1 目錄 一序言 . 2 二零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 . 2 三選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 . 4 四選擇加工方法，制定工藝路線 . 5 五 工序設(shè)計(jì) 6 六 確定切削用量及基本時(shí)間 7 七夾具設(shè)計(jì) 11 八設(shè)計(jì)小結(jié) 12 九參考文獻(xiàn) 13 2 3 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車(chē)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 一零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 零件是 CA6140 車(chē)床的杠桿。它位于車(chē)床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接，另一端通過(guò)剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，將制動(dòng)帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí)，杠桿都順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使制動(dòng)帶放松，4 從而達(dá)到制動(dòng)的目的。 2.零件的工藝分析 所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視 5 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個(gè)部分。 1 25mm 的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證 25 + 00.023 的 0.023 公差要求，以及表 面粗糙度 Ra1.6，表面要求較高。 2 連桿的支撐底板底面，粗糙度要求 Ra3.2,同時(shí)保證連桿的高度 30mm。 3 連桿上端面及下端側(cè)面；上端面 40 30mm,粗糙度要求 Ra3.2,同時(shí)保證與 25mm 的圓柱軸線的距離 90mm；下端側(cè)面保證尺寸 17mm，粗糙度要求 Ra6.3；離 25mm的圓柱軸線 45mm 的側(cè)面粗糙度要求 Ra12.5。 4 鉆孔及攻螺紋孔；上端面 2 M6，保證尺寸 10mm、 20mm,沉頭錐角 120，粗糙度要求 Ra6.3； M8 的螺紋孔，锪 14 3mm 的圓柱孔，粗糙度 Ra3.2；鉆下端 12.7 + 00.1 的錐孔，保證公差要求，以及中心線與 25mm的圓柱軸線的距離 60 mm粗糙度要求 Ra6.3。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 3.零件的生產(chǎn)類型 6 依設(shè)計(jì)題目知：臺(tái)年， n=1 件臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備產(chǎn)率和廢品率分別取為和。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（ +）（ +）件年 零件是機(jī)床的杠桿，質(zhì)量為 . kg,查表 -可知其屬輕型零件，生 產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 二選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 .選擇毛坯 該零件材料為，考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量為件，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。 .確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差 參見(jiàn)本書(shū)第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按表 -和表 -確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。 （） 鑄件機(jī)械加工余量等級(jí) 該值由鑄件的成型方法和材料確定，成 型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級(jí)為。 （） 鑄件尺寸公差 根據(jù)表 -毛坯鑄件的基本尺寸處于之間，而鑄件的尺寸公差等級(jí)取為級(jí)，取鑄件的尺寸公差為 . mm。 .確定機(jī)械加工余量 根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級(jí)為，以及鑄件的尺寸，定鑄件的機(jī)械加工余量為 . mm。 .確定毛坯尺寸 根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機(jī)械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的尺寸為基本尺寸加上 . mm。 .確定毛坯尺寸公差 根據(jù)表 -毛坯的尺寸公差等級(jí)去為級(jí)，確定尺寸公差為 . mm。 .設(shè)計(jì)毛坯圖 毛坯圖如下圖所視。 7 三 .選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準(zhǔn)的選擇 本零件是帶孔的桿狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在銑削零件的三個(gè)平面以及鉆孔的時(shí)侯，都應(yīng)以孔為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差的產(chǎn)生，在銑削底面時(shí)應(yīng)該以不需要加工的面為粗定位基準(zhǔn)。 