機(jī)械制造基礎(chǔ) 課程設(shè)計 --粗銑凸緣頂面

1、<p>　　機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)</p><p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　設(shè) 計 題 目 粗銑凸緣頂面</p><p>　　設(shè) 計 者 </p><p>　　班 級 機(jī)電05-4班</p><p>　　學(xué) 號

2、 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　完 成 時 間 2008/06/27</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 序 言2</p><p>　　第2章 零 件 的 分 析4</p>

3、<p>　　2.1 零件的作用4</p><p>　　2.2 零件的工藝分析5</p><p>　　第3章 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計5</p><p>　　3.1 確定毛坯的制造形式5</p><p>　　3.2 基面的選擇5</p><p>　　3.3 制定工藝路線6</p>&

4、lt;p>　　3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定11</p><p>　　第4章 夾 具 設(shè) 計13</p><p>　　4.1 問題的提出13</p><p>　　4.2 卡具設(shè)計13</p><p>　　4.3 定位誤差分析13</p><p>　　4.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明

5、14</p><p>　　第5章 總 結(jié)15</p><p>　　第6章 參 考 文 獻(xiàn)16</p><p>　　第1章 序 言</p><p>　　機(jī)械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關(guān)系到國計民生的方方面面。近年來機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動化水平日益提高。同時由

6、于機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。</p><p>　　機(jī)械制造過程及檢測，檢驗中，都要使用大量的夾具。為了達(dá)到提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，如何設(shè)計好夾具則成了機(jī)械制造的一項重要任務(wù)。</p><p>　　機(jī)床夾具是夾具中的一種，將其固定到機(jī)床上，可以使被加工件對刀具與機(jī)床保持正確的相對位置，并克服切削

7、力的影響。使加工順利進(jìn)行。機(jī)床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。</p><p><b>　　夾具設(shè)計中的特點：</b></p><p>　　夾具的設(shè)計周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算。</p><p>　　專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對性。</p><p>　　“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工

8、作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。</p><p>　　夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。</p><p>　　因此，夾具設(shè)計要保證以下幾個條件：</p><p>　　夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。</p><p><b>　　保證工件

9、的精度。</b></p><p>　　3． 保證使用方便與安全。</p><p>　　4． 正確處理作用力的平衡問題。</p><p>　　5． 注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。</p><p>　　6．在機(jī)械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計過程中有朝著下

10、列方向發(fā)展的趨勢：</p><p>　?。?） 發(fā)展通用夾具的新品種</p><p>　　A．由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。</p><p>　　B．廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　?。?） 發(fā)展調(diào)整式夾具</p><p>　?。?） 推廣和發(fā)展組

11、合夾具及拼拆夾具。</p><p>　　（4） 加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。</p><p>　?。?） 大力推廣和使用機(jī)械化及自動化夾具。</p><p>　?。?） 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。</p><p>　　本設(shè)計屬于工藝夾具設(shè)計范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著

12、零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。</p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。</p>

13、<p>　　就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。</p><p>　　第2章 零 件 的 分 析</p><p><b>　　

14、2.1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給定的零件是機(jī)械傳動螺母支座，它的主要作用是遞傳扭矩。利用主體部分的直徑50孔與標(biāo)準(zhǔn)齒條套類相互嚙合來傳遞扭矩。有零件圖所給出的孔分布情況可以看出，它可以雙向遞傳扭矩。</p><p>　　2.2 零件的工藝分析</p><p>　　從螺母支座這個零件所給零件圖可以看出，其主要有兩組加工表面，且它們之

15、間有一定的位置要求?，F(xiàn)將這兩組表面分述如下：</p><p>　　1、以凸緣上表面為加工面</p><p>　　這一組加工面包括凸緣頂面和零件的頂面,這一組表面都以在同一個粗基準(zhǔn)下加工,這樣可以保證零件的平行度,兩個加工面的加工工序都是粗銑。 </p><p>　　2、以凸緣下表面為加工表面</p><p>　　這個加工表面的加工精度要

