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西南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備與夾具設(shè)計(jì) 層 次： 本 科 準(zhǔn)考證號(hào)： 02112300366 指 導(dǎo) 老 師： 孔 德 璀 學(xué)生姓名： 呂 玲 技 術(shù) 職 稱： 副 教 授 學(xué)生專業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 助學(xué)中心名稱 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 西南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試辦公室制 序言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車(chē)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 目 錄 序言……………………………………………………………………1 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定……………………………………… 3 1.零件的工藝分析………………………………………………………………3 2.零件的生產(chǎn)類型 …………………………………………………………… 3 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 …………………………………3 1.選擇毛坯 …………………………………………………………………… 3 2.確定機(jī)械加工余量 ………………………………………………………… 3 3.確定毛坯尺寸 ……………………………………………………………… 3 4.設(shè)計(jì)毛坯 …………………………………………………………………… 3 三、選擇加工方法，制定工藝路線…………………………………………… 4 1.定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………………4 2.零件表面加工方法的選擇……………………………………………………4 3.制定工藝路線…………………………………………………………………4 四、工序設(shè)計(jì)………………………………………………………………………5 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備……………………………………………………5 2.確定工序尺寸（工序Ⅸ）……………………………………………………5 五、確定切削用量及基本時(shí)間（工序Ⅸ）………………………………………5 1.切削用量的計(jì)算………………………………………………………………5 2.基本時(shí)間tm的計(jì)算……………………………………………………………6 3.輔助時(shí)間的計(jì)算……………………………………………………………6 4.其他時(shí)間的計(jì)算………………………………………………………………6 六、夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………7 1.定位方案………………………………………………………………………7 2.夾緊機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………7 3.導(dǎo)向裝置………………………………………………………………………7 4.夾具與機(jī)床連接元件…………………………………………………………7 5.夾具體…………………………………………………………………………7 七、結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………………………8 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………9 附件 第一章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 一、零件的工藝分析 通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是支架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1.R面粗糙度為6.3，通孔φ30H7，粗糙度為1.6，此孔為加工其他孔的基準(zhǔn)。 2.孔φ8，粗糙度為12.5。 3.孔φ20，粗糙度為3.2。 4.M面，粗糙度為6.3 5.S面，粗糙度為6.3。 6.T面，粗糙度為6.3。 7.鍵槽b=8,粗糙度為3.2。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 二、零件的生產(chǎn)類型 大批量生產(chǎn)。 第二章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 一、選擇毛坯 該零件材料為HT200，零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 二、確定機(jī)械加工余量 根據(jù)工藝手冊(cè)中的鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表得，單邊余量在厚度方向?yàn)?.0-2.0mm，水平方向亦為1.0-2.0mm。鑄件孔的單面余量查表得0.7mm. 三、確定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 四、設(shè)計(jì)毛坯圖 第三章 選擇加工方法，制定工藝路線 一、定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)?，F(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的Φ30H7孔為精基準(zhǔn)。 二、零件表面加工方法的選擇 （1）R端面 公差等級(jí)為IT10，表面粗糙度為Ra6.3，需進(jìn)行粗銑。 （2）Φ50外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT14，需進(jìn)行粗銑。 （3）N端面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT14，需進(jìn)行粗銑。 （4）T端面 公差等級(jí)按IT10，表面粗糙度為Ra6.3，粗銑即可。 （5）M端面 公差等級(jí)按IT10，表面粗糙度為Ra6.3，粗銑即可。 （6）S端面 公差等級(jí)為IT10，表面粗糙度為Ra6.3，需鉆和鉸。 （7）Φ30H7通孔，倒角1.645 公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra3.2，需鉆、精擴(kuò)、精鉸。 （8）Φ8孔 公差等級(jí)為IT10，表面粗糙度為Ra12.5，需粗銑即可。 （9）Φ20半圓孔 公差等級(jí)為IT8，表面粗糙度為Ra3.2，需鉆-鉸。 三、制定工藝路線 工序Ⅰ：粗銑M面。 工序Ⅱ：粗銑N面。 工序Ⅲ：粗銑R面。 工序Ⅳ：鉆-精擴(kuò)-鉸孔至30H7,孔口倒角1.645 。 工序Ⅴ：粗銑鍵槽。 