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遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：設計“V形動導軌”零件加工工藝規(guī)程及2×φ5js6孔專用夾具 班　　級：　機械06-2班 姓　　名：　 王雪微 指導教師：　 完成日期：2009年6月26日 一、設計題目 設計“V形動導軌”零件加工工藝規(guī)程及2×φ5js6孔專用夾具設計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型: 50000件/年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 工件毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (5) 夾具裝配圖 1張 (6) 夾具體零件圖 1張 (7) 課程設計說明書 1份 說明書主要包括以下內容（章節(jié)） ①目錄 ②摘要（中外文對照的，各占一頁） ③零件工藝性分析 ④機械加工工藝規(guī)程設計 ⑤指定工序的專用機床夾具設計 ⑥方案綜合評價與結論 ⑦體會與展望 ⑧參考文獻 列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上) 課程設計說明書一律用A4紙、縱向打印. 四、進度安排 (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 成績評定 采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設計方案合理并新穎，設計說明書及設計圖紙規(guī)范、內容豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 良好：設計方案合理，設計說明書及設計圖紙比較規(guī)范、內容比較豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 中等：設計方案一般，設計說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內容一般。在設計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內容一般。在設計過程中勤奮精神不夠： 不及格：設計方案有嚴重錯誤，設計說明書及設計圖紙不規(guī)范、內容淺薄。在設計過程中勤奮好學精神不夠。 摘　要 課程設計是培養(yǎng)我們動手和實踐的能力通過對本次課程設計的學習使我對所學知識有了更進一步的理解和認識。 從理論到實踐，在整整半個月的日子里，我學到很多很多的東西，不僅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內容。通過這次課程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，才是真正的知識，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程遇到了各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處。 關鍵字：夾具 設計 導軌 Abstract Curriculum design is to train our hands and the ability to practice through the design of this course of study so that the knowledge I have further understanding and awareness. From theory to practice, in a full half of the day, I learned many things, not only consolidated the previously learned knowledge, but also learned a lot in books do not learn the content. Through the course design so that I understand the theory and practice of combining is very important, only theoretical knowledge is not enough, only to learn the theory of knowledge and practice of combining the theory concludes, is Real knowledge, to improve their practical ability and actual ability to think independently. In the design process has encountered various problems, the design found in the course of their own inadequacies. 目 錄 1.V形動導軌零件的工藝分析與生產類型的確定 1 1.1V形動導軌的用途 1 1.2V形動導軌的技術要求 1 1.3審查V形動導軌的工藝性 2 1.4確定V形動導軌的生產類型 2 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3 2.1毛坯的種類、特點及應用 3 2.2．選擇毛坯 4 2.3確定毛坯公差和加工余量 4 2.3.1公差等級 4 2.3.2最大輪廓尺寸 4 2.3.3零件表面粗糙度 4 3．