機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目： 制定 三頭鉆底座（圖 5加工工藝 ，設(shè)計(jì)鉆鉸 8的鉆床 夾具 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)械 09 學(xué) 號(hào)： 0930060323 姓 名： 施 虎 1 目 錄 序言 2 一 . 零件分析 3 件作用 3 件的工藝分析 2 二 . 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 定毛坯的制造形式 4 面的選擇 4 定工藝路線 5 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 定切削用量及基本工時(shí) 8 三 夾具設(shè)計(jì) 14 題的提出 14 位基準(zhǔn)的選擇 14 削力及夾緊力計(jì)算 15 位誤差分析 16 具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)明 16 總 結(jié) 19 致 謝 21 參考文獻(xiàn) 22 2 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 三頭鉆底座的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì) 、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 3 一、 零件的分析 零件的作用 三頭鉆底座的作用，待查 零件的工藝 分析 三頭鉆底座有 2 個(gè)加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。 1： 以 105 外圓 為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是 車 105 端面和左端面，車 50 凹槽，車 20圓，車 紋，車退刀槽，銑斜面，保證與水平方向 45，車 2刀槽和 20。 2： 以 20 孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是鉆 8，鉆 6。 4 二 . 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式 零件材料為 慮到拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng) 度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為 2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 基面的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。 （ 2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo) 軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （ 3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （ 4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 5 （ 5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置 精度。 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取外圓作為定位基準(zhǔn)，。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （ 1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 （ 2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。 （ 3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保 證。 （ 4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （ 5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。 以已經(jīng)加工好的 20 孔和一端面為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定 6 為成批 生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。 制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效 時(shí)效處理 3 車 車 105 端面和左端面，車 50 凹槽，車 20圓，車 紋，車退刀槽 4 銑 銑斜面，保證與水平方向 45 5 車 車 2刀槽和 20 6 車 精車 105 端面和 20圓 7 車 精車 20 8 鉆 鉆 8 9 鉆 鉆 6 10 磨 磨 105 端面和 20圓 11 磨 磨 20 12 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效 時(shí)效處理 3 車 車 105 端面和左端面，車 50 凹槽，車 20 7 圓，車 紋，車退刀槽 4 銑 銑斜面，保證與水平方向 45 5 車 車 2刀槽和 20 6 鉆 鉆 8 7 鉆 鉆 6 8 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二沒有精車 105 端面和 20圓，精車 20，磨 105 端面和 20圓和磨 20，因?yàn)?這些粗糙度 度要求比較高，只有一步粗車很難達(dá)到精度要求，而方案二對(duì)于這幾個(gè)工序采用粗車，精車，磨加工才能達(dá)到精度要求， 綜合考慮我們選擇方案一。 具體的加工路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效 時(shí)效處理 3 車 車 105 端面和左端面，車 50 凹槽，車 20圓，車 紋，車退刀槽 4 銑 銑斜面，保證與水平方向 45 5 車 車 2刀槽和 20 6 車 精車 105 端面和 20圓 7 車 精車 20 8 鉆 鉆 8 9 鉆 鉆 6 10 磨 磨 105 端面和 20圓 11 磨 磨 20 8 12 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 三頭鉆底座零件材料為 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 105 端面 由于殼體底面要與其他接觸面接觸，粗糙度要求為 相關(guān)資料知余量留 2較合適。 3、孔 毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛?間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為 2 確定切削用量及基本工時(shí) 工序： 車 105 端面和左端面，車 50 凹槽，車 20圓，車紋，車退刀槽 1) 切削深度 單邊余量為 Z=2 2) 進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)取 f=r 3) 計(jì)算切削速度 9 其中：42, m=正系數(shù)削手冊(cè)表 所以 60 342 9m/) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 1000 89 292r/ 292r/近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 300r/現(xiàn)選取00r/ 所以實(shí)際切削速度000 1 0 5 3 0 0 9 1 . 3 7 / m i m 5) 切削工時(shí)， tm=i ;其中 l=81l =4 2l =0tm= 8200 10 工序： 銑斜面，保證與水平方向 45 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 p ， 50 ， 50 ， 4z 。