工序Ⅵ：粗銑S面及T面。 工序Ⅶ：粗銑-半精銑18半圓面。 工序Ⅷ：鉆孔4-8擴(kuò)鉸球形孔。 工序Ⅸ：清洗。 工序Ⅹ：終檢。 第四章 工序設(shè)計(jì) 工序號(hào) 設(shè)備 工 藝 裝 備 工序Ⅰ 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 工序Ⅱ 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 工序Ⅲ 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 工序Ⅳ Z550 莫氏直柄麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀，卡尺，塞規(guī) 工序Ⅴ 立式銑床X51 直柄鍵槽銑刀，游標(biāo)卡尺 工序Ⅵ 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 工序Ⅶ 立式銑床X51 圓柱形銑刀，卡尺 工序Ⅷ Z550 莫氏直柄麻花鉆，游標(biāo)卡尺 工序Ⅸ 清洗機(jī) 工序Ⅹ 塞規(guī)，百分表，卡尺等 一、選擇加工設(shè)備與工藝裝備 二、確定工序尺寸（工序Ⅸ） 鉆Φ=28.6mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT9；鉆：IT12；根據(jù)上述結(jié)果，再由表可查得，Φ30mm的孔精鉸余量Z精鉸=0.2mm；鉆孔余量Z查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.030mm；鉆：0.120mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：Φ30+0.0300mm；鉆孔：Φ28+0.1200mm. 第五章 確定切削用量及基本時(shí)間（工序Ⅸ） 一、切削用量的計(jì)算 （1）鉆孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=5.8mm。 ②進(jìn)給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。 ③切削速度的計(jì)算 由表，按工件材料為HT200的條件選取，切削速度v可取為25m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=265r/min,參照表所列Z550 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=351/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nΠd/1000=33.06m/min. (2) 精鉸工步 ①背吃刀量的確定 取ap=0.10mm。 ②進(jìn)給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.40mm/r。 ③切削速度的計(jì)算 由表，切削速度v可取為4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=42.4 r/min,參照表所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際切削速度v=nΠd/1000=4.42m/min. 二、基本時(shí)間tm的計(jì)算 (1)鉆孔工步 根據(jù)表，鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=53mm;l2=1mm;l1=(D/2)cotkr+(1～2)=（15mm/2）cot54+1mm=11.89mm;f= 0.4mm/r;n= 351r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(53mm+1mm+11.89mm)/(0.4mm/r351r/min)=0.46min=28.1s。 (2) 精鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時(shí)間。l1、l2由表按kr=15、ap=(D-d)/2=(30mm-29.8mm)/2=0.10mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=53mm；f=0.4mm/r; n=47r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時(shí)間tj=（53mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r47r/min）=3.63min=218s。 三、輔助時(shí)間的計(jì)算 輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為，可取=0.15，則各工序的輔助時(shí)間分別為：鉆孔工步的輔助時(shí)間： =精鉸孔工步的輔助時(shí)間： =。 四、其他時(shí)間的計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于右端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的，本工件均取3%，則各工序的其他時(shí)間（）可按關(guān)系式（3%+3%）X（）計(jì)算，分別為：鉆孔工步的其他時(shí)間：=。精鉸孔工步的其他時(shí)間：= 第六章 夾具設(shè)計(jì) 一、定位方案 工件以R端面為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷(xiāo)，V型塊組合定位方案，在定位平面及定位銷(xiāo)的圓柱面上定位，其中平面限制3個(gè)自由度、V行塊限制2個(gè)自由度，共限制了五個(gè)自由度。然后增加一個(gè)短銷(xiāo)來(lái)限制旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個(gè)自由度都被限制了。 二、夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用一般的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺母實(shí)現(xiàn)對(duì)工件表面夾緊。夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動(dòng)。由于夾緊力與鉆孔時(shí)產(chǎn)生的力方向垂直，所以需要對(duì)夾緊力進(jìn)行計(jì)算。 應(yīng)用下面的公式進(jìn)行計(jì)算： 其中：--摩擦系數(shù)只在夾緊機(jī)構(gòu)有足夠剛性才考慮。 K—安全系數(shù)，精加工時(shí)取1.5～2。 F—切屑力。 其中：--切屑條件修正系數(shù)。 A—單位切屑面積。 三、導(dǎo)向裝置 采用鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=37mm，排削間隙h=9mm。 四、夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上設(shè)計(jì)座耳，用T形螺栓固定。 五、夾具體 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷(xiāo)在安裝時(shí)垂直度在Φ16范圍內(nèi)允差0.1mm.此外，因?yàn)閵A具體受力不打可以選用HT200材料鑄造出。 結(jié) 束 語(yǔ) 短暫的課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，在這次設(shè)計(jì)中，我感受頗深。首先，明確設(shè)計(jì)目的，要求.綜合應(yīng)用了所學(xué)專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)了自主動(dòng)手與團(tuán)結(jié)合作的能力.將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái).在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過(guò)很多的錯(cuò)誤,但是這并不影響我的斗志,不經(jīng)歷風(fēng)雨，怎能見(jiàn)彩虹，錯(cuò)誤是難免的，挫折時(shí)暫時(shí)的，只要認(rèn)真努力，一切都會(huì)好的。我懂得設(shè)計(jì)人員的艱辛,也對(duì)他們的付出表示敬意.經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我有了更充分的自信.我相信一切困難都會(huì)有解決的辦法.同時(shí)通過(guò)這次設(shè)計(jì)為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。綜上所述，本次課程設(shè)計(jì)的基本目的已經(jīng)達(dá)到，較好的反映了零件加工過(guò)程中的定位需要。同時(shí)，在專用夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料，所設(shè)計(jì)的夾具在使用上十分方便，定位準(zhǔn)確。繪制夾具體裝配圖時(shí)，很好運(yùn)用了機(jī)械制圖的知識(shí)，圖幅表達(dá)合理，線條準(zhǔn)確。整理了以前學(xué)到過(guò)的知識(shí)，加強(qiáng)了實(shí)際操控與運(yùn)算的能力。 在此真心的感謝指導(dǎo)老師一直以來(lái)的關(guān)心和幫助。 參考文獻(xiàn) [1]哈爾濱工業(yè)大學(xué) .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.上海科學(xué)技術(shù)出版社 .1990。 [2]顧崇衡 .《機(jī)械制造工藝學(xué)》.陜西科學(xué)出版社.1995。 [3]鄒青 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 . 機(jī)械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》.化學(xué)工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開(kāi)勤 .《機(jī)械零件手冊(cè)》.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機(jī)床研究所 .《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農(nóng)..《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000。 [11]薛源順..《機(jī)床卡具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000。 [12]趙家奇 .《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)—2版》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.10。 [13]陶崇德.葛鴻翰 .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第二版》.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社 .1989。 [14]黃健求..《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》. 機(jī)械工業(yè)出版社 .2005。 [15]楊叔子. 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社 .2000。 西南科技大學(xué) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) HT150 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工序號(hào) 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 車(chē)間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 Ⅰ 劃 劃孔2-，打沖眼，16右側(cè)線及B面位置線 Ⅱ 銑 按線裝夾，拉表找正 立式銑床 用面銑刀銑16右面， 用棒銑刀銑B面 重新裝夾，拉表找正 用面銑刀銑上面 Ⅲ 用面銑刀銑50兩側(cè)保證尺寸50 平銑 用三面刃銑刀銑3開(kāi)口 用鉆頭鉆通孔 用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔 用銑刀鉸孔 Ⅳ 劃 劃的位置線打沖眼 Ⅴ 鉆 用鉆頭鉆2- 搖臂鉆床 用锪鉆锪平深3孔 用鉆頭鉆M10底孔，攻螺紋孔M10 用鉆頭鉆孔 32.66s Ⅵ 鉗工 去毛刺，清理干凈 Ⅶ 油漆 設(shè) 計(jì) （日 期） 校 對(duì) （日期） 審 核 （日期） 標(biāo)準(zhǔn)化 （日期） 會(huì) 簽 （日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日期 附件圖紙 西南科技大學(xué)機(jī) 機(jī)械加工工序卡片 工 序 名 稱 鉆、粗鉸、精鉸 工序號(hào) Ⅺ 零件數(shù)量 1 零件號(hào) 零件名稱 閥體 材 料 毛 坯 牌號(hào) 硬度 形 式 重 量 HT150 180 鑄 件 設(shè) 備 夾 具 工序工時(shí)(s) 名稱 型號(hào) 專用夾 具 準(zhǔn)終 單件 鉆床 Z3050x16 0 32.66 工步 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 走刀次數(shù) 背吃刀量(mm) 進(jìn)給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度mm/min 工步工時(shí)（s） 機(jī)動(dòng) 輔助 1 鉆孔至Φ8.5mm 莫氏錐柄麻花鉆、游標(biāo)卡尺 1 17 0.20 325 65 18 5 2 攻絲M8 M8絲錐、 1 1.5 125 187.5 3 5 3 鉆擴(kuò)孔至Φ11mm 莫氏錐柄麻花鉆、游標(biāo)卡尺 1 17 0.20 325 65 12 5 設(shè)計(jì)者：呂玲 指導(dǎo)老師 孔德璀 共1頁(yè) 第1頁(yè) 毛坯圖 零件圖 夾具體零件圖 裝配圖