1 零件的工藝分析及生產類型的確定1.1 零件的工藝分析通 過 對 該 零 件 圖 的 重 新 繪 制 ， 知 道 該 圖 的 視 圖 正 確 、 完 整 ， 尺 寸 、 公差 及 技 術 要 求 齊 全 。圓 柱 滑 塊 屬 于 異 形 件 ， 材 料 為 45 鋼 。 所 有 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 端 面 為 基 準 確 定 長 度100， 以 端 面 確 定 Ф 20 中 心 孔 的 位 置 ， 以 Ф 40 的 外 圓 為 基 準 確 定Ф 29.959 與 中 心 孔 的 同 軸 度 及 側 平 面 的 平 行 度 ， 以 中 心 孔 確 定 Ф 4 孔的 位 置 ， 以 側 平 面 確 定 各 中 心 孔 、 環(huán) 形 槽 位 置 及 Ф 4 孔 位 置 。通 過 分 析 該 零 件 ， 其 布 局 合 理 ， 方 便 加 工 ， 我 們 通 過 徑 向 夾 緊 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 物 體 的 形 狀 和大 小 ， 符 合 要 求 。1.2 零 件 的 生 產 類 型零 件 的 生 產 類 型 是 指 企 業(yè) （ 或 車 間 、 工 段 、 班 組 、 工 作 地 等 ） 生 產 專業(yè) 化 程 度 的 分 類 ， 它 對 工 藝 規(guī) 程 的 制 訂 具 有 決 定 性 的 影 響 。 生 產 類 型 一 般可 分 為 大 量 生 產 、 成 批 生 產 和 單 件 生 產 三 種 類 型 ， 不 同 的 生 產 類 型 有 著 完全 不 同 的 工 藝 特 性 。 此 零 件 的 生 產 類 型 為 中 批 或 大 批 大 量 。2 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡圖2.1 毛坯的選擇毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、鑄造4、焊接 5、其他毛坯。根據零件的材料，推薦用型材或鍛件，本零件生產批量為中批量或大批大量，該 零 件 材 料 為 45 號 鋼 ， 應 選 鍛 件 。 根 據 零 件 形 狀 ，采 用 棒 料 便 于 加 工 。2.2 確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差零 件 毛 坯 為 棒 料 ， 只 需 確 定 端 面 及 外 圓 的 機 械 加 工 余 量 、 毛 坯 尺 寸 和公 差 。 零 件 外 圓 及 端 面 的 表 面 粗 糙 度 均 為 3.2， 外 圓 直 徑 的 公 差 為IT7， 長 度 的 公 差 為 IT8。 根 據 零 件 的 基 本 尺 寸 、 公 差 及 表 面 粗 糙 度 ， 查表 得 到表 面 加 工 方 法加 工 表 面 粗 糙 度 要 求 加 工 方 法右 端 面 3.2 粗 車 -半 精 車左 端 面 3.2 粗 車 -半 精 車外 圓 3.2 粗 車 -半 精 車 -精 車根 據 查 表 ， 由 各 加 工 表 面 的 工 藝 路 線 、 工 序 （ 或 工 步 ） 余 量 ， 工 序（ 或 工 步 ） 尺 寸 及 其 公 差 、 表 面 粗 糙 度 確 定 毛 坯 尺 寸 。毛 坯 總 長 為 105， 外 圓 Ф 53。2.3 設計及繪制毛坯圖毛 坯 為 圓 柱 棒 料 ， 根 據 得 出 的 毛 坯 尺 寸 ， 利 用 電 子 圖 板 繪 出 毛 坯 圖 。3 機械加工工藝規(guī)程設計3.1 擬定工藝路線工 藝 路 線 的 擬 定 包 括 ： 定 位 基 準 的 選 擇 ； 各 表 面 加 工 方 法 的 確 定 ； 加工 階 段 的 劃 分 ； 工 序 集 中 程 度 的 確 定 ； 工 序 順 序 的 安 排 。 