2.零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有端面，內(nèi)孔，螺紋孔，其中端面有一個(gè)大底面和二個(gè)小端面，內(nèi)孔有 25mm 和 12.7mm 各一個(gè)孔，螺紋孔有 M6 和 M8 各一個(gè)。材料為灰鑄鐵。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇 如下。 （ 1） 大底面 據(jù)表面粗糙度 3.2，考慮加工余量的安排，根據(jù)表 5-16 選用先粗銑后半精銑的方法加工。 （ 2） 25mm 的孔 根據(jù)表面粗糙度，選公差等級(jí)為 IT8，根據(jù)表 5-15 選用先鉆后擴(kuò)再粗鉸再精鉸的加工方法。 （ 3） 端面一 據(jù)表面粗糙度 6.3，根據(jù)表 5-16 采用銑削的加工方法，銑一刀。 （ 4） 12.7mm的孔 根據(jù)表 5-15 選用鉆削的加工方法。 （ 5） 端面二 根據(jù)表面粗糙度 3.2，根據(jù)表 5-16 選用先粗銑后半精銑的加工方法。 （ 6） M6 螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。 8 （ 7） M8 螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工 方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。 3.制定工藝路線 根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)以及需要選用的定位基準(zhǔn)，按照先加工基準(zhǔn)面，以及先粗后精的的原則，該零件應(yīng)先加工大底面，再鉆孔，再加工其他表面的方法，具體工藝路線如下： 工序：以不需要加工的底面為粗基準(zhǔn)，銑削另一個(gè)底面。 工序：以銑削過(guò)的底面和直徑 45 的外圓表面定位，鉆直徑 25 的孔。 工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，銑削端面一，保證長(zhǎng)度 30mm的尺寸。 工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，鉆削直徑 12.7 的孔。 工序：以銑削過(guò) 的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，銑削端面二，保證長(zhǎng)度 90mm的尺寸。 工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，加工 M6 的螺紋孔。 工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，加工 M8 的螺紋孔。 四 .工序設(shè)計(jì) （工序 40， 50， 80） 。 1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 (1).選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。 a) 工序 40 是粗銑。 工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床即能滿足要求。 b) 工序 50 是鉆、擴(kuò)孔 ,80 是鉆孔、锪孔 、攻螺紋。 由于加工面位置分散，表面粗糙度數(shù)值要求不同，因而選擇 Z535 鉆床。 (2).選擇夾具 本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，故工序 40， 50， 80 均選擇專用夾具。 (3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 a) 工序 40 銑端面時(shí)，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑 D 32mm，齒數(shù) Z 4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。 b) 工序 50 鉆孔時(shí)， 選擇高速鋼麻花鉆頭 d 12mm，長(zhǎng)度 L 102mm，齒數(shù)Z 3。材料選擇高速鋼。 c) 工序 80 鉆孔時(shí)， 選擇高 速鋼麻花鉆頭 d 7mm，長(zhǎng)度 L 150mm，齒數(shù) Z 3。材料選擇高速鋼。 d) 工序 50 擴(kuò)孔時(shí)，選擇 高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆的 d=12.7mm, 長(zhǎng)度 L 102mm，齒數(shù) Z 3。材料選擇高速鋼。 e) 工序 80 锪孔時(shí)，選擇帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。直徑 d 14mm， d1=6.6mm，長(zhǎng)度 L 150mm。材料選擇高速鋼。 f) 工序 80 攻螺紋時(shí)，根據(jù)螺紋公稱直徑選擇 M8 絲錐，直徑 d 10mm，長(zhǎng)度 L 72mm，螺距 P 1.25。 (4).選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)， 參考有關(guān)資料，選擇如下。 a) 選擇加工平面所用量具。 9 銑端面，選擇讀數(shù)值 0.02，測(cè)量范圍 0 150 游標(biāo)卡尺。 b) 選擇加工孔所用量具。 12.7mm 孔經(jīng)過(guò)鉆，擴(kuò)兩次加工，選擇讀數(shù)值 0.01，測(cè)量范圍 5 30 的內(nèi)徑千分尺。 M8 6H 螺紋經(jīng)過(guò)鉆 ,锪孔，攻螺紋加工，鉆 ,锪孔時(shí) 選擇 讀數(shù)值 0.01，測(cè)量范圍 5 30 的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時(shí)選擇螺紋塞規(guī)進(jìn)行測(cè)量。 