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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 制動器杠桿 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 50 銑 ZG45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62W 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 裝夾 專用夾具 2 粗銑Φ12兩側(cè)端面 專用夾具 直齒端面銑刀 游標卡尺 37.5 26.5 0.08 2.5 1 4.17 1 3 半精銑Φ12兩側(cè)端面 專用夾具 直齒端面銑刀 游標卡尺 37.5 26.5 0.08 2.5 1 7.92 1.5 4 5 6 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 1 課程設(shè)計任務(wù)書 （指導(dǎo)教師填寫） 課程設(shè)計名稱： 工藝課程設(shè)計 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 設(shè)計題目：編制零件“制動器擺桿”的工藝規(guī)程與其中第50道工序的機床專用夾具設(shè)計 一、課程設(shè)計目的 工藝課程設(shè)計是在學(xué)完了《車輛制造工藝學(xué)》課程后，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的在于： 1.培養(yǎng)學(xué)生運用《車輛制造工藝學(xué)》及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。 3.培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 4.進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。 二、設(shè)計內(nèi)容、技術(shù)條件和要求 本次設(shè)計要求編制一個中等復(fù)雜程度零件的機械加工工藝規(guī)程，設(shè)計其中一道工序（同組不能重復(fù)）的專用夾具，并撰寫設(shè)計說明書。 生產(chǎn)類型為：大批量。 具體內(nèi)容如下： 1. 本道工序毛坯圖1 張 2. 機械加工工藝卡片2 張（工藝過程卡和工序卡） 3. 夾具裝配總圖1 張（1#圖以上，含） 4. 夾具體零件圖1張 5. 重要零件圖1 張（可選做） 6. 課程設(shè)計說明書l份（要求統(tǒng)一格式） 三、時間進度安排 按照教學(xué)計劃，本課程設(shè)計時間為2周，其進度及時間安排分配如下（僅供參考）: 1.明確生產(chǎn)類型，熟悉零件及各種資料，對零件進行工藝分析約占0.5天。 2.工藝設(shè)計（擬訂工藝路線，選擇加工設(shè)備與工藝裝備，填寫工藝過程卡片）約占1.5天。 3.工序設(shè)計（加工余量，切削用量，工序尺寸，時間定額，工序簡圖，填寫工序卡片）約占1.5天。 4.夾具設(shè)計（草圖、總圖、零件圖）約占4.5 天 5.撰寫設(shè)計說明書約占1.5天 6.答辯約占0.5 天 四、主要參考文獻 1.簡明機械加工工藝手冊 2.機械加工工藝手冊 3.機床夾具設(shè)計手冊 4.金屬機械加工工藝人員手冊 5.機床夾具圖冊 6.機床夾具設(shè)計 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 制動器擺桿 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 ZG45 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 I 配料 鍛造 鍛 II 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 熱 III 車 車Φ35圓左端面 臥式車床CA6140 專用夾具，端面車刀 IV 車 車左端面，打中心孔 金 臥式車床CA6140 專用夾具，端面車刀，中心鉆 V 車 車外圓端面，退刀槽和倒角，右端面 臥式車床CA6140 專用夾具，外圓車刀，端車刀，退槽刀，特制刀具 VI 銑 銑寬13h12的兩端面 臥式銑床X62W 專用夾具，硬質(zhì)刀具直齒端面銑刀 VII 鉆 鉆孔至Φ10.8，鉸Φ10.8至Φ12D6 立式鉆床Z525 專用夾具，麻花鉆，鉸刀 VIII 銑 銑鍵槽 臥式銑床X62W 專用夾具，槽銑刀， IX 鉆 鉆Φ4孔 立式鉆床Z525 專用夾具，麻花鉆 X 精車 半精車Φ30外圓面 臥式銑床X62W 專用夾具，外圓車刀 擺桿XI 磨 磨Φ30的外圓面 外圓磨床M1420 專用夾具，砂輪 XII 清洗去毛刺 XIII 驗收 XIV 入庫 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 1 汽車學(xué)院課程設(shè)計說明書 武漢理工大學(xué) 汽車學(xué)院 課程設(shè)計說明書 設(shè)計類型 工藝課程設(shè)計 設(shè)計題目 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 完成日期 指導(dǎo)教師  說明書包含內(nèi)容及裝訂順序 1. 課程設(shè)計任務(wù)書 2. 工藝過程卡片 3. 機械加工工序卡片 4. 目錄 5. 正文（正文應(yīng)包含：零件分析、工藝規(guī)程設(shè)計、夾具設(shè)計等內(nèi)容） 6. 結(jié)論 7. 參考文獻 目錄 第一章 生產(chǎn)目的 4 第二章 零件的分析 4 第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計 5 3.1 確定毛坯的的制造形式 5 3.2 基面的選擇 5 3.3制訂工藝路線 6 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 3.5刀具的選擇 9 3.6確定切削用量及基本工時 9 第四章 專用夾具的設(shè)計 11 4.1 定位基準和夾具方案選擇 11 4.2 切削力和夾緊力計算 11 4.3 定位誤差的分析 13 4.4 零、部件的設(shè)計與選用 14 4.5 夾具設(shè)計及簡要說明 15 總結(jié) 17 參 考 文 獻 18 第一章 生產(chǎn)目的 本次課程設(shè)計的任務(wù)之一就是針對生產(chǎn)實際中的一個零件——制動器杠桿。制定其機械加工工藝規(guī)程。該零件的工藝過程中包括了銑平面、車外圓面、鉆孔、銑鍵槽等工序。