目錄TOC\o"1-3"\h\u3919第1章緒論 -1-第1章緒論1.1課題背景制定扇形板的加工工藝，設(shè)計鉆孔的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。1.2目的課程設(shè)計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設(shè)打一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！1.3夾具設(shè)計中的特點1.夾具的設(shè)計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2.專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4夾具設(shè)計需保證的條件1.夾具的結(jié)構(gòu)應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。1.5夾具的發(fā)展趨勢1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.發(fā)展調(diào)整式夾具。3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。第2章零件的分析2.1零件的作用扇形板是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，但其加工孔和表面的精度要求較高，上下表面、圓弧表面、8H9槽都有粗糙度要求，精度要求較高，此外還有φ22孔要求加工，對精度要求也不高。Φ8H8粗糙度要求都是Ra3.2，與基準B有對稱度的公差要求，和φ22孔有平行度公差要求，因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。2.2零件的工藝分析零件的材料為HT150，灰口鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，1.Φ22左端面粗糙度Ra12.5

2.Φ22右端面粗糙度Ra3.2Φ22孔粗糙度Ra1.6深1扇形槽粗糙度Ra12.5深15扇形槽粗糙度Ra12.5R48外圓弧粗糙度Ra3.23×Φ8H8孔粗糙度Ra3.2

第3章工藝規(guī)程設(shè)計3.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT150。考慮到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學成分或金相組織進一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。

3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。

3.2.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。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不需加工的表面，則應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。以求壁厚均勻、外形對稱、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。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(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?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。3.2.2精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，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”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當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)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序01：金屬性澆鑄工序02：時效處理以消除內(nèi)應力工序03：粗銑Φ22左端面工序04：粗銑、半精銑Φ22右端面工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔；倒角1.5×45°工序06：銑深1扇形槽；銑深15扇形槽工序07：粗銑、半精銑R48外圓弧工序08：鉆、鉸3×Φ8H8孔工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求入庫 3.4機械確定各表面的加工余量和加工方法，工件毛坯為鑄件，查相關(guān)資料知，采用金屬模機械砂型鑄造，鑄造精度等級IT8，加工余量等級MA-G。1.Φ22左端面的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。2.Φ22右端面的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑、半精銑）方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mm3.Φ22H7孔的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，三步鉆削(鉆、擴、鉸）即可方可滿足其精度要求。鉆單邊余量Z=10.0mm擴單邊余量Z=0.9mm鉸單邊余量Z=0.1mm4.深1扇形槽；深15扇形槽的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工表面的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，先粗銑深1扇形槽、然后再粗銑深15扇形槽即可方可滿足其精度要求。5.R48外圓弧的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑、半精銑）方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mm6.3×Φ8H8孔的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，先鉆Φ7.8的孔、然后再鉸Φ7.8至Φ8孔即可方可滿足其精度要求。3.5確定切削用量及基本工時工序01：金屬性澆鑄工序02：時效處理以消除內(nèi)應力工序03：粗銑Φ22左端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序04：粗銑、半精銑Φ22右端面工步一：粗銑Φ22右端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：半精銑Φ22右端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?00當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序05：鉆、擴、鉸Φ22孔；倒角1.5×45°工步一：鉆Φ20孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）557r/min按機床選取n=545r/min切削工時：，，則機動工時為工步二：擴Φ20孔至Φ21.8選用高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）657r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工步三：鉸Φ21.8孔至Φ22選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）869r/min按機床選取n=960r/min切削工時：，，則機動工時為工步四：倒角1.5×45工序06：銑深1扇形槽；銑深15扇形槽工步一：銑深1扇形槽1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?753）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：銑深15扇形槽1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?753）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序07：粗銑、半精銑R48外圓弧工步一：粗銑R48外圓弧1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝4753）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：半精銑R48外圓弧1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?003）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序08：鉆、鉸3×Φ8H8孔工步一：鉆3×Φ7.8孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）612r/min按機床選取n=545r/min切削工時：，，則機動工時為工步二：鉸3×Φ7.8孔至Φ8H8選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）717r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求入庫第4章專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導老師的分配，決定設(shè)計鉆、鉸3×Φ8H8孔的夾具。4.1問題的提出本夾具主要用于鉆、鉸3×Φ8H8孔，表面粗糙度Ra3.2，精度要求不高，故設(shè)計夾具時主發(fā)考慮如何提高生產(chǎn)效率。4.2定位基準的選擇選擇已加工好的Φ22右端面和Φ22H7孔及工件一側(cè)來定位，所以相應的夾具上的定位元件應是心軸和擋銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對心軸和擋銷，夾緊則是在心軸的螺桿上用螺母進行夾緊。Φ22右端面與心軸相配合，限制三個自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動。Φ22H7孔與心軸相配合，限制兩個自由度，即Y軸移動和Z軸移動。工件一側(cè)與擋銷相配合，限制一個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。4.3定位誤差分析基準位移誤差由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用表示。工件以Φ22右端面和Φ22H7孔及工件一側(cè)來定位，鉆、鉸3×Φ8H8孔，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算式中——基準位移誤差，mm——孔的最大直徑，mm——軸的最小直徑，mm=0.0205mm基準不重合誤差加工尺寸h的基準是外圓柱面的母線上，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用表示?；鶞什恢睾险`差為=式中——基準不重合誤差，mm——工件的最大外圓面積直徑公差，mm=4.4切削力的計算與夾緊力分析查表4得切削力計算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N==30900N由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4.5夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇在心軸的螺桿上用螺母進行夾緊。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。參考文獻1.鄒青主編機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程北京：機械工業(yè)出版社2004，82.趙志修主編機械制造工藝學北京：機械工業(yè)出版社1984，23.孫麗媛主編機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導北京：冶金工業(yè)出版社2002，124.李洪主編機械加工工藝手冊北京：北京出版社1990，125.鄧文英主編金屬工藝學北京：高等教育出版社20006.黃茂林主編機械原理重慶：重慶大學出版社2002，77.丘宣懷主編機械設(shè)計北京：高等教育出版社19978.儲凱許斌等主編機械工程材料重慶：重慶大學出版社1997，129.廖念釗主編互換性與技術(shù)測量北京：中國計量出版社2000，110.樂兌謙主編金屬切削刀具北京：機械工業(yè)出版社1992，1211.李慶壽主編機床夾具設(shè)計北京：機械工業(yè)出版社1983，412.陶濟賢主編機床夾具設(shè)計北京：機械工業(yè)出版社1986，413.機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊貴州：貴州人民出版社1983，714.龔定安主編機床夾具設(shè)計原理陜西：陜西科技出版社，1981,715.李益民主編機械制造工藝學習題集黑龍江：哈兒濱工業(yè)大學出版社1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結(jié)束語通過這次的課程設(shè)計，我學到了許多新的知識，同時加深，對舊知識的理解.一、綜合素質(zhì)的提高此次課程設(shè)計，本人將二年內(nèi)學到的知識與教學中遇到的問題結(jié)合起來，能解決一些以前不能解決的問題，對《機械制造》有了更深的了解