教務(wù)處制 二 0 一一年 六 月 五 日 目 錄 目 錄 . 1 序 言 . 2 一、零件的分析 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 一繪制和分析零件圖 . 2 二、工藝的選擇 . 6 一、毛坯的選擇 . 6 二、毛坯加工余量的確定 . 7 三、基準(zhǔn)的選擇 . 7 四、制定工 藝路線和工藝過(guò)程卡 . 8 三、夾具的設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 一確定加工部位，確定定位方案 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 二確定夾緊方案，選擇夾緊元件 . 9 四、總結(jié) . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 五、參考文獻(xiàn) . 15 序 言 本次機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)婢C合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。它不僅能培養(yǎng)我們編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，還為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和到工廠從事工藝與夾具打下一定的基礎(chǔ)。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力 所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。 一 零件的分析 一、繪制和分析零件圖 繪制零件圖的時(shí)候采用圖 1-1方式，而加工時(shí)為了方便鏜出直徑為 78的孔采取圖 1-2的方式 圖 1-1 圖 1-2 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是零件需要加工的表面以及加工表 面之間的位置要求： 二、零件的主要技術(shù)條件分 析 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要具有好的機(jī)械加工工藝性，也就是說(shuō)有加工的可能性，便于加工，能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。而設(shè)計(jì)與工藝密切相關(guān)，相輔相成。本夾具的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之間的加工要求： 1）以 47H8孔為中心的加工 這一組加工表面 包括：一個(gè) 47H8 的孔及其倒角，粗糙度為 Ra6.3； 47H8 的兩端面，粗糙度為 Ra3.2。 2）以槽 13.5X25為中心的加工 這一組加工表面包括：一個(gè) 13.5X25的通槽與 13.5X25的通槽相垂直的上下兩端面，粗糙度為 Ra3.2。 3）以 M10內(nèi)螺紋為中心的加工 這一組加工表面包括：鉆 8的孔，加工 M10 的外螺紋；與這兩個(gè)孔相垂直的表面； 4）以 78H9孔為中心的加工 這一組加工表面包括：一個(gè) 78H9的通孔，其表面粗糙度為 Ra6.3；與這個(gè)孔垂直的上下兩端面，其粗糙度為 Ra6.3。 這些加工面有一定的位置要求，分別是： 1） 78H9與 78H8 孔有平行度要求，公差是 0.05mm； 2） 78H9上下兩端端面與其軸線有垂直度要求，公關(guān)是 0.10mm； 對(duì)于以上四組加工面而言，可以先加工一面一孔，以它們作為基準(zhǔn)，加工其他面、孔，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好。 三、確定生產(chǎn)類(lèi)型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制作工藝與機(jī)床夾具公式： N 零 = QN(1+a)(1+B) 公式 2.1 說(shuō)明：式中 N 零 ：零件生產(chǎn)綱領(lǐng)。 Q：產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) n ：每一產(chǎn)品包含該零件的數(shù)量 a : 零件的備用率一般情況下 a = 4 %。 B : 零件的平均廢品率：取 B=1%。 根據(jù)零件生產(chǎn)綱領(lǐng)以及機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具表 1-3，可查得此零件生產(chǎn)為生產(chǎn)類(lèi)型。 二 工藝的選擇 一、毛坯的選擇 根據(jù)工藝手冊(cè) P410中表 2.1-6可知，選擇毛坯時(shí)，應(yīng)考慮下列因素： 1）零件材料的工藝特性（如可鑄性及可塑性）以及零件對(duì)材料組織和性能的要求。 2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。 3）生產(chǎn)綱 領(lǐng)的大小，它在很大程度上決定了采用某種毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性。 4）現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件。這里主要考慮現(xiàn)場(chǎng)的毛坯制造的實(shí)際工藝水平、設(shè)備狀況以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟(jì)性，但同時(shí)也要考慮因生產(chǎn)發(fā)展而采用較先進(jìn)的毛坯制造方法。 零件材料為 HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè) 324 頁(yè)表 15-5選用鑄件尺寸公差等級(jí) CT9級(jí)。 