1、成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè)計(jì)題目 導(dǎo)軌座 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng) 60000 設(shè)計(jì)學(xué)生 唐 齊 指導(dǎo)教師 張躍華 2016 年 3 月- 2 -目錄課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書- 3 -緒論- 4 -零件分析- 5 -一、 零件的功用分析- 5 -二、 零件的工藝分析- 5 -零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)- 6 -一、 確定毛坯- 6 -1、確定毛坯制造方法- 6 -2、 確定總余量- 6 -3、 繪制毛坯圖- 6 -二、 基面的選擇- 7 -1、精基準(zhǔn)的選擇- 7 -2、粗基準(zhǔn)的選擇- 7 -三、 選擇加工方法- 7 -四、擬定零件加工

2、工藝路線- 7 -五、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)- 9 -1、本人任務(wù)介紹- 9 -2、工件安裝- 9 -3、刀具選擇- 9 -4、加工余量確定- 10 -5、切削用量及參數(shù)選擇- 10 -夾具設(shè)計(jì)- 11 -一、設(shè)計(jì)思想方案- 11 -二、功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 13 -1、夾具方案設(shè)計(jì)- 13 -2、夾具設(shè)計(jì)計(jì)算- 13 -3、定位誤差分析- 15 -4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明- 15 -總結(jié)- 15 -參考文獻(xiàn)- 16 -成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)題目 導(dǎo)軌座 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng) 60000 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.零件圖 1

3、 張 2.毛坯圖 1 張 3.機(jī)械加工工藝規(guī)程 1 張 4.工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1 張 5.工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1 張 6.課程設(shè)計(jì)說明書 1 份班 級 2013級機(jī)設(shè)4班 設(shè)計(jì)學(xué)生 唐 齊 指導(dǎo)教師 張躍華 2016 年 3 月- 5 -緒論本次機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)是針對導(dǎo)軌座（零件等軸承圖、后視圖如圖1），制定機(jī)械加工工藝規(guī)程。該零件的工藝過程包括了銑平面、拉平面、磨平面、鉆內(nèi)孔、擴(kuò)孔、攻螺紋、絞內(nèi)孔等工序（三視圖如圖2）。工藝范圍廣，難易程度適合于工藝課程的需求。本次課程設(shè)計(jì)的對象是工程實(shí)際生產(chǎn)的零件，精度等級、公差等級、粗糙度等都比較高，鍛煉了我們的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)能力。圖1

4、圖2零件分析1、 零件的功用分析題目所給的零件如圖1、圖2，導(dǎo)軌座的是設(shè)備的基礎(chǔ)部件。機(jī)器的零件安裝在導(dǎo)軌上運(yùn)動，所以導(dǎo)軌需要承載其他零件重量，又起基準(zhǔn)的作用，保證零部件的相對位置。2、 零件的工藝分析本零件為L型實(shí)體零件，各個面和孔都需要加工，且最低粗糙度要求為Ra3.2，最高粗糙度要求為Ra0.8（零件簡圖及編號如圖3）。此外，軸、與平面的平行度要求為0.005m，平面與平面的平行度要求為0.01m，軸與平面的垂直度要求為0.01m。2個孔為2x5H7需要配作，孔、需要與件（-04/01-2）裝配后，同時加工2x12H7。這些要求在安排工藝加工事時需要給予注意。圖3零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、

5、確定毛坯1、確定毛坯制造方法 本零件的主要功用是承載其他零件重量，又起基準(zhǔn)的作用，保證零部件的相對位置等。技術(shù)要求為調(diào)制Hb220-250。查閱實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊P3表1-2 。選擇牌號為45、40CrMo都可以，考慮到市場與經(jīng)濟(jì)性，選擇45鋼為鑄造毛坯材料。又由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為60000件，達(dá)到了大批大量生產(chǎn)的要求，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，查閱實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊p43表2-1 ，故應(yīng)選用砂模鑄造。2、 確定總余量 查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊p338 ，確定總余量為各個面3mm。3、 繪制毛坯圖毛坯圖如圖4圖42、 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得

6、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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1、精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，并同時考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原則，選擇平面為主要定位精基準(zhǔn)，選平面為第二定位精基準(zhǔn)。2、粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。考慮到平面為重要平面，加工余量均勻且最少，選定平面為粗基準(zhǔn)，先加工平面，再由平面為精基準(zhǔn)加工平面。保證了平面的加工余量最小，且在后續(xù)加工工序中以平面為精基準(zhǔn)加工其他平面，遵循了基準(zhǔn)重合的原則。3、 選擇加工方法根據(jù)各面、孔的技術(shù)要求，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)P29

