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車輛與動力工程學(xué)院課程設(shè)計說明書
目錄
序言.....................................1
1、 零件分析..................................2
2、 工藝規(guī)程設(shè)計..............................3
3、 夾具設(shè)計..................................8
四、設(shè)計心得..................................9
五、參考文獻(xiàn).....................................11
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計）和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案。完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。
一、零件分析
（一）零件的作用
題目給出的零件是機(jī)油泵傳動軸支架。它的主要的作用是用來支承傳動軸、連接油口的。要求零件的配合是符合要求。
(二)零件的工藝分析
機(jī)油泵傳動軸支架工藝分析如下：
1. 底面，達(dá)到精度。
2. 在地面鉆、粗鉸、精鉸2個的油孔，粗糙度為。并锪的沉空，粗糙度為。鉆3個精度為的孔。
3. 粗銑傳動軸支撐圓孔兩端面，要求，定位尺寸，表面精度達(dá)到的要求。鉆、擴(kuò)鉆、鉸孔，表面精度為。
4. 在上鉆表面精度為。
5. 軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.1，對B-B面的不垂直度沒100長度上不大于0.05。
6. 其他未注公差尺寸的公差加工表面按Q/SB123-64，非加工表面按Q/SB124-65確定。
二、工藝規(guī)程的設(shè)計
(一)、確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。
查參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝簡明手冊》得：
各加工表面表面總余量
加工表面
基本尺寸（）
加工余量等級
加工余量數(shù)值(mm)
說明
底面
5
6
加工底面
孔
鉆
7.8
7.96
8
7.8
0.08
0.02
油孔
粗銑
精銑
Φ11
11
5.5
加工內(nèi)孔
支承軸孔斷面
42
5
各4.5
加工兩端面
Φ32（H7）孔
32
5
4.5
加工內(nèi)孔
Φ11
11
5.5
加工內(nèi)孔
(二)、基面的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的Ф52mm圓柱表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用V型塊定位并由壓板對工件進(jìn)行加緊，V形塊作為主要定位，以消除四個自由度。再以一可調(diào)支撐釘限制一個自由度，達(dá)到完全定位,就可加工底平面。
（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，以及的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度比較高，采用底面及兩油孔作為精基準(zhǔn)。
（三）、工件表面加工方法的選擇
本零件的加工表面有：支架底面、兩個孔，三個空，軸支撐孔兩端面，的軸孔，以及的油孔。材料為HT200，加工方法選擇如下：
1.選用臥式升降臺銑床粗銑、伴精銑底面，達(dá)到精度。
2.選用立式鉆床Z525鉆、粗鉸、精鉸2個的油孔，粗糙度為。并锪的沉空，粗糙度為。
3.選用立式鉆床Z525鉆3個精度為的孔。
4.選用臥式升降臺銑床粗銑傳動軸支撐圓孔兩端面，要求，定位尺寸，表面精度達(dá)到的要求。
6.選用立式鉆床Z5163，鉆、擴(kuò)鉆、鉸孔，表面精度為。
7.選用立式鉆床Z525鉆表面精度為。
(四)、確定工藝路線
1、工藝路線方案：
鑄造
時效
機(jī)加工序：
工序Ⅰ：粗精銑機(jī)油泵傳動軸支架底面
工序Ⅱ：在底面上鉆兩個Φ8（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到7.8。
工序Ⅲ：粗銑、精銑孔Ф8（H7）達(dá)到要求精度。
工序Ⅳ：倒 Φ10×900角。
工序Ⅴ：在底面鉆3個 Φ11的內(nèi)孔，滿足要求進(jìn)度。
工序Ⅵ：銑軸支撐孔兩端面，滿足尺寸要求級精度要求。
去毛刺，清洗。
工序Ⅶ：加工Φ32（H7）孔鉆至Φ28mm。
工序Ⅷ：加工Φ32（H7）孔鉆至Φ30mm。
工序Ⅸ：加工Φ32（H7）孔擴(kuò)至Φ31.75mm。
工序Ⅹ：鉸孔Φ31.75mm達(dá)到Φ32（H7)以及滿足粗糙度要求。
工序：鉆 Φ11孔。
檢驗(yàn)入庫。
（四）：選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具（加工Φ8H7孔）
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。
鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。
粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機(jī)用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。
精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機(jī)用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。（參考資料和文獻(xiàn)均來自：機(jī)械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）
（五）、加工工序設(shè)計
根據(jù)本次設(shè)計的要求，工序設(shè)計只設(shè)計老師所給出工序的計算。下面是對Φ8（H7）內(nèi)孔的加工設(shè)計。
各工步余量和工序尺寸及公差（mm）
加工表面
加工方法
余量
公差等級
工序尺寸
2×Φ8(H7)
鉆孔
0.215
—
Φ7.8
2×Φ8(H7)
擴(kuò)孔
0.055
—
Φ 7.96
2×Φ8(H7)
鉸孔
—
H7
Φ8(H7)
1、 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到7.8mm。
2、 粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到7.96mm。
3、 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。
這三部工序全都采用Z518機(jī)床來進(jìn)行加工的，故：
（1）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取鉆2×Ф8(H7)孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:
n=1000v/d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min，則實(shí)際切削速度為v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.