考 慮 到 實 際 經 驗的 缺 乏 ， 加 之 時 間 的 限 制 ， 主 要 進 行 了 定 位 基 準 的 選 擇 、 各 表 面 加 工 方 法的 確 定 和 工 序 順 序 的 安 排 工 作 。3.2 定位基準的選擇擬 定 工 藝 路 線 的 第 一 步 是 選 擇 定 位 基 準 ， 為 保 證 整 個 機 械 加 工 工 藝 過程 順 利 進 行 ， 通 常 應 先 考 慮 如 何 選 擇 精 基 準 來 加 工 各 個 表 面 ， 然 后 考 慮 如何 選 擇 粗 基 準 把 作 為 精 基 準 的 表 面 先 加 工 出 來 。圓 柱 滑 塊 基 本 上 是 圓 柱 體 ， 根 據 表 面 粗 糙 度 要 求 和 精 度 要 求 ， 先粗 車 右 端 面 以 得 到 的 右 端 面 為 粗 基 準 ， 粗 車 左 端 面 。 然 后 以 粗 車 得 到的 左 端 面 為 基 準 再 半 粗 車 右 端 面 ， 再 以 半 粗 車 得 到 的 右 端 面 為 基 準 半 粗 車左 端 面 ， 以 保 證 工 件 長 度 的 尺 寸 要 求 。 外 圓 經 過 粗 車 、 半 精 車 、 精 車 達 到尺 寸 要 求 。 加 工 側 平 面 時 以 外 圓 為 基 準 ， 經 過 粗 銑 、 精 銑 、 磨 ， 來 達 到 尺寸 要 求 。 內 孔 加 工 以 外 圓 為 基 準 保 證 同 軸 度 的 精 度 要 求 ， 以 中 心 軸 線 為 基準 達 到 尺 寸 要 求 。 端 面 Ф 4 孔 以 側 平 面 為 基 準 達 到 位 置 要 求 。 具 體 而 言 ，即 選 外圓 及 一 端 面 作 為 精 基 準 。 由 于 本 零 件 全 部 表 面 都 需 要 加 工 ， 而 孔 作為 精 基 準 ， 應 先 進 行 加 工 ， 因 此 應 選 外 圓 及 一 端 面 為 粗 基 準 。3.3 工序順序的安排當 零 件 的 加 工 質 量 要 求 較 高 時 ,往 往 不 可 能 用 一 道 工 序 來 滿 足 要 求 ,而 要 用 幾 道 工 序 逐 步 達 到 所 要 求 的 加 工 質 量 和 合 理 地 使 用 設 備 、 人 力 ,零件 的 加 工 過 程 通 常 按 工 序 性 質 不 同 ,可 以 分 為 粗 加 工 ,半 精 加 工 ,精 加工 三 個 階 段 。① 粗 加 工 階 段 ： 其 任 務 是 切 除 毛 坯 上 大 部 分 余 量 ， 使 毛 坯 在 形 狀 和 尺寸 上 接 近 零 件 成 品 ， 因 此 ， 主 要 目 標 是 提 高 生 產 率 ， 并 為 后 續(xù) 工 序 提 供 精基 準 。② 半 精 加 工 階 段 ： 其 任 務 是 使 主 要 表 面 達 到 一 定 的 精 加 工 余 量 ， 為 主 要 表面 的 精 加 工 做 好 準 備 。③ 精 加 工 階 段 ： 其 任 務 就 是 保 證 各 主 要 表 面 達 到 規(guī) 定 的 尺 寸 精 度 ， 留 一 定的 精 加 工 余 量 ， 為 主 要 表 面 的 精 加 工 做 好 準 備 ， 并 可 完 成 一 些 次 要 表 面 的加 工 。 如 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 ， 主 要 目 標 是 全 面 保 證 加 工 質 量 。根 據 各 加 工 表 面 的 加 工 方 法 和 各 工 序 間 加 工 余 量 ， 考 慮 加 工 過 程 中 定位 基 準 的 選 擇 原 則 ， 確 定 工 序 順 序 。 