其中,此道工序要為其銑13h12兩側(cè)設(shè)計一合適的夾具。 該零件生產(chǎn)按照其生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)關(guān)系可知，其為大批量生產(chǎn)，其毛坯制造、加工設(shè)備及工藝裝備的選擇應(yīng)呈現(xiàn)大批量生產(chǎn)的工藝特點。 第二章 零件的分析 2.1零件的分析 圖2-1零件圖 制動器械桿有多處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 以φ24f9為中心的臺階軸類端面。本零件上由圓柱面、內(nèi)孔、軸肩圓、弧面、鍵槽、退刀槽等部分組成。零件車削加工成形輪廓的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜、需兩頭加工，零件的加工精度和表面質(zhì)量要求都很高。該零件重要的徑向加工部位有φ24f9圓柱段（表面粗糙度Rɑ=0.8μm）、φ30f10圓柱段（表面粗糙度Rɑ=0.8μm）、R0.5mm圓弧、φ12D6的內(nèi)孔,退刀槽表面粗糙度Ra=12.5,其余表面粗糙度均為Rɑ=12.5μm，輪廓描述清楚完整。零件材料為45鋼，毛胚為φ40×145×110mm。 由上面的分析可知：加工時應(yīng)滿足基準統(tǒng)一原則，即先加工完一組表面，再以這組加工后的表面為基準加工另外一組。 第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計 3.1 確定毛坯的的制造形式 由零件圖可知，其材料為45鋼，具體技術(shù)要求如下所示： 1硬度207-255HBW； 2φ24f9對φ30f10軸線的徑跳不大于0.04； 3尺寸13處的兩端面對φ24軸線的不垂直度在長度100以內(nèi)不大于1； 4鍵槽對φ24f9軸線的對稱線公差為0.05； 5不許有毛刺； 6沖壓抽模角為7，圓角半徑為3； 7杠桿端面上允許有中心孔； 8 A的測量相差不大于0.05； 9 未注明公差尺寸的公差按標準Q/SB123-64. 根據(jù)零件材料確定毛坯為鍛件，已知零件的類型為大批量生產(chǎn)，在加工過程中它對定位有一定保證作用，故采用鍛造成型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鍛造后安排調(diào)質(zhì)處理。該零件的形狀并不十分復(fù)雜，因此毛坯形狀與零件形狀應(yīng)盡量相近。由《機械加工工藝手冊》查得該種鍛造公差等級為CT10~11，加工余量等級MA選擇H級。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(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)率得以提高。由圖可知φ24f9和Φ30外圓面的精度要求最高，而φ24f9也是該零件的設(shè)計基準、裝配基準與測量基準。所以以φ24f9圓端面是為定位基準加工Φ35端面然后以Φ35端面為基準加工階梯、槽和鍵。 3.3制訂工藝路線 （1）工藝路線方案一： 工序00：鍛造 工序10：退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 工序20：車Φ35圓左端面 工序30: 車左端面，打中心孔 工序40：車外圓端面，退刀槽和倒角，右端面 工序50：銑寬13h12的兩端面 工序60：鉆孔至Φ10.8，鉸Φ10.8至Φ12D6 工序70：銑鍵槽 工序80：鉆Φ4孔 工序90：半精車Φ30外圓面 工序100：磨Φ30的外圓面 工序110：清洗去毛刺 工序120：驗收 工序130：入庫 （2）工藝路線方案二： 工序00：鍛造 工序10：調(diào)質(zhì)處理 工序20：車外圓面、退刀槽和倒角 工序30：銑寬13h12的兩端面 工序40：鉆孔至Φ10.8，鉸Φ10.8孔至Φ12D6 工序50：鉆Φ4孔 工序60：精車Φ30外圓面 工序70：精車Φ24外圓面 工序80：磨Φ30外圓面 工序90：清洗去毛刺 工序100：驗收 工序110：入庫 （3）工藝方案的分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一與方案二的區(qū)別是：方案二沒有車左端面、鉆中心孔這道工序，車床的加工原理是：工件跟著花盤做高速旋轉(zhuǎn)，如不用頂針頂住，工件的夾緊方式比較麻煩，如果加工了中心孔后，后面工序的加工，夾具設(shè)計相對簡單，減少了生產(chǎn)夾具的成本，提高了生產(chǎn)率，故采用方案一。 具體的工藝過程如下： 工序00：鍛造 工序10：退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 工序20：車Φ35圓左端面 工序30: 車左端面，打中心孔 工序40：車外圓端面，退刀槽和倒角，右端面 工序50：銑寬13h12的兩端面 工序60：鉆孔至Φ10.8，鉸Φ10.8至Φ12D6 工序70：銑鍵槽 工序80：鉆Φ4孔 工序90：半精車Φ30外圓面 工序100：磨Φ30的外圓面 工序110：清洗去毛刺 工序120：驗收 工序130：入庫 表3-1 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “制動器杠桿”零件材料45鋼，毛坯的重量約為1.4g，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造成型。 1、左端面，表面粗糙度為Ra12.5，查《切削用量手冊》表2-8得，單邊總余量Z=0.5，車削一次即可滿足要求。 2、13h12兩端面，表面粗糙度為Ra12.5，查《切削用量手冊》表2-8得，單邊總余量Z=0.5，車削一次即可滿足要求。 3、Φ12D6孔，因孔的尺寸不大，很難鍛造成型，故采用實心鍛造 4、Φ4孔，因孔的尺寸不大，很難鍛造成型，故采用實心鍛造 5、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。 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》以下稱《工藝手冊》表2.2和2.5,取端面長度余量均為12.5(均為雙邊加工) 銑削加工余量為1mm 粗銑 6mm 內(nèi)孔(φ12D6，φ4無鍛造孔） 工序尺寸加工余量充足 車（φ24f9、φ30f10、φ351.5） 其他尺寸直接鑄造得到，由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中小批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。 3.5刀具的選擇 刀具的選擇是加工中的重要的工藝加工內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。