1、機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計計算說明書題 目：機(jī)械零件制造工藝與夾具設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué) 號：系 別：機(jī)電工程系專業(yè)班級：起止時間：2009年6月1527日 目 錄1、機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計任務(wù)書2、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定4（1） 零件的作用4（2） 零件的工藝分析43、確定毛坯,繪制毛坯簡圖5（1）、毛坯的加工方法及材料選擇5（2）、 毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量6（3）、繪制毛坯簡圖64、擬定零件的工藝路線6（1）、 基面的選擇6（2）、定位基準(zhǔn)的選擇7（3）、表面加工方法的確定8（4）、加工階段的劃分8（5）、工序的集中與分散9（6）、工序順序的安排9（7）、確定工藝路線105、加工余量

2、工序尺寸和公差的確定 11（1）、機(jī)械加工余量11（2）、工序尺寸12、機(jī)械加工工序卡147、夾具設(shè)計14設(shè)計總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 17一、機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號指導(dǎo)教師姓名及職稱題 目機(jī)械零件制造工藝與夾具設(shè)計 主要任務(wù)與具體要求1。教材p283圖7-64所示零件工藝分析；（n=10000件） 2。毛坯選擇及毛坯圖設(shè)計（3號圖）； 3。加工方法及工藝路線的確定； 4。工序內(nèi)容的確定及機(jī)械加工工序卡設(shè)計；5。鉆4*11和4*16夾具設(shè)計（總圖1號圖；零件圖4號圖）；6。 編印設(shè)計計算說明書一份（10頁、1。5萬字以上）進(jìn)度安排（共二周12天，含第一周星期六、日）第1天

3、: 工藝分析； 第2天：毛坯選擇及毛坯圖設(shè)計；第3-6天：加工方法、工藝路線的確定及工序內(nèi)容的確定；第7-10天: 機(jī)床夾夾具設(shè)計；第11天: 編印設(shè)計計算說明書 ；第12天（星期五）: 答辯評定成績。主要參考文獻(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計機(jī)床夾具設(shè)設(shè)計圖冊機(jī)械制圖系審核意見： 審核人簽名及系公章： 年 月 日任務(wù)下達(dá)人（簽字） 2007年5 月 日任務(wù)接受人（簽字）年 月 日備注：1、本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫相關(guān)欄目，經(jīng)系審核同意后，系、教師和學(xué)生各執(zhí)一份。 2、本任務(wù)書須與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計（論文）一并裝訂存檔。 二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1、零件的用途教材p28

4、3圖7-64題目給定的零件為軸承座，一般軸承座加工精度要求都不高，最高的加工精度為表面粗糙度1.6m，其中心孔及其頂上的m8孔的加工精度要求比較高，要確保所需的垂直度及平行度要求。2、零件的工藝分析（一）軸承座總共有三個加工表面、一個軸承孔、四個螺栓孔、一個加油孔和兩個定位孔。它們之間有一定的粗糙度要求如下：前端面：表面粗糙度為1.6m。后端面：表面粗糙度為6.3m。底面：表面粗糙度為1.6m，表面加工方法為刮研。軸承孔：直徑為32h8mm，孔中心線到底面的尺寸為550.02 mm，孔中心線相對于軸承座底面的平行度精度要求為0.01。四個螺栓孔：沉頭孔直徑為16mm，表面粗糙度為6.3m，螺栓

5、孔直徑為11mm，孔表面粗糙度為12.5m，沉頭孔底面的表面粗糙度為3.2m。定位孔：8h8mm，表面粗糙度為1.6m。加油孔：m8螺紋孔。（二），該零件共有兩組加工表面和孔系，它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：1、 以工件前端面為加工表面這一組加工表面包括：直徑為32h8的孔。2、以工件下底面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：鉆孔系4-11mm，锪4-16mm3，從零件圖知,該零件的軸向向兩端而需用要銑削加工達(dá)到所需的加工精度要求.從左視圖上看,工左端面的粗糙度要求是6.3,可由半精銑按經(jīng)濟(jì)精度等級(it811)保證,右端面的粗糙度是1.6,可由精銑按經(jīng)濟(jì)精度等級(it79)保證,加工

6、性良好. 32孔與16、11孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭釧偏，以保證也的加工精度要求，除了要以這些孔的端面為平面加，還要求將底面作為定位基準(zhǔn)，且有粗糙度為1.6mm的精度要求，但此平面也可通過精銑床來達(dá)到，基余表面加工精度要求低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削的粗加工就可以達(dá)到目的，而主要工作表面加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)加工方法保質(zhì)保量加工出一。可見，該零件的工藝性較好3、毛坯選擇及毛坯圖設(shè)計（1）、確定零件的生產(chǎn)類型：由任務(wù)書可知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件，因其為輕型零件，故其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。初步確定工藝安排的基本思路為：加工過程劃分階段；工

7、序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主；大量采用專用工裝。這樣安排，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作投資較少，生產(chǎn)效率高，且轉(zhuǎn)產(chǎn)容易。（2）毛坯的加工方法及材料選擇該毛坯的工作條件平穩(wěn)，主要受擠壓應(yīng)力。選毛坯時主要考慮的是此毛坯是否具有一定抗擠壓強(qiáