3022 課程設(shè)計(jì)-怪手加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì),怪手,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì) 寧XX 大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) (論 文 )怪手加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日1目 錄前 言 .............................................................................21 零件的分析 ......................................................................31.1 零件的作用 ................................................................31.2 零件的工藝分析 ............................................................32 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ....................................................................32.1 毛坯的制造形式 ............................................................32.2 基準(zhǔn)面的選擇 ..............................................................32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .......................................................32.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .......................................................32.3 制訂工藝路線 ..............................................................42.3.1 工藝線路方案一 .....................................................42.3.2 工藝路線方案二 .....................................................42.3.3 工藝方案的比較與分析 ...............................................52.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ....................................62.5 確定切削用量及基本工時(shí) ....................................................62.5.1 工序Ⅰ：粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.3 本工序采用計(jì)算法確定切削用量 .62.5.2 工序Ⅱ：精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.2 .............................72.5.3 工序Ⅲ 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.5......................92.5.4 工序Ⅳ 鉆孔中間槽底孔 Φ8 .........................................103 專用夾具設(shè)計(jì) .....................................................................123.1 問題的指出 ................................................................123.2 夾具設(shè)計(jì) .................................................................123.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .....................................................123.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 ..............................................123.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .......................................133.3 定位誤差的分析 ..........................................................143.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ..................................................15參考資料 ..........................................................................172前 言課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個(gè)主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個(gè)主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力.設(shè)計(jì),通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在 xx 教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并編寫了設(shè)計(jì)說明書。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力和經(jīng)驗(yàn)的有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。31 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是怪手，其主要作用是連接其他零件的作用。1.2 零件的工藝分析零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求： （查表 1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 ）1． 以 R4 為中心的加工部位。包括：尺寸為 R4 的 U 形槽，尺寸為 8 的與 14 相接的開檔槽, 長度為 21 的斜邊2.以 Φ5（孔距為 24 的）為加工表面.3. 以 M3 為深度為 6 的螺紋孔以 M3 為深度為 6 的螺紋的螺紋孔4.其它未注表面的粗糙度要求為 6.3,粗加工可滿足要求.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則） ，對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端4的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于 2MM 的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。2.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.3.1 工藝線路方案一工序號 工序內(nèi)容鑄造時(shí)效噴漆10 粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.320 精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.230 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.540 精銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 3.250 鉆孔中間槽底孔 Φ860 銑開檔槽寬度 870 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 Φ5 的孔（中心距為 24 的）100 鉆底面 M3 的底孔 Φ2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 Φ5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗(yàn)160 入庫2.3.2 工藝路線方案二工序號 工序內(nèi)容鑄造5時(shí)效噴漆10 鉆孔中間槽底孔 Φ8(R4)20 粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.330 精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.240 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.550 精銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 3.260 銑開檔槽寬度 870 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 Φ5 的孔（中心距為 24 的）100 鉆底面 M3 的底孔 Φ2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 Φ5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗(yàn)160 入庫2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用先加工端面， ；方案二是使用鉆削方式加工端面孔。兩相比較起來可以看出，加工端面孔缺少定位基準(zhǔn)，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線一。