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0 課程設(shè)計(jì) 課 題： 解放汽車第四速及第五速變速叉的加工工藝 規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 專 題： 專 業(yè)： 機(jī) 械 制 造 及 自 動(dòng) 化 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時(shí) 間： 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于解放汽車第四速及第五速變速叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè) 計(jì)。解放汽車第四速及第五速變速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的 加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加 工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位 加工出端面平面，再以端面平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用 端面平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。大孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個(gè)加工過程 均選用通用。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因 此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：解放汽車第四速及第五速變速叉零件；工藝；夾具； 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................1 第 1 章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .......................................................................................- 1 - 1.1 零件的分析 ..................................................................................................................- 1 - 1.1.1 零件的作用 ............................................................................................................- 1 - 1.1.2 零件的工藝分析 ....................................................................................................- 2 - 1.2 解放汽車第四速及第五速變速叉加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng) 措施 .....................................................................................................................................- 2 - 1.2.1 孔和平面的加工順序 ............................................................................................- 2 - 1.2.2 孔系加工方案選擇 ................................................................................................- 3 - 1.3 解放汽車第四速及第五速變速叉加工定位基準(zhǔn)的選擇 ..........................................- 4 - 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ........................................................................................................- 4 - 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 ........................................................................................................- 4 - 1.4 解放汽車第四速及第五速變速叉加工主要工序安排 ..............................................- 5 - 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................- 9 - 1.6 毛坯種類的選擇 ........................................................................................................- 10 - 1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 ........................................................................................- 11 - 1.7.1 機(jī)床選用 ..............................................................................................................- 11 - 1.7.2 選擇刀具 ..............................................................................................................- 11 - 1.7.3 選擇量具 ..............................................................................................................- 12 - 1.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ........................................................- 12 - 1.9 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） .................................................................- 13 - 第 2 章 鉆 M10 螺紋孔夾具設(shè)計(jì) ...................................................................................- 19 - 2.1 設(shè)計(jì)思想 .....................................................................................................................- 19 - 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .........................................................................................................