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0 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 《 機 械 制 造 專 業(yè) 方 向 課 程 綜 合 設(shè) 計 》 課 程 設(shè) 計 報 告 報 告 題 目 ： 機 械 制 造 專 業(yè) 方 向 課 程 綜 合 設(shè) 計 作 者 所 在 系 部 ： 機 械 工 程 系 作 者 所 在 專 業(yè) ： 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化 作 者 所 在 班 級 ： B09111 作 者 姓 名 ： 符 嗣 星 指 導(dǎo) 教 師 姓 名 ： 王 秋 林 完 成 時 間 ： 2012 年 12 月 1 摘 要 這 次 設(shè) 計 的 是 CA6140 車 床 輸 出 軸 2*Φ 8 斜 孔 ， 包 括 被 加 工 工 件 的 零 件 圖 、 工 件 的 毛 坯 圖 、 夾 具 裝 配 圖 、 夾 具 體 圖 各 一 張 ， 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 和 與 工 序 卡 片 各 一 張 。 輸 出 軸 作 為 動 力 裝 置 的 主 要 零 件 ， 工 藝 工 裝 的 設(shè) 計 與 改 良 直 接 影 響 著 其 質(zhì) 量 與 性 能 。 本 文 首 先 介 紹 了 輸 出 軸 的 作 用 和 工 藝 分 析 .然 后 ， 根 據(jù) 零 件 的 性 質(zhì) 和 零 件 圖 上 各 端 面 的 粗 糙 度 確 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 擬 定 鉆 孔 的 工 藝 路 線 圖 ， 制 定 該 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 畫 出 夾 具 裝 配 圖 。 本 次 課 程 設(shè) 計 主 要 是 應(yīng) 用 機 械 制 造 技 術(shù) ， 是 一 次 深 入 的 綜 合 性 的 總 復(fù) 習(xí) 。 通 過 這 次 課 程 設(shè) 計 ， 了 解 并 認 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學(xué) 過 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎(chǔ) ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學(xué) 習(xí) 打 好 基 礎(chǔ) 。 2 目 錄 1 零 件 的 工 藝 分 析 及 生 產(chǎn) 類 型 的 確 定 ...................1 1.1 零 件 的 用 途 ...................................1 1.2 零 件 的 工 藝 性 .................................1 1.2.1 分 析 、 審 查 產(chǎn) 品 的 零 件 圖 和 裝 配 圖 ............1 1.2.2 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 ......................1 1.3 確 定 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 ...........................2 2 確 定 毛 胚 、 繪 制 毛 胚 簡 圖 ...........................2 2.1 選 擇 毛 胚 .....................................2 2.2 確 定 毛 胚 的 機 械 加 工 余 量 和 尺 寸 公 差 .............3 2.2.1 毛 胚 的 機 械 加 工 余 量 ........................3 2.2.2 毛 胚 的 尺 寸 公 差 ............................3 2.2.3 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 工 差 的 確 定 ............4 2.2.3 繪 制 零 件 毛 坯 簡 圖 ..........................5 3 擬 定 零 件 的 工 藝 路 線 ...............................5 3.1 定 位 基 準 的 選 擇 ...............................5 3.1.1 精 基 準 的 選 擇 ..............................5 3.1.2 粗 基 準 的 選 擇 ..............................5 3.2 表 面 加 工 方 法 的 確 定 ...........................6 3.3 工 序 的 安 排 ...................................7 3.3.1 加 工 階 段 的 劃 分 ............................7 3.3.2 基 面 先 行 原 則 ..............................8 3.3.3 先 粗 后 精 ..................................8 3.3.4 先 面 后 孔 ..................................8 3.4 