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設 計 說 明 書 畢業(yè)設計說明書 題目：左支座銑5mm槽的工藝規(guī)程及工裝夾具設計 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 左支座加工工藝規(guī)程及銑5mm槽的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 （一） 序 言 1 （二） 零件的分析 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的工藝分析 2 1.3 確定毛坯、畫毛坯零件圖 3 （三） 工藝規(guī)程設計 5 2.1 定位基準的選擇 5 2.2 制定工藝路線 5 2.3 選擇加工設備及刀、夾、量具 8 2.4 加工工序設計 10 2.5 時間定額計算 12 2.6 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 15 （四） 夾具的設計 16 3.1 確定設計方案 16 3.2 計算夾緊力并確定螺桿直徑 16 3.3定位精度分析 17 3.4 操作說明 18 （五） 總 結 19 （六） 致 謝 21 （七） 參 考 文 獻 23 （一） 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 左支座加工工藝規(guī)程及銑5mm槽的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 （二） 零件的分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是機床上的一個左支座，它用螺釘通過4-?13孔連接于支架上，該零件縱橫兩方向5mm槽使80mm孔部分有一定彈性，利用一端 M20螺紋穿過?21mm孔，一端與?25H7配合的樣件通過旋緊其上的螺母夾緊，使裝在?80H9孔內的心軸定位夾緊。 1.2零件的工藝分析 由附圖1可知，其材料為HT200,該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。 該零件的主要加工表面為下定位基面 A,以及下端面上的4-?13的四個孔及4-?20沉孔，?80H9、?21孔和?25H7孔。 其中?80H9孔與基面A有垂直度誤差0.03要求和尺寸精度直接影響裝在?80H9孔內心軸與A面的垂直度。因此加工它們時最好能在一次裝夾下將?80孔與A面加工出來。兩?13孔之間的中心距為110±0.5,這就要求鉆床夾具定位要求有一定的精度，否則將影響標準件與其配合精度。 由參考文獻【1】中有關的面和孔的加工經濟精度及機床能達到的位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。 1.3 確定毛坯、畫毛坯零件圖（附圖） 根據零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的年生產綱領6000件/年。由參考文獻【3】表1-4、表1-5可知，其生產類型為大批生產。毛坯的鑄造方法選用砂型機械造型。又由于支座零件?80孔需鑄出，故還應安放型芯，此外，為清除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。 參考文獻【1】表2.3-6，該種鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級。 鑄件的分型面選擇通過從基準孔軸線，且與側面平行的面。澆冒口位置分別位于?80孔的上頂面。 由參考文獻【1】表2.3-5，用查表法確定參考面的總余量如表1-1所示。 表1-1 各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量 說 明 A 面 140 G 4.0 底面，單側加工 ?80孔 80 H 5.0 孔降1級，單側加工 由參考文獻【1】表2.3-9可得鑄件主要尺寸的公差，如表1-2所示。 表1-2 毛坯主要尺寸及公差 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT A面中心距尺寸 100 4.0 104 3.2 ?80孔 80 5.0 75 1.6 （三） 工藝規(guī)程設計 2.1 定位基準的選擇 1、精基準的選擇 ?80孔和A面既是裝配基準，又是設計基準，用它們做精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝規(guī)程路線遵循了“基準統一”的原則。