1、目 錄1序 言21.1設計目的21.2設計感想與體會22工藝規(guī)程與夾具設計過程32.1根據(jù)生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型32.2零件的作用32.3零件的工藝分析42.4毛坯余量確定52.5初步確定毛坯形狀63工藝規(guī)程設計73.1定位基準的選擇73.2零件表面加工方法的選擇73.3制定加工工藝路線84選擇加工設備及刀、夾、量具104.1機床的選擇104.2選擇刀具105加工工序設計116 鉆2-6孔鉆床夾具設計186.1問題提出186.2確定夾具結構方案186.3分析計算定位誤差196.4確定工件的夾緊裝置196.5夾具設計及操作說明20主要參考文獻211序 言全套圖紙加扣 30122505821.1設

2、計目的現(xiàn)代機械制造工藝設計是機械類專業(yè)學生在學完了機械制造技術基礎等技術基礎和專業(yè)課理論之后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生綜合運用所學理論，解決現(xiàn)代實際工藝設計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設計，學生應達到：1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力；2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力；3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設計能力；4、學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準等，以及學會繪制工序圖、夾具總裝圖，標注必要的技術條件等。1.2設計感想與體會三周的課程設計就是一個團隊合作的過程。所謂1+12，一個團隊的合作，使我們的設計成果不到三

3、周時間就漸漸呈現(xiàn)在我們的眼前?？粗矍暗氖止D紙、CAD圖和設計計算的手稿，三周的設計過程一幕幕浮現(xiàn)在眼前。三周的設計讓我們學到了很多東西。這次設計可以說是三年的課程學習所掌握的所有機械工程學科的基礎知識的融會貫通，因為我們以前曾經(jīng)學得很好，但是都是理論的東西，學習了馬克思主義哲學之后，終于知道理論聯(lián)系實際才使我們有了更進一步的體會。在這次設計中，我學會的如何設計、如何計算，更重要的是我學會了合作，我懂得了團隊合作的重要性。我們以前做的設計都是一個人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時，得到了我們的指導老師的大力支持。由于我們水平所限，設計中難免有錯誤和不妥之

4、處，在此還誠請指導老師批評指正。2工藝規(guī)程與夾具設計過程2.1根據(jù)生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型所給任務的零件是某機器上的一個轉速器盤的零件。假定該機器年產(chǎn)量為50臺，且每臺機器中僅有一件，若取其備品率為5%，機械加工廢品率為2%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為：N=Qn(1+5%+2% )件/年=54件/年。由上式可知，該零件的年產(chǎn)量為54件，由零件的特征可知，它屬于機體類小零件，因此，可以確定其生產(chǎn)類型為單件小批量生產(chǎn)。2.2零件的作用本設計任務給定的零件是該機器中的轉速器盤，即傳遞運動并保持其他零件正確工作方式，和保持互相之間的正確位置。其對加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比較

5、復雜，不成規(guī)則，故加工過程中需要用到復雜的夾具。2.3零件的工藝分析 該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的平面度，某些地方需要較細的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器設備的性能和精度。 由于零件的結構比較復雜，加工時需要較復雜的夾具才能準確的定位，并保持適當?shù)膴A緊力，可以用花盤進行定位加緊，并用墊塊進行輔助定位。 同時基準面的選擇也是很重要的。在加工各孔的端面時，先用銑刀銑出下表面，在以下表面為基準，銑出上面的各表面（各孔的加工也是以下端面為定為基準的）；在加工前后端面時，由于工件前后尺寸較大，可在鉆床上銑端平

6、面，銑出后表面。之后，以后表面為基準，銑出兩個9孔，在加工過程中，應盡量減少安裝的次數(shù)，以減少安裝時帶來的安裝誤差。2.4毛坯余量確定 根轉速器盤是一個結構較復雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT20-40，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調(diào)質處理，淬火，同時為了消除內(nèi)應力對工件的影響，可進行適當?shù)娜斯r效處理（如果需要的話）。由于零件的結構復雜，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進行鑄造，最好用成型鑄造法，以減少

7、加工余量和保證零件的結構準確性。2.3-12，用查表方法確定各表面的加工余量如下表所示：表1工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)半精加工(mm)精加工(mm)總加工余量(mm)上表面13.5 11.51125上端面12.5(雙面)10.5(雙面)78（雙面）37下端面8.5(雙面)2前端面19(雙面)17(雙面)14（雙面）3后端面15（雙面）210孔096孔055.79孔092.5初步確定毛坯形狀3工藝規(guī)程設計3.1定位基準的選擇定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)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