因此，最后的加工工藝路線確定如下：以上工藝過程詳見附表 1“機(jī)械加工工藝過程卡片” 。工序號 工序內(nèi)容鑄造時(shí)效噴漆10 粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.320 精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.230 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.540 精銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 3.250 鉆孔中間槽底孔 Φ860 銑開檔槽寬度 8670 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 Φ5 的孔（中心距為 24 的）100 鉆底面 M3 的底孔 Φ2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 Φ5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗(yàn)160 入庫2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“怪手”零件材料為 HT200 鋼，硬度為 HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為 5kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 （以下簡稱〈〈工藝手冊〉 〉表 2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表 2.2-4,其余量值規(guī)定為 3.0~3.5 mm.現(xiàn)取5.2?3.0 mm。2.5 確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1 工序Ⅰ：粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.3 本工序采用計(jì)算法確定切削用量加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.3機(jī)床：X62W 臥式車床。刀具：刀片材料為 YG6，刀桿尺寸為 16mmX25mm,k =90°,r =15°r0=12 r =0.5mm。?0·R計(jì)算切削用量確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為 3 mm，則毛坯長度25.1?方向的最大加工余量為 4.25mm,分兩次加工,a =2mm 計(jì)。長度加工方向取 IT12 級，p取 mm。確定進(jìn)給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版） （以下簡稱《切削手04.?冊》表 1.4,當(dāng)?shù)稐U 16mmX25mm, a >表 1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。切削工時(shí)： t= nfl21?式中： L=105mm, L =4mm, L =012所以t= (min)27.350.64???2.5.3 工序Ⅲ 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.5f=0.41mm/r（見《切削手冊》表 2.7）r=12.25m/min（見《切削手冊》表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮） min)/(1302.10rdvnws ????按機(jī)床選取：=136r/min（按《工藝手冊》表 4.2-2）wn所以實(shí)際切削速度 min/68.1032510ndvw????切削工時(shí)計(jì)算：， =10mm， =4mmml65?1l2l=fntw21?min41..036??102.5.4 工序Ⅳ 鉆孔中間槽底孔 Φ8（1） 鉆 8?f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n= =401(r/min)810??V按機(jī)床選?。?min/4rnw?所以實(shí)際切削速度為： i/95.16081dv??切削工時(shí)， ， 則：ml41?l32ml5?=fnltw?21 min157.03.4??t=6t=6 0.157=0.942min（2） 鉆孔 Φ5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n= =487r/min510??v按機(jī)床選取 min/rnw?實(shí)際切削速度 i/35.1051dv??切削工時(shí)， ， 則：ml15?l41ml32?=fnltw?1 min126.035.4??11min25.016.22???t（3） 4 深 20，孔深 24，底孔 Φ8.5HM610?f=0.35mm/rv=13m/min所以 n= =487r/min5.810??v按機(jī)床選取 min/rnw?實(shí)際切削速度 i/35.105.81dv??切削工時(shí)， ， 則：ml24?l41?ml2=fnltw?1 min16.035.24??i4.3?t（3） 攻螺紋 2-M3r=0.2m/s=12m/min所以 min/382rns?按機(jī)床選取則i/15w實(shí)際切削速度 in/9.103mndv????計(jì)算工時(shí)， ， 則：ml20?l31ml2=fnltw??1 in083.1352??mi..4.5t123 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序——鉆孔 5 的鉆床專用夾具。?本夾具將用于 Z3025 搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆 5 的孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要?應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對 5 孔進(jìn)?行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為 5。?則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =( 07.1)92()13.?FnHBF=420 )(.5.08.. N??轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.17.35.18..2 M????功率 P =mKWdV52.09.6.0在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù), 1.1;313K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??鉆削時(shí) T=17.34 N M?切向方向所受力: F =1LT2670534.???取 1.0?fF =4416f )(.41.NF > Ff所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。圖 可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 鉆套14Dd H公稱尺寸 允差12Dh1mCr?6 12 12+0.018+0.00722 18 10 4 9 0.5 18 0.5襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 ：表 固定襯套d D公稱尺寸 允差H公稱尺寸 允差C 112+0.034+0.01612 18+0.023+0.0120.5 2鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個(gè)沉頭螺釘和 2 個(gè)錐銷定位于夾具體上。3.3 定位誤差的分析分析定位誤差：基準(zhǔn)不重合誤差： 因鉆孔時(shí)，定位基準(zhǔn)為心軸的中心線，工序基準(zhǔn)也為心軸的中心線。故：△jb=0基準(zhǔn)位移誤差：△db=△D1+△d1+△1=0.022+0.022+0.08=0.056定位誤差： △dw=△jb+△db=0+0.056=0.056 故：△dw≤1/3T=0.18對平行方向的尺寸：△jb=0△db 應(yīng)該是上下平移△db1 轉(zhuǎn)動(dòng)角度后最大：△db1=0.056,15±tgθ2=±（△2max-△1max）/2x89=±0.00015△db=△db1+2x96x0.00015=0.0853.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用手動(dòng)螺旋夾緊方式。本工序由于是鉆小孔加工，切削力不大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)加大螺絲擰緊力以增加力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。1617參考資料1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社4. 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社6. 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》　　　王光斗、王春福主編 上海科技出版社7. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊》南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社8. 《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊》 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社11． 《機(jī)械制造工藝水學(xué)》 、 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 （教材）12． 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》13． 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 ， 機(jī)械工業(yè)出版社14． 