7、6表6.9，選定各平面、各孔的工藝加工方法。四、擬定零件加工工藝路線制定工藝路線的原則是，在合理保證零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度、表面質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，取得較好的收益。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件，確定為大批大量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專業(yè)的機(jī)床配以專用夾具，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，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。綜合考慮加工經(jīng)濟(jì)精度、工序集中，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)P296表6.9最終確定工藝路線方案如表1（表面及孔編號見圖3）。查詢實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊p178-p205確定各工序機(jī)床的選擇，附見表1。表1工序號工序名稱工序內(nèi)容機(jī)床

8、10熱處理退火（消除內(nèi)應(yīng)力）5111d-20銑粗銑平面X501230銑粗銑平面，半精銑平面X503240擴(kuò)擴(kuò)孔24.8Z512-150銑粗銑平面、專用機(jī)床60銑粗銑平面、專用機(jī)床70銑粗銑平面、專用機(jī)床80銑半精銑平面、專用機(jī)床90銑半精銑平面X5032100銑半精銑平面、專用機(jī)床110鉆鉆孔2xM5-7H螺紋孔底孔4.5專用機(jī)床120攻攻孔螺紋2xM5-7H專用機(jī)床130鉆鉆孔m5-7H螺紋底孔4.5，鉆孔沉頭大孔7，攻孔螺紋M5-7H專用機(jī)床140鉆與件（-04/01-2）裝配后，鉆、孔2x11，并打碼標(biāo)記專用機(jī)床150擴(kuò)擴(kuò)、孔2x11.85（配作）專用機(jī)床160鉆與鉆模板配合后，鉆孔2x

9、4.8（配作并打碼標(biāo)記）專用機(jī)床170絞粗絞、孔2x11.95，精絞、孔2x12H7，倒0.5x45（配作）專用機(jī)床180絞精絞孔25H8，倒角0.6x45Z512-8190絞精絞孔2x5H7（配作）Z512-9200銑精銑平面X6142210熱處理調(diào)質(zhì)5210220磨粗磨平面MA1420A230磨粗磨平面、專用機(jī)床240鉗工修頓銳邊250清洗發(fā)黑260終檢入庫- 13 -五、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)1、本人任務(wù)介紹本次機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，本人的設(shè)計(jì)任務(wù)為鉆孔螺紋孔底孔，所以本人需要設(shè)計(jì)一套鉆兩小孔的專業(yè)夾具。2、工件安裝 安裝：工件裝夾根據(jù)六點(diǎn)定位原理，用兩個支承板支撐平面限制3個自由度，再用

10、兩個支承釘支承平面限制2個自由度，一個支承釘支承平面限制一個自由度（如圖5，編號見圖5）。夾緊：夾緊裝置采用在孔25中間用一個六角頭螺栓與一個單向作業(yè)小液壓輸出軸螺旋鏈接（螺旋鏈接上用一個螺母反向鎖緊，防止轉(zhuǎn)動）拉緊，在六角頭螺栓頭部下方用一個開口墊圈（方便裝夾、取用工件）配合壓在工件上。圖53、刀具選擇根據(jù)工序110，所設(shè)計(jì)的夾具為專用機(jī)床鉆夾具。兩孔2xM5-7H同時加工，且兩孔間距為500.2mm，查詢擊穿夾具設(shè)計(jì)p88-p92鉆套及p181附表3固定轉(zhuǎn)套，查詢鉆削、擴(kuò)削、絞削加工p3-37及p3-40表3.3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途，綜合考慮采用固定鉆套、可拆卸鉆模板（鉆模板上兩銷

11、孔與夾具體配作以保證位置精度要求）、高速鋼直柄麻花鉆GB/T6135.3-1996。4、加工余量確定查詢實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊p121表7-31攻螺紋前的鉆孔直徑為4.5。5、切削用量及參數(shù)選擇1） 孔進(jìn)給量查詢鉆削、擴(kuò)削、絞削加工p3-133表3.4-1高速鋼鉆頭鉆孔進(jìn)給量0.18-0.22mm/r，取f=0.22mm/r。2） 孔切削速度查詢鉆削、擴(kuò)削、絞削加工p3-137表3.4-7鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命T=1，查詢鉆削、擴(kuò)削、絞削加工p3-138鉆孔時切削速度的計(jì)算 （m/min） （1）查詢鉆削、擴(kuò)削、絞削加工p3-137表3.4-8得cv=4.4，zv=0.4，xv=0，yv=

12、0.7，m=0.2；鉆削、擴(kuò)削、絞削加工p3-137表3.4-9選取修正系數(shù)cv=1，由d0=4.5mm帶入公式（1）得：v=14.4m/min3） 工時計(jì)算 計(jì)算基本時間： 查詢實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊p154表8-32常見加工方法基本時間的計(jì)算（各參數(shù)如圖6）。k min帶入?yún)?shù)計(jì)算得：Tm=（10+2+0）/500x0.2=0.12min式中 l切入深度 mm l1刀尖長度 mm l2切出深度 mmn主軸轉(zhuǎn)速 r/minf進(jìn)給量 mm/rk走刀次數(shù)圖6 考慮到使用專用機(jī)床，鉆套等實(shí)際情況，最終確定：TS = 10s。4） 工序110 工序卡片該工序工序卡片如圖7(見下頁)夾具設(shè)計(jì) 經(jīng)過與

