機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書

1、目錄一、生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定2二、零件的分析2三、加工工藝設(shè)計(jì)31、毛坯的選擇32、基準(zhǔn)的選擇3（1）粗基準(zhǔn)的選擇3（2）精基準(zhǔn)的選擇35、選擇加工裝備及工藝設(shè)備56、確定切削用量及基本用時67、填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡7四、鉆床夾具設(shè)計(jì)81、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟8(1) 對專用夾具的基本要求8(2) 專用夾具設(shè)計(jì)步驟82、進(jìn)行必要的分析計(jì)算93、審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)94、繪制夾具裝配總圖95、繪制夾具零件圖126、鉆床專用夾具的設(shè)計(jì)13五、參考文獻(xiàn)17一、 生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定已知該零件為大批生產(chǎn)，兩班制，且該零件的重量在430kg之間約為10kg，故該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為50050

2、00件/年。二、零件的分析零件的主要配合作用為中心孔和均布的的四個小圓孔，通過孔與其它的零件相配合，達(dá)到它能實(shí)現(xiàn)的功用。1、零件的公益性分析該零件需要保證的尺寸共有5個，其中中心孔和均布孔的尺寸C、E的精度等級比較高，與之相對應(yīng)的孔內(nèi)表面的精度等級也需要隨之增加。12、90內(nèi)孔的表面粗糙度分別為3.2、1.6，故與之相對應(yīng)的內(nèi)孔表面需要鏜孔以及鉸孔，其它的面只需半精車即可。三、加工工藝設(shè)計(jì)1、毛坯的選擇毛坯的材料選定為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-A。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鍛造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近。

3、毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。毛坯鍛造成一2、基準(zhǔn)的選擇定位的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇該零件的粗基準(zhǔn)我們選定為A面，首先加工端面A，采用自為基準(zhǔn)原則，然后以端面A為粗基準(zhǔn)來加工B面 。（2）精基準(zhǔn)的選擇主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用面間距離定位。3、工件加工表面加工方法的選擇本零件的加工面有端面、外圓面、內(nèi)孔面等，材料為Q235-A。參考機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊，由表15-32、表15-33、表15-

4、34，其加工方法選擇如下：（1） 車面端面A、B：加工經(jīng)濟(jì)精度為IT9-IT8，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗車半精車的加工方法。（2） 車外圓面：經(jīng)濟(jì)精度等級為IT10-IT8，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗車半精車的加工方法。（3） 中心孔90：經(jīng)濟(jì)精度等級為IT5，表面粗糙度為Ra1.6，采用鏜孔的方法即可達(dá)到。（4） 均布圓孔12：經(jīng)濟(jì)精度等級為IT6，表面粗糙度為Ra3.2，采用鉆孔鉸孔的方法即可達(dá)到。4、制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機(jī)床配以專用

5、夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。（1） 工藝路線：工序：鍛造出毛坯；工序：退火處理；工序：車端面A，保證A面平面度，保證粗糙度Ra6.3；工序：鏜孔90，保證粗糙度Ra1.6；工序：車外圓面，加工出尺寸D，保證粗糙度Ra6.3；工序：車端面B，保證粗糙度Ra6.3；工序：鉆鉸孔12，保證粗糙度Ra3.2；工序：表面氧化處理；工序：檢驗(yàn)； 工序：入庫。5、選擇加工裝備及工藝設(shè)備(1) 根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機(jī)床種類及規(guī)格。(2) 根據(jù)質(zhì)量、效率和經(jīng)濟(jì)性選擇夾具種類和數(shù)量。(3) 根據(jù)工件材料和切削用量以及生產(chǎn)率的要求，選擇刀

6、具，應(yīng)注意盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具。(4) 根據(jù)批量及加工精度選擇量具。由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以專用機(jī)床為主，輻以少量通用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送由人工以及機(jī)器完成。 選擇機(jī)床A、工序、是鏜孔、粗車、半精車和精車工序，因本零件外輪廓尺寸不大，精度要求不是很高，故選用CA6140；選擇夾具本零件加工時需要車床通用夾具，鏜孔專用夾具及鉆孔專用夾具。選擇刀具a：車端面A、B時，車刀選選YT5 90°偏刀。b：鏜孔Ø90時，選用YT5 鏜刀。c：車外圓面時，刀具選擇YT5 45°外圓車刀。選擇量具本零件屬大批量生產(chǎn)，一般均采用量具，選

7、擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量具的測量方法極限誤差選擇。A、選擇加工面用量具，可選用分度值為0.05mm,測量范圍為0150mm游標(biāo)尺進(jìn)行測量。B、選擇加工槽用量具，可選用分度值為0.01mm,測量范圍為050mm游標(biāo)尺進(jìn)行測量。6、確定切削用量工序、：車端面A、B車端面A時：粗車毛培，直徑在100200mm，長度<70mm時的加工余量為4mm，可以一次進(jìn)給切完。ap=35mm.確定進(jìn)給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.4，在加工碳素鋼、刀桿尺寸為16mm×25mm，工件尺寸>100mm時：f=0.50.7mm/r按機(jī)床選擇f=0.7mm/r確