- 19 - 2.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 .............................................................................................- 19 - 2.4 誤差分析與計(jì)算 .........................................................................................................- 21 - 2.5 導(dǎo)向方案及導(dǎo)向元件的選擇和設(shè)計(jì) .........................................................................- 21 - 2.6 夾具操作說明 .............................................................................................................- 22 - 參文考獻(xiàn) ...........................................................................................................................- 24 - 致謝 ...................................................................................................................................- 25 - - 1 - 第 1 章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉。解放汽車第四速及第五速變速叉的 主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此解放汽車第四 速及第五速變速叉零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工 作精度、使用性能和壽命。 圖 1.1 零件圖 - 2 - 1.1.2 零件的工藝分析 由解放汽車第四速及第五速變速叉零件圖可知。解放汽車第四速及第五速變速叉零件， 它的外表面上有平面需要進(jìn)行加工。82.2 mm 系在前后端面上。此外各表面上還需加工10 一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1.以 19 mm 孔為中心的加工表面.045. 這組加工表面包括:19 mm 孔及其倒角,孔上端尺寸為045. 16 mm 的槽 ,槽的外側(cè)厚度為 10.8mm 的兩個(gè)側(cè)面, 19 mm 孔的24.0 045. 上端距其中心 12mm 的兩個(gè)端面,還有孔下端 M10 的螺紋孔. 2.以 82.2 mm 孔為中心的加工表面.10 這組加工表面包括: 82.2 mm 的孔及其倒角, 82.2 mm 的孔10 10 的側(cè)面,距 M10 螺紋孔中心線 63.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置 要求,主要是:82.2 mm 孔與其外端面垂直度公差為 0.1mm.10 1.2 解放汽車第四速及第五速變速叉加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì) 所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該解放汽車第四速及第五速變速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。 一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于解放汽車第四速 及第五速變速叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和 平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.2.1 孔和平面的加工順序 解放汽車第四速及第五速變速叉類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工解放汽 車第四速及第五速變速叉上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 解放汽車第四速及第五速變速叉的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平 - 3 - 面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先 切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù) 刀具。 解放汽車第四速及第五速變速叉零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平 面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案選擇 解放汽車第四速及第五速變速叉孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加 工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿 足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 根據(jù)解放汽車第四速及第五速變速叉零件圖所示的解放汽車第四速及第五速變速叉的精 度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，解放汽車第四速及第五速變速叉孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜 模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo) 進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所 以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、 鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度 也受到一定限制。 （2）用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品 更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這 種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需 要采用坐標(biāo)法鏜孔。 用坐標(biāo)法鏜孔，需要將解放汽車第四速及第五速變速叉孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo) - 4 - 系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。 1.3 解放汽車第四速及第五速變速叉加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入解放汽車第四速及第五速變速叉的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以解放汽車第四速及第五速 變速叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作 為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于 是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余 量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就 間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。 現(xiàn)選取 19 mm 孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共045. 