工 序 順 序 的 安 排 ...............................8 3.4.1 機 械 加 工 工 序 ..............................8 3.4.2 熱 處 理 工 序 ................................8 3.5 確 定 工 藝 路 線 .................................9 3.6 選 擇 加 工 設(shè) 備 及 刀 、 夾 、 量 具 .................10 3 4 零 件 加 工 設(shè) 計 ...................................10 5 夾 具 設(shè) 計 ........................................12 5.1 計 算 夾 緊 力 并 確 定 螺 桿 的 直 徑 ..................12 5.2 對 稱 精 度 的 分 析 ..............................13 5.3 確 定 夾 具 方 案 ................................13 6 設(shè) 計 心 得 ........................................14 7 參 考 文 獻 ........................................15 1 零 件 的 工 藝 分 析 及 生 產(chǎn) 類 型 的 確 定 1.1 零 件 的 用 途 題 目 所 給 定 的 零 件 為 輸 出 軸 ， 其 主 要 作 用 ， 一 是 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 ， 使 主 軸 獲 得 旋 轉(zhuǎn) 的 動 力 ； 二 是 工 作 過 程 中 經(jīng) 常 承 受 載 荷 ； 三 是 支 撐 傳 動 零 部 件 。 圖 1-1 所 示 為 輸 出 軸 的 零 件 圖 。 結(jié) 合 圖 分 析 可 得 ， φ 80mm 孔 與 動 力 源 （ 電 動 機 主 軸 等 ） 配 合 起 定 心 作 用 ， 用 10-φ 20mm 銷 將 動 力 傳 至 該 軸 ， 再 由 φ 55mm 處 通 過 鍵 將 動 力 輸 出 ， A、 B 是 兩 段 支 軸 頸 。 圖 1-1 輸 出 軸 零 件 圖 1.2 零 件 的 工 藝 性 1.2.1 分 析 、 審 查 產(chǎn) 品 的 零 件 圖 和 裝 配 圖 制 定 工 藝 規(guī) 程 時 ， 首 先 應(yīng) 分 析 零 件 圖 及 該 零 件 所 在 部 件 的 裝 配 圖 。 了 解 該 零 件 在 部 件 中 的 作 用 及 零 件 的 技 術(shù) 要 求 ， 找 出 其 主 要 的 技 術(shù) 關(guān) 鍵 ， 以 便 在 擬 定 工 藝 規(guī) 程 時 采 取 適 當 的 措 施 加 以 保 證 。 1.2.2 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 所 謂 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 是 指 設(shè) 計 的 零 件 在 滿 足 使 用 要 求 的 前 提 下 ， 其 制 造 2 的 可 行 性 和 經(jīng) 濟 性 。 從 零 件 圖 上 看 ， 該 零 件 是 典 型 的 零 件 ， 結(jié) 構(gòu) 比 較 簡 單 ， 其 主 要 加 工 的 面 有 φ 55、 φ 60、 φ 65、 φ 75、 φ 176 的 外 圓 柱 面 ， φ 50、 φ 80、 φ 104 的 內(nèi) 圓 柱 表 面 ， 10 個 φ 20 的 通 孔 ， 2 個 φ 8 的 斜 孔 。 圖 中 所 給 的 尺 寸 精 度 高 ， 大 部 分 是 IT6 級 ； 粗 糙 度 方 面 表 現(xiàn) 在 鍵 槽 兩 側(cè) 面 、 φ 80 內(nèi) 圓 柱 表 面 為 Ra3.2um, φ 55 外 圓 柱 面 、 大 端 端 面 為 Ra1.6um, φ 60、 φ 75 外 圓 柱 面 為 Ra0.8um， 其 余 為 Ra6.3um， 要 求 不 高 ； 位 置 要 求 較 嚴 格 ， 表 現(xiàn) 在 φ 55 的 左 端 面 、 φ 80 內(nèi) 孔 圓 柱 面 對 φ 75、 φ 60 外 圓 軸 線 的 跳 動 量 為 0.04mm, φ 25 孔 的 軸 線 對 φ 80 內(nèi) 孔 軸 線 的 位 置 度 為 φ 0.05mm,鍵 槽 對 φ 55 外 圓 軸 線 的 對 稱 度 為 0.08mm； 熱 處 理 方 面 需 要 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 到 200HBW， 保 持 均 勻 。 通 過 分 析 該 零 件 ， 其 布 局 合 理 ， 方 便 加 工 ， 我 們 通 過 徑 向 夾 緊 可 保 證 其 加 工 要 求 ， 整 個 圖 面 清 晰 ， 尺 寸 完 整 合 理 ， 能 夠 完 整 表 達 物 體 的 形 狀 和 大 小 ， 符 合 要 求 。 1.3 確 定 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 題 目 給 出 ， 該 輸 出 軸 材 料 為 45 鋼 。 根 據(jù) 公 式 質(zhì) 量 公 式 ， 可 計 算 輸 出 軸 重 量 為 15.7kg， 查 表 可 知 ， 輸 出 軸 屬 于 重 型 零 件 ， 則 該 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 為 中 批 量 生 產(chǎn) 。 