8、定切削速度Vc 采用查表法，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.12，切削速度v=170m/min.根據(jù)切削用量簡明手冊表1.28,切削速度為Vc =170×1.15×0.8×0.83×1.18×0.89×0.94m/min=128m/minn=(1000 Vc)/d=(1000×128)/×160r/min=255r/min按機(jī)床選擇n=250r/min實(shí)際切削速度Vc=dn/1000m/min=×160×250/1000m/min=125.6m/min車端面B時，Vc=×150×2

9、50/1000m/min=117.8m/min工序：鏜孔90由機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊表15.62，鏜孔加工直徑余量取0.4mm，ap=5mm。進(jìn)給量 f=0.3mm/r確定其切削速度 Vc =100m/minn=(1000 Vc)/D=(1000×100)/×90 r/min=353.7 r/min則選取主軸轉(zhuǎn)速n=350 r/min。則實(shí)際切削速度為Vc=×90×350/1000 m/min=98.9 m/min工序：車外圓面參照機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊粗車毛坯加工余量為4mm粗車外圓面確定切削深度ap ap=（160-152）/2mm=

10、4mm，只需一次進(jìn)給。確定進(jìn)給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.4，在粗車鋼料、刀桿尺寸16mm×25mm、ap=35mm，以及工件直徑>100mm時，按機(jī)床選擇f=0.7mm/r由機(jī)床選擇主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min此時實(shí)際切削速度為：Vc=×160×250/1000m/min=125.6m/min半精車外圓面參照機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊表15.55，粗車外圓后半精車余量為1.2mm。確定切削深度ap ap=（152-150）/2mm=1，只需一次進(jìn)給。按機(jī)床取f=0.5mm/rn=300r/minVc=×152×250/1000m

11、/min=143.2m/min工序：鉆鉸孔12孔徑d=12mm，孔深30mm，通孔。鉆孔11mm，擴(kuò)11.5mm，鉸孔12mm設(shè)備為Z3025型搖臂鉆床，選擇刀具為高速鋼麻花鉆頭、高速鋼擴(kuò)孔鉆、高速鋼機(jī)用鉸刀。鉆頭其直徑為11mm。鉆頭集合形狀為修莫橫刃，=30°、2=118°、21=70°、=50°。按加工要求，切削用量簡明手冊表2.7，鉆孔進(jìn)給量f1=0.3mm/r，擴(kuò)孔進(jìn)給量f2=0.63mm，鉸孔進(jìn)給量f3=1.6mm/r.根據(jù)切削用量簡明手冊表2.16，鉆孔的切削速度v1=vt kV=20×0.75×0.84m/min=12

12、.6m/minn1=(1000 V1)/d1=(1000×12.6)/×12 r/min=334.4r/min由Z3025搖臂鉆床選擇n1=330r/min。則鉆孔實(shí)際切削速度v1=×11×330/1000m/min=11.4m/min擴(kuò)孔轉(zhuǎn)速與鉆孔取為相同，即n2=330r/min。擴(kuò)孔實(shí)際切削速度v2=×11.5×330/1000m/min=11.9m/min鉸孔切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取v3=5m/min。n13=(1000 V3)/d3=(1000×5)/×12 r/min=83.3r/mi

13、n根據(jù)Z3025搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速選擇n3=85r/min。則實(shí)際切削速度V3=×12×85/1000 m/min=3.2 m/min7、填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡(1) 工藝過程綜合卡片簡要寫明各道工序，作為生產(chǎn)管理使用。(2) 工藝卡片詳細(xì)說明整個工藝過程，作為指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助管理人員、技術(shù)人員掌握整個零件加工過程的一種工藝文件，除 寫明工序內(nèi)容外，還應(yīng)填寫工序所采用的切削用量和工裝設(shè)備名稱、代號等。(3) 工序卡片用于指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)的更為詳細(xì)的工藝文件，在大量生產(chǎn)的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序才使用。簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖表達(dá)。簡圖也可以只畫出與加工

14、部位有關(guān)的局部視圖，除加工面、定位面夾緊面、主要輪廓面，其余線條可省略，以必需、明了為度。被加工表面用粗實(shí)線（或紅線）表示，其余均用細(xì)實(shí)線。應(yīng)標(biāo)明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。定位、夾緊表面應(yīng)以規(guī)定的符號標(biāo)明。 工藝文件詳見表(4) 檢驗(yàn)工序卡片通過簡單的視圖表達(dá)檢驗(yàn)方法，并用文字表達(dá)檢驗(yàn)步驟，最后進(jìn)行誤差分析。四、銑鉆床夾具設(shè)計(jì)1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟(1) 對專用夾具的基本要求保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，

15、以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外。還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。(2) 專用夾具設(shè)計(jì)步驟明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對工件進(jìn)行工

