課程設(shè)計(jì)--制定零件的機(jī)械加工工藝及銑斷工序?qū)Ｓ脵C(jī)床夾具設(shè)計(jì)

1、<p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　制定零件的機(jī)械加工工藝及銑斷工序?qū)Ｓ脵C(jī)床夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　二〇一五年七月十五日</p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)

2、械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。</p><p>　　撥叉831008的加工工藝規(guī)程及其銑端面的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工

3、藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一. 設(shè)計(jì)任務(wù) ……………

4、………………………………………………………1</p><p>　　二、零件工藝分析…………………………………………………………………1</p><p>　　2.1撥叉在機(jī)床中的作用…………………………………………………………1</p><p>　　2.2零件的工藝分析…………………………………………………………………1</p><p>　　三

5、、毛坯的選擇………………………………………………………………………2</p><p>　　四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………………………2</p><p>　　4.1 問題的提出…………………………………………………………………2</p><p>　　4.2 夾具體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………2</p>

6、<p>　　4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………2</p><p>　　4.3制定工藝路線………………………………………………………………3</p><p>　　五、銑斷………………………………………………………………………………5</p><p>　　5.1加工條件……………………………………………………………………5<

7、/p><p>　　5.2切削用量……………………………………………………………………5</p><p>　　六、切削力及夾緊力的計(jì)算…………………………………………………………6</p><p>　　6.1 刀具選擇……………………………………………………………………6</p><p>　　6.2切削力計(jì)算……………………………………………………

8、……………6</p><p>　　七、定位誤差分析…………………………………………………………………7</p><p>　　7.1定位元件尺寸及公差的確定………………………………………………7</p><p>　　7.2零件圖樣規(guī)定………………………………………………………………7</p><p>　　7.3定位銷的中心線與夾具體垂直度誤差

9、……………………………8</p><p>　　設(shè)計(jì)體會(huì)………………………………………………………………………………9</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………10</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　撥叉零件的機(jī)械加工工藝及銑斷雙體工序的專用

10、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二、零件的工藝分析</b></p><p>　　2.1撥叉831008在機(jī)床中的作用</p><p>　　撥叉831008位于CA6140車床變速機(jī)構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。起換檔作用，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩。零件上方的Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方的

11、Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。；也可應(yīng)用于控制離合器的嚙合、斷開的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn)給。</p><p>　　2.2零件的工藝分析</p><p>　　圖2-1 零件圖</p><p>　　如圖2-1，撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：</p><p>　　1、左端φ20

12、孔，孔的精度達(dá)到IT7。以及與此孔相通的Φ8的錐孔、M6螺紋孔。</p><p>　　2、右端半圓孔φ50，孔的精度達(dá)到IT12。</p><p>　　3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面。φ50的孔上下兩個(gè)端面與φ20的孔中心線的垂直度誤差為0.07mm。上端面與孔有位置要求，垂直度誤差為0.05mm。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面

13、，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。</p><p><b>　　毛坯的選擇</b></p><p>　　零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選

14、擇鑄件毛坯。查《機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)》第70頁(yè)常用的毛坯類型，根據(jù)砂型鑄造機(jī)器造型鑄件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減少加工余量，適用于中批或大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，選擇砂型鑄造機(jī)器造型毛坯。</p><p><b>　　工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p>　

15、　經(jīng)過商量研討決定設(shè)計(jì)第六道工序—銑斷雙體，本夾具將用于XA6132臥式銑床，刀具為高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀，對(duì)工件進(jìn)行加工。</p><p><b>　　4.1問題的提出</b></p><p>　　本夾具主要用于銑開雙體，并且銑開的表面與的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序時(shí)，的孔已經(jīng)進(jìn)行了加工，因此，在本道工序中主要考慮加工面與孔之間的要求，其次是考慮如何提高勞動(dòng)

16、生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　4.2 夾具體設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　由零件圖可知：被銑開的那的中心線與孔的中心線之間的公差等級(jí)要求較高，且銑開時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔的中心線。為了盡量的減小定位誤差，應(yīng)選孔為主要的定位基準(zhǔn)，利用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷定位，消除三個(gè)自由度，再在底面用夾具體定位消除

17、三個(gè)自由度。以便達(dá)到所需要求。</p><p>　　為了提高加工效率，現(xiàn)同時(shí)加工兩個(gè)雙體，同時(shí)，為了夾具簡(jiǎn)單，操作方便，采用多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。 </p><p>　　如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，首先要考慮到能保證零件的加工精度，其次是要提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)先考慮所設(shè)計(jì)的夾具體與零件在夾具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夾具體，所以其表面粗糙度要求應(yīng)比較高，

18、視為關(guān)鍵面。又本道工序是銑斷，其切削力不大，故在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)考慮夾具的簡(jiǎn)單及利用常用的一些零件。為了提高生產(chǎn)率，可以考慮同時(shí)裝夾幾個(gè)零件，并且用了活動(dòng)杠桿使操作更加節(jié)省時(shí)間。可以同時(shí)裝夾四個(gè)零件，提高了生產(chǎn)率。</p><p>　　夾具上裝有對(duì)刀塊，可以使夾具在一批零件加工之前很好的對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。</p><p