此外，A面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。 2、粗基準的選擇 考慮到以下幾點要求，選擇R55孔外壁與毛坯上頂面作為粗基準，第一：在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻。第二：裝入箱體內的旋轉零件與箱體內壁有足夠的間隙；此外還應能保證定位準確、夾緊可靠。 2.2 制定工藝路線 根據各表面加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法如下：?10錐銷：鉆—銑；A面：精車—精銑；?80孔：粗鏜—精鏜；?21孔：鉆—擴—銑； ?25H7：孔鉆—擴—鉸；縱橫方向上5mm的槽：粗銑；4-?13孔：鉆—擴—鉸；M8-7H、M10-7H螺紋孔：鉆孔—攻螺紋。 因?80孔與A面有較高的垂直度要求，它們易采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將該孔和底面同時加工出來，以保證其位置精度。 根據先面后孔，先主后次，先粗后精的原則，將以下槽和?21孔、?25H7孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，螺紋孔M8-7H、2-?10鉸銷放在后面。 初步擬定加工工藝路線如下： 工序號 工 序 內 容 鑄造 時效 涂漆 10 粗車A面，留加工余量 20 粗鏜?80孔，留精加工余量 30 粗銑A面 40 精擴鉸?80孔 50 鉆?21孔 60 銑削5縱橫兩槽 70 鉆擴鉸?25 H7孔，留精加工余量 80 精鉸?25H7孔 90 鉆孔、攻螺紋加工M8-7H、M10-7H螺紋孔 100 鉆4-?13孔 110 擴4-?20沉孔 120 鉆鉸2-?10錐銷孔，留加工余量 130 精鉸2-?10錐銷孔 140 檢驗入庫 上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原則，但某些工序有些問題還需進一步討論。 如粗車A面時，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們的慣性力較大，平衡較困難；又由于該平面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現斷續(xù)切削，容易引起工藝系統的振動，故改用銑削加工。 考慮到?21孔加工時裝夾方便，應先加工4-?13孔，以利用螺釘定位加工。 因為?80孔加工面與A面有垂直度要求，其垂直度誤差難以通過精擴鉸孔糾正，故對?80孔精擴鉸改為精鏜。 修改后的工藝路線如下： 工序號 工 序 內 容 說 明 鑄造 時效 涂漆 10 粗銑A面 先加工基準面 20 粗鏜?80H9孔 留精擴鉸余量 30 鉆4-?13孔、擴4-?20沉孔 40 鉆擴?21孔 50 鉆M10-7H和M8-7H螺紋底孔 60 銑削5mm縱橫兩槽 70 鉆擴鉸?25 H7孔，鏜?38、?43平槽 粗加工結束 80 精銑A面 精加工開始 90 精鏜?80H9孔 提高工藝基準精度 100 精鉸?25H7孔 110 攻M8-7H、M10-7H螺紋孔 120 鉆鉸2-?10錐銷孔 次要表面在后面加工 130 精鉸2-?10錐銷孔 140 檢驗入庫 2.3 選擇加工設備及刀、夾、量具 由于該生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床主，輔以少量專用機床。其生產方式以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各種機床上的裝卸及各機床間的傳送由人工完成。 粗銑A面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用臥銑，選擇X62K臥式銑床（參考文獻【1】表3.1-73）。選擇直徑D為?200的套式面銑刀（參考文獻【1】表4.4-40）、專用夾具及游標卡尺。 精銑A面也選擇X62K臥式銑床，選擇直徑D為?200的套式面銑刀，宜采用精銑專用夾具及游標卡尺、刀口形直尺。 粗鏜?80H9孔采用臥式鏜床7620K，選擇功率為1.5KW的ITA20鏜削頭（參考文獻【1】表3.2-44）。選擇鏜通孔的鏜刀、專用夾具、游標卡尺。 