16、藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床、刀具、量具等。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊、夾具設(shè)計(jì)手冊等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖、確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。、確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。、確定對刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對刀或?qū)蜓b置。、確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。、確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件等。、確定

17、夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。、繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。2、進(jìn)行必要的分析計(jì)算工件的加工精度較高時，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。3、審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對夾具方案作進(jìn)一步修改。4、繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、個種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。夾具總圖繪制順序如下：用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基

18、面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。左視圖5、繪制夾具零件圖夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。夾具零件圖如下圖所示6、鉆床專用夾具的設(shè)計(jì)(1) 夾具的組成：定位部分、夾緊部分、對刀部分、導(dǎo)向部分、支撐部分和輔助部分。(2) 工件定位的基本要求 位置正確； 位置準(zhǔn)確。(3) 工件以平面定位工件以平面定位時，一個平面上一般最多布置三個支撐點(diǎn)。這種情

19、況通常適用于工件定位面相對工件總尺寸較大，并且被加工表面與該平面有尺寸精度和位置精度要求時。當(dāng)工件定位面較工件總尺寸狹長，又要求限制一個轉(zhuǎn)動自由度，并且在一個方向上與被加工表面有尺寸和位置精度要求時，往往布置兩個支撐點(diǎn)。當(dāng)工件定位面相對工件總尺寸很小，并且在一個方向上與被加工表面有位置尺寸精度要求時，往往只布置一個定位支撐點(diǎn)。工件以平面進(jìn)行定位時，其定位元件有如下四種型式：固定支承、調(diào)節(jié)支承、浮動支承和輔助支承。其中，固定支承常有兩種：支承釘和支承板。選用工件以平面定位的定位元件時，應(yīng)注意定位平面的精度。精度越低，則接觸面積應(yīng)越小。因此，以毛基面或粗基面定位時，可采用支承釘；以精基面、特別是以

20、大的精基面定位時，可采用支承板。(4)擬訂定位方案定位方案 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下：底板限制了繞X、Y方向的轉(zhuǎn)動和Z方向上的移動；以中心孔作為定位基準(zhǔn)，限制了X、Y、Z方向的移動三個自由度；用一個圓柱銷限制工件的Z軸旋轉(zhuǎn)。而半圓定位塊除了起定位工件作用，其主要功用是和圓柱銷一起定位鉆模板。從而限制了工件的六個自由度，根據(jù)“六點(diǎn)定位原理”，此工件在空間的位置唯一確定了。雖存在過定位但各定位塊共同定位了工件和鉆模板。經(jīng)過分析，得出如下結(jié)果：定位誤差計(jì)算因?yàn)楣ぜ蛫A具定位元件均有制造誤差，所以一批工件在夾具中地位后的位置將是變動的，即存在定位誤差。一批工件由于在夾具中定位而使得工序基準(zhǔn)在沿

21、工序尺寸方向上產(chǎn)生了位移，其可能最大的位移量叫做該工序尺寸的定位誤差，用符號表示。產(chǎn)生定位誤差的原因有如下兩方面：定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合、定位基準(zhǔn)位移。工件以平面定位時的定位誤差：基準(zhǔn)位移誤差：因?yàn)槎ㄎ辉男螤钜约岸ㄎ辉鞅砻骈g的位置精度較高，因此在計(jì)算工件以平面定位的基準(zhǔn)位移誤差時，通?？梢院雎运鼈兊挠绊??；鶞?zhǔn)不重合誤差：可用作圖法求出因定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而引起工序基準(zhǔn)在沿工序尺寸方向上的兩個極限位置，這兩個極限位置間距離之差及時基準(zhǔn)不重合誤差?；蛘呃贸叽珂溤恚蟾骰鶞?zhǔn)尺寸誤差之和，即為基準(zhǔn)不重合誤差?？偟亩ㄎ徽`差應(yīng)為基準(zhǔn)位移誤差與基準(zhǔn)不重合誤差之和。由于零件是以平面為基準(zhǔn)定位，因此在銑削時會產(chǎn)生直線位移誤差。由于誤差對銑削平面的影響很小，可忽略不計(jì)。(5) 夾緊裝置的設(shè)計(jì)夾緊裝置是夾具的重要組成部分，用于防止工件在切削力、自重及慣性力等作用下產(chǎn)生移動或振動，即保持工件定位后的正確位置。夾緊裝置大體分為動力裝置和夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)又可分為中間機(jī)構(gòu)和夾緊元件。螺紋夾緊機(jī)構(gòu)由于具有結(jié)果簡單，制造方便，夾緊行程不受限制，且夾緊可靠等優(yōu)點(diǎn)。雖夾緊動作緩慢，可采用一些結(jié)構(gòu)提高夾緊速度，因此應(yīng)用廣泛。螺旋壓板夾緊是一種應(yīng)用最為廣泛的夾緊機(jī)構(gòu)，其種類很多，有移動式壓板、回轉(zhuǎn)式壓板、掀開式