19、>　　銑床夾具裝配圖及夾具體零件圖見圖示：</p><p><b>　　圖四 夾具原理圖</b></p><p>　　4.3 制定工藝路線:</p><p><b>　　工藝方案一</b></p><p>　　工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面，以Φ20上端面為基準(zhǔn)；</p>

20、<p>　　工序02 粗銑Φ20上端面，以Φ20下端面為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序03 粗銑Φ50上端面，以Φ50下端面為定位基準(zhǔn)；</p><p>　　工序04 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和Φ20上端面為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序05 粗鏜Φ50孔，以Φ20中心線為定位基準(zhǔn)；</p><p>　　工序06

21、銑斜肩；</p><p>　　工序07 精銑Φ20下端面，以Φ20上端面為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序08 精銑Φ20上端面，以Φ20下端面為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序09 粗鉸、精鉸Φ20孔，以Φ20中心線為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序10 精銑Φ50端面，以Φ20中心線為基準(zhǔn)；</p><p>

22、;　　工序11 半精鏜Φ50孔，以Φ20中心線為定位基準(zhǔn)；</p><p>　　工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以Φ20下端面和零件中線為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序13 鉆M6底孔，攻螺紋，以Φ20下端面和零件中線為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序14 銑斷，以Φ20中心線為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序15 去毛刺；</p

23、><p><b>　　工序16 終檢。</b></p><p>　　方案一分析：工序較多，工序太分散，可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。</p><p><b>　　工藝方案二</b></p><p>　　工序一 粗、精銑φ20孔上端面。</p><p>　　工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、

24、精鉸φ20、φ50孔。</p><p>　　工序三 粗、精銑φ50孔上端面</p><p>　　工序四 粗、精銑φ50、φ20孔下端面。</p><p><b>　　工序五 切斷。</b></p><p>　　工序六 鉆φ8孔（錐孔加工一半，裝配時(shí)鉆鉸）。</p><p>　　工序七 鉆一個(gè)φ4孔

25、，攻M6螺紋。</p><p>　　工序八 銑47°凸臺(tái)。</p><p><b>　　工序九 檢查。</b></p><p>　　方案二分析：上面工序加工效率較高，違背先面后孔原則，基準(zhǔn)不合理，對(duì)機(jī)器要求高。</p><p><b>　　工藝方案三</b></p><

26、p>　　工序一 粗銑Φ20、Φ50下端面，以φ32外圓為粗基準(zhǔn)；</p><p>　　工序二 粗銑φ20孔上端面，以Φ20下端面為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序三 粗銑Φ50上端面，以Φ50下端面為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序四 以φ20孔上端面和φ32外圓為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7；<

27、/p><p>　　工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸φ50孔，保證孔的精度達(dá)到IT12；</p><p><b>　　工序五 銑斜角；</b></p><p>　　工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ20孔下端面；</p><p>　　工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ50孔下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過0.07

28、；</p><p>　　工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ20孔上端面；</p><p>　　工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ50孔上端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過0.07；</p><p>　　工序十 鉆、鉸Φ8錐孔，以Φ20下端面和零件中線為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序十一 鉆M6底孔，攻螺紋，以Φ20下端面和零件中線為

29、基準(zhǔn)；</p><p>　　工序十二 銑斷，以Φ20中心線為基準(zhǔn)；</p><p>　　工序十三 去毛刺；</p><p><b>　　工序十四 終檢。</b></p><p>　　經(jīng)慎重比較，選擇工序三。</p><p><b>　　五、銑斷</b></p&g

30、t;<p><b>　　5.1 加工條件</b></p><p>　　工件尺寸：長(zhǎng)72mm 深12mm</p><p>　　加工要求：將雙體銑斷</p><p>　　刀具選擇： 根據(jù)《金屬切削手冊(cè)》查詢可知，選用高速鋼細(xì)齒圓鋸片刀進(jìn)行加工 </p><p>　　由《工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3.1-27可得，

31、又由（《金屬切削手冊(cè)》第三版）表6-7</p><p>　　B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o</p><p><b>　　5.2 切削用量 </b></p><p>　　決定每齒進(jìn)給量fz 查《切削手冊(cè)》表3.4可得</p><p>　　fz=(0.03~

32、0.02)x(1+40%)=(0.042~0.028)mm/z</p><p>　　由于是對(duì)稱銑 取f=0.028mm/z</p><p>　　后刀面最大磨損及壽命</p><p>　　查《切削手冊(cè)》表3.7后刀面最大磨損為：（0.15~0.20）mm</p><p>　　查《切削手冊(cè)》表3.8 壽命T=150min</p>

33、<p><b>　　計(jì)算切削速度</b></p><p>　　《切削手冊(cè)》表3.27中的公式</p><p>　　可得vc=76.7m/min</p><p><b>　　=153r/min</b></p><p>　　根據(jù)XA6132銑床 選主軸轉(zhuǎn)速為</p><p

