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一、序言 - 2 - 二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 - 2 - 1 零件的作用 - 2 - 2 零件的工藝分析 - 2 - 3 零件的生產(chǎn)類型 - 3 - 三、毛坯的選擇與設(shè)計 - 4 - 1 選擇毛坯 - 4 - 2 確定機(jī)械加工余量 - 4 - 3 設(shè)計毛坯圖 - 5 - 四、加工方法和工藝路線的設(shè)計 - 6 - 1 定位基準(zhǔn)的選擇 - 6 - （1）粗基準(zhǔn)的選擇 - 6 - （2）精基準(zhǔn)的選擇 - 7 - 2 零件表面加工方法的選擇 - 7 - 3 制訂工藝路線 - 8 - 五、工序設(shè)計 - 10 - 1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 - 10 - （1）選擇機(jī)床 - 10 - （3）選擇量具 - 11 - 2 確定工序尺寸 - 11 - （1）φ24端面加工余量 - 11 - （2）鉆13、擴(kuò)14H9孔 - 12 - （3）面加工余量 - 12 - （3）鉆孔 - 13 - 六、確定切削用量及基本時間 - 13 - 1工序3 - 13 - 2 工序4 - 14 - 2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。 - 14 - 2.2確定擴(kuò)φ14H9孔的切削用量。 - 14 - 2.3基本時間 - 14 - 3工序6 - 15 - 3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量 - 15 - 3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 - 15 - 3.3確定開擋腳面的切削用量 - 16 - 4工序7 - 16 - 5 、工序8 - 17 - 七、夾具設(shè)計 - 17 - 八、設(shè)計小結(jié) - 18 - 九、參考資料 - 19 - - 19 - 一、序言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計我們能綜合運用機(jī)械制造基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，在老師和同學(xué)的幫助下，我還對夾具，機(jī)床，刀具的的結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深的了解，不知不覺中我的圖紙分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計能力都得到了提高，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 在結(jié)束了《機(jī)械制造基礎(chǔ)》及有關(guān)課程的學(xué)習(xí)后，通過本次的設(shè)計使我們所學(xué)的知識得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學(xué)會全面綜合地運用所學(xué)知識，去分析和解決機(jī)械制造中的問題的能力。 由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。 二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 零件的作用 題目所給的零件為倒擋撥叉，是與操縱機(jī)構(gòu)零件結(jié)合用與撥動滑動齒輪實現(xiàn)輸出軸的倒轉(zhuǎn)。故對配合面、14H13槽以及下?lián)懿嬗芯纫蟆? 2 零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。 從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有14H9表面粗糙度為Ra6.3um，其軸軸要保證直線度M級0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25；R19面粗糙度為Ra12.5um，表面要求淬火處理，硬度要求為48~53HRC；下爪總長公差尺寸為-1到0；后腳面公差尺寸為0到0.52，前面到軸線尺寸18的公差尺寸為±0.2；孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為±0.15，孔深32公差尺寸為-1到0；撥叉尺寸要求較高，兩內(nèi)表面歸于孔8.7的對稱度為0.4，內(nèi)表面表面粗糙度為Ra12.5，內(nèi)表面滿足配合14H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還需锪平直徑為12；孔24端面、開擋內(nèi)R15面、孔8.7內(nèi)表面以及槽14H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。 3 零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目，結(jié)合生產(chǎn)實際可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。 三、毛坯的選擇與設(shè)計 1 選擇毛坯 該零件材料為ZG310-570，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用鑄件成型。 2 確定機(jī)械加工余量 鑄件的尺寸公差按GB/T6414-1999確定，機(jī)械加工余量按GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570。由于是大批量且形狀復(fù)雜的零件，所以毛坯選擇砂型鑄造。 根據(jù)GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT為8-12級。加工余量等級為F~H。所以，可取CT=9級。查表（GB/T6414）查出各表面的公差數(shù)值。 零件尺寸 公差CT 端面46 2 腳面圓柱面15 1.6 腳面圓柱面19 1.7 兩腳面尺寸6 1.5 14H13槽面尺寸14 1.6 槽底面14 1.6 叉腳開擋尺寸23 1.7 3 設(shè)計毛坯圖 撥叉毛坯圖尺寸（單位：mm） 零件表面 總余量 毛坯尺寸 公差CT 端面46 2 50 2 腳面圓柱面15 2 13 1.6 腳面圓柱面19 2 17 1.7 兩腳面尺寸6 2 10 1.5 14H13槽面尺寸14 2 10 1.6 槽底面14 2 12 1.6 叉腳開擋尺寸23 2 19 1.7 下圖為該零件的毛坯圖（具體尺寸請看毛坯圖）： 四、加工方法和工藝路線的設(shè)計 1 定位基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這個是粗基準(zhǔn)，該零件選用肋板6的左端面作為粗基準(zhǔn)來加工φ14H9孔。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，以及當(dāng)零件有不加工表面應(yīng)該以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)的原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，加工φ14H9孔，保證其軸線的直線度，并作為以后工序的定位基準(zhǔn)，這個基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 在選精基準(zhǔn)時采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 2 零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有內(nèi)孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等，材料為ZG310-570。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。 （1）φ24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。 （2）φ14H9孔：公差等級為9級，表面粗糙度為Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根據(jù)GB/T1800.3-1998規(guī)定其公差等級按IT9，可以先鉆后擴(kuò)孔來滿足要求。 （3）開擋φ15內(nèi)圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標(biāo)注公差等級，故粗銑即可滿足要求。 （4）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。 （4）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。 （5）槽14H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級13，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。 （6）槽14H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。 （7）孔φ：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸為0到0.1，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT11，采用鉆孔即可達(dá)到要求。 3 制訂工藝路線 工藝路線的擬定為保證達(dá)到零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)所采用的通用機(jī)床配以專用加工夾具，并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降?，F(xiàn)有工藝路線如下： 工藝路線一 工藝路線二 精鑄退火 精鑄退火 工序 工序 銑端面 鉆孔 鉆孔 粗銑腳面 擴(kuò)孔 銑端面 倒角 擴(kuò)孔 粗銑腳面 倒角 銑開擋 銑開擋 銑槽 銑槽 鉆孔 鉆孔 精銑腳面 方案的比較選擇： 方案2先銑腳面雖然滿足了先面后孔的原則，但是對于后面工序的基準(zhǔn)選定卻不夠方便，所以不合理，根據(jù)根據(jù)經(jīng)濟(jì)性級工序內(nèi)容的簡便性可選擇方案一，并制定出詳細(xì)的工序內(nèi)容。 