精鏜?80H9孔也采用臥式鏜床7620K，選擇功率為1.5KW的ITA200鏜削頭。選擇鏜通孔的鏜刀、專用夾具、游標卡尺。 鉆4-?13孔、擴4-?20沉孔，鉆擴?21孔。選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻【1】表3.1-30）。選用錐柄麻花鉆（參考文獻【1】表4.3-9）、專用錐柄擴孔復合鉆，采用專用夾具及游標卡尺。 銑削5mm縱橫兩槽，采用X62K臥式銑床（參考文獻【1】表3.1-73）。選擇切口銑刀（參考文獻【1】表5-49），采用專用夾具及游標卡尺。 鉆擴鉸?25H7孔，鏜?38、?43平槽選用搖臂鉆床Z3025（參考文獻【1】表3.1-30），選用錐柄麻花鉆（參考文獻【1】表4.3-9）錐柄擴孔復合鉆；鏜?38、?43平槽選擇錐柄機用鏜刀、采用專用夾具、快換夾頭、游標卡尺及塞規(guī)。精鉸?25H7孔還選用搖臂鉆床Z3025，選擇錐柄螺旋機用鉸刀（參考文獻【1】表5-16），采用專用夾具、游標卡尺。 M8-7H螺紋底孔及M10-7H螺紋底孔選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻【1】表3.1-30）留1.0mm加工余量。選用直柄階梯麻花鉆（參考文獻【1】表4.6-16）。采用專用夾具、游標卡尺和塞規(guī)檢查孔徑。 攻M8-7H、M10-7H螺紋孔選用搖臂鉆床Z3025加工。采用機用絲錐（參考文獻【1】表4.6-3）、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī)。 鉆鉸2-?10錐銷孔留精鉸余量，用Z3025搖臂鉆床（參考文獻【1】表3.1-30）。選用錐柄麻花鉆（參考文獻【1】表4.3-9），精鉸2-?10錐銷孔用直柄螺旋機用鉸刀（參考文獻【1】表5-16）。采用專用夾具、游標卡尺和塞規(guī)檢查孔徑。 2.4 加工工序設計 （粗銑A面為例） 工序：1、粗銑A面 （1）工件材料：HT200鑄造，HB150～225（取200）。加工要求：銑削； A面的粗糙度Ra為3.2μm；機床：X62臥式機床；刀具：?200的套式面銑刀，選銑刀直徑為?200，d=50，l=45，z=10，材料為高速鋼。 （2）計算切削用量 ①確定底面最大加工余量為4mm，留精余量1mm，切削深度dp=3，精加工余量1.5mm，粗加工后尺寸為104-3=101，公差等級為IT12～IT14。 ②確定進給量f 參考文獻【1】表2.4-73，取?200的套式面銑刀的每齒進給量fz=0.1～0.35，z=10-ap=3，則f= fz×z=(0.1～0.35)×10=1～3.5，取f=2。 ③確定切削速度Vc 參考文獻【1】表3.1-74，可知切削材料為HT200，刀具材料為高速鋼的銑削速度為0.25～0.35，取0.3m/s，則：Vc=60×0.3=18m/min。 ④確定機床主軸轉速ns 參考文獻【1】表4-17-1（附表），ns= ==92.46取95r/min。 ⑤計算切削力F 參考文獻【1】表2.2-2，F=6Fz·aé-af0.26·do··ap0.92查表3—25（參考文獻【1】），6Fz =50,查續(xù)表3-29，aé=3mm,且af=0.2，do =220，=10,則F=334N。 ⑥計算切削消耗功率Pc為： Pc=Fv×Vc×10-3=334×0.3=100.2W。 2.5 時間定額計算 只計算鉆?21孔的定額時間 （1）機動時間。 參考文獻【1】表2.5-7得鉆孔的計算公式為 tj= =ctgkr+(1～2) =1～4，鉆盲孔時=0 鉆?21孔時： ①=[ctg+1.5=9.3mm =80mm，取=2mm。 ②確定進給量 根據文獻【1】表3-38，查d1=?21mm時，=0.78～0.98mm/r,根據機床說明書，現取=0.9mm/r。 ③切削速度 根據文獻【1】表3-42可知，灰鑄鐵HT200用高速工具鋼鉆削時的切削速度：V=0.36m/s，Vc= V·60=21m/min。 切削時主軸轉速:n===318r/min。 由機床說明書取n=318r/min。 故實際切削速度V= =20.97m/min。 將以上數據代入公式tj=，得總機動時間tj也就是基本時間Tb： tj==0.32min （2）輔助時間。 參考文獻【1】表2.5-41確定如下表2-5所示： 操作內容 每次需用時間 鉆?21孔 操作次數 時 間 主軸變速 0.025 變換進給量 0.025 1 0.025 移動搖臂 0.015 1 0.015 升降鉆桿 0.015 1 0.015 裝卸套筒刀具 0.06 1 0.06 卡尺測量 0.1 1 0.1 塞規(guī)測量 0.25 開停車 0.015 主軸運轉 0.02 消除銑屑 0.04 裝卸工件時間由參考文獻【1】表2.5-42取1.5min。