從參考《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》得知：
切削力：
扭矩：
求出鉆2×Ф8(H7)孔的和 如下：
根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進(jìn)給力，故滿足機(jī)床剛度需求。
（2） 參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取擴(kuò)孔2×Ф8(H7)的進(jìn)給量f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：擴(kuò)孔的切削速度為，故?。?
,
由此算出轉(zhuǎn)速：
，
取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速n=450r/min。
（3） 參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取鉸孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：
，
按照機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速n=720r/min。則實(shí)際切削速度為：
。
三、夾具的設(shè)計
本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸32孔?！”竟ば蛩庸さ目资俏挥跈C(jī)油泵傳動軸支架底平面內(nèi)，孔徑不大。
1、 確定設(shè)計方案
這道工序所加工的孔在底平面上，且與底平面垂直，Q/SB123-64。
根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下圖：
用V型塊定位 φ52外圓表面限制工件的x、z方向的移動，以及繞z、x軸線的轉(zhuǎn)動四個自由度，再用可調(diào)支撐和定位塊分別限制繞y軸轉(zhuǎn)動和沿y軸移動，使工件處于完全定位狀態(tài)。
2 、選擇定位元件
（1）選擇標(biāo)準(zhǔn)V型塊，作為以φ 52外圓表面的定位元件。
（2）選擇可調(diào)支承釘為32孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，限制工件六個自由度。
3、計算夾緊力并確定螺桿直徑
參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力與切削力F之間的關(guān)系為：
=KF/u，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)得，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時，取K=3,u=0.3。
由前面的計算可知F=1300N。所以，=KF=1300×3N/0.3=13000N。
4、定位誤差計算
（1）加工32孔時右邊孔中心線與 φ52軸線在橫向尺寸為，而V型塊不影響橫向尺寸，固定為誤差為0，滿足橫向尺寸要求。在縱向與定位塊定位面尺寸為29（按未注公差計算），而鉆模套與定位面尺寸為滿足要求。
而32孔軸線之間尺寸分別為 和，利用鉆模板鉆模套保證滿足要求，并可以節(jié)省時間。
四、設(shè)計心得
經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計這個任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學(xué)習(xí)，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道，和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，自己把一些沒有掌握好的知識點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學(xué)習(xí)過程中努力的方向。課程設(shè)計，是一個系統(tǒng)性、知識點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運(yùn)用在各個方面上去。同時，廣泛地運(yùn)用設(shè)計手冊，學(xué)會了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成，所以在設(shè)計過程中需要和同學(xué)一起討論分析，在夾具設(shè)計過程中也想同學(xué)征求了意見，是設(shè)計更加符合實(shí)際要求。
五、參考文獻(xiàn)
1、李益民主編，機(jī)械加工工藝簡明手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7
2、廖念釗等主編，互換性與技術(shù)測量（第四版），北京：中國計量出版社，1990.2
3、金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981.10
4、曾東健主編，汽車制造工藝學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.1
5、孟少農(nóng)主編，機(jī)械加工工藝手冊1、2、3，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.9
6、陳宏鈞主編，實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.7
7、趙家齊主編，機(jī)械制造工藝學(xué)課程實(shí)際指導(dǎo)書，北京：接卸工業(yè)出版社，2010.8
8、機(jī)床夾具設(shè)計手冊，東北重工機(jī)械學(xué)院 洛陽工學(xué)院 第一汽車制造廠職工大學(xué)編，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1990.5
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