2 確 定 毛 胚 、 繪 制 毛 胚 簡 圖 2.1 選 擇 毛 胚 毛 坯 的 選 擇 和 擬 定 毛 坯 圖 是 制 定 工 藝 規(guī) 程 的 最 初 階 段 工 作 之 一 ， 也 是 一 個 比 較 重 要 的 階 段 ， 毛 坯 的 形 狀 和 特 征 （ 硬 度 ， 精 度 ， 金 相 組 織 等 ） 對 機 械 加 工 的 難 易 、 工 序 數(shù) 量 的 多 少 有 直 接 影 響 。 因 此 ， 合 理 選 擇 毛 坯 在 生 產(chǎn) 占 相 當 重 要 的 位 置 ， 同 樣 毛 坯 的 加 工 余 量 的 確 定 也 是 一 個 非 常 重 要 的 問 題 。 在 毛 坯 選 擇 時 ， 應(yīng) 充 分 注 意 到 采 用 新 工 藝 、 新 技 術(shù) 、 新 材 料 的 可 能 性 ， 以 降 低 成 本 、 提 高 質(zhì) 量 和 生 產(chǎn) 率 。 毛 坯 種 類 的 選 擇 決 定 與 零 件 的 實 際 作 用 ， 材 料 、 形 狀 、 生 產(chǎn) 性 質(zhì) 以 及 在 生 產(chǎn) 中 獲 得 可 能 性 ， 毛 坯 的 種 類 包 括 ： 鑄 件 、 鍛 件 、 型 材 、 沖 壓 件 、 冷 或 熱 壓 制 件 、 焊 接 件 等 。 根 據(jù) 零 件 的 材 料 ， 推 薦 用 型 材 或 鍛 件 ， 但 從 經(jīng) 濟 方 面 著 想 ， 如 用 型 材 3 中 的 棒 料 ， 加 工 余 量 太 大 ， 這 樣 不 僅 浪 費 材 料 ， 而 且 還 增 加 機 床 ， 刀 具 及 能 源 等 消 耗 ， 而 鍛 件 具 有 較 高 的 抗 拉 抗 彎 和 抗 扭 強 度 ， 沖 擊 韌 性 常 用 于 大 載 荷 或 沖 擊 載 荷 下 的 工 作 零 件 。 材 料 為 45 鋼 ， 鍛 造 時 應(yīng) 安 排 人 工 調(diào) 質(zhì) 處 理 200HBS。 2.2 確 定 毛 胚 的 機 械 加 工 余 量 和 尺 寸 公 差 2.2.1 毛 胚 的 機 械 加 工 余 量 由 表 2-1 至 表 2-5 可 知 ， 可 確 定 毛 胚 的 尺 寸 公 差 及 機 械 加 工 余 量 。 該 鍛 件 的 尺 寸 公 差 等 級 為 IT7-13 級 。 加 工 精 度 要 求 高 的 地 方 ， 例 如 ： 粗 ， h10,IT9-IT10 (6.3-3.2)； 精 ， h8 IT7-IT8, (1.6-0.8)。 根 據(jù) 該 零 件 的 各 加 工 精 度 要 求 ， 經(jīng) 過 查 表 得 鍛 造 的 毛 坯 尺 寸 為 各 加 工 表 面 都 留 有 加 工 余 量 4mm， 因 此 為 圓 柱 所 以 保 留 加 工 余 量 為 8mm。 表 2-1 加 工 余 量 加 工 表 面 基 本 尺 寸 加 工 余 量 等 級 加 工 余 量 數(shù) 值 φ 80+0.042/+0.012 75 mm G 5 mm φ 65+0.023/+0.003 65 mm G 5 mm φ 60+0.065/+0.045 60 mm G 10 mm φ 55+0.023/+0.003 55 mm G 15 mm 197 197 mm H 3 mm 鍛 件 直 接 鍛 造 出 此 大 概 形 狀 ， 用 查 表 法 確 定 各 個 加 工 的 總 余 量 如 上 圖 所 示 。 2.2.2 毛 胚 的 尺 寸 公 差 鍛 件 主 要 尺 寸 的 公 差 如 下 表 所 示 ： 表 2-2 主 要 毛 坯 尺 寸 及 公 差 （ mm） 主 要 面 尺 寸 零 件 尺 寸 總 余 量 毛 坯 尺 寸 公 差 CT 鍛 件 的 長 度 尺 寸 127 3 130 4 鍛 件 的 長 度 尺 寸 30 3 33 3.6 鍛 件 的 寬 度 尺 寸 φ 176 —— —— —— 各 階 梯 圓 柱 尺 寸 φ 55 15 70 3.2 ———— φ 60 10 70 3.2 ———— φ 65 5 70 3.2 ———— φ 75 5 80 3.2 4 2.2.3 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 工 差 的 確 定 根 據(jù) 各 資 料 及 制 定 的 零 件 加 工 工 藝 路 線 ， 采 用 計 算 與 查 表 相 結(jié) 合 的 方 法 確 定 各 工 序 加 工 余 量 ， 中 間 工 序 公 差 按 經(jīng) 濟 精 度 選 定 ， 上 下 偏 差 按 入 體 原 則 標 注 ， 確 定 各 加 工 表 面 的 機 械 加 工 余 量 ， 工 序 尺 寸 及 毛 坯 尺 寸 總 結(jié) 如 下 ： 1） 外 圓 柱 面 φ55（ 毛 坯 17.1 φ70） 工 序 名 稱 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 尺 寸 公 差 表 面 粗 糙 度 精 車 1.0 IT6 φ55 1.6 半 精 車 1.1 IT10 φ56 3.2 粗 車 15 IT12 φ57.9 6.3 2） 外 圓 柱 面 φ60（ 毛 坯 12.1 φ70） 工 序 名 稱 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 尺 寸 公 差 表 面 粗 糙 度 精 車 1.0 IT6 φ60 1.6 半 精 車 1.1 IT10 φ61 3.2 粗 車 10 IT12 φ62.9 6.3 3） 外 圓 柱 面 φ65（ 毛 坯 7.5 φ70） 工 序 名 稱 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 尺 寸 公 差 表 面 粗 糙 度 精 車 1.0 IT6 φ65 1.6 半 精 車 1.1 IT10 φ66 3.2 粗 車 5 IT12 φ67.9 6.3 4)外 圓 柱 面 φ75(毛 坯 7.5 φ80) 工 序 名 稱 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 尺 寸 公 差 表 面 粗 糙 度 精 車 1.0 IT6 φ75 1.6 半 精 車 1.1 IT10 φ76 3.2 粗 車 5 IT12 φ77.9 6.3 5)加 工 通 孔 φ20 工 序 名 稱 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 尺 寸 公 差 表 面 粗 糙 度 鉸 10 IT7 φ20 1.6 擴 9.9 IT9 φ19.8 3.2 鉆 9 IT12 φ18 6.3 6)加 工 鍵 槽 工 序 名 稱 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 尺 寸 公 差 表 面 粗 糙 度 精 銑 IT9 φ16 1.6 5 粗 銑 IT12 φ12 3.2 2.2.3 繪制零件毛坯簡圖 圖 2-1 零 件 毛 坯 圖 3 擬 定 零 件 的 工 藝 路 線 3.1 定 位 基 準 的 選 擇 3.1.1 精 基 準 的 選 擇 選 擇 精 基 準 的 出 發(fā) 點 是 保 證 加 工 精 度 ， 特 別 是 加 工 表 面 的 相 互 位 置 精 度 ， 以 及 安 裝 的 方 便 可 靠 。 其 選 擇 的 原 則 如 下 ： 1、 基 準 重 合 原 則 ； 2、 基 準 統(tǒng) 一 原 則 ； 3、 自 為 基 準 原 則 ； 4、 互 為 基 準 原 則 ； 5、 所 選 精 基 準 應(yīng) 能 保 證 工 件 定 位 準 確 穩(wěn) 定 ， 裝 夾 方 便 可 靠 ， 夾 具 結(jié) 構(gòu) 簡 單 適 用 。 精 基 準 的 選 擇 ： 加 工 輸 出 軸 ， 通 過 了 解 零 件 結(jié) 構(gòu) 特 點 和 加 工 精 度 要 求 ， 可 以 初 步 選 定 車 各 階 梯 圓 柱 面 時 分 別 以 不 加 工 面 為 基 準 。 選 定 A 面 面 積 較 大 ， 定 位 比 較 穩(wěn) 定 ， 夾 緊 方 案 比 較 簡 單 ， 可 靠 ， 操 作 方 便 ， 使 用 夾 具 即 可 。 利 用 鉆 頂 尖 孔 可 以 對 精 加 工 面 進 行 自 由 度 的 限 制 確 保 加 工 達 到 要 求 精 度 。 3.1.2 粗 基 準 的 選 擇 粗 基 準 的 選 擇 ： 考 慮 到 以 下 幾 點 要 求 ， 選 擇 零 件 的 重 要 孔 的 毛 坯 孔 和 軸 面 作 粗 基 準 ： 1、 在 保 證 各 加 工 余 量 的 前 提 下 ， 使 重 要 孔 的 加 工 余 量 盡 量 均 勻 ； 2 保 證 定 位 準 確 、 夾 緊 可 靠 。 6 3.2 表 面 加 工 方 法 的 確 定 市 場 經(jīng) 濟 的 前 提 下 ， 一 切 都 是 為 能 創(chuàng) 造 出 更 多 的 財 富 和 提 高 勞 動 率 為 目 的 ， 同 樣 的 加 工 方 法 的 選 擇 一 般 考 慮 的 是 在 保 證 工 件 加 工 要 求 的 前 提 下 ， 譯 稿 工 件 的 加 工 效 率 和 經(jīng) 濟 性 ， 而 在 具 體 的 選 擇 上 ， 一 般 根 據(jù) 機 械 加 工 資 料 和 工 人 的 經(jīng) 驗 來 確 定 。 由 于 方 法 的 多 種 多 樣 ， 工 人 在 選 擇 時 一 般 結(jié) 合 具 體 的 工 件 和 現(xiàn) 場 的 加 工 條 件 來 確 定 最 佳 的 加 工 方 案 。 根 據(jù) 輸 出 軸 零 件 圖 上 的 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 確 定 加 工 件 各 表 面 的 加 工 方 法 ， 如 下 表 所 示 ： 表 3-1 加 工 方 案 加 工 表 面 尺 寸 精 度 等 級 表 面 粗 糙 度 RA/UM 加 工 方 案 Φ 55 外 圓 柱 表 面 IT6 1.6 粗 車 -半 精 車 -精 車 Φ 60 外 圓 柱 面 IT6 0.8 粗 車 -半 精 車 -精 車 Φ 60 外 圓 柱 面 IT6 1.6 粗 車 -半 精 車 -精 車 Φ 75 外 圓 柱 面 IT6 0.8 粗 車 -半 精 車 -精 車 Φ 50 內(nèi) 圓 柱 面 自 由 公 差 6.3 粗 銑 Φ 80 孔 IT7 3.2 鉆 孔 -車 孔 -鉸 孔 Φ 80 孔 自 由 公 差 6.3 鉆 孔 -車 孔 Φ 20 通 孔 IT7 3.2 鉆 孔 -鉸 孔 Φ 8 斜 孔 IT7 3.2 鉆 孔 左 端 面 自 由 公 差 6.3 粗 車 右 端 面 IT6 1.6 粗 車 -精 車 鍵 槽 IT9 3.2 粗 銑 -精 銑 倒 角 自 由 公 差 6.3 3.3 工 序 的 安 排 3.3.1 加 工 階 段 的 劃 分 當 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 要 求 較 高 時 ,往 往 不 可 能 用 一 道 工 序 來 滿 足 要 求 ,而 要 用 幾 道 工 序 逐 步 達 到 所 要 求 的 加 工 質(zhì) 量 和 合 理 地 使 用 設(shè) 備 、 人 力 ,零 件 的 加 工 過 程 通 常 按 工 序 性 質(zhì) 不 同 ,可 以 分 為 粗 加 工 ,半 精 加 工 ,精 加 工 三 個 階 段 。 ① 粗 加 工 階 段 ： 其 任 務(wù) 是 切 除 毛 坯 上 大 部 分 余 量 ， 使 毛 坯 在 形 狀 和 尺 寸 上 7 接 近 零 件 成 品 ， 因 此 ， 主 要 目 標 是 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 去 除 內(nèi) 孔 ， 端 面 以 及 外 圓 表 面 的 大 部 分 余 量 ， 并 為 后 續(xù) 工 序 提 供 精 基 準 。 ② 半 精 加 工 階 段 ： 其 任 務(wù) 是 使 主 要 表 面 達 到 一 定 的 精 加 工 余 量 ， 為 主 要 表 面 的 精 加 工 做 好 準 備 。 ③ 精 加 工 階 段 ： 其 任 務(wù) 就 是 保 證 各 主 要 表 面 達 到 規(guī) 定 的 尺 寸 精 度 ， 留 一 定 的 精 加 工 余 量 ， 為 主 要 表 面 的 精 加 工 做 好 準 備 ， 并 可 完 成 一 些 次 要 表 面 的 加 工 。 如 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 ， 主 要 目 標 是 全 面 保 證 加 工 質(zhì) 量 。 3.3.2 基 面 先 行 原 則 該 零 件 進 行 加 工 時 ， 要 將 端 面 先 加 工 ， 再 以 左 端 面 、 外 圓 柱 面 為 基 準 來 加 工 ， 因 為 左 端 面 和 φ 55 外 圓 柱 面 為 后 續(xù) 精 基 準 表 面 加 工 而 設(shè) 定 的 ， 才 能 使 定 位 基 準 更 準 確 ， 從 而 保 證 各 位 置 精 度 的 要 求 ， 然 后 再 把 其 余 部 分 加 工 出 來 。 3.3.3 先 粗 后 精 即 要 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 再 安 排 精 加 工 工 序 ， 粗 車 將 在 較 短 時 間 內(nèi) 將 工 件 表 面 上 的 大 部 分 余 量 切 掉 ， 一 方 面 提 高 金 屬 切 削 效 率 ， 另 一 方 面 滿 足 精 車 的 余 量 均 勻 性 要 求 ， 若 粗 車 后 留 余 量 的 均 勻 性 滿 足 不 了 精 加 工 的 要 求 時 ， 則 要 安 排 半 精 車 ， 以 此 為 精 車 做 準 備 。 3.3.4 先 面 后 孔 對 該 零 件 應(yīng) 該 先 加 工 平 面 ， 后 加 工 孔 ， 這 樣 安 排 加 工 順 序 ， 一 方 面 是 利 用 加 工 過 的 平 面 定 位 ， 穩(wěn) 定 可 靠 ， 另 一 方 面 是 在 加 工 過 的 平 面 上 加 工 孔 ， 比 較 容 易 ， 并 能 提 高 孔 的 加 工 精 度 ， 所 以 對 于 CA6140 車 床 輸 出 軸 來 講 先 加 工 φ 75 外 圓 柱 面 ， 做 為 定 位 基 準 再 來 加 工 其 余 各 孔 。 8 3.4 工 序 順 序 的 安 排 3.4.1 機 械 加 工 工 序 工 序 集 中 與 工 序 分 散 ： 工 序 集 中 是 指 將 工 件 的 加 工 集 中 在 少 數(shù) 幾 道 工 序 內(nèi) 完 成 每 道 工 序 加 工 內(nèi) 容 較 多 ， 工 序 集 中 使 總 工 序 數(shù) 減 少 ， 這 樣 就 減 少 了 安 裝 次 數(shù) ， 可 以 使 裝 夾 時 間 減 少 ， 減 少 夾 具 數(shù) 目 ， 并 且 利 用 采 用 高 生 產(chǎn) 率 的 機 床 。 工 序 分 散 是 將 工 件 的 加 工 分 散 在 較 多 的 工 序 中 進 行 ， 每 道 工 序 的 內(nèi) 容 很 少 ， 最 少 時 每 道 工 序 只 包 括 一 簡 單 工 步 ， 工 序 分 散 可 使 每 個 工 序 使 用 的 設(shè) 備 ， 刀 具 等 比 較 簡 單 ， 機 床 調(diào) 整 工 作 簡 化 ， 對 操 作 工 人 的 技 術(shù) 水 平 也 要 求 低 些 。 綜 上 所 述 ： 考 慮 到 工 件 是 中 批 量 生 產(chǎn) 的 情 況 ， 采 用 工 序 分 散 。 輔 助 工 序 的 安 排 ： 輔 助 工 序 一 般 包 括 去 毛 刺 ， 倒 棱 角 ， 清 洗 ， 除 銹 ， 退 磁 ， 檢 驗 等 。 3.4.2 熱 處 理 工 序 熱 處 理 的 目 的 是 提 高 材 料 力 學(xué) 性 能 ， 消 除 殘 余 應(yīng) 力 和 改 善 金 屬 的 加 工 性 能 ， 熱 處 理 主 要 分 預(yù) 備 熱 處 理 ， 最 終 熱 處 理 和 內(nèi) 應(yīng) 力 處 理 等 ， 本 零 件 CA6140 車 床 輸 出 軸 材 料 為 45 鋼 ， 在 加 工 過 程 中 預(yù) 備 熱 是 消 除 零 件 的 內(nèi) 應(yīng) 力 ， 在 毛 坯 鍛 造 之 后 。 最 終 熱 處 理 在 半 精 車 之 后 精 車 之 前 ， 按 規(guī) 范 在 840℃ 溫 度 中 保 持 30 分 鐘 釋 放 應(yīng) 力 。 3.5 確 定 工 藝 路 線 在 綜 合 考 慮 上 述 工 序 順 序 安 排 原 則 的 基 礎(chǔ) 上 ， 下 表 列 出 了 輸 出 軸 的 工 藝 路 線 。 