兩個(gè) V 形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度. 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證解放汽車第四速及第五速變速叉孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證解放汽車第四速及第五速變速叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一 的基準(zhǔn)定位。從解放汽車第四速及第五速變速叉零件圖分析可知，它的端面平面與各主要支 承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三 個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng) 一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是解放汽車第四速及第五速變速叉的裝配基準(zhǔn)， 但因?yàn)樗c解放汽車第四速及第五速變速叉的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔 系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不 重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù). - 5 - 1.4 解放汽車第四速及第五速變速叉加工主要工序安排 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。解放汽車第四速及第五速變 速叉加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。 第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到解放汽車第四速及 第五速變速叉加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，端面面上的螺孔 也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺 紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于解放汽車第 四速及第五速變速叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再 加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝 方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖 紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加 工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及 0.25%c908 0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、 砂粒等的殘留量不大于 。mg20 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將解放汽車第四速及第五速變速叉加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工藝路線 工序 粗銑 16 mm 槽,以 19 mm 孔定位.24.0045. 工序 粗銑 16 mm 槽的兩側(cè)面,以 19 mm 孔定位..0 045. 工序 粗銑距 19 mm 中心 12mm 的兩個(gè)端面,以 19 mm 孔45. 045. 及 16 mm 槽底為基準(zhǔn) .24.0 - 6 - 工序 16 mm 槽兩端 1.5*450倒角.24.0 工序 鉆鉸 19 mm 孔并倒角.045. 工序 鉆距槽(16 mm)12mm 底面 M10 螺紋孔并倒角.2.0 工序 攻螺紋 M10. 工序 粗銑 82.2 mm 孔的兩端面.10 工序 粗鏜 81.7 mm 孔. 工序 精鏜 82.2 mm 孔.10 工序 82.2 mm 孔 1*450倒角 工序 精銑 82.2 mm 孔的兩端面.10 工序 終檢. 工藝路線二： 工序 粗銑 16 mm 槽,以 19 mm 孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位,24.0045. 選用 XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具. 工序 粗銑 16 mm 槽的兩側(cè)面,以 19 mm 孔的外輪廓以及距24.0 045. 槽底 32mm 的面為基準(zhǔn),選用 XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床及專 用夾具. 工序 粗銑 19 mm 孔上端兩端面,以 19 mm 孔定位,選用045. 045. XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具. 工序 16 mm 槽 1.5*450倒角,選用 C620-1 車床及專用夾具.24.0 工序 鉆鉸 19 mm 孔并倒角.以 19 mm 孔及端面定位,選5.0 045. 用 Z5119 立式鉆床及專用夾具. - 7 - 工序 鉆距槽(16 mm)12mm 底面 M10 螺紋孔并倒角.以24.0 19 mm 孔及 16 mm 槽底定位,選用 Z5119 立式鉆床及045..0 專用夾具. 工序 攻螺紋 M10. 工序 粗銑 82.2 mm 孔的兩端面.以 19 mm 孔定位,選用10 045. XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具. 工序 粗鏜 81.7 mm 孔.以 19 mm 孔及距中心線 63.7mm 的10045. 面為基準(zhǔn),選用 T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序 精鏜 82.2 mm 孔. .以 19 mm 孔及距中心線 63.7mm10045. 的面為基準(zhǔn),選用 T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序 82.2 mm 孔 1*450倒角.選用 C620-1 型車床及專用夾10 具. 工序 精銑 82.2 mm 孔的兩端面. 以 19 mm 孔定位,選用10 045. XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具. 工序 終檢. 上述方案主要是以 19 mm 孔位基準(zhǔn),來加工 16 mm 槽,M10045. 24.0 螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差,同時(shí) 也照顧了加工路線方便的特點(diǎn). 綜合選擇方案： 工 序 工序 工 序 內(nèi) 容 - 8 - 號(hào) 名稱 00 毛坯 采用鍛造的方式獲得毛坯 10 時(shí) 時(shí)效處理 20 銑 粗銑 19 mm 孔兩端面045. 30 鉆 1、 鉆孔 18.5 mm（19 mm 孔底孔） ；045.045. 2、 鉸孔 19 mm；.0 3、 對(duì) 19 mm 孔倒角 1*45045. 40 鏜 粗鏜、精鏜 82.2 mm 孔；進(jìn)行 1X45010 倒角 50 銑 粗銑、精銑 82.2 mm 孔端面10 60 銑 粗銑 16 mm 槽；粗銑 16 mm 槽的24.024.0 兩側(cè)面；1.5*45 0倒角 70 鉆攻 M10 鉆 M10 螺紋孔并倒角 1200；攻螺紋 M10； 80 鉗工 去毛刺 90 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)入庫 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “解放汽車第四速及第五速變速叉”零件材料為 20 鋼，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用 鍛造毛坯。 “變速叉”零件材料為 20 鋼,毛坯重量約 1.5Kg,生產(chǎn)類型為大批 - 9 - 量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯. 根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)加工余量,工 序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. 16 mm 槽24.0 參照<表 3.1-56,因?yàn)槠涔畹燃?jí)太低,可直 接銑. 2. 槽的側(cè)面 參照<表 3.1-56,其加工余量 Z=2mm. 3. 19 mm 孔的兩個(gè)上端面045. 參照<表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm. 4. 82.2 mm 孔的兩側(cè)面,銑削公差-0.22mm. 10 參照<表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm.精銑余 量:單邊 0.7mm(見<表 8-31),銑削余量:Z=2.0- 0.7=1.3mm,鍛件偏差 mm。3.150 由于設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工.因此在 計(jì)算最大,最小加工余量時(shí),應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定. 5. 19 mm 孔045. 參照<, 其加工余量 2Z=2mm.鉆孔 18.5 mm,鉸孔 19 mm.045.045. 6. 82.2 mm 孔10 參照<, 其加工余量 2Z=2.5mm.粗鏜 81.7 mm,精鏜 82.2 mm.1010 - 10 - 厚度為 8mm 的兩端面尺寸加工余量和工序間余量. 毛坯名義尺寸: 8+2*2=12mm 毛坯最大尺寸: 12+1.3*2=14.6mm 毛坯最小尺寸: 12-0.5*2=11mm 粗銑后最大尺寸: 8+0.7*2=9.4mm 粗銑后最小尺寸: 9.4-2*0.22=8.96mm 精銑尺寸與零件尺寸相符,即 8 mm.2.03 1.6 毛坯種類的選擇 零件材料為 20 鋼，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載 荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生 產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度， 減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此， 正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為 ZG35、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、 結(jié)構(gòu)形狀不是很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇鍛造成型。 工件右端面機(jī)加工余量 3mm； 工件左端面機(jī)加工余量 3mm； 繪制毛坯圖 詳見附圖：毛坯圖 - 11 - 1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 1.7.1 機(jī)床選用 .工序端面加工是銑加工。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用銑床就能滿足 要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 X52K 型銑床。參考根 據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊(cè)表.-。 .工序鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。 1.7.2 選擇刀具 .在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金 銑刀 .鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè) （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。 1.7.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器 具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 1.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為 20 鋼，查機(jī)械加工工藝手冊(cè) （以后簡稱工藝手冊(cè) ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度 HB 為 143269，表 2.2-23 灰鑄鐵的物理性能， 20 鋼密度 =7.27.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。3cmgkg - 12 - 表 1-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 同類零件的年產(chǎn)量件 生產(chǎn)類別 重型 （零件重 2000kg） 中型 （零件重 1002000kg） 輕型 （零件重 <100kg） 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5100 10200 100500 中批生產(chǎn) 100300 200500 5005000 大批生產(chǎn) 3001000 5005000 500050000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 3050，毛坯重量 2 190250 6.0 4.0 端面、側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于端面面的機(jī)械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，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。 1.9 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 20 粗銑 19 mm 孔兩端面045. 機(jī)床：銑床 X6132 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT80Dm5Z 此為粗齒銑刀。 齒0.12/zfm 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定 V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀， ，Z=10。80wdm100*271/in3.4swvnrd908/imzf 12ll - 14 - 120.1min8mlltf 工序 30 鉆鉸 19 mm 孔,并倒角 1*45 兩端. 045. 1.鉆孔 18.5 mm 045. 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 0.35.40.35/zf mr ,V=17m/min.18wd 采用高速鋼鉆頭, 00*17285/in163.4.svnr 12 llm 40.41in85*.3mwmtnf 2.鉸孔 19 mm. 045. .7/zfr 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 100*14.726/min93.9svnr 1250.8i*.7mwmlltf 3. 19 mm 孔倒角 1*45 兩端. 045. 采用 900 锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同. 26/insnr 工序 40 粗鏜、精鏜 82.2 mm 孔；進(jìn)行 1X450倒角10 - 15 - 機(jī)床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1） 粗鏜 81.7 mm 孔0 ./zfmr 采用雙刃鏜刀,V=40m/min. 100*4156/min8.73svnrd .96inmt (2) 精鏜 82.2 mm 孔. 10 /zfr V=35m/min 100*3516/min82.4svnrd .64minmt (3) 82.2 mm 孔 1*45 度倒角. 10 .8/zfr V=16m/min 100*162/min82.34svnrd 5.in0.