16、求很高，而且多組加工表面都以這個平面為加工基準(zhǔn)。</p><p>　　3、以底面為加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括: 加工Φ32孔, Φ35孔和Φ38孔, 其中Φ35的孔精度要求很高,所以加工面要保證平行度。</p><p>　　4、以兩個Φ22的孔端面為加工表面</p><p>　　這一組的加工表面包括：兩個Φ22的孔。&l

17、t;/p><p>　　這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：有較高的平行度。</p><p>　　在這樣的平行度下，要加工Φ22的孔，有較高的精度要求</p><p>　　第3章 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計</p><p>　　3.1 確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為鑄鐵，有較好的剛度和耐磨性，零

18、件的輪廓尺寸不大，可以采用鑄件，這樣可以方便快捷的進(jìn)行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。</p><p><b>　　3.2 基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，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，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。</p>&l

19、t;p>　　粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)的選擇對保證加工余量的均勻分配和加工表面與非加工面（作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。</p><p>　　零件的毛坯鑄造時其兩端面難免有平行度的誤差。加工時若以凸緣底面作為粗基準(zhǔn)定位，則加工后零件頂面和凸緣頂面能夠與凸緣底面平行，可以保證零件凸緣厚度均勻，滿足要求。由上面的分析可知，我們要加工的零件必須保證壁厚均勻，對加工余量沒有特殊要求，所以可以選擇凸緣底面做

20、為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇：選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。有任務(wù)書中給定的零件圖上可以看出零件的設(shè)計基準(zhǔn)是凸緣底面，如果我們選擇凸緣底面做為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合的原則，同時又可以保證加工的孔的精度要求，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，而且裝夾也很便。故選擇凸緣底面作為精基準(zhǔn)。</p><p>　　3.3 制定工藝路線&l

21、t;/p><p>　　擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計的關(guān)鍵步驟。工藝路線的優(yōu)略，對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動強(qiáng)度，都有很大影響。通常情況下，制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù) 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，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，以便生產(chǎn)成本盡量下降。</p>

22、;<p><b>　　1．工藝路線方案一</b></p><p>　　工序1：粗銑零件頂面。</p><p>　　工序2：粗銑凸緣頂面。</p><p>　　工序3：粗銑零件底面。</p><p>　　工序4：粗銑凸緣底面。</p><p>　　工序5：半精銑凸緣底面。</p&

23、gt;<p>　　工序6：精銑凸緣底面。</p><p>　　工序7：粗銑Φ50的一個孔端面。</p><p>　　工序8：粗銑Φ50的另一個孔端面。</p><p>　　工序9：工步1：粗鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步3：精鏜Φ50的孔。<

24、/p><p>　　工序10：倒Φ50的角。</p><p>　　工序11：工步1：粗鏜Φ32的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ32的孔。</p><p>　　工序12：工步1：粗鏜Φ35的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ35的孔。</p><p>　　工步3：精鏜Φ35的孔。&l

25、t;/p><p>　　工序13：鏜床配合車刀加工Φ38的孔。</p><p>　　工序14：粗銑Φ22的一個孔端面，加工出寬4的槽。</p><p>　　工序15：粗銑Φ22的另一個孔端面。</p><p>　　工序16：粗銑出寬2的槽。</p><p>　　工序17：鉆并擴(kuò)其中一個Φ22的孔。</p>&l

26、t;p>　　工序18：工步1：粗鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步3：精鏜Φ22的孔。</p><p>　　工序19：鉆并擴(kuò)另一個Φ22的孔。</p><p>　　工序20：工步1：粗鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜另一個Φ22的孔。&

27、lt;/p><p>　　工步3：精鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工序21：倒Φ22的孔的角。</p><p>　　工序22：鉆4xΦ17的孔。</p><p>　　工序23：鉆兩側(cè)凸緣Φ6的孔。</p><p>　　工序24：鉆頂面Φ6的孔。</p><p>　　工序25：工步1：鉆零件

28、頂面Φ5的孔。</p><p>　　工步2：攻M5螺紋孔。</p><p><b>　　工序26：終檢。</b></p><p>　　2. 工藝路線方案二</p><p>　　工序1：粗銑零件頂面、底面。</p><p>　　工序2：粗銑凸緣頂面。</p><p>　　工序