8、零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準為上端面。本零件是有精度較高要求的孔的盤狀零件，平面和孔是設計的基準，也是裝配和測量的基準，在加工時，應盡量以大平面為基準。例如，先銑出下表面，再以下表面為基準，加工出上端各表面，同樣，也是以下表面為基準鉆出3個孔；加工前后端面時，先以下表面為基準，在鉆床上銑出后端面，再以后端面為基準，加工出2個9的孔的前端面。 由于扇形部分的表面比較不易加工，首先以加工出來

9、的下端面為基準加工出各孔處的各個上端面，再以上端面為基準，加工出其它孔處的下端面；零件的2個9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準的。3.2零件表面加工方法的選擇本設計任務給的零件需要加工的表面有：端面，內(nèi)孔等，其加工方法如下：（1）下表面（大面積表面）：雖然不是重要的表面，沒有粗糙度要求，但是定位基準面，用銑車進行端銑平面，粗銑即可。（2）上邊緣面：不是重要表面，粗銑即可。（3）各孔處的上端面：是重要表面，表面粗糙度R6.3，可以進行粗銑后，再進行半精銑或精銑。（4）后端面：是重要表面，也是定為基準面，表面粗糙度R6.3，進行粗銑再半精銑或精銑。（5）2個9孔的前端面：表面粗糙度R12.5，

10、只需進行粗銑。（6）2個9孔的加工：表面粗糙度R12.5，以下端面為基準，粗鉆出2個9孔；普通鉆床即可。（7）10孔的加工：表面粗糙度R6.3，可用鉆床進行鉆孔，粗鉆或擴孔均可。（8）6孔的加工：表面粗糙度R3.2，是要求較高的孔，可進行粗鉆半精鉆，或者孔精擴，既可滿足要求。（9）圓角：有R3，R5,R6.5,R15幾種圓角，可用立銑刀周銑出圓角。3.3制定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還

11、應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。由于是單件小批量生產(chǎn)，故加工工藝采用工序集中原則。方案一：表2工 序 號工 名 序 稱工 序內(nèi) 容1鑄件鑄造成型2熱處理去鑄造應力3鉆鉆26孔4鉆鉆10孔5鉆鉸10孔6鉆鉸26孔7鉆鉆2-9孔8銑銑上下端兩側面銑銑10孔端兩端面銑銑9孔端兩端面9去毛刺去除銳毛剌10終檢對零件各尺寸進行完工檢測11防銹用毛刷沾防銹油為零件防銹方案二：工序1:鉗工劃線;以上邊緣面為粗基準，劃出下表面的加工線工序2:以上端面為粗基準，粗銑處零件的下端面工序3:以下端面為精基準，對上端面進行精銑，使表面粗糙度達到Ra6.3的要求。工序4:以下端面為基準，先預鉆出10孔，留出1

12、mm的加工量。序5:以10孔為基準,鉆6兩個孔，留出1mm的加工量。序6:在鉸床上進行鉸孔,粗鉸中10孔,鉸兩個中6的孔，倒角。工序7:以下端面為基準，對上表面進行進行精銑,使表面粗糙度達到Ra6.3的要求工序8:以10孔和下表面為基準,精銑前端面。工序9:以前端面為基準，銑出后端面。工序10:以10孔和下表面為基準,鉆出兩個9mm的孔。工序11:鉗工去毛刺。工序12:終檢。工序13:涂油入庫。工藝方案的比較與分析：根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左端面上10mm孔放后面加工。

13、初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如，銑9端兩端面與銑9端兩側面，兩工序前后對調(diào),這樣保證了加工面的定位精度。工序鉆孔10及孔口倒角0.5X度應在工序最終完成，使孔面在加工后有較多的時間進行自然時效，減少受力變形和受熱變形對10mm通孔加工精度的影響。因左右兩端面均對10mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案二為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表和附表2，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。4選擇加工設備及刀、夾、量具4.1