9 表 3-2 輸 出 軸 的 工 藝 路 線 工 序 號 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 1 鍛 造 鍛 造 毛 胚 2 熱 處 理 正 火 （ 消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 ） 3 銑 削 銑 兩 端 面 ,并 打 中 心 孔 4 車 削 粗 車 外 輪 廓 5 熱 處 理 調(diào) 質(zhì) 220～ 240HBS 6 鉗 工 修 研 兩 端 中 心 孔 7 鉆 削 大 端 面 鉆 Ф 50mm 孔 8 鉆 削 大 端 面 打 中 心 孔 9 鏜 削 粗 鏜 Ф 80mm、 Ф 104mm 的 孔 10 車 削 精 車 A、 B、 C 各 臺 階 面 ， 倒 角 1×45° 11 鏜 削 精 鏜 Ф 80mm 孔 ， 孔 口 倒 角 1×45° 12 擴 孔 鉆 擴 鉸 10-Ф 20mm 孔 ， 孔 口 倒 角 1×45° 13 鉆 削 鉆 2-Ф 8mm 孔 14 鉗 工 劃 鍵 槽 加 工 線 15 銑 削 銑 鍵 槽 16 鉗 工 鉗 去 毛 刺 17 去 毛 刺 去 除 全 部 毛 刺 18 終 檢 按 零 件 圖 樣 要 求 全 面 檢 查 3.6 選 擇 加 工 設(shè) 備 及 刀 、 夾 、 量 具 由 于 生 產(chǎn) 類 型 大 批 生 產(chǎn) ， 故 加 工 設(shè) 備 宜 以 通 用 機 床 為 主 ， 輔 以 少 量 專 用 機 床 ， 其 生 產(chǎn) 方 式 為 以 通 用 機 床 及 專 用 夾 具 為 主 ， 輔 以 少 量 專 用 機 床 的 流 水 生 產(chǎn) 線 ， 工 件 在 各 機 床 的 的 裝 卸 及 各 機 床 間 的 傳 送 均 由 工 人 完 成 。 車 各 外 圓 時 ， 多 是 用 車 床 完 成 ， 夾 緊 方 案 為 專 用 車 夾 具 及 三 爪 卡 盤 定 位 。 銑 鍵 槽 也 可 以 用 車 床 完 成 。 只 有 鉆 孔 10-φ 20-0.019/- 0.042 和 孔 2-φ 8 時 要 求 工 人 自 己 設(shè) 計 夾 具 在 鉆 床 上 完 成 ， 量 具 選 10 用 游 標 卡 尺 即 可 。 工 序 12 鉆 孔 10-φ 20-0.019/-0.042， 孔 倒 角 為 1*45 度 要 分 鉆 ， 擴 ， 鉸 三 道 工 序 才 能 達 到 φ 20-0.019/-0.042 的 要 求 所 以 選 用 角 銖 式 鉆 床 夾 具 。 選 用 錐 柄 麻 花 鉆 ， 錐 柄 擴 孔 復(fù) 合 鉆 ， 擴 孔 是 倒 角 。 選 用 錐 柄 機 用 鉸 刀 ， 專 用 夾 具 。 快 換 夾 頭 ， 游 標 卡 尺 。 工 序 13 鉆 孔 2-φ 8 選 用 人 工 設(shè) 計 夾 具 錐 柄 麻 花 鉆 一 次 性 加 工 完 畢 。 4 零 件 加 工 設(shè) 計 表 4-1 粗 車 外 圓 進 給 量 查 表 結(jié) 果 粗 車 外 圓 Ap(mm) F(mm/r) V(mm/r) φ 75 5 0.5 38 φ 65 5 0.5 38 φ 60 5 0.5 38 φ 55 3 0.4 44 半 精 車 外 圓 φ 75 3 0.7 31 φ 65 3 0.7 31 φ 60 3 0.7 31 φ 55 3 0.7 31 精 車 外 圓 φ 75 3 0.4 44 φ 65 3 0.4 44 φ 60 3 0.4 44 φ 55 3 0.4 44 以 上 f 為 進 給 量 ap 為 深 度 v 是 速 度 粗 車 外 圓 φ 75 時 同 上 可 得 ： 38=∏ ×75n→ n≈ 115 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×75×126=29mm/r 粗 車 外 圓 φ 65 時 38=3.14×65n→ n≈ 186 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×65×126=25 mm/r 粗 車 外 圓 φ 60 時 38=3.14×60n→ n≈ 201 ∴ 取 n=287 ∴ v=3.14×60×287=54 mm/r 粗 車 外 圓 φ 55 時 44=3.14×55n→ n≈ 254 11 ∴ 取 n=287 ∴ v=3.14×55×287=49mm/r 半 精 加 工 外 圓 φ 75 時 31=3.14×75n→ n≈ 131 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×75×126=29mm/r 半 精 加 工 外 圓 φ 65 時 31=3.14×65n→ n≈ 151 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×65×126=25mm/r 半 精 加 工 外 圓 φ 60 時 31=3.14×60n→ n≈ 164 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×60×126=23mm/r 半 精 加 工 外 圓 φ 55 時 31=3.14×55n→ n≈ 179 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×55×126=21mm/r 精 加 工 外 圓 φ 75 時 44=3.14×75n→ n≈ 186 ∴ 取 n=126 ∴ v=3.14×75×126=29mm/r 精 加 工 外 圓 φ 65 時 44=3.14×65n→ n≈ 215 ∴ 取 n=215 ∴ v=3.14×65×215=43mm/r 精 加 工 外 圓 φ 60 時 44=3.14×60n→ n≈ 233 ∴ 取 n=287 ∴ v=3.14×60×287=54mm/r 精 加 工 外 圓 φ 55 時 44=3.14×55n→ n≈ 254 ∴ 取 n=287 ∴ v=3.14×55×287=49mm/r 鉆 孔 10-φ 20-0.019/-0.042： 