在 工 序 順 序 安 排 中 ， 不 僅 要 考 慮 機 械加 工 工 序 ， 還 應 考 慮 熱 處 理 和 輔 助 工 序 ， 遵 循 先 基 準 后 其 他 、 先 粗 后 精 、先 主 后 次 、 先 面 后 孔 的 原 則 ， 最 終 確 定 的 工 序 順 序 詳 見 表 ， 以 此 為 依 據 ，填 寫 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 。加 工 工 序工 序 工 序 名 工 序 內 容1 車 粗 車 右 端 面2 車 粗 車 左 端 面3 車 半 精 車 右 端 面4 車 半 精 車 左 端5 車 粗 車 、 半 精 車 、 精 車 Φ 486 銑 粗 銑 、 精 銑 Φ 48 側 面7 銑 銑 環(huán) 形 槽8 鉆 鉆 螺 紋 底 孔9 車 車 螺 紋10 車 車 內 孔 、 倒 角11 鉆 鉆 外 圓 通 孔12 鉆 鉆 端 面 孔13 鉗 工 去 毛 刺14 磨 磨 側 平 面15 檢 驗 檢 驗 各 尺 寸4 工序設計4.1 選擇加工設備各 工 序 的 工 步 數 不 多 ， 成 批 生 產 不 要 求 很 高 的 生 產 率 ， 故 選 用 臥 式 車床 就 能 滿 足 要 求 。 本 零 件 外 廓 尺 寸 不 大 ， 精 度 要 求 不 高 ， 選 用 常 用 的 CM6125 型 臥 式 車 床 ； 粗 銑 及 精 銑 ， 應 選 臥 式 銑 床 。 考 慮 本 零 件 屬 成 批 生產 ， 所 選 機 床 使 用 范 圍 較 廣 為 宜 ， 故 選 常 用 的 X50125 型 銑 床 能 滿 足 加工 要 求 。 鉆 小 孔 在 立 式 鉆 床 上 加 工 ， 故 選 Z525 型 立 式 鉆 床 。 磨 床 磨 平面 應 選 W313M 型 磨 床 。4.2 選擇工藝裝備4.2.1 選 擇 夾 具本 零 件 粗 銑 及 精 銑 平 面 、 銑 槽 、 鉆 小 孔 、 車 螺 紋 內 孔 、 車 螺 紋 及 倒 角等 工 序 需 要 專 用 夾 具 ， 其 他 各 工 序 使 用 通 用 夾 具 即 可 。4.2.2 選 擇 刀 具車 端 面 選 擇 端 面 車 刀 ， 車 外 圓 選 擇 外 圓 車 刀 ， 銑 平 面 、 銑 槽 選 擇 銑 刀 ，鉆 螺 紋 底 孔 選 擇 鉆 頭 ， 車 螺 紋 選 擇 內 螺 紋 車 刀 ， 車 內 孔 選 擇 內 孔 車 刀 ， 鉆孔 選 擇 麻 花 鉆 ， 磨 平 面 選 擇 成 型 砂 輪 。4.2.3 選 擇 量 具根據零件的尺寸要求選用游標卡尺。5Ф4 孔的專用機床夾具設計5.1 定位方案的設計本 夾 具 的 定 位 方 案 ， 采 用 支 撐 釘 和 定 位 心 軸 確 定 在 夾 具 體 中 的 位置 。 該 定 位 方 案 限 制 了 工 件 的 5 個 自 由 度 ， 較 好 的 滿 足 零 件 加 工 要 求 ，定 位 合 理 。5.2 定位誤差分析與計算所 謂 定 位 誤 差 ， 是 指 由 于 工 件 定 位 造 成 的 加 工 面 相 對 工 序 基 準 的 位 置誤 差 。 因 為 對 一 批 工 件 來 說 ， 刀 具 經 調 整 后 位 置 是 不 動 的 ， 即 被 加 工 表 面的 位 置 相 對 于 定 位 基 準 是 不 變 的 ， 所 以 定 位 誤 差 就 是 工 序 基 準 在 加 工 尺 寸方 向 上 的 最 大 變 動 量 。 造 成 定 位 誤 差 的 原 因 有 ： 由 于 定 位 基 準 與 工 序 基 準不 一 致 所 引 起 的 定 位 誤 差 ， 稱 基 準 不 重 合 誤 差 ， 即 工 序 基 準 相 對 定 位 基 準在 加 工 尺 寸 方 向 上 的 最 大 變 動 量 ， 以 表 示 ； 由 于 定 位 副 制 造 誤 差 及b?