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1、 設計說明書 題目：結合子的機械加工工藝規(guī)程及銑槽的夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 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

2、與測量等多方面的知識。 全套圖紙，加153893706 結合子的機械加工工藝規(guī)程及銑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

3、用量、夾緊、定位、誤差。 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………2 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2毛坯的設計………………………………………………3 2.3基面的選擇傳 ……………………………………………5 2.4制定工藝

4、路線 ……………………………………………5 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………7 2.5確定切削用量及基本工時………………………………8 三 夾具設計………………………………………………………9 3.1問題的提出………………………………………………9 3.2定位基準的選擇…………………………………………19 3.3定位元件的設計…………………………………………9 3.4定位誤差分析……………………………………………10 3.5切削力及夾緊力計算……………………………………10 3.6定向鍵與對刀裝置設計…………………………………13 3.7夾具設計

5、及操作簡要說明………………………………17 總 結………………………………………………………………19 致 謝………………………………………………………………20 參考文獻 …………………………………………………………21 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

6、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。 結合子的加工工藝規(guī)程及銑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。

7、 一 零件的分析 1.1零件的作用 結合子也就是離合器，汽車離合器的作用是保證汽車平穩(wěn)起步 實現平順的換檔和防止傳動系過載。 1.2 零件的工藝分析 由于工件內表面和內外表面的同周度要求較高，所以應采取互為基準的原則。在一次安裝中加工內外圓表面與端面。這種工藝方案由于消除了安裝誤差對加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零件內外圓表面間的同軸度和孔軸線與端面的垂直度的主要因素是機床精度。但是此零件初主要工作表面外其余表面的加工精度要求都比較低不需要高精度機床加工，而主要表面的加工精度相對要求較高但也可以在正常的生產條件下，采用較低

8、的經濟方法保質保量的生產出來。因此該零件的工藝性較好。 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 結合子的材料45鋼，以離心鑄造法在鋼內壁上澆注巴氏合金軸承合金材料，既可節(jié)省有色金屬，又能提高軸承的壽命。 45鋼的可鍛性好，因此可用鍛造的方法　因為是成批生產，采用模鍛的方法生產鍛件毛坯，既可以提高生產率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。 2.2：毛坯的設計 1、公差等級 有結合子的公用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2、鍛件質量 已知機械加工后套筒的重量為8.0千克，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為11千克。 3、鍛件形狀復雜系數

9、 對結合子零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外輪廓包容體的直徑和高度，即d=47 mm,h=119mm,由公式2-3和2-5可計算出該套筒鍛件的形狀復雜系數 S=mt/mN =11/(πxdxdxhxρ/4)=11/(3.14x47x47x119x7.8/4)=0.177 由于t/d<0.2 所以形狀復雜系數屬于S4級 4、鍛件的材質系數 由于該結合子材料為45鋼，是碳的質量分數小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數屬于M1級 5、鍛件分模線形狀 根據該結合子的形位特點，選寬度方向的對稱面為分模面，屬于平直分模線。 6、零件的表面粗糙度 加工表面的粗糙度均大于等于1.

10、6um. 根據上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于下表中 鍛件質量/kg 包容體重量/kg 形狀復雜系數 材質系數 公差等級 11.0 34.1 S4 M1 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 長294 5.0+3.3 -1.7 表2-10 2.3~3.0兩端面都取2.5 表2-13 長20 3.2+2.1 -1.1 表2-10 2.3~3.0兩端面都取2.5 表2-13 內孔徑60 3.6+2.4 -1.2 表2-10 3.0 表2-14 外表面95

11、 4.0+2.7 -1.3 表2-10 2.3~3.0取3.0 表2-13 外表面132 4.5+3.0 -1.5 表2-10 2.3~3.0取3.0 表2-13 2.3：基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 1.粗基準的選擇 為保證孔的加工精度保證各表面有足夠的加工余量，先選擇外表面作為粗基準。來加工內孔等，為后面的工序準備好精基準。 2.精基準的選擇 套筒的內空和外圓表面要求較高的位置要求，因此應該用互為基準的原則，先以孔為

12、基準加工外表面，在以外表面加工孔。為了提高套筒的精度，利用基準統(tǒng)一的原則，即利用孔和外表面一次定位，盡量加工較多的表面。 2.4： 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下工藝方案： 方案一： 工序1：鍛造 工序2：退火處理 工序3：銑右端面 工序4：粗車Φ47孔 工序5：車Φ70和Φ110外圓 工序6:精車Φ47孔，Φ55孔 工序7：鉆Φ47外圓上的3-Φ5孔 工序8：銑4-21mm槽 工序9：銑Φ47外圓上鍵槽 工序10：插內孔鍵槽 工序11：檢驗 工序12

13、：入庫 方案二： 工序1：鍛造 工序2：退火處理 工序3：銑右端面 工序4：車Φ47孔和Φ55孔 工序5：車Φ70和Φ110外圓 工序6: 鉆Φ47外圓上的3-Φ5孔 工序7：銑4-21mm槽 工序8：銑Φ47外圓上鍵槽 工序9：插內孔鍵槽 工序10：檢驗 工序11：入庫 方案一和方案二的區(qū)別是方案一把車中心孔分為粗車和精車，這樣可以更好的達到精度要求，而方案二直接車孔，沒有這樣的效果，因此我們選擇方案一。 工藝方案： 工序1：鍛造 工序2：退火處理 工序3：銑右端面 工序4：粗車Φ47孔 工序5：車Φ70和Φ110外圓 工序6:精車Φ47孔，Φ55孔

14、 工序7：鉆Φ47外圓上的3-Φ5孔 工序8：銑4-21mm槽 工序9：銑Φ47外圓上鍵槽 工序10：插內孔鍵槽 工序11：檢驗 工序12：入庫 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 結合子件材料為45鋼 生產類型為大批量生產，采用鍛造毛坯。 1、 結合子的端面和外圓 因結合子的端面和外圓的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。 2、結合子的Φ47 孔的精度要求介于IT7—IT8之間，Φ16的粗糙度要求為1.6，需要鉆，擴，絞3次加工，參照參數文獻。 2.6：確定切削用量及基本工時 工序8：銑4-21mm槽 由于此工步的設計尺寸

15、精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm， 1) 選擇刀具 銑刀參數：L=10 D=100mm d=30mm ro=15 ao=12an=6Z=24 2) 選擇銑削用量 由于槽的寬度為21mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm 由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中

16、4）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/min n=1000Vc

17、/do=100098.6/3.14100=314r/min 根據X62W型銑床說明書選nc=300r/min 實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min fzc=150/30024=0.020mm/z 5）基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表3.5 Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(67+20)X2/150=1.16（min） L1+△=20mm i=2(走 三、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，

18、需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第8道工序銑4-21mm槽的夾具設計 3.1：問題的提出 本夾具主要用于加工銑4-21mm槽，因為銑4-21mm槽有位置精度要求，定位要較不高，因此我們在保證加工精度的同時在考慮提高生產效率的，加工銑4-21mm槽時我們采用內孔定位。 3.2：定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件

19、的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。此為第8道工序，我們選擇已加工的內孔定位，鉸鏈壓板夾緊。 3.3：定位元件的設計 本工序選用的定位基準為內孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是定位套，圓柱銷。 3.4定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成

20、。 根據零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據經驗公式，易知此結果符合。 3.5切削力的計算與夾緊力分析 （1）刀具： 采用鋸片銑刀 φ80mm z=12,三面刃銑刀 機床： x62臥式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系

21、數考慮在內。 安全系數 K= 其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：

22、螺釘的許用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.6定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。 根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據T形

23、槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結構尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數據表 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 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 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。 由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內側端面的粗銑加工，所以選用方形對刀塊。方形對刀塊的結構和尺寸如圖所示： 圖 3.4 對刀塊圖 對刀塊尺寸如下 塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺

24、圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 3.7夾具設計及操作的簡要說明 使用圓柱銷，定位套定位，采用鉸鏈壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。 夾具裝配圖如下： 夾具體附圖如下： 總 結 畢業(yè)設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料

25、，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 畢業(yè)設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 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

26、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

27、導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻 1. 崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社，2006 2. 王先逵主編.機械制造工藝學.北京.機械工業(yè)出版社，2005 3. 王先逵主編.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2006 4. 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 5. 李旦、王杰主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998 6. 趙家齊主編.機床制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工藝出版社，2000 7. 陳于萍、周

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