通 過 計 算 可 得 粗 鉆 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 擴 孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min ap=0.45mm/r 鉸 孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r 鏜 孔 φ 50 φ 80+0.042/+0.012 φ 104 粗 鏜 時 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/∏ d ∴ n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min ∴ n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min 12 ∴ n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min 半 精 鏜 φ 80+0.042/0.0 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r ∴ n=1000×72/3.14×80r/m=286r/min 精 鏜 φ 80+0.042/0.012 時 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r ∴ n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min 5 夾 具 設(shè) 計 夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術(shù) 要 求 準 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的 工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運 用 于 機 械 加 工 ， 檢 測 和 裝 配 等 整 個 工 藝 過 程 中 。 在 現(xiàn) 代 化 的 機 械 和 儀 器 的 制 造 業(yè) 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一 直 都 是 生 產(chǎn) 廠 家 所 追 求 的 目 標 。 正 確 地 設(shè) 計 并 合 理 的 使 用 夾 具 ， 是 保 證 加 工 質(zhì) 量 和 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 從 而 降 低 生 產(chǎn) 成 本 的 重 要 技 術(shù) 環(huán) 節(jié) 之 一 。 同 時 也 擴 大 各 種 機 床 使 用 范 圍 必 不 可 少 重 要 手 段 。 本 次 的 設(shè) 計 的 夾 具 是 第 13 道 工 序 ---2-φ 8 的 斜 孔 粗 鉆 該 夾 具 使 用 于 Z302 鉆 床 。 5.1 計 算 夾 緊 力 并 確 定 螺 桿 的 直 徑 查 表 可 知 ， 因 為 夾 具 的 夾 緊 力 與 切 削 方 向 相 反 ， 實 際 所 需 要 夾 緊 力 F 夾 與 切 削 力 F 之 間 的 關(guān) 系 F 夾 =KF 式 中 K 為 安 全 系 數(shù) ， 當 夾 緊 力 與 切 削 力 方 向 相 反 時 ， 取 K=3 當 前 面 的 計 算 可 知 F 夾 =KF=3×2616=7848N 查 表 ， 從 強 度 考 慮 ， 因 為 一 個 M10 的 螺 栓 能 承 受 3924N 的 許 用 夾 緊 力 ， 所 以 用 M10 的 螺 栓 完 全 能 滿 足 強 度 要 求 。 但 是 從 夾 具 的 剛 度 及 整 體 結(jié) 構(gòu) 的 對 稱 性 考 慮 ， 這 里 選 用 M16 的 螺 栓 。 5.2 對 稱 精 度 的 分 析 2-Φ 8mm 孔 是 在 一 次 裝 夾 下 完 成 加 工 的 ， 它 們 之 間 的 位 置 精 度 由 鉆 模 套 保 證 。 13 查 表 ， 取 公 差 等 級 的 1/4， 即 夾 具 尺 寸 公 差 為 ±0.125mm。 同 理 ， Φ 14 的 孔 ， 故 取 夾 具 鉆 模 板 上 相 應(yīng) 的 鉆 套 孔 相 距 76±0.013mm 查 表 可 取 ： 襯 套 與 夾 具 體 模 板 的 配 合 為 H7/r6 鉆 套 ， 擴 孔 套 和 鉸 套 與 襯 套 的 配 合 為 H7/g6 鉆 ， 擴 孔 時 刀 具 與 導(dǎo) 套 內(nèi) 孔 的 配 合 F8/h6 5.3 確 定 夾 具 方 案 這 道 工 序 所 加 工 的 兩 個 孔 為 斜 孔 與 水 平 面 夾 角 為 30 度 兩 孔 對 稱 分 布 ， 在 加 工 時 應(yīng) 使 此 兩 孔 的 中 心 線 與 水 平 面 垂 直 工 件 與 夾 具 體 底 座 成 45 度 。 根 據(jù) 工 件 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 看 ， 裝 夾 方 案 如 下 圖 。 如 圖 所 示 ： 用 兩 個 凸 臺 夾 住 零 件 ， V 型 塊 限 制 其 自 由 度 ， 用 螺 栓 將 V 型 塊 固 定 在 凸 臺 上 。 夾 具 體 的 鉆 模 板 設(shè) 計 為 鉸 鏈 式 鉆 模 板 并 且 帶 有 特 殊 鉆 套 ， 以 有 利 于 對 工 件 的 加 工 夾 緊 機 構(gòu) 為 移 動 式 壓 板 ， 置 于 斜 孔 兩 側(cè) 不 會 影 響 孔 的 加 工 。 