13、指導(dǎo)老師討論，對于本工序需要設(shè)計(jì)專用夾具，決定設(shè)計(jì)工序110 為鉆4.5孔的專用鉆夾具。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，最終確定采用同時加工這兩個孔的專用機(jī)床的方法。一、設(shè)計(jì)思想方案 考慮到工件為L型板狀形態(tài)，在加工孔前各個表面的粗糙度均比較高，在平面上還有一個比較大的孔25。所以在定位上能夠考慮到用三個面定位夾緊，或者兩個面一個孔定位夾緊。圖7綜合考慮到各面精度要求、粗糙度要求比較高，且在工序110前，各面都已經(jīng)初加工，能夠作為精基準(zhǔn)使用。而孔25孔徑比較大，不適合做銷控定位，但在夾緊時能夠很好利用。最終工件裝夾根據(jù)六點(diǎn)定位原理，用兩個支承板支撐平面限制3個自由度，再用兩個支

14、承釘支承平面限制2個自由度，一個支承釘支承平面限制一個自由度（如圖5，編號見圖3）。夾緊裝置采用在孔25中間用一個六角頭螺栓與一個單向作業(yè)小液壓輸出軸螺旋鏈接（螺旋鏈接上用一個螺母反向鎖緊，防止轉(zhuǎn)動）拉緊，在六角頭螺栓頭部下方用一個開口墊圈（方便裝夾、取用工件）配合壓在工件上（夾具裝配圖見附件A1圖紙）。二、功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本工序要求以平面、分別用兩個支承板、兩個支承釘、一個支承釘定位，再由液壓小油缸拉緊工件，由可拆卸鉆模板與固定式鉆套保證孔的精度。1、夾具方案設(shè)計(jì)工件以面為主要定位基準(zhǔn)。1） 根據(jù)車間條件、生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，為減小裝夾時間和減輕裝夾勞動強(qiáng)度，宜采用液壓夾緊。2） 夾具體

15、與機(jī)床采用兩銷定位，再用兩螺栓連接在專用機(jī)床的工作臺上。3） 為便于制造，節(jié)省材料、減少加工面又不降低夾具體剛度，在夾具體上液壓缸連接位置開一方形盲孔。2、夾具設(shè)計(jì)計(jì)算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中：D=4.8mm f=0.0mm/r 代入公式（5-2）和（5-3）得 如上所述，本設(shè)計(jì)采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)，即由螺栓、螺母、開口墊圈、液壓缸等元件組成的夾緊機(jī)構(gòu)。液壓夾緊機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單、容易采購，而且由于液壓缸夾緊力量大，因此夾具機(jī)構(gòu)的夾緊力和夾緊行程都很大，可靠性非常高。根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺栓的受力情況和力的平衡條件FL=F=

16、 式中 FJ夾緊力(N) F作用力(N) L作用力臂(mm) d螺桿直徑 螺紋升角 螺紋處摩擦角. 螺桿端部與工件間的摩擦角. 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)所以有F=2034.75N顯然，有F=2034.75N865.24N=F故工序110專業(yè)夾具能安全工作。3、定位誤差分析夾具的主要定位元件為支承板與支承釘。支承板與支承釘尺寸與公差都是選取的標(biāo)準(zhǔn)件，其公差由標(biāo)準(zhǔn)件決定，支承板表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.005m；支承釘與支承板平面垂直度誤差不超過0.001m。夾具的主要定位元件為支承板與支承釘共同限制了空間中的六個自由度，雖然零件對形位公差及尺寸公差均有要求，但各定位件均采

17、用標(biāo)準(zhǔn)件，故定位誤差在此可忽略。4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為60000件，在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，降低工人勞動強(qiáng)度。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾緊而不采用手動夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應(yīng)用于專業(yè)機(jī)床上，此夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，減輕工人勞動強(qiáng)度，采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)。由于此工序夾具在形位公差及尺寸公差均有要求，必須嚴(yán)格按夾具零件圖紙要求進(jìn)行加工。同時夾具在轉(zhuǎn)換加工零件時，必須進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)整和檢測。裝夾工件時，用力要適當(dāng)，以免產(chǎn)生定位誤差、夾緊變形。總結(jié)為期三周的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)在不知不覺中結(jié)束

18、了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解。 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過這次夾具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次夾具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了夾具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握了夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。在此感謝我們的張老師，您嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我們工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。這次夾具設(shè)計(jì)的每個實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。同時感謝幫助過的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同