2 確定工序尺寸 本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見(jiàn)下表。 （ mm） 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 / m 粗 半精 粗 半精 粗 半精 端面 3 14mm Ra6.3 12.7mm 孔 12 0.7 12 12.7 Ra12.5 Ra6.3 M8 螺紋 底孔 7 7 14 3 沉頭孔 14 14 M8 螺紋 1.6 M8 四 確定切削用量及基本時(shí)間 工序 40 粗銑鋼球孔端面 1.切削用量 本工序?yàn)殂?，已知加工材料?HT200，鑄件；機(jī)床為 X51 式立式銑床，工件裝夾在專用夾具上。 （ 1）確定背吃刀量 aP 本工序加工余量 aP=3mm。 （ 2）確定每齒進(jìn)給量 fz 本工序要 求加工表面粗糙度為 Ra 6.3 m，側(cè)面表面粗糙度為 Ra 12.5 m，于是取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 fr=0.6mm/r，則fz=fr/z=0.15mm/z （ 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查表得后刀面最大磨損限度為 0.5mm，刀具壽命為 180min （ 4 ） 確 定 切 削 速 度 v 和 工 作 臺(tái) 每 分 鐘 進(jìn) 給 量 fM 0v v v vvvvx y u pmp z eC d qvkT a f a z 當(dāng)壽命為 180min， d0/z=32/4=8， aP=3mm， fz=0.15mm/z 時(shí)， v=90m/min，n=1000r/min， fM=316mm/min。其修正系數(shù) 為 kMv= kMn= kMfn=0.89 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1 所以 v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min 根據(jù) X51 立式銑床說(shuō)明書(shū)選擇 10 n=1225r/min fM=300mm/min 則實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 v=94.3m/min fz=0.14mm/z 2.基本時(shí)間 經(jīng)計(jì)算平面銑削長(zhǎng)度為 30mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。12jMzl l lTf 故銑削該平面的基本時(shí)間為 Ti= (30+15)/300=9s 工序 50 加工 12.7 4.4 盲孔 本工序?yàn)殂@，已知加工材料為 HT200，鑄件；機(jī)床為 Z535 立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上。 1).確定粗加工 12.7mm 孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。 . 確定背吃刀量 ap 鉆孔粗加工雙邊余量 12mm，顯然 ap 12/2 6mm。 . 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為 12mm,進(jìn)給量 f0.31 .39mm/r，選擇 進(jìn)給量為 0.32mm/r。 . 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表 5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 5 0.8，取值為 0.6。根據(jù)表 5-130, 5. mm高速鋼鉆頭平均壽命 T 20min。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 9.5，0d 12mm， T 20min， m 0.125，pa 2.9mm， Xv 0， fz 0.32，vy 0.55，vz 0.25，vk 0.75 0.84。 計(jì)算得： v 12.3m/min。 2).確定擴(kuò) 12.7mm 孔的切削用量。所選刀具為高速鋼擴(kuò)刀。 . 確定背吃刀量 ap 擴(kuò)孔雙邊余量 0.7mm，顯然 ap 0.7/2 0.35mm。 . 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 5-128，在高速鋼擴(kuò)孔時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，擴(kuò)刀直徑為 12.7mm,進(jìn)給量 f 0. 5 0.6mm/r，選擇進(jìn)給量為 0.5mm/r。 . 選擇擴(kuò)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表 5-130, 高速鋼擴(kuò)刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 4 0.6，取值為 0.5。根據(jù)表 5-130, 12.7mm 擴(kuò)刀加工灰鑄鐵平均壽命 T 60min。 11 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,擴(kuò)孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 15.6，0d 12.7mm， T 60min， m 0.3，pa 0.1mm， Xv 0.1， fz 0.5，vy 0.5，vz 0.2，vk 0.75 0.84。 計(jì)算得： v 12.5m/min。 2.基本時(shí)間 (1).確定粗加工 12.7mm 孔的 基本時(shí)間 根據(jù)表 2-26，鉆孔的基本時(shí)間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60，1 c o t (1 2 )2 rDlk，2l 14 2mm， D 12mm， l 4.4mm， f 0.32mm/r， n 10.5r/s。 