14、機床的選擇(a)工序3，4，5用的是銑床，分別進行粗銑，精銑。用普通的臥銑床X62W型萬能臥銑床即可。（b）工序5用的是鉆床進行端面的鉆削加工，使用普通的鉆床即可。（c）工序7加工二個6孔，2個9孔，工序8加工10孔，采用專用夾具加緊，在立式鉆床即可。可選用Z512B型立式鉆床。（2）. 選擇夾具本零件結構比較復雜，不成規(guī)則，故夾緊定位比較困難，可采用花盤來定位，并可以使用一些墊塊來輔助定位加緊。例如，在加工上端面時，扇形部分下部分懸空，需要用一些墊塊墊住，然后用花盤加緊，以防零件加緊時發(fā)生變形。在加工前后端面時，用花盤或壓板都可以加緊。4.2選擇刀具(a) 在工工序4，5，6銑平面時，銑刀可

15、以選擇直齒或錯齒的端銑刀和周銑刀，工序中有粗銑和精銑，在粗銑后，要留有一定的加工余量，供精銑工序加工。(b) 鉆孔有10孔，需要留一定的加工余量，可用8麻花鉆直接鉆出來。(c) 鉆孔需要鉆三種孔10有粗鉆和精鉆，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。4.3選擇量具 本零件是單件小批量生產(chǎn)，故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在這里選的是第一種方法。（a）選擇平面的量具：由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小不確定度為0.2mm，選用分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺就行了，因為

16、其不確度為0.02mm，顯然滿足要求。（b）選擇內(nèi)孔的量具：此零件對孔的精度要求較高，其中例如I孔的下偏差要求在0.013之內(nèi)，故可選用分度值為0.01mm，測量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為0.008， 5加工工序設計工序 粗銑處零件的下端面1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度a p：單邊加工余量Z=1.50.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：a p=1.5mm3）、確定每齒進給量fz:根據(jù)切削手冊表3.5，用硬質合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇

17、每齒進給量fz=0.140.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)取：fz=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由 ap=1.5mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向)6）、計算基本工時：l=47m

18、m l2=2 T=0. min工序 上端面進行精銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=102）、確定銑削深度ap：由于單邊加工余量Z=0.5，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p= 0.5 mm3）、確定每齒進給量fz:由切削手冊表3.5，用硬質合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇每齒進給量fz=0.140.24mm/z，半精銑取較小的值?，F(xiàn)取：fz=0.14mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊表3.8銑刀直徑

19、d0=100mm的硬質合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (橫向)6）、計算基本工時：l=40 mm l2 =2 所以本工序的基本時間為： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min工序 精銑上表面1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。2）進給量：查機械制造工藝設計手冊表314刀桿尺寸：2525mmf=0.550.7(

20、mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.61mm/r3）計算切削速度 查工藝師手冊表27-12V=k =48.9(m/min)4）確定主軸轉速：n=302 (r/min)按照機床說明書，取n=320 r/min所以實際切削速度： V= n=320 =51.7(m/min)5）切削工時刀具行程L=20+3=23 mm =0.117 (min)工序 精銑前端面與精銑后端面參考書籍7表36.31選擇材質為銑刀或者面銑：，銑刀。銑該平面的單邊余量： 銑削深度：每齒進給量：按照參考書籍獻7附表32.31，選擇銑削速度：根據(jù)參考書籍獻7附表22.33，選擇銑床主軸的轉動速度，根據(jù)公式（2.5）得：按照參考文

21、獻7表3.1-31 實際銑削速度：進給量，由式（1.2）有：工作臺每分進給量： 銑削的切削加工工時被加工零件切削層的長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 次數(shù)為1機動時間：按照參考書籍5附表2.2.47可能夠知道加工的輔助的時間加工的切削的工時被加工零件切削層的長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精加工時銑刀切出的長度：選擇 次數(shù)為1機動時間：由參考書籍5附表2.3.42能夠知道加工的輔助的時間工序 鉆鉸26孔加工條件工件材料：HT200加工要求：鉆5.7孔。機床：Z525鉆床。刀具：5.7標準高速鋼麻花鉆頭切削用量查機械制造工藝設計手冊表342V=0.35m/s,即0.3

22、560=21 (m/min)確定主軸轉速：n=1671 (r/min)按照機床說明書，取n=1360 r/min所以實際切削速度： V= n=1360 =17.1(m/min)查機械制造工藝設計手冊表338，f=0.080.12mm/r ，按照機床說明書，取0.1mm/r,切削工時:T= 2.11其中：=5.5+2=7.5 mm代入得：t=0.055 (min)鉸6孔機床：Z512B5鉆床。刀具： 鉸刀 切削用量查工藝師手冊表28-13，V=18m/min確定主軸轉速： n=272 (r/min)按照機床說明書，取n=272 r/min所以實際切削速度： V= n=272 =17.1(m/mi