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平主編 哈工大出版社15 《汽車制造工藝學(xué)》 侯家駒主編 機(jī)械工業(yè)出版社16． 《汽車構(gòu)造與修理圖解》 唐藝 主編 機(jī)械工業(yè)出版社17． 《汽車傳動(dòng)與行使部分檢修問答》 劉文舉 主編 人民郵電出版社寧XX 大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) (論 文 )怪手加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日1目 錄前 言 .............................................................................21 零件的分析 ......................................................................31.1 零件的作用 ................................................................31.2 零件的工藝分析 ............................................................32 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ....................................................................32.1 毛坯的制造形式 ............................................................32.2 基準(zhǔn)面的選擇 ..............................................................32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .......................................................32.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .......................................................32.3 制訂工藝路線 ..............................................................42.3.1 工藝線路方案一 .....................................................42.3.2 工藝路線方案二 .....................................................42.3.3 工藝方案的比較與分析 ...............................................52.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ....................................62.5 確定切削用量及基本工時(shí) ....................................................62.5.1 工序Ⅰ：粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.3 本工序采用計(jì)算法確定切削用量 .62.5.2 工序Ⅱ：精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.2 .............................72.5.3 工序Ⅲ 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.5......................92.5.4 工序Ⅳ 鉆孔中間槽底孔 Φ8 .........................................103 專用夾具設(shè)計(jì) .....................................................................123.1 問題的指出 ................................................................123.2 夾具設(shè)計(jì) .................................................................123.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .....................................................123.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 ..............................................123.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .......................................133.3 定位誤差的分析 ..........................................................143.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ..................................................15參考資料 ..........................................................................172前 言課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個(gè)主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個(gè)主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力.設(shè)計(jì),通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在 xx 教授的指導(dǎo)下完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并編寫了設(shè)計(jì)說明書。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力和經(jīng)驗(yàn)的有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。31 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是怪手，其主要作用是連接其他零件的作用。1.2 零件的工藝分析零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求： （查表 1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 ）1． 以 R4 為中心的加工部位。包括：尺寸為 R4 的 U 形槽，尺寸為 8 的與 14 相接的開檔槽, 長度為 21 的斜邊2.以 Φ5（孔距為 24 的）為加工表面.3. 以 M3 為深度為 6 的螺紋孔以 M3 為深度為 6 的螺紋的螺紋孔4.其它未注表面的粗糙度要求為 6.3,粗加工可滿足要求.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則） ，對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端4的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于 2MM 的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。2.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.3.1 工藝線路方案一工序號 工序內(nèi)容鑄造時(shí)效噴漆10 粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.320 精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.230 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.540 精銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 3.250 鉆孔中間槽底孔 Φ860 銑開檔槽寬度 870 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 Φ5 的孔（中心距為 24 的）100 鉆底面 M3 的底孔 Φ2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 Φ5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗(yàn)160 入庫2.3.2 工藝路線方案二工序號 工序內(nèi)容鑄造5時(shí)效噴漆10 鉆孔中間槽底孔 Φ8(R4)20 粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.330 精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.240 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.550 精銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 3.260 銑開檔槽寬度 870 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 Φ5 的孔（中心距為 24 的）100 鉆底面 M3 的底孔 Φ2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 Φ5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗(yàn)160 入庫2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用先加工端面， ；方案二是使用鉆削方式加工端面孔。