擬定V形動導軌工藝路線 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 5 3.3加工階段的劃分 6 3.4工序的集中與分散 6 3.5工序順序按排 7 3.6確定工藝路線 7 4機床設別及工藝裝備的選用 9 4.1機床設備的選用 9 4.2、工藝裝備的選用 9 5切削用量、時間定額的計算 10 5.1切削用量的確定 10 5.2時間定額的計算 10 6專用夾具設計 11 6.1、夾具設計任務 11 6.2、定位基準的選擇 11 6.3確定夾緊機構 11 7設計體會 14 8參考文獻 15 1V形動導軌零件的工藝分析與生產類型的確定 1.1V形動導軌的用途 V形動導軌是機器和部件的基礎零件，它作為工件與工件之間引導和導向的作用，保證各部件之間相互位置準確，不干涉各部件相互運動。V形動導軌具有自動補償磨損的能力，故其導向性好。頂角一般為90度，小于90度可提高導向精度，110～120度時可提高承載能力。設計時兩斜面的比壓要基本相等。 1.2V形動導軌的技術要求 V形動導軌零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差 尺寸精度等級 表面粗糙度 粗銑、半精銑、精銑、磨削后平面 9.8js4 IT4 0.4 粗銑、精銑、前平面 9.8js4 IT4 1.6 粗銑、精銑、磨削上下V型槽 5.7js7 IT7 0.2 粗銑、精銑、磨削上下V型槽平面 17js7 IT7 0.8 粗銑左右凸臺上、下平面 9js12 IT12 6.3 粗銑、半精銑、精銑磨削左右側槽 5js6 IT6 0.8 鉆、鉸左右側孔 4.5js9 IT9 3.2 鉆、鉸左側銷釘孔φ3H7 3js9 IT9 6.3 該零件形狀、結構簡單，屬典型的V形動導軌類零件。為實現(xiàn)其工作要求，加工精度要求較高。V形動導軌下端面為安裝表面，表面粗糙度要求為Ra1.6。 綜上所述，V形動導軌的各項技術要求制定的較合理，符合零件在應用中的作用。 1.3審查V形動導軌的工藝性 分析零件圖可知，V形動導軌的毛坯是鍛件，可以通過切削加工來去除加工余量，較好操作。其中φ5mm，φ3mm，孔的端面均是平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要加工表面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4確定V形動導軌的生產類型 依據設計題目可知，此致零件為大批量生產年生產量為50000件。因此此V形動導軌零件為大批量生產。 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1毛坯的種類、特點及應用 表2.1 常用毛坯的種類、特點及應用 毛坯 種類 成形方法 對原材料 工藝性能 要求 適用材料 適宜形狀 優(yōu)點 缺點 應用 鑄 件 液態(tài)成形 流動性好，收縮率小 鑄鐵、鑄鋼、有色金屬 形狀不限，可相當復雜 不受金屬種類、零件尺寸、形狀和質量的限制，適應性廣；毛坯與零件形狀相近，切削加工量少，材料利用率高，成本低。砂型鑄造生產周期短。 鑄件組織粗大，力學性能差。砂型鑄造生產率低、鑄件精度低、表面質量差 灰鑄鐵件用于受力不大，或承壓為主的零件，或要求減振、耐磨的零件；球墨鑄鐵件用于受力較大的零件；鑄鋼件用于承受重載而形狀復雜的大中型零件。 鍛 件 固態(tài)塑性變形成形 塑性好，變形抗力小 中碳鋼及合金結構鋼 自由鍛件簡單，模鍛件可較復雜 鍛件組織致密，晶粒細小，力學性能好，使流線沿零件外形輪廓連續(xù)分布可提高鍛件使用性能和壽命， 材料利用率低，生產成本高，自由鍛件精度低，表面較粗糙，模鍛件精度中等，表面質量較好，生產周期長 承受重載荷、動載荷及復雜載荷的重要零件，如主軸、傳動軸、齒輪、曲軸等 型 材 用軋制、拉拔、擠壓等方法，使固態(tài)金屬通過塑性變形成形 － 碳鋼、合金鋼、有色金屬 簡單，一般為圓形或平面 根據零件選合適的型材毛坯可減少加工工時，材料利用率高；組織致密，力學性能好 零件的表面質量取決于切削方法；對性能要求高的零件，若纖維流線不合乎要求時，需改用鍛件 中、小型簡單零件 沖 壓 件 經冷塑性變形成形 塑性好，變形抗力小 低碳鋼和有色金屬薄板 可較復雜 組織細密，利用冷變形強化，可提高強度和硬度，結構剛性好；沖壓件結構輕巧，精度高、表面質量好，材料利用率較高，成本低 冷沖模的制造成本高，生產周期長；取料時注意流線的合理分布 低碳鋼、有色金屬薄板成形的零件，適于大批、大量生產 焊 接 件 利用金屬的熔化或原子擴散作用，形成永久性的連接 強度高，塑性好，液態(tài)下化學穩(wěn)定性好 低碳鋼和低合金結構鋼 形狀不受限制 材料利用率高，生產準備周期短；接頭力學性能可達到或接近母材 精度較低，接頭處表面粗糙；生產率中、低 主要用于低碳鋼、低合金高強度結構鋼、不銹鋼及鋁合金的各種金屬結構件、或組合件及修補舊零件 粉 末 冶 金 件 通過制粉、壓制、燒結等工序生產材料和零件 大小和形狀受限制 少無切屑加工，能生產有特殊性能的材料和制品 粉末成本高，模具費用高。制品的強度和韌性較差 大批生產含油軸承、高熔點材料、硬質合金和鐵基合金零件等 2.2．選擇毛坯 由于V形動導軌形狀較為簡單，所以適宜用鍛件。該V形動導軌的生產類型為大量生產。此外，鍛造還具有生產率較高，鍛件精度高，表面質量與機械性能均好的優(yōu)點。綜上所述，宜采用鍛造方法制造毛坯。 2.3確定毛坯公差和加工余量 2.3.1公差等級 由V形動導軌的功用和技術要求，確定毛坯的尺寸公差等級為普通級 2.3.2最大輪廓尺寸 63*17*9.8 2.3.3零件表面粗糙度 又零件圖可知，V形動導軌各加工表面的粗糙度Ra均大于0.2 3．擬定V形動導軌工藝路線 3.1定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準 3.1.1.精基準的選擇 根據該V形動導軌零件的技術要求和裝配要求，選擇V形動導軌前面和左端面作為精基準，零件上的很多表面都可以采用他們做基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。左端面是設計基準，選用其作為精基準定位加工5H6槽，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，遵循了“基準重合”的原則。保證工件定位準確，夾緊穩(wěn)定可靠，夾具結構簡單，工人操作簡便。 3.1.2.粗基準的選擇 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件的所有表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、裝夾可靠一般只使用毛坯表面作一次粗基準，以后不再重復使用。因此選取V形動導軌頂面作為粗基準?？梢詾楹罄m(xù)工序準備好精基準。 3.2表面加工方法的確定 根據V形動導軌零件圖上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表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 后平面 IT4 0.4 粗銑、半精銑、精銑、磨削 前平面 IT4 1.6 粗銑、精銑、 上下V型槽 IT7 0.2 粗銑、精銑、磨削 上下V型槽平面 IT7 0.8 粗銑、精銑、磨削 左右凸臺上、下平面 IT12 6.3 粗銑 左右側槽 IT6 0.8 粗銑、半精銑、精銑磨削 左右側孔 IT9 3.2 鉆、鉸 左側銷釘孔φ3H7 IT9 3.2 鉆、鉸 3.3加工階段的劃分 此零件加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工、半精加工和精加工段。 劃分加工階段的可以提高加工質量；合理地使用機床設備和技術工人；可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理以便及時報廢或修補，避免繼續(xù)加工造成浪費。 3.4工序的集中與分散 工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內容多，工藝路線短。 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內完成，每道工序加工的內容少，工藝路線很長。 在擬定工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決于生產規(guī)模、零件的結構特點和技術要求，有時，還要考慮各工序生產節(jié)拍的一致性。本工件作為小件大批量生產應采用工序分散。這樣可以采用最合理的切削用量，減少機動時間，從而有效地提高生產率。 3.5工序順序按排 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準—V形動導軌的中心線。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面—，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工V形動導軌端面，再加工內部的孔。 3.6確定工藝路線 工序號 工序內容 設備 工藝裝備 1 粗銑、半精銑、精銑、磨削后平面 立式銑床X51 面銑刀、砂輪、游標卡尺、專用夾具 2 粗銑、精銑前平面 立式銑床X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具 3 粗銑、精銑、磨削上下V型槽 立式銑床X51 銑刀、砂輪、游標卡尺、專用夾具 4 粗銑、精銑、磨削上下V型槽平面 立式銑床X51 面銑刀、砂輪、游標卡尺、專用夾具 5 粗銑左右凸臺上、下平面 立式銑床X51 面銑刀、游標卡尺、專用夾具 6 粗銑、半精銑、精銑磨削左右側槽 立式銑床X51 面銑刀、砂輪、游標卡尺、專用夾具 7 鉆、鉸左右側孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、游標卡尺、專用夾具 8 鉆、鉸左側銷釘孔φ3H7 立式鉆床Z525 麻花鉆、游標卡尺、專用夾具 9 去毛刺 鉗工臺 平挫 10 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 11 熱處理 淬火機 12 校正 工作臺 手錘 13 清洗 清洗機 塞規(guī)、百分表、卡尺等 14 終檢 4機床設別及工藝裝備的選用 4.1機床設備的選用 我需要加工的是5H6的槽和夾具，并且為大批量生產，可以使用立式銑床來加工。 4.2、工藝裝備的選用 我所用的是鉆床進行加工，需要選用的工藝裝備有銑刀，游標卡尺等。此工件的生產類型為大批生產，算選用的夾具均為裝用夾具。 5切削用量、時間定額的計算 5.1切削用量的確定 1）鉆孔工步 鉆孔至直徑10至10.85毫米 背吃刀量為1.5毫米 進給量由表查得f=0.20mm/r 切削速度計算由表查得近似為18m/min則主軸轉速算為382取轉速392r/min,v實際為18.46米每分鐘 2）粗鉸工步 粗鉸到直徑10.95至11毫米 背吃刀量為0.01毫米 進給量由表查得f=0.22mm/min 切削速度計算由表查得近似為15m/min則主軸轉速算為230.取n=272r /min,v 實際=13.62m/min 5.2時間定額的計算 1）鉆孔工步 基本時間=（20+6.48+2）/392*0.36=12秒 輔助時間=12*0.15=1.8秒 其它時間=12*0.06=0.72秒 鉆孔的單件時間=12+1.8+0.72=14.52秒 2）粗鉸工步 基本時間=0.19+13+20/0.22*272=33.3秒 輔助時間=33.3*15%=5.00秒 其它時間=33.3*6%=2.00秒 粗鉸的單件時間33.3+5+2=40.3秒 1）粗銑階段 根據表，銑槽的基本時間可由公式tm=l+l1+l2/fmz=式中l(wèi)=9mm;l2=2-5mm，取l2=2mm;l1=根號下（ae(d-ae）)+2=11mm;f= 0.008mm/r;n= 2720r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tm=0.20min=12.1s。 半精銑階段 根據表，銑槽的基本時間可由公式tm=l+l1+l2/fmz=式中l(wèi)=9mm;l2=2-5mm，取l2=2mm;l1=根號下（ae(d-ae）)+2=11mm;f= 0.01mm/r;n= 2720r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tm=0.16min=9.7s。 