29、3：工步1：粗銑凸緣底面。</p><p>　　工步2：半精銑凸緣底面。</p><p>　　工步3：精銑凸緣底面。</p><p>　　工序4：工步1：粗銑Φ50的一個孔端面。</p><p>　　工步2：粗銑Φ50的另一個孔端面。</p><p>　　工序5：工步1：粗銑Φ22的一個孔端面。</p>

30、<p>　　工步2：粗銑Φ22的另一個孔端面。</p><p>　　工序6：粗銑出寬4的槽。</p><p>　　工序7：工步1：鉆并擴(kuò)其中一個Φ22的孔。</p><p>　　工步2：鉆并擴(kuò)另一個Φ22的孔。</p><p>　　工序8：工步1：粗鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ50的孔

31、。</p><p>　　工步3：精鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步4：粗鏜Φ35的孔。</p><p>　　工步5：半精鏜Φ35的孔。</p><p>　　工步6：精鏜Φ35的孔。</p><p>　　工序9：工步1：粗鏜Φ32的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ32的孔。<

32、;/p><p>　　工序10：鏜床配合車刀加工Φ38的孔。</p><p>　　工序11：工步1：粗鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步3：精鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步4：粗鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工步5：半精鏜另一

33、個Φ22的孔。</p><p>　　工步6：精鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工序12：鉆4xΦ17的孔。</p><p>　　工序13：攻M5螺紋孔。</p><p>　　工序14：倒Φ50的角。</p><p><b>　　倒Φ22的孔的角。</b></p><p

34、><b>　　倒Φ6的角。</b></p><p><b>　　工序15：終檢。</b></p><p>　　3．工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是把每個部分逐工序加工好，但其裝夾次數(shù)過多，顯然影響了工作效率，增加了工時，使生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性難以保障。而方案二是按加工工藝排布的工

35、序，但不完全是，雖節(jié)省了工時，還不是最經(jīng)濟(jì)有效的方案。因此，最后的加工路線確定如下：</p><p>　　工序1：粗銑零件頂面、底面。</p><p>　　工序2：粗銑凸緣頂面。</p><p>　　工序3：工步1：粗銑凸緣底面。</p><p>　　工步2：半精銑凸緣底面。</p><p>　　工步3：精銑凸緣底面。

36、</p><p>　　工序4：工步1：粗銑Φ50的一個孔端面。</p><p>　　工步2：粗銑Φ50的另一個孔端面。</p><p>　　工序5：工步1：粗銑Φ22的一個孔端面。</p><p>　　工步2：粗銑Φ22的另一個孔端面。</p><p>　　工序6：粗銑出寬4的槽。</p><p&g

37、t;　　工序7：工步1：鉆并擴(kuò)其中一個Φ22的孔。</p><p>　　工步2：鉆并擴(kuò)另一個Φ22的孔。</p><p>　　工序8：工步1：粗鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步3：精鏜Φ50的孔。</p><p>　　工步4：粗鏜Φ35的孔。</p>

38、<p>　　工步5：半精鏜Φ35的孔。</p><p>　　工步6：精鏜Φ35的孔。</p><p>　　工序9：工步1：粗鏜Φ32的孔。</p><p>　　工步2：半精鏜Φ32的孔。</p><p>　　工序10：鏜床配合車刀加工Φ38的孔。</p><p>　　工序11：工步1：粗鏜Φ22的孔。<

39、;/p><p>　　工步2：半精鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步3：精鏜Φ22的孔。</p><p>　　工步4：粗鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工步5：半精鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工步6：精鏜另一個Φ22的孔。</p><p>　　工序12：鉆4xΦ17的孔。

40、</p><p>　　工序13：攻M5螺紋孔。</p><p>　　工序14：倒Φ50的角。</p><p><b>　　倒Φ22的孔的角。</b></p><p><b>　　倒Φ6的角。</b></p><p><b>　　工序15：終檢。</b>&

41、lt;/p><p>　　3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　“螺母支座”零件材料為鑄鐵，硬度HB143～229，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用鑄造毛坯，3級精度組（成批生產(chǎn)）。</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定所設(shè)計加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：</p><p>　　工序：粗銑凸圓