毛坯為精鑄件，拿到毛坯后應(yīng)該先退火處理下，消除掉鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及誤差。并在毛坯車間調(diào)整好毛坯的機(jī)械性能以達(dá)到技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間加工，具體工序如下： 鑄造 熱處理 銑端面 鉆13孔、擴(kuò)14H9孔 倒角 銑腳面、開擋 銑槽 鉆8.7 去毛刺 檢驗 根據(jù)工序安排編出機(jī)械加工工序卡，共6張。 五、工序設(shè)計 1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）選擇機(jī)床 1-1工序4鉆13孔、擴(kuò)14H9孔、工序5倒角及工序8鉆8.7，工步不多，選用立式鉆床就能滿足要求，本零件外廓尺寸不大，選用Z525立式鉆床。 1-2工序3、6、7是粗銑和精銑，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式銑床就能滿足要求，選用X62臥式銑床即可。 選擇刀具（參考《指南》） 1-1工序3銑端面 1-2工序4鉆13孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T1438.1-1996。其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 1-3工序4擴(kuò)14H9孔。選擇14 GB/T 1141-1984。其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。 1-4工序5倒角。 1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀，直徑為100，孔徑d=27，齒數(shù)z=12。 1-6工序8鉆8.7孔?？讖綖?.7mm無通用刀具，故可制造專用刀具，方便制造及經(jīng)濟(jì)效益，可做成直柄麻花鉆。 （3）選擇量具 本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關(guān)手冊資料，選擇量具如下表： 工序 工序名稱 量具 3 銑端面 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 4 鉆13孔擴(kuò)、14H9孔 游標(biāo)卡尺、塞規(guī) 5 倒角 游標(biāo)卡尺 6 銑腳面、開擋 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 7 銑槽 游標(biāo)卡尺、粗糙塊 8 鉆8.7 游標(biāo)卡尺、塞規(guī) 2 確定工序尺寸 （1）φ24端面加工余量 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 粗銑 粗銑 端面50 4 46 Ra25 （2）鉆13、擴(kuò)14H9孔 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉆擴(kuò)孔 鉆孔 擴(kuò)孔 鉆孔 擴(kuò)孔 鉆孔 擴(kuò)孔 13 1 —— Ra6.3 （3）面加工余量 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 精銑 粗銑 精銑 粗銑 精銑 R15圓柱面 2 —— 15 —— Ra25 —— R19圓柱面 2 —— —— Ra12.5 —— 腳面 1.6 0.4 Ra12.5 Ra6.3 14H13槽底面 2 —— 10 —— Ra25 —— 14H13槽 1.6 0.4 14.4 Ra25 Ra12.5 （3）鉆孔 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 孔 8.7 Ra25 六、確定切削用量及基本時間 1工序3 切削用量：本工序為粗車端面，已知加工材料為ZG310-570，表面淬火處理后HRC40-50。 確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。 校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 2 工序4 切削用量：本工序為鉆φ13mm、擴(kuò)φ14H9。 2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。 所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆，其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進(jìn)給量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==514.19r/min,故取n=545r/min，此時v==22.26m/min。 2.2確定擴(kuò)φ14H9孔的切削用量。 所選刀具為14 GB/T 1141-1984，其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。 確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進(jìn)給量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==1364.19r/min,故取n=960r/min，此時v==42.2m/min。 2.3基本時間 確定鉆φ13mm孔的基本時間 = 確定擴(kuò)φ14H9孔的基本時間 = 3工序6 切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。 3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。 校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為 。 校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 3.3確定開擋腳面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=6.3um及有垂直度要求），選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。 校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 4工序7 本工序為銑槽，先粗銑槽底，再銑槽。 4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。 校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對稱度為0.4），選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。 校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 5 、工序8 本工序為鉆8.7，并锪平12。 確定鉆8.7孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆，其直徑為8.7mm，工作長度80mm，，總長122mm。 確定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得進(jìn)給量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此時v==26.24m/min。 七、夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序——銑槽14。兩夾具將分別用于X61銑床，刀具為立式銑刀。 (一)問題的提出 本夾具主要用來銑槽14，在加工時應(yīng)保證和槽14的垂直度要求。此外，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。精度不是主要考慮的問題。 (二)夾具設(shè)計 1、定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知, ,相對于槽14孔有0.15的垂直度要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇孔中心為定位基準(zhǔn)保證該垂直度。 2、切削力及夾緊力計算 根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，取：，故實際切削速度： 當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： 查說明書，取 計算切削基本工時： 因此， 3、夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設(shè)計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母扣，拔下固定V型塊，實現(xiàn)工件的快換。 八、設(shè)計小結(jié) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)之后的一項重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，和一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ). 由于能力有限、時間有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo) 九、參考資料 [1]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 秦凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [2]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 王光斗 王春福主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [3]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 吉衛(wèi)喜 高等教育出版社 [4]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 上海科學(xué)技術(shù)出版社