則： Ta=0.025+0.015+0.015+0.06+0.1+1.5=1.715min （3）作業(yè)時間。 TB=Tb+Ta=0.32+1.715=2.035(min) （4）布置工作地時間Ts。 參考文獻【3】取=3%。則： Ts= TB·=2.035×3%0.061 （5）休息與生理需要時間Tr。 由參考文獻【3】取=3%。則： Tr= TB·=2.035×3%0.061 （6）準備與終結時間Te。 參考文獻【1】表2.5-44，取各部分時間為： 中等件 33min； 搖臂 2min； 使用回轉夾具 10min； 試刀 5min。 由題目已知生產批量生產為6000件，則： Te/n=(33+2+10+5)/60000.0083min （7）單件時間Tp。 Tp=Tb+Ta+Ts+Tr =（0.32+1.715+0.061+0.061）=2.157min （8）單件計算時間Tc。 Tc=Tp+Te/n=2.157+0.0083=2.1653min 2.6 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 （四） 夾具的設計 本次設計的夾具為第60道工序——銑5mm槽。該夾具適用于X62k臥式銑床。 3.1 確定設計方案 這道工序所加工的基準A面在頂面上，且與?80H9孔的軸線垂直。按照基準重合原則并考慮到目前沒有基準面，為避免定位誤差增大，所以把頂面清除平整，工作臺面清除干凈。 從對工件的結構形狀分析，若工件倒裝放入夾具內，定位夾緊比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現，待夾緊后需要用壓板緊固在工作臺面上，滿足工作要求。 因為加工5mm槽的期間，4-φ10孔，已經加工好，我們可以以已經加工好的2個φ10孔和底面為定位基準，即采用經典的一面2銷定位。采用開口壓板壓緊 3.2 計算夾緊力并確定螺桿直徑 參考文獻【4】表1-2-11，因夾具的夾緊力與切削力方向垂直，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關系為：F夾= Wk：實際所需夾緊力 F ：切削力 K ：安全系數 ：夾緊元件與工件間的摩擦系數 ：工件與夾具支撐面間的摩擦因數（參考文獻【6】表1-2-12） ,=0.16-0.18 K=K0×K1×K2×K3×K4×K5×K6 K0=1.2-1.5，K1=1.2，K2=1.0-1.9，K3=1.2（斷續(xù)切削），K4=1.3（手動夾緊），K5=K6=1.0 由前面的計算可知F=334N 所以 F夾 =3900N 參考文獻【4】表1-24，從強度考慮，因一個M10的螺栓能承受3954N的許用夾緊力，所以用M10的螺栓完全滿足要求。但從夾具的剛度及整體對稱性考慮，這里選用M20的螺栓。 3.3定位精度分析 5mm槽是在一次裝夾下完成粗加工的，它們之間的位置精度由上頂面和工作臺面保證，與其有關的專用夾具尺寸如110mm、55mm的尺寸公差參考文獻【4】表1-10-1，取工件公差的1/4，即夾具尺寸公差為±0.125mm。 3.4 操作說明 將工件反裝，置入夾具的型槽內，使工件的底面平穩(wěn)置于工作臺面上，圓內側與夾具緊密接觸，用螺栓分別緊固工件，用壓板把夾具—工件體緊壓到工作臺上。 （五） 總 結 設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統的組織起來，進行理論聯系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次設計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次課程設計有了很深的體會。 這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次畢業(yè)設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ （六） 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 （七） 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年