23、n)查工藝師手冊表28-13，f=0.32mm/r，按照機床說明書，取0.28mm/r,切削工時:刀具行程L=15+1+3=19 (mm) =0.25 (min)以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為T=2 =0.252=0.5 (min)n)工序 鉆2-9孔(1)、加工條件工件材料：HT20-40正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：鉆孔9mm 機床選擇：選用立式鉆床Z525（見工藝手冊表4.2-14）(2)、確定切削用量及基本工時選擇9mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見工藝手冊P84）d=9 L=14mm f機=0.48mm/r (見切削手冊表2.7和工藝手冊表4.2-1

24、6)Vc查=13m/min （見切削手冊表2.15）按機床選取n機=195r/min（按工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度： m/min.基本工時： l=80mm ) l2=(14)mm(取4mm)按工藝手冊表6.2-5公式計算1.24（min）工序 鉆鉸10孔鉆10孔至9查工藝師手冊表28-13，V=18m/min確定主軸轉速：n=716 (r/min)按照機床說明書，取n=680 r/min所以實際切削速度： V= n=680 =17.1(m/min)查工藝師手冊表28-13，f=0.2mm/r ，按照機床說明書，取0.17mm/r,切削工時:刀具行程L= =15+1+3=19 mm

25、 =0.165 (min)以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為T=2=0.1652=0.33 (min).鉸10孔查工藝師手冊表28-13，V=26m/min確定主軸轉速：n=1035 (r/min)按照機床說明書，取n=960 r/min所以實際切削速度： V= n=960 =24.1(m/min)查工藝師手冊表28-13,取f=0.17mm/r 切削工時:刀具行程L= =15+1+3=19 mm =0.135(min)以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為T=2=0.1352=0.27 (min)6 鉆2-6孔鉆床夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需

26、要設計一臺專用專用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設計工序加工2-6mm孔的鉆床夾具。本夾具安裝在鉆床上，采用高速鋼錐柄麻花鉆分別加工兩孔。6.1問題提出本夾具主要用來加工2-6mm兩孔，因2-6mm孔在同一軸線上，把二孔安排在同一工序中，這樣主要考慮了提高勞動效率，降低勞動強度，但同時應注意保證其同軸度和加工精度。6.2確定夾具結構方案根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式，由定位方案可知，該工序限制了工件的6個自由度。現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目的正確性。為了保證孔2-6mm底面的垂直度，采用底面（兩塊支承板）限制和x,y方向的轉動。為了防止零件繞z軸轉動，在左側端面安裝一擋銷。1）定

27、位基準的選擇由零件圖可知，2-6mm孔對底面有垂直度的要求，對中心孔具有平行度要求，底面和孔10H7為已加工表面，能保持較高精度，為了使定位誤差減小到零，確定它們?yōu)槎ㄎ幻妫粸榱丝s短工作時間，提高工作效率，準備采用液壓夾緊方式。2）選擇定位元件 設計定位裝置，根據(jù)已確定的定位基準面的結構形狀，確定定位元件類型和結構尺寸。1.選用階形定位銷安裝在10H7孔內(nèi)定位；2.選兩塊支承板安裝在底面定位；2）確定定位元件尺寸及配合公差，定位圓柱的尺寸公差與定位孔的配合參考夾具設計資料選為，20g6=。6.3分析計算定位誤差（1）加工孔2-6H7，該孔與定位面10H7孔的軸心線的距離尺寸為mm，定位誤差，由定

28、位方案可知定位基準與設計基準重合，所以=0?；鶞饰灰普`差等于定位銷與定位孔的最大間隙值，銷孔的配合為，而10H7為10mm，10g6為10mm. 于是得 =（0.021-0.020）mm=0.001mm 因而 =0+0.041=0.041mm 定位誤差的允許值=1/30.020.0066mm =0.001=0.006因此， 定位方案能滿足260.01的加工要求。（2）孔2-6H7軸線與孔10H7軸線平行度公差0.01mm的定位誤差。同理 加工2-6H7孔時的定位基準是20H7孔，基準重合，所以=0， 是定位銷與臺階面的誤差，其誤差很小。可忽略不計。6.4確定工件的夾緊裝置（1）確定夾具類型 由夾具結構方案可知、本工序加