具 體 的 圖 形 布 局 方 案 見 夾 具 裝 配 圖 。 圖 5-1 夾 具 裝 配 14 6 設(shè) 計 心 得 本 次 的 《 機 械 制 造 工 藝 》 課 程 設(shè) 計 ， 使 我 能 綜 合 運 用 機 械 制 造 工 藝 學(xué) 中 的 基 本 理 論 ， 并 能 結(jié) 合 生 產(chǎn) 實 習(xí) 中 學(xué) 到 的 實 踐 經(jīng) 驗 知 識 ， 獨 立 的 分 析 和 解 決 工 藝 問 題 ， 初 步 具 備 了 設(shè) 計 一 個 中 等 復(fù) 雜 程 度 零 件 （ 輸 出 軸 ） 的 工 藝 規(guī) 程 的 能 力 和 學(xué) 到 了 夾 具 設(shè) 計 的 基 本 原 理 和 方 法 ， 擬 訂 夾 具 設(shè) 計 方 案 ， 完 成 夾 具 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 的 能 力 ， 培 養(yǎng) 了 我 的 熟 悉 并 運 用 有 關(guān) 手 冊 、 規(guī) 范 、 圖 表 等 技 術(shù) 資 料 的 能 力 ， 進 一 步 培 養(yǎng) 了 我 的 識 圖 、 制 圖 、 圖 表 和 編 寫 技 術(shù) 文 件 等 基 本 技 能 ， 提 高 了 我 的 思 考 、 解 決 問 題 以 及 創(chuàng) 新 設(shè) 計 的 能 力 ， 為 以 后 的 設(shè) 計 工 作 打 下 了 較 好 的 基 礎(chǔ) 。 在 這 次 設(shè) 計 中 我 遇 到 不 少 難 以 解 決 的 問 題 ， 比 如 ： 夾 具 的 設(shè) 計 問 題 、 CAXA 的 繪 圖 問 題 以 及 說 明 書 的 編 寫 問 題 。 通 過 對 這 些 問 題 的 認 識 ， 我 知 道 自 己 的 一 些 薄 弱 環(huán) 節(jié) ； 也 通 過 解 決 這 些 問 題 ， 我 更 進 一 步 的 對 所 學(xué) 專 業(yè) 知 識 的 鞏 固 加 深 。 而 這 些 問 題 讓 我 又 重 新 溫 習(xí) 了 書 本 上 的 內(nèi) 容 ， 我 明 白 了 不 論 什 么 時 候 不 管 干 什 么 事 總 是 離 不 開 書 本 ， 不 管 什 么 時 候 從 書 上 我 們 總 可 以 找 得 到 我 們 想 要 的 東 西 。 書 上 的 東 西 永 遠 是 基 礎(chǔ) 的 ， 而 基 礎(chǔ) 正 是 向 更 深 的 領(lǐng) 域 邁 進 ， 沒 有 這 個 基 礎(chǔ) 我 們 永 遠 都 不 會 享 受 到 成 功 的 喜 悅 。 所 謂 “溫 故 而 知 新 ”， 在 這 些 知 識 的 基 礎(chǔ) 上 還 明 白 了 許 多 課 本 所 未 涉 及 的 知 識 ， 令 人 振 奮 ！ 在 這 三 周 里 ， 通 過 老 師 的 細 心 指 導(dǎo) ， 在 同 學(xué) 的 積 極 幫 助 和 我 的 不 懈 努 力 下 ， 我 完 成 了 這 個 重 要 的 課 程 設(shè) 計 。 本 次 的 課 程 設(shè) 計 ， 老 師 要 求 得 很 嚴 格 ， 很 感 謝 老 師 對 我 們 辛 勤 的 輔 導(dǎo) ， 也 感 謝 幫 助 我 的 同 學(xué) 們 。 7 參 考 文 獻 [1]孟 少 農(nóng) 主 編 .機 械 加 工 工 藝 手 冊 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1991 15 [2] 弈 繼 昌 主 編 . 機 械 制 造 工 藝 學(xué) 及 夾 具 設(shè) 計 . 中 國 人 民 出 版 社 ， 1991 [3]李 益 民 主 編 .機 械 制 造 工 藝 設(shè) 計 簡 明 手 冊 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1993 [4]黃 健 求 主 編 .機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2005 [5]黃 如 林 主 編 .切 削 加 工 簡 明 實 用 手 冊 .化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004 [6]田 春 霞 主 編 .數(shù) 控 加 工 工 藝 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006 [7]崇 凱 主 編 .機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 指 南 . 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006 [8] 黃 云 清 主 編 .公 差 配 合 與 測 量 技 術(shù) .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001 [9]司 乃 鈞 ， 許 德 珠 主 編 .熱 加 工 工 藝 基 礎(chǔ) . 高 等 教 育 出 版 社 ， 1991 [10] 秦 國 華 、 張 衛(wèi) 紅 主 編 《 機 床 夾 具 的 現(xiàn) 代 設(shè) 計 方 法 》 航 空 工 業(yè) 出 版 社 2006 16 評 語 指 導(dǎo) 教 師 評 語 及 設(shè) 計 成 績 課 程 設(shè) 計 成 績 ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 日 期 ： 年 月 日