其 配 合 間 隙 所 引 起 的 定 位 誤 差 ， 稱 基 準 位 移 誤 差 ， 即 定 位 基 準 的 相 對 位 置在 加 工 尺 寸 方 向 上 的 最 大 變 動 量 ， 以 表 示 。 。jdbj???分 析 和 計 算 定 位 誤 差 的 目 的 ， 就 是 為 了 判 斷 所 采 用 的 定 位 方 案 能 否 保證 加 工 要 求 ， 以 便 對 不 同 方 案 進 行 分 析 比 較 ， 從 而 選 出 最 佳 定 位 方 案 ， 它是 決 定 定 位 方 案 時 的 一 個 重 要 依 據 。夾 具 的 主 要 定 位 元 件 為 定 位 心 軸 。 所 以 該 定 位 心 軸 的 尺 寸 公 差 現規(guī) 定 為 與 本 零 件 在 工 作 時 相 配 的 尺 寸 公 差 相 同 ， 所 以 定 位 誤 差 為0.043。零 件 規(guī) 定 孔 在 軸 線 20mm 圓 周 上 ， 孔 距 離 軸 線 38mm， 已 知 孔 位 置?主 要 由 夾 具 體 定 位 誤 差 、 夾 具 體 與 鉆 模 板 的 配 合 誤 差 、 鉆 模 板 以 及 夾 具 體的 制 造 誤 差 組 成 。夾 具 體 的 制 造 誤 差 為 ： 對 定 位 孔 軸 線 平 行 度 為 ： 0.02， 則 夾 具 體與 鉆 模 板 配 合 誤 差 ， 有 0.02+0.043＜ 0.1, 故 誤 差 不 超 過 允 許 誤 差 。5.3 導向元件設計鉆 床 夾 具 的 刀 具 導 向 元 件 為 鉆 套 ， 鉆 套 的 作 用 是 確 定 刀 具 相 對 夾 具 定位 元 件 的 位 置 ， 并 在 加 工 中 對 鉆 頭 等 孔 加 工 刀 具 進 行 引 導 ， 防 止 刀 具 在 加工 中 發(fā) 生 偏 斜 。由 于 該 孔 的 加 工 方 法 是 直 接 鉆 孔 。 所 以 ， 采 用 可 換 式 鉆 套 。5.4 夾緊裝置的設計在 加 工 過 程 中 ， 工 件 會 受 到 切 削 力 、 慣 性 力 、 離 心 力 等 外 力 的 作 用 ，為 了 保 證 在 這 些 力 作 用 下 ， 工 件 仍 能 在 夾 具 中 保 持 定 位 的 正 確 位 置 ， 而 不致 發(fā) 生 位 移 或 產 生 振 動 ， 一 般 在 夾 具 結 構 中 都 必 須 設 置 一 定 的 夾 緊 裝 置 ，把 工 件 壓 緊 夾 牢 在 定 位 元 件 上 。在 該 夾 具 體 設 計 中 ， 采 用 心 軸 進 行 螺 旋 夾 緊 。 夾 緊 力 的 計 算 采 用計 算 ， 其 中 的 --摩 擦 系 數 ， 一 般 取 0.1-0.15， 由/(13/)jFLfH??f于 在 進 行 鉆 孔 工 序 時 ， 夾 緊 力 作 用 表 面 的 表 面 粗 糙 度 較 小 ， 所 以 本 設 計 中選 擇 = 0.1。f5.5 夾具結構設計及操作簡要說明在 設 計 夾 具 進 應 該 注 意 提 高 勞 動 生 產 率 。 鉆 孔 精 度 要 求 不 高 ， 直 接鉆 孔 便 可 達 到 。裝 夾 工 件 時 ， 先 翻 開 鉆 模 板 把 工 件 放 在 夾 具 上 ， 由 支 撐 釘 定 位 ，把 螺 母 鎖 上 。 這 樣 就 可 以 鉆 削 了 。6 方案綜合評價與結論本 方 案 采 用 一 面 一 心 軸 定 位 方 式 ， 限 制 了 工 件 的 5 個 自 由 度 ， 采用 螺 母 夾 緊 ， 很 好 的 確 定 工 件 在 夾 具 體 中 的 位 置 。 在 鉆 孔 工 序 前 的 工 序尺 寸 保 證 的 情 況 下 ， 不 會 產 生 過 定 位 。 