*6mt 工序 50 粗銑、精銑 82.2 mm 孔端面10 (1) 粗銑 82.2 mm 孔端面. 10 機(jī)床：XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z 此為粗齒銑刀。 - 16 - 0.2/zfmr 采用高速鋼圓柱銑刀, ,Z=10,V=20m/min10wdm 10*263.7/in.4svn r 60.5i.2*51mzwtfd (2) 精銑 82.2 mm 孔的兩端面 10 機(jī)床：XA6132 型萬能升降臺(tái)銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z 此為粗齒銑刀。 齒0.6/zfm 采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min. 10wd10z *398/min.4svnr 601min58.mt 工序 60 粗銑 16 mm 槽；粗銑 16 mm 槽的兩側(cè)面；1.5*45 0倒角24024.0 （1） 粗銑 16 mm 槽,保證尺寸 16 mm. . . fz=0.06mm/齒 切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=22.8m/min. 采用 W18Cr4V 立銑刀,dw=16mm,Z=3,則: ns= = =454r/mindw v1016*4.38.2 fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min12llm0.29in756mtf - 17 - （2） 粗銑 16 mm 槽兩側(cè)面。 24.0 齒.1/zfm 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀， ，Z=10。80wdm10*2710.5/in3.48swvnrd98/imzf1260llm0.56in18mtf 工序 70 鉆 M10 螺紋孔并倒角 1200；攻螺紋 M10； (1)鉆 M10 螺紋孔并倒角 1200 機(jī)床：鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭0.1/zfmr 采用麻花鉆,V=20m/min. 01*20637/min.4svnrd 125.i*0.1mwmlltf （2） 攻螺紋 M10. 機(jī)床：鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39，選硬質(zhì)合金絲錐 V=6m/min 100*238/min.14svnrd 126.i95*mwmlltf - 18 - 第 2 章 鉆 M10 螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)思想 利用本夾具主要用來鉆攻 M10 x1 螺紋孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。為了保 證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低 勞動(dòng)強(qiáng)度。 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對(duì) M10 x1 螺紋孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工， 孔 進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工， 進(jìn)行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方192.8 案有： 方案：選底平面、 工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，19 夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件 上的小孔。 方案：選一孔兩面定位方式， 工藝孔用圓柱銷，端面和凸側(cè)面為定位19 基準(zhǔn)，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓塊來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案中的心軸夾緊、定位是不正確的， 孔端19 是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會(huì)破壞定位。心軸上的開孔也不利于 排銷。 通過比較分析只有方案滿足要求， ，而保證其尺寸公差要求。 圖中對(duì)孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇端平面和凸側(cè)面和一孔 為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用兩面和一孔定位限 制 5 個(gè)自由度。 2.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：立式鉆床 Z5125，刀具用高速鋼刀具。 - 19 - 由參考文獻(xiàn)14查表 可得：721 切削力公式： .06f PFDfK 式中 m10.2/r 查表 得： 820.75()36bpK 其中： .b.48p 即： 95.08()fFN 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)14表 得：1212KFW 有： 120.7,.16 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)14表 可得： 60 12...10.56K 所以 95849()fWFN 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便， 決定選用圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)。 取 ， ，1.56K10.72.16 查參考文獻(xiàn)141226 可知夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)14可查得： 6.2.76zr910529 - 20 - 其中： 3()Lm)(80NQ 螺旋夾緊力： 047.2W 由上述計(jì)算易得： K 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 2.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以兩面一孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔次 性加工即可滿足要求。 由參考文獻(xiàn)14可得： 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 由參考文獻(xiàn)14表 1215 有 。10.4,0,.42,0.7azKCncos0.8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mjm05. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD1. 2.5 導(dǎo)向方案及導(dǎo)向元件的選擇和設(shè)計(jì) 導(dǎo)向方案的選擇 由于零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，考慮鉆套磨損后可以更 換，選擇標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的可換鉆套。根據(jù)參考文獻(xiàn)14，鉆套至工件表面的距離按 （11.5）d = 57.5 mm 選取，考慮本工序加工時(shí)鉆頭較細(xì)，防止切削把鉆頭 憋斷，應(yīng)有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取 6mm。 - 21 - 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì) 根據(jù)參考文獻(xiàn)14，襯套與鉆模板的配合可以選 H7/n6， 鉆套與襯套的配合可以選 F7/m6。根據(jù)參考文獻(xiàn)14，確定可換鉆套。 根據(jù)參考文獻(xiàn)14，確定襯套。 定位誤差的 計(jì)算根據(jù)參考文獻(xiàn)14，導(dǎo)向誤差為： 1/)(.2/)(2/)( 113 bhdpdKdT 式中:d可換鉆套內(nèi)孔最大直徑； m0.5 d1鉆頭最小直徑，根據(jù) GB3136-85 ； d2可換鉆套外徑最小直徑 d3固定襯套內(nèi)孔最大直徑 e可換鉆套內(nèi)外徑軸線的偏心量 l 可換鉆套導(dǎo)向長度 h鉆套至工件之間的距離； b鉆孔深度 K配合間隙的概率系數(shù) m可換鉆套安裝偏心的概率系數(shù)； p鉆頭偏斜的概率系數(shù) 將以上各個(gè)參數(shù)代人上式得：T = 0.035mm<1/3 X 0.2mm,可以保證位置度 要求。 偏心輪兼有定心和夾緊的作用，能保證槽面與偏心輪接觸良好，定位誤差小， 而且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 2.6 夾具操作說明 本夾具用于在鉆床上加工 M10 x1 螺紋孔。工件以端平面、凸側(cè)面一孔為定位 基準(zhǔn)，在帶臺(tái)肩心軸和支撐板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用圓偏心機(jī)構(gòu)推動(dòng)壓塊夾緊工 件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 - 22 - 結(jié)論 課程設(shè)計(jì)就是我和老師合作的過程,使我們的設(shè)計(jì)成果短短的時(shí)間就漸漸呈現(xiàn) 在我們的眼前?？粗矍暗氖止D紙、CAXA 圖和設(shè)計(jì)計(jì)算的手稿，設(shè)計(jì)過程一幕 幕浮現(xiàn)在眼前。 課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計(jì)可以說是四年的課程學(xué)習(xí)所掌握的 所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)的融會(huì)貫通，因?yàn)槲覀円郧霸?jīng)學(xué)得不是很好，雖 然都是理論的東西，學(xué)習(xí)了馬克思主義哲學(xué)之后，終于知道理論聯(lián)系實(shí)際才使我 們有了更進(jìn)一步的體會(huì)。 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更進(jìn) 一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)四年中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。課程設(shè)計(jì)是理 論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到方方面面的問題，在 理論上正確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考 慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的 可行性，課程設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、 部件都是操作簡單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加 工。 在本次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)的如何設(shè)計(jì)、如何計(jì)算，更重要的是我學(xué)會(huì)了合作， 我懂得了有問題就問的重要性。同時(shí)，得到了我的指導(dǎo)老師李寶玉老師的大 力支持。此外還有同學(xué)們的大力幫助，在此表示感謝！由于我們水平所限，設(shè)計(jì) 中難免有錯(cuò)誤和不妥之處在此還誠，請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正。 無論怎樣，這次的課程設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也 是我成功邁向社會(huì)的第一步。 - 23 - 參文考獻(xiàn) 1 傅水根。機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)M .第二版 北京:清華大學(xué)出版社，2004. 2 王貴成.機(jī)械制造學(xué)M。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 3 鄧文英。金屬工藝學(xué)M。第四版。北京：高等教育出版社，2000。 4 袁國定，朱洪海。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M。南京：東南大學(xué)出版社，2000. 5 許曉靜，王宏宇。機(jī)械制造基礎(chǔ)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。 6 羅陽，劉勝青?，F(xiàn)代制造系統(tǒng)概論M。北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004。 7 周宏甫。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2004。 8 盧秉恒。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999。 9 魏康民。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.重慶：重慶大學(xué)出版社，2004。 10 宋續(xù)丁。機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000。 11 李凱嶺，宋強(qiáng)。機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005。 12 王先逵。機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：清華大學(xué)出版社，2000。 13 張福潤。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000。 14 任家隆。機(jī)械制造技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。 15 袁哲俊。精密和超精密加工技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 16（德）Bruno lotter。西德工業(yè)產(chǎn)品裝配技術(shù)。付參力，劉增譯。沈陽：沈陽冶金機(jī)械 專科學(xué)校，1990. 17（美）Paul Kenneth Wrigh 著。21 世紀(jì)制造。馮常學(xué)譯。北京：清華大學(xué)出版社，2004 - 24 - 致謝 四年的大學(xué)生活就這樣結(jié)束了，在這四年中我要感謝我的老師和我的同學(xué)們， 謝謝老師們和同學(xué)們?cè)诖髮W(xué)中給予我的關(guān)懷和支持，在我需要關(guān)心和幫助的時(shí)候 你們都伸出了友誼的手，謝謝老師們傳授給我基礎(chǔ)知識(shí)讓我能用自己的方法去看 問題研究問題，謝謝老師們傳授給我專業(yè)知識(shí)讓我能對(duì)所學(xué)專業(yè)更深刻的了解。 師恩永不忘！我還要感謝我的父母，是他們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活上一直支持著我并且給 了我無限的幫助，也給了我很多的空間。還要感謝 06 設(shè)計(jì) 6 班的所有老師、同學(xué) 們，和你們?cè)谝黄鸬乃哪甑臅r(shí)間我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記，和你們一起的日子我是最幸 福的！ 最后，很感謝閱讀這篇設(shè)計(jì)（論文）的老師們。感謝您們抽出寶貴的時(shí)間來 閱讀這篇課程設(shè)計(jì)（論文） 。