二、毛坯加工余量的確定 查工藝手冊(cè)表 2.3-6P471 可知標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T11351-89 中 規(guī)定的鑄件機(jī)械加工余量的數(shù)值、確定方法及檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)則，由于是砂型鑄造，故 CT 為 10級(jí)， MA為 G級(jí) (CT 為尺寸公差等級(jí)， MA為加工余量等級(jí) )。其中頂面比側(cè)面、底面降一級(jí)。 查工藝手冊(cè)表 2.3-5P468可知加工余量，下面表 3.3-1為鑄件各表面加工余量，表 3.3-2 為鑄件主要尺寸公差。 表 3.3-1 鑄件各表面加工余量 加工表面 基本尺寸 MA MA 數(shù)值 說(shuō)明 47H8 端面 76 G 3.5 單側(cè)加工 槽 13.5x25 端面 15 G 2 單側(cè)加工 78H9 端面 20 G 2 單側(cè)加工 查工藝手冊(cè)表 2.3-9P472可知鑄件尺寸公差 表 3.3-2 鑄件主要尺寸公差 加工表面 總余量 毛坯尺寸 公差 47H8 端面 4 80 2.6 槽 13.5x25 端面 4 19 2.6 78H9 端面 4 24 2.6 三、基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 定位基準(zhǔn)是在加工中使工件在夾具上占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇不僅影響著加工精度，如基準(zhǔn)不重合時(shí)產(chǎn)生的定位誤差會(huì)影響著加工精度，作為一道工序的定位基準(zhǔn)必須在前道工序加工出來(lái)，因此要合理的選擇定位基準(zhǔn)，多設(shè)想幾種定位方案，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，周密地考慮定位方案與加 工順序的關(guān)系。（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) P229） 粗基面的選擇 對(duì)一般的軸類(lèi)零件來(lái)說(shuō)，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個(gè)不加工表面的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對(duì)位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知， 47 外圓為粗基準(zhǔn)，可保證圓的壁厚均勻，雖然切去的余量不均勻。 精基面的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加 工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，故在此選擇 47內(nèi)孔為精基準(zhǔn)。 表 3.4-1 主要工藝及其定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 73 兩端面 73 外圓柱面， 一個(gè)未加工外端面 95 端面 95 外圓柱面 13.5X25 的槽 73 外圓柱面及其上下端面 4、 8的孔 73 外圓柱面及其上下端面 螺紋 M6、 M10 73 外圓柱面及其上下端面 47 的孔 47 外圓柱面 及其下端面 78 的孔 78 外圓柱面， 73 軸心線及其上表面 四、制定工藝路線和填寫(xiě)工藝過(guò)程卡 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具 ,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè) 346頁(yè)表 15-32、 15-33、 15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下所示： 機(jī)械 設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 片 零件材料 零 件 名 稱 HT200 后羅拉過(guò)橋搖臂鏜 78 工序號(hào) 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 名 稱 型 號(hào) 名 稱 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 鑄造 去應(yīng)力 銑 73 兩端面 銑 95 端面 粗銑、半精銑 13.5X25的槽 鉆 4、 8的孔 攻螺紋 M6、 M10 拉槽寬 9深 3 鏜 47 的孔 終檢 立式銑床 立式銑床 立式銑床 立式鉆床 立式鉆床 臥式拉床 臥式鏜床 X52K X52K X52K Z535 Z535 C620 T68 專(zhuān)用銑夾具 專(zhuān)用銑夾具 專(zhuān)用銑夾具 專(zhuān)用鉆夾具 專(zhuān)用車(chē)鏜夾具 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀 高速鋼三面刃銑刀 高速鋼麻花鉆 機(jī)用絲錐 R3 拉刀 硬質(zhì)合金鏜刀 YT5 100 100 125 4 8 6M 10M 6 45 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 內(nèi)徑千分尺 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 內(nèi)徑千分尺 型 型 型 型 型 型 型 三 夾具的設(shè)計(jì) 一、 確定加工部位，分析技術(shù)要求 本夾具主要用來(lái)粗鏜、半精鏜、精鏜 78 的孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。在機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工精度，最關(guān)鍵是要找到定位基準(zhǔn)，保證工件在機(jī)床上有一定的正確 位置。其次要有足夠的夾緊力。