在制定切削用量時應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標而定。 選取刀具時要使刀具的尺寸與被加工共建的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。根據(jù)零件的分析所選擇的刀具有: 1. 車端面選用硬質(zhì)合金鋼45°車刀、粗、精車用同一把車刀完成。 2. 粗、精車外圓硬質(zhì)合金90°車刀 3 車槽：選用硬質(zhì)合金車槽刀(刀長12mm，刀寬3mm) 4 銑兩側(cè)：硬質(zhì)合金直齒端面銑刀 5 磨外圓：砂輪 3.6確定切削用量及基本工時 粗銑φ26寬13h12的左右兩端面的加工余量 1.加工條件 工件材料：ZG45 加工要求：粗銑兩端面面，留精加工量0.5mm 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=80mm，齒數(shù)z=10。則 現(xiàn)采用臥式銑床X62W，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： ==0.08×20×37.5=60mm/min 查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。 切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程=250mm，則機動工時為 精銑 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=80mm，齒數(shù)z=10。則 現(xiàn)采用雙銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： ==0.08×20×37.5=60mm/min 查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。 切削工時：銑刀的行程=250+225mm，則機動工時為 第四章 專用夾具的設(shè)計 利用本夾具主要用來加工為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。決定設(shè)計銑13h12兩側(cè)的夾具。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩側(cè)間和寬度的公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于雙面銑床。 4.1 定位基準和夾具方案選擇 由零件圖可知：在對銑兩側(cè)面進行加工前，零件的φ24外圓和φ35端面已加工，因此選擇φ 35的端面為定位基準。定位方案如下： 以兩個短V型塊組合，限制工件軸4個自由度（兩個平動和兩個轉(zhuǎn)動），然后一個φ35端面限制工件的軸向移動，在工件的φ26圓面設(shè)置一固定V型塊，限制一個自由度（工件沿軸向轉(zhuǎn)動）, 共限制6個自由度，符合六點定位定理。 為了提高加工效率及方便加工，防止切削力作用工件移動使定位失效，準備采用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 4.2 切削力和夾緊力計算 刀具：直齒端面銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 4.3 定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 4.4 零、部件的設(shè)計與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般兩個一塊使用。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。 GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖4-1夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表4.1： 表4-1 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖4..2所示： 圖4-2平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表4.2： 表4-2 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 4.5 夾具設(shè)計及簡要說明 本工件采用三固定V型塊，一手動螺旋夾緊機構(gòu)，以及一個支承釘來實現(xiàn)工件的定位和夾緊，這樣操作更加簡單和迅速，特別適合大批量生產(chǎn)，總體來說滿足批量生產(chǎn)要求。 夾具裝配圖如下： 圖4-3裝配圖 夾具體圖如下: 圖4-4 夾具體 總結(jié) 設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，雖然時間短暫，但是對我來說受益匪淺。通過這次設(shè)計使我們不再是只知道書中的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不僅鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好地利用圖書館資料，更好地更熟練利用我們手中的設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏上社會打下了好的基礎(chǔ)。 這次設(shè)計使我受益不小，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料的時候尤其是切削手冊的時候，數(shù)據(jù)存在大量重疊，由于經(jīng)驗不足，在數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師，每次都耐心地向我提出寶貴意見，為我指明了方向，最終使我順利地完成了設(shè)計工作。在此，我衷心感謝老師的指導(dǎo)。 參 考 文 獻 1.《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》作者：李益民 出版社：機械工業(yè)出版社 出版日期：2002-6 2《機械夾具設(shè)計教程》主編：何慶 李郁 出版社：電子工業(yè)出版社 出版日期2012-8 3《機床夾具設(shè)計實用手冊》主編：吳拓 出版社：化學(xué)工業(yè)出版社 出版日期：2014-2 4《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》主編：王伯平，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期2007.5 評 語 成績 指導(dǎo)教師（簽名） 日期 20