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故?在一次走刀內(nèi)銑完，則 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) 銑床說(shuō)明書，其功率為為 等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 齒/2.0 z ，則 m 3 6 4351 5 01 0 0 01 0 0 0 rd vn s 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450 r m 145 035100 0 w 當(dāng)1450r/ 1 1 6 01 4 5 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 12003） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： l=75 1 ， 2 ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 m 75921 1 工序：車 2刀槽和 20 1) 切削深度 單邊余量為 Z=2 2) 進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)取 f=r 3) 計(jì)算切削速度 中：04, m=正系數(shù)削手冊(cè)表 所以 0 . 3 50 . 1 50 . 21046 0 2 . 2 0 . 8 0m/) 確定機(jī)床 主軸轉(zhuǎn)速 1000 30 382r/ 382r/近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 400r/現(xiàn)選取00r/ 所以實(shí)際切削速度000 2 0 4 0 0 1 7 . 5 8 / m i m 5) 切削工時(shí)， tm=i ;其中 l=191l =4 2l =0 12 tm=i= 19400 工序：鉆 8 機(jī)床： 式鉆床 刀具： 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 10取高速鋼麻花鉆 8 1)進(jìn) 給量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 1000 30 8 1194r/ 1194r/近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 1200r/選取200r/ 所以實(shí)際切削速度000 8 1 2 0 0 3 0 . 1 4 / m i m 5) 切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 tm=i ;其中 l=601l =4 2l =3tm=460 =序：磨 105 端面和 20圓 13 機(jī)床 萬(wàn)能磨床 1) 選擇砂輪。見機(jī)械加工工藝手冊(cè)第三章中磨料 50 40 127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為 46#,硬度為中輪 1 級(jí)，陶瓷結(jié)合劑， 6 號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40 127 2) 切削用量的選擇。查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 33 工件速度 18m/向進(jìn)給量 20行程 ) 切削深度 ) 切削工時(shí) 0002式中 0 1 5 0 0 t 2.5( 14 三、 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配第 8 道工序的鉆 8的鉆床夾具。 題的提出 本夾具主要用于鉆 8 ，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。 根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能 ，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 2. 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同， 又分為裝配基準(zhǔn) 、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 （ 1）裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 （ 2）測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基 15 準(zhǔn)。 （ 3）工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)， 稱為工序基準(zhǔn) 。 （ 4）定位基準(zhǔn) 工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 本道工序加工 8 ，精度不高，因此我們采用已加工 好的 20 孔定位，采用圓柱銷和擋銷定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位即可以滿足要求。 削力和夾緊力的計(jì)算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊(cè)得： 鉆削力 式（ 5 鉆削力矩 式（ 5 式中： 8 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 6F 2 6 x 8 x 0 . 2 0 x 1 7 4 1 8 7 4 N 1 9 0 . 8 0 . 6T 1 0 x 8 x 0 . 2 0 x 1 7 4 1 4 7 8 5 N . m 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 16 位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在圓柱銷上定位，圓柱銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在 向下，見下圖。 0 . 0 1 2 0 . 0 2 3 0 . 0 3 2 0 . 0 6 72 T d 式中 定位副間的最小配合間隙（ 工件圓孔直徑公差（ 定 位 銷 外 圓 直 徑 公 差 （ 。圓柱銷銷水平放置時(shí)定位分析圖 具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 采用圓柱銷和擋銷定位即可指定可靠的卡緊力。 同時(shí)我們采用快換鉆套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地 17 換下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于批量生產(chǎn) 裝配圖附圖如下 18 夾具體如下 19 總 結(jié) 這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。 這次 設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際問(wèn)題 ,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié) ,更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。 回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整 一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才 20 能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多 問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很