精銑階段 根據表，銑槽的基本時間可由公式tm=l+l1+l2/fmz=式中l(wèi)=9mm;l2=2-5mm，取l2=2mm;l1=根號下（ae(d-ae）)+2=11mm;f= 0.015mm/r;n= 1585r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tm=0.19min=11.1s。 5.3輔助時間tf的計算 輔助時間tf基本時間tm之間的關系為tf=（0.15-0.2）tm 粗銑階段的輔助時間tf=0.15×12.1s=1.82s 半精銑階段的輔助時間tf=0.15×9.7s=1.46s 精銑階段輔助時間tf=0.15×11.1s=1.67s 5.4其他時間的計算 除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于該設計的生產類型為大批量生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計。布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理時間tx是作業(yè)時間的2%-4%，本設計均取3%，則工序的其他時間（tb +tx）可按關系式（3%+3%）×（tf+t）計算。 粗銑階段的輔助時間tb +tx=6%×（12.1s+1.82s）=0.83s 半精銑階段的輔助時間tb +tx=6%×（9.7s+1.46s）=0.67s 精銑階段輔助時間tb +tx=6%×（11.1s+1.67s）=0.77s 5.5單件時間tdj的計算 粗銑階段的輔助時間tdj=12.1s+1.82s+0.83s=14.75s 半精銑階段的輔助時間tdj=9.7s+1.46s+0.67s=11.83s 精銑階段輔助時間tdj=11.1s+1.67s+0.77s=13.55s 總單件時間tdj=14.75s+11.83s+13.55s=42.13s 6專用夾具設計 6.1、夾具設計任務 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序7——鉆、鉸左右側孔的夾具。本夾具將用于鉆床，刀具為麻花鉆。 6.2、定位基準的選擇 根據零件圖的定位基準要求，選用平面方案。下端面，限制了兩個自由度，銷釘，限制四個自由度，實現(xiàn)工件正確定位。 6.3確定夾緊機構 在設計夾具時，考慮到提高勞動生產率。為此，設計采用了多位夾緊。對于手動夾緊來說，在傳遞力的過程中，它能夠改變作用力的方向和大小，起增力作用；還能使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，與工件直接接觸完成夾緊作用。針對成批生產的工藝特性，此夾具選用多位夾緊的夾緊機構，夾緊機構中的各零件均采用標準夾具元件。 7、設計體會 課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和在書本上不明白的知識對所學知識的一個鞏固。,也是鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程. 回顧這幾周的課程設計我真是受益匪淺，至今我仍感慨頗多，從拿到圖紙時的茫然到最后順利的完成的課程設計，從理論到實踐，在整個設計過程中，可以說很辛苦，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以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。通過這次課程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，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)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，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。 這次課程設計終于順利完成了，也要感謝老師的耐心幫助和指導。在這里對老師說聲謝謝！ 8.參考文獻 ［1］機床夾具設計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 ［2］機床夾具的現(xiàn)代設計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 ［3］機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 ［4］機床夾具設計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 ［5］機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.2 ［6］機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 情話大學出版社 2006.5 ［7］機械精度設計與檢測技術 李彩霞主編 上海交通大學出版社 2006.1 ［8］機械制造技術基礎 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 ［9］敏捷夾具設計理論及應用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 ［10］機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12 ［11］機械制造技術基礎課程設計指導教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8 ［12］ 機床夾具設計原理 龔定安、蔡建國 陜西科技出版社 1990年 ［13］ 機床夾具設計龔定安、趙孝昶、高化西安交通大學出版社 1992年 ［14］ 機床夾具設計 薛源順 機械工業(yè)出版社 2003年