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 由零件圖可知，鏜 78 的孔時(shí)， 先加工 78 外圓柱面 ，以及加工 47 孔及其上端面，并 以此作為精基準(zhǔn) 對(duì)于所要加工的孔，定位、夾緊方案如下： 方案一：以 47 的孔作為定 位精準(zhǔn)，再采用 78 外圓柱面作為基面并用 V形塊定位 95 ， 用鉤形壓板夾緊 工件。 方案二：用心軸夾緊 47 的孔，然后用一個(gè)銷(xiāo)釘防止工件繞心軸旋轉(zhuǎn)。 相比較之下，因方案 2有的定位夾緊是聯(lián)在一起的，夾緊不妥時(shí)會(huì)造成破壞定位的現(xiàn)象，且會(huì)因?yàn)閵A緊裝置太大而使得比例不協(xié)調(diào)。而方案一中 以 47 的孔作為定位精準(zhǔn)，再采用 78 外圓柱面作為基面并用 V 形塊定位 95 ， 用鉤形壓板夾緊 工件 ，能夠使工件易于進(jìn)入夾具中，而且定位比較好，故而采用第一種方案。 二、 確定夾緊方案，選擇夾緊元件 本次鏜孔加工所采用的夾緊方案是以 47 的孔作為定位精準(zhǔn)，再采用 78外圓柱面作為基面并用 V形塊定位 95 ， 用鉤形壓板夾緊 工件。所采用的定位元件是 V形塊。 根據(jù)設(shè)計(jì)指南表 5-172可知，其形狀和尺寸如圖 3-1和表 3-1所示，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是 85 GB 2208-80。 圖 3-1 V型塊 N D L d l r 1A 2A A 基本尺寸 極限偏差H7 h 1h 85 98 140 10 +0.015 0 15 3 12 30 20 25 110 表 3-1 V型塊尺寸 所采用的夾緊元件是鉤形壓板與 T型槽快卸螺栓通過(guò)墊片和螺母相配合，如圖 3-2所示。 圖 3-2夾緊元件 本夾具設(shè)計(jì)選用固定式鏜套，是由于這次加工的加工速度都較低，且固定式的成本較低，便于更換。固定式鏜套具有下列的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，外形尺寸較??； （ 2） 制造簡(jiǎn)單，成本低； （ 3） 容易保證鏜套的中心中心位置，從而有較高的孔系位置精度。 根 據(jù) 工 藝 手 冊(cè) 2 P1139 可 知 ， 所 選 用 的 鏜 套 的 標(biāo) 準(zhǔn) 代 號(hào) 為A70H7X85g5X80GB2267-80。圖 3-3為鏜套，表 3-2為鏜套尺寸。 圖 3-3鏜套 d D H I h 1m 2r 4r 3D（滾花前） 配用螺釘 基本尺寸 極限偏差H6 基本尺寸 極限偏差g6 70 +0.019 0 85 -0.012 -0.027 80 8 18 47 61 2.5 105 M16 8 GB2269-80 表 3-2鏜套尺寸 根據(jù)工藝手冊(cè) 2 P1138可知襯套形狀和尺寸如圖 3-4跟表 3-3所示。其代號(hào)為 A70H7X85g5X80 GB2266-80。 圖 3-4 鏜套用襯套 d H D C 1C 公稱尺寸 極限偏差 H6 公稱尺 寸 極限偏差 n6 85 +0.022 0 80 100 +0.045 +0.023 3 2 表 3-3 鏜套用襯套尺寸 本夾具用于在臥式鏜床上鏜孔。以 V形塊和削邊銷(xiāo)進(jìn)行定位，在定位方面上實(shí)現(xiàn)五個(gè)自由度的定位。而夾緊則采用鉤形壓板夾緊，動(dòng)力源來(lái)源于 T型槽快卸螺栓和螺母，該機(jī)構(gòu)夾緊簡(jiǎn)單，操作方便。 安裝工件時(shí)，通過(guò) V形塊和削邊銷(xiāo)找正定位后，旋轉(zhuǎn) T型槽快卸螺栓上的螺母進(jìn)行擰緊。如 圖 3-5 鏜孔裝配圖所示。 AA-A12220鋼共四張 第一張 四 總結(jié) 本次機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)婢C合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。它不僅能培養(yǎng)我們編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，還為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和到工廠從事工藝與夾具打下一定的基礎(chǔ)。 本次我設(shè)計(jì)的題目是“后羅拉過(guò)橋搖臂鏜直徑 78的孔”，接到設(shè)計(jì)的題目是在考完所有的科目之后，本來(lái)以后會(huì)很輕松的，沒(méi)想到一點(diǎn)都不是原先想象的樣子。 根據(jù)夾具設(shè)計(jì)進(jìn)度安排表的指示，接到題目的頭兩天是先制定工藝路線，這個(gè)說(shuō)難也難，我列出幾套方案之后，卻不曉得要如何抉 擇，不知道怎么樣才能從這幾套方案中綜合出一套較好的。有一天請(qǐng)教過(guò)張老師之后終于使我確定出一套高效、高質(zhì)量的方案。 工藝路線是確定下來(lái)了，更難的還在后頭。根據(jù)所要加工的部位即“鏜出直徑 78的孔”設(shè)計(jì)一套夾具。平時(shí)對(duì)夾具學(xué)的不是很好，雖能看的懂課本里的夾具的作用，也知道什么是“六點(diǎn)定位原理”，但要讓自己設(shè)計(jì)出一套符合加工要求的夾具，的確是一件相當(dāng)棘手的事。為此我頭疼了幾天，哎。 夾具是用來(lái)幫助工件定位的，目的是為了讓工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、道具占有確定的正確位置，并且應(yīng)用夾具定位工件，還能使同一批工件在夾具中的 加工位置一致性好。所以?shī)A具設(shè)計(jì)的好壞直接影響了加工的質(zhì)量，以及效率。 在夾具設(shè)計(jì)和定位分析中，完全定位和不完全定位是經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題，好在上課時(shí)我就弄懂了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，所以在分析定位方面不是問(wèn)題。分析是不難，也知道要從哪里限制工件的自由度，