計(jì)算得： T 5.5s。 (2).確定擴(kuò) 12.7mm 孔的 基本時(shí)間 根據(jù)表 2-26，擴(kuò)孔的基本時(shí)間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60， 11 c o t ( 1 2 )2 rDdlk，2l 4.4mm， D 12.7mm，1d 5.8， l 9mm， f 0.5mm/r， n 10.5r/s。 計(jì)算得： T 6.3s。 工序 80 鉆沉頭孔及攻螺紋 本工序?yàn)殂@，已知加工材料為 HT200，鑄件；機(jī)床為 Z535 立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上 。 1切削用量 (1).確定粗加工 M8 螺紋 底孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。 . 確定背吃刀量 ap 鉆孔粗加工雙邊余量 6.4mm，顯然 ap 6.4/2 3.2mm。 . 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為 6.4mm,進(jìn)給量 f 0.27 .33mm/r，選擇進(jìn)給量為 0.3mm/r。 12 . 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù) 表 5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 5 0.8，取值為 0.6。根據(jù)表 5-130, 6.4mm 高速鋼鉆頭平均壽命 T 20min。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 9.5，0d 6.4mm， T 20min， m 0.125，pa 2.9mm， Xv 0， fz 0.3，vy 0.55，vz 0.25，vk 0.75 0.84。 計(jì)算得： v 12.7m/min。 (2).確定锪孔的切削用量。所選刀具為帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。 . 確定背吃刀量 ap 锪孔雙邊余量 6mm，顯然 ap 6/2 3mm。 . 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 5-128，在高速鋼鉸刀鉸孔時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，锪刀直徑為 14mm,進(jìn)給量 f 0. 5 0.6mm/r，選擇進(jìn)給量為 0.5mm/r。 . 選擇锪刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表 5-130, 高速鋼锪刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 4 0.6，取值為 0.5。根據(jù)表 5-130, 14mm 锪刀加工灰鑄鐵平均壽命 T 60min。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,锪孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 15.6，0d 14mm， T 60min， m 0.3，pa 0.1mm， Xv 0.1， fz 0.5，vy 0.5，vz 0.2，vk 0.75 0.84。 計(jì)算得： v 8.3m/min。 (4).確定攻 M8 螺紋 的切削用量。所選刀具為 M8 絲錐。 . 確定背吃刀量 ap 攻 M8 螺紋 雙邊余量 1.3mm，顯然 ap 1.3/2 0.65mm。 . 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 5-127，攻 M8螺紋時(shí)， 加工材料為灰鑄鐵，進(jìn)給量為 0.3mm/r。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 5-142，螺紋直徑 8mm，螺距 1.25，加工灰鑄鐵，查表得 v 8m/min。 2.基本時(shí)間 13 (1).確定粗加工 M8 螺紋 底孔的 基本時(shí)間 根據(jù)表 2-26，鉆孔的基本時(shí)間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60，1 c o t (1 2 )2 rDlk，2l 14 2mm， D 6.4mm， l 20mm， f 0.3mm/r， n 10.5r/s。 計(jì)算得： T 10s。 (2).確定锪 M8 螺紋 底孔的 基本時(shí)間 根據(jù)表 2-26，锪孔的基本時(shí)間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60， 11 c o t ( 1 2 )2 rDdlk， D 14mm，1d 6.6mm， l 3mm， f 0.5mm/r， n 6.67r/s。 計(jì)算得： T 5.3s。 (3).確定攻 M8 螺紋 的 基本時(shí)間 根據(jù)表 2-30， 攻 螺紋 的基本時(shí)間為 1 2 1 20()j l l l l l lTif n f n 其中1l (13)P，2l（ 23） P， P 1.25， l 18mm， f 0.3mm/r， n 6.67r/s，i 1。 計(jì)算得： T 28.5s。 五 夾具設(shè)計(jì) 本夾具是工序 60 在 。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如圖 1-1 所示，零件圖如圖 1-2所示。 (1).定位方案 工件以端面及 25mm 內(nèi)孔及一支承定位，采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制 3 個(gè)自由度，以 32mm 內(nèi)孔放置定位