綜 上 所 述 ， 本 次 課 程 設 計 的 基 本 目的 已 經 達 到 ， 較 好 的 反 映 了 零 件 加 工 過 程 中 的 定 位 需 要 。 同 時 ， 在 專 用 夾具 設 計 過 程 中 ， 通 過 查 閱 大 量 資 料 ， 所 設 計 的 夾 具 在 使 用 上 十 分 方 便 ， 定位 準 確 。 繪 制 夾 具 體 裝 配 圖 時 ， 很 好 運 用 了 機 械 制 圖 的 知 識 ， 圖 幅 表 達 合理 ， 線 條 準 確 。7 體會與展望為 期 三 周 的 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 就 要 結 束 了 ， 回 首 近 20天 的 設 計 過 程 ， 感 慨 萬 千 。 感 的 是 較 好 的 完 成 了 設 計 任 務 ， 在 設 計 過 程 中 ，通 過 各 種 途 徑 解 決 了 所 遇 到 的 困 難 。 慨 的 是 在 細 節(jié) 問 題 的 把 握 上 還 很 欠 缺 ，過 程 技 術 人 員 追 求 的 是 完 美 ， 我 想 ， 我 的 課 程 設 計 離 完 美 還 有 很 遠 的 路 要走 。 三 周 的 時 間 里 ， 查 閱 了 數 十 本 機 械 加 工 與 夾 具 設 計 方 面 的 資 料 。 在 繪制 夾 具 體 裝 配 圖 時 ， 由 于 對 機 械 制 圖 中 的 有 關 內 容 有 些 陌 生 ， 所 以 索 性 翻出 機 械 制 圖 書 ， 也 算 溫 習 了 功 課 。 最 終 ， 通 過 自 己 的 努 力 ， 很 好 的 完 成 了裝 配 圖 的 繪 制 ， 也 對 機 械 制 圖 的 內 容 有 了 更 深 的 理 解 。 同 時 ， 也 練 習 了 電子 圖 板 軟 件 的 使 用 ， 能 熟 練 的 解 決 繪 圖 過 程 中 所 遇 到 的 問 題 ， 最 重 要 的 是繪 圖 的 速 度 和 質 量 有 了 很 大 的 提 高 。從 剛 拿 到 題 目 時 的 無 從 下 手 ， 到 初 步 了 解 機 械 零 件 加 工 的 工 藝 過 程 ，這 其 中 的 個 中 體 會 只 有 自 己 能 夠 理 解 ， 也 使 我 更 加 堅 信 在 做 任 何 事 時 ， 我們 都 應 該 認 真 去 對 待 。 通 過 這 次 課 程 設 計 ， 雖 然 了 解 了 機 械 加 工 工 藝 過 程 ，但 離 實 際 還 很 遠 ， 路 還 很 長 ， 但 慶 幸 的 是 自 己 對 機 械 加 工 工 藝 過 程 有 了 初步 的 了 解 ， 課 程 設 計 過 程 中 ， 一 步 一 個 腳 印 走 出 來 了 。 在 課 余 ， 打 算 多 看一 些 機 械 加 工 工 藝 方 面 的 書 ， 多 練 習 軟 件 繪 圖 ， 更 重 要 的 是 學 習 其 中 的 設計 理 念 。參考文獻[1]孫 麗 媛 .機 械 制 造 工 藝 及 專 用 夾 具 設 計 指 導 [M].北 京 ： 冶 金 工 業(yè) 出 版 社 ，2002[2]倪 森 壽 .機 械 制 造 工 藝 與 裝 備 習 題 集 和 課 程 設 計 指 導 書 [M].北 京 ： 化 學 工 業(yè)出 版 社 ， 2003[3]劉 守 勇 .機 械 制 造 工 藝 與 機 床 夾 具 [M].北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2000[4]陳 宏 均 .機 械 加 工 工 藝 施 工 員 手 冊 [M].北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2008[5]楊 黎 明 .機 床 夾 具 設 計 手 冊 [M].北 京 ： 國 防 工 業(yè) 出 版 社 ， 1996