34、>　　n=150r/min</p><p>　　所以實(shí)際的切削速度為 v=75.36 m/min</p><p>　　工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： fmz=0.026x50x150=195mm/min</p><p>　　又根據(jù)XA6132銑床的參數(shù)，取工作臺(tái)進(jìn)給量為190mm/z</p><p>　　則：實(shí)際的進(jìn)給量為fz==0.025m

35、m/z</p><p><b>　　校驗(yàn)機(jī)床功率 </b></p><p>　　由《切削手冊(cè)》表3.28中的計(jì)算公式可知：</p><p><b>　　pc= </b></p><p><b>　　Fc= </b></p><p>　　式中 CF

36、=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以計(jì)算得</p><p>　　Fc=163.5N Pc==4.8kw</p><p>　　XA6132銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為7.5KW，故所選的切削用量可以采用</p><p>　　最終確定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/m

37、in</p><p><b>　　計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=22mm</p><p>　　故 =22/190=0.12min</p><p>　　六、切削力及夾緊力的計(jì)算</p><p>&

38、lt;b>　　6.1刀具選擇：</b></p><p>　　高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀 直徑 齒數(shù) Z=50 </p><p><b>　　6.2、切削力計(jì)算</b></p><p>　　由《切削手冊(cè)》表3.28中的公式：</p><p>　　其中： Z=50

39、 </p><p>　　所以 F=63.5N</p><p><b>　　水平分力：</b></p><p><b>　　垂直分力；</b></p><p>　　又在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)</p><p>　　其中 K1為基本安全系數(shù)1.5

40、</p><p>　　K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.2</p><p>　　K3刀具鈍化系數(shù) 1.2</p><p>　　K4為切削特點(diǎn)系數(shù)（斷續(xù)切削）1.2</p><p>　　所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N</p><p>　　為了克服水平方向的力，實(shí)際的夾緊力為</p&

41、gt;<p>　　N（f1+f2）= KFH </p><p>　　其中 f1為螺母與螺桿間的摩擦系數(shù) </p><p>　　f2為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數(shù)</p><p>　　又查得 f1 和f2為1.6 則</p><p><b>　　所以 </b></p><

42、;p>　　又選擇的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的基本尺寸如下（根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第三版表1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23查得：</p><p>　　r′=0 tg L=120mm Q=30N</p><p>　　則 可以提供的夾緊力為：</p><p>　　所以 ==3140N</p><p

43、>　　又由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第三版表1-2-24查得 當(dāng)螺紋的公稱直徑為12mm時(shí) ，螺栓許用的夾緊力為5690N</p><p>　　由以上結(jié)論可知：所選的螺旋機(jī)構(gòu)提供的夾緊力大于所需，且滿足螺栓的許用夾緊力，故本夾具可以安全工作。</p><p><b>　　七、 定位誤差分析</b></p><p>　　7.1、定位元件尺寸及

44、公差的確定 </p><p>　　本夾具的定位元件為一圓柱銷和一菱形銷，其參數(shù)由（《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖5-3及其表選 兩定位銷的尺寸及公差為：（定位銷的公差取h8）。</p><p>　　7.2、零件圖樣規(guī)定 </p><p>　　的孔的中心線與孔的中心線的長(zhǎng)度誤差為0.2mm，孔中的定位銷與夾具體的垂直度誤差為0.05，，此項(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)由定位銷寬配

45、合中的側(cè)向間隙保證。已知的寬為，定位銷為（定位銷的公差取h8），則 一個(gè)定位銷與一個(gè)孔的定位誤差為：</p><p>　　此處引起零件的定位誤差為 <0.2mm</p><p>　　故最大側(cè)向間隙能滿足零件的精度要求。</p><p>　　7.3、計(jì)算定位銷的中心線與夾具體垂直度誤差</p><p>　　定位銷的寬度為 夾具體表面

46、的粗糙度</p><p><b>　　故 mm</b></p><p>　　所以最大垂直度誤差能滿足零件精度要求</p><p><b>　　設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在初學(xué)時(shí)期我對(duì)這門課并沒有什么興趣，覺得枯燥乏味，但在這次課程設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)

47、自己在一點(diǎn)一滴的努力中對(duì)機(jī)械制造工藝學(xué)的興趣也在逐漸增加。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。 其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：CAD制圖、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)等。雖然過去從未獨(dú)立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去

48、學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的一大收獲。在此，更要感謝弋老師和楊老師的指導(dǎo)以及組員和同學(xué)之間的幫助，能夠使我在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成這次課設(shè)任務(wù)。在此，向他們表示誠(chéng)摯的感謝。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),陸玉主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，2006年</p><p>　　2.機(jī)械

49、制造工藝學(xué)，王先逵主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1995年</p><p>　　3.機(jī)械制圖與公差測(cè)量速查手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社出版，2012年</p><p>　　4.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)，陳宏鈞主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，2009年</p><p>　　5.機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)員，機(jī)械工業(yè)出版社出版，2008年</p><p>　　6.互換性與