兩相比較起來可以看出，加工端面孔缺少定位基準(zhǔn)，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線一。因此，最后的加工工藝路線確定如下：以上工藝過程詳見附表 1“機(jī)械加工工藝過程卡片” 。工序號 工序內(nèi)容鑄造時(shí)效噴漆10 粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.320 精銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 3.230 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.540 精銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 3.250 鉆孔中間槽底孔 Φ860 銑開檔槽寬度 8670 銑槽寬度 1480 銑錐形開檔槽長度 2190 鉆 Φ5 的孔（中心距為 24 的）100 鉆底面 M3 的底孔 Φ2.5110 攻絲 M3120 銑斷130 鉆錐形開檔處 Φ5 的孔140 鉗工打毛刺150 檢驗(yàn)160 入庫2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“怪手”零件材料為 HT200 鋼，硬度為 HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為 5kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 （以下簡稱〈〈工藝手冊〉 〉表 2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表 2.2-4,其余量值規(guī)定為 3.0~3.5 mm.現(xiàn)取5.2?3.0 mm。2.5 確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1 工序Ⅰ：粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.3 本工序采用計(jì)算法確定切削用量加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：粗銑上下表面，使粗糙度達(dá)到 6.3機(jī)床：X62W 臥式車床。刀具：刀片材料為 YG6，刀桿尺寸為 16mmX25mm,k =90°,r =15°r0=12 r =0.5mm。?0·R計(jì)算切削用量確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為 3 mm，則毛坯長度25.1?方向的最大加工余量為 4.25mm,分兩次加工,a =2mm 計(jì)。長度加工方向取 IT12 級，p取 mm。確定進(jìn)給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版） （以下簡稱《切削手04.?冊》表 1.4,當(dāng)?shù)稐U 16mmX25mm, a >表 1.30),故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。切削工時(shí)： t= nfl21?式中： L=105mm, L =4mm, L =012所以t= (min)27.350.64???2.5.3 工序Ⅲ 翻面，粗銑另外側(cè)邊面，使粗糙度達(dá)到 12.5f=0.41mm/r（見《切削手冊》表 2.7）r=12.25m/min（見《切削手冊》表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮） min)/(1302.10rdvnws ????按機(jī)床選取：=136r/min（按《工藝手冊》表 4.2-2）wn所以實(shí)際切削速度 min/68.1032510ndvw????切削工時(shí)計(jì)算：， =10mm， =4mmml65?1l2l=fntw21?min41..036??102.5.4 工序Ⅳ 鉆孔中間槽底孔 Φ8（1） 鉆 8?f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n= =401(r/min)810??V按機(jī)床選取： min/4rnw?所以實(shí)際切削速度為： i/95.16081dv??切削工時(shí)， ， 則：ml41?l32ml5?=fnltw?21 min157.03.4??t=6t=6 0.157=0.942min（2） 鉆孔 Φ5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n= =487r/min510??v按機(jī)床選取 min/rnw?實(shí)際切削速度 i/35.1051dv??切削工時(shí)， ， 則：ml15?l41ml32?=fnltw?1 min126.035.4??11min25.016.22???t（3） 4 深 20，孔深 24，底孔 Φ8.5HM610?f=0.35mm/rv=13m/min所以 n= =487r/min5.810??v按機(jī)床選取 min/rnw?實(shí)際切削速度 i/35.105.81dv??切削工時(shí)， ， 則：ml24?l41?ml2=fnltw?1 min16.035.24??i4.3?t（3） 攻螺紋 2-M3r=0.2m/s=12m/min所以 min/382rns?按機(jī)床選取則i/15w實(shí)際切削速度 in/9.103mndv????計(jì)算工時(shí)， ， 則：ml20?l31ml2=fnltw??1 in083.1352??mi..4.5t123 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序——鉆孔 5 的鉆床專用夾具。?本夾具將用于 Z3025 搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆 5 的孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要?應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對 5 孔進(jìn)?行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為 5。?則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =( 07.1)92()13.?FnHBF=420 )(.5.08.. N??轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.17.35.18..2 M????功率 P =mKWdV52.09.6.0在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù), 1.1;313K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??鉆削時(shí) T=17.34 N M?切向方向所受力: F =1LT2670534.???取 1.0?fF =4416f )(.41.NF > Ff所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。圖 可換鉆套鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 鉆套14Dd H公稱尺寸 允差12Dh1mCr?6 12 12+0.018+0.00722 18 10 4 9 0.5 18 0.5襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 ：表 固定襯套d D公稱尺寸 允差H公稱尺寸 允差C 112+0.034+0.01612 18+0.023+0.0120.5 2鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個(gè)沉頭螺釘和 2 個(gè)錐銷定位于夾具體上。3.3 定位誤差的分析分析定位誤差：基準(zhǔn)不重合誤差： 因鉆孔時(shí)，定位基準(zhǔn)為心軸的中心線，工序基準(zhǔn)也為心軸的中心線。故：△jb=0基準(zhǔn)位移誤差：△db=△D1+△d1+△1=0.022+0.022+0.08=0.056定位誤差： △dw=△jb+△db=0+0.056=0.056 故：△dw≤1/3T=0.18對平行方向的尺寸：△jb=0△db 應(yīng)該是上下平移△db1 轉(zhuǎn)動(dòng)角度后最大：△db1=0.056,15±tgθ2=±（△2max-△1max）/2x89=±0.00015△db=△db1+2x96x0.00015=0.0853.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用手動(dòng)螺旋夾緊方式。本工序由于是鉆小孔加工，切削力不大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)加大螺絲擰緊力以增加力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。1617參考資料1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社4. 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社6. 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊》南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社8. 《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊》 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社11． 《機(jī)械制造工藝水學(xué)》 、 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 （教材）12． 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》13． 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 ， 機(jī)械工業(yè)出版社14． 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平主編 哈工大出版社15 《汽車制造工藝學(xué)》 侯家駒主編 機(jī)械工業(yè)出版社16． 《汽車構(gòu)造與修理圖解》 唐藝 主編 機(jī)械工業(yè)出版社17． 《汽車傳動(dòng)與行使部分檢修問答》 劉文舉 主編 人民郵電出版社