軸孔的端面到尺寸,加工兩個20的端面到尺寸要求.專用夾具0200mm游標卡尺工序:鉆孔鉆9.8的通孔,鉆9.6的通孔.專用夾具0200mm游標卡尺工序:鉆孔攻絲絞10的孔至尺寸要求,絞9.8的孔至尺寸要求,攻M12的螺紋至深度.專用夾具塞規(guī)工序:鉆孔攻絲以10的孔為基準鉆5.3的孔,攻M6的螺紋。專用夾具塞規(guī)工序：鉆絞孔以底面和孔為定位基準鉆9.8的同軸孔，絞10的同軸孔至尺寸要求專用夾具塞規(guī)工序：刮底面以孔為基準刮底面到尺寸及表面粗糙度。專用夾具0

24、200mm游標卡尺工序：去毛刺去除全部毛刺工序：終檢。按零件圖紙要求全面檢查數(shù)控加工工序卡零件名稱撥叉零件圖號1夾具名稱專用夾具設(shè)備名稱及型號數(shù)控加工中心材料名稱及牌號HT200硬度工序名稱銑面鉆絞孔工序號工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具Vfnf編號名稱編號名稱1銑面2540050180端銑刀1游標卡尺2鉆孔30300300.1219.5鉸刀2游標卡尺3絞孔1015030120鉸刀1游標卡尺數(shù)控加工工序卡零件名稱撥叉零件圖號1夾具名稱專用夾具設(shè)備名稱及型號數(shù)控加工中心材料名稱及牌號HT200硬度工序名稱銑面鉆絞孔工序號工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具Vfnf編號名稱編號名稱1锪沉孔25500301

25、30锪孔鉆1游標卡尺2銑面25600302220立銑刀2游標卡尺3鉆孔256003029鉆頭2游標卡尺4鉆孔2560030211鉆頭2游標卡尺5锪孔2560030213锪孔鉆2深度游標卡尺6絞孔2560030210絞刀2塞規(guī)7絞孔256003029.8絞刀2塞規(guī)8攻絲25600302M12絲攻2塞規(guī)數(shù)控加工工序卡零件名稱撥叉零件圖號1夾具名稱專用夾具設(shè)備名稱及型號數(shù)控加工中心材料名稱及牌號HT200硬度工序名稱鉆絞同軸孔工序號工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具Vfnf編號名稱編號名稱1鉆孔258005015.2鉆頭1游標卡尺2攻絲251501202M6絲攻2塞規(guī)數(shù)控加工工序卡零件名稱撥叉零件圖號1夾具名稱專用夾具設(shè)備名稱及型號數(shù)控加工中心材料名稱及牌號HT200硬度工序名稱鉆絞同軸孔工序號工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具Vfnf編號名稱編號名稱1鉆孔2550030130锪孔鉆1游標卡尺2 絞孔25150302210鉸刀2塞尺七、設(shè)計小結(jié) 作為一名