42、頂面。</p><p>　　為保證頂面與軸心線的平行度要求，故采取一軸兩銑刀方式銑兩凸緣頂面。</p><p>　?。?）選擇機(jī)床：X63臥式銑床。刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀。。齒數(shù)。</p><p>　　由《切削手冊》表3.3，取，切削速度</p><p><b>　　則</b></p><p>

43、;<b>　　由機(jī)床說明書取。</b></p><p><b>　　故實際切削速度為。</b></p><p>　　當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量為。</p><p><b>　　由機(jī)床說明書得。</b></p><p>　　切削工時：由于兩頂面粗糙度要求均為。無公差要求，所以只需

44、粗銑，長度方向雨量為2mm，粗銑一次完成銑削，切削深度</p><p>　　第4章 夾 具 設(shè) 計</p><p>　　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)計通用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計齒輪泵前蓋第三道工序——鉆6×M7孔及Φ13的沉頭座的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為Φ13沉頭擴(kuò)孔鉆，以及Φ6.8和Φ7的高速鋼麻花鉆。</p&g

45、t;<p><b>　　4.1 問題的提出</b></p><p>　　在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。</p><p><b>　　4.2 卡具設(shè)計</b></p><p><b>　　定位基準(zhǔn)的選擇</

46、b></p><p>　　出于定位簡單和快速的考慮，選擇頂面，凸圓底面面為基準(zhǔn)（自由度限制數(shù)為3個），配合以兩個定位塊（自由度限制數(shù)為2個）。再用兩個轉(zhuǎn)動壓板來進(jìn)行壓緊。</p><p><b>　　切削力和卡緊力計算</b></p><p>　　本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。</p><p&

47、gt;　　修正系數(shù)查《機(jī)械加工工藝手冊》 KF== (=1.062</p><p><b>　　軸向力 </b></p><p><b>　　扭矩 </b></p><p>　　由于扭矩很小，計算時可忽略。</p><p><b>　　驗算螺栓強(qiáng)度： </b></p&g

48、t;<p>　　45鋼的強(qiáng)度為450MPa 強(qiáng)度滿足</p><p>　　使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。</p><p>　　4.3 定位誤差分析</p><p>　　本工序采用側(cè)面夾緊，使用端面，兩定位塊定位，而工件自重會始終靠近加工面，當(dāng)然工件有一定的誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求

49、。</p><p>　　定位塊選用40。偏差為。</p><p>　　4.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。盡管采用機(jī)動夾緊能提高夾緊速度，提高勞動生產(chǎn)率，但是題目中要求設(shè)計的夾具使用手動夾緊，并且進(jìn)行鏜削加工時的軸向力大，故此我就想到了使用雙螺旋壓板機(jī)構(gòu)，這樣還可以使得制造夾具的制造工藝

50、簡單省事。由于選擇的定位基準(zhǔn)為零件的凸緣底面，所以可以使用凸緣和定位板配合定位。</p><p>　　此外，由于本零件是中批生產(chǎn)，隨著加工零件個數(shù)的增加，夾具磨損也將增大，這將導(dǎo)致零件加工誤差的增大，廢品率升高，間接地增加了生產(chǎn)成本。為了解決這個問題，在設(shè)計時，采用雙螺旋壓板機(jī)構(gòu)可以防止這個問題，延長了夾具的使用壽命。</p><p>　　第5章 總 結(jié)</p>&l

51、t;p>　　為期兩周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計即將結(jié)束了，兩周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這兩周的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。</p><p>

52、　　課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。</p><p>　　最后，衷心的感謝xx老師的精心指導(dǎo)和悉心幫助，使我順利的完成此次設(shè)計。謝謝?。。?！</p><p>　　第6章 參 考 文 獻(xiàn)<

53、/p><p>　　【1】趙家齊主編．機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書．機(jī)械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　【2】王紹俊主編．機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊．機(jī)械工業(yè)出版社，1985</p><p>　　【3】《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組編．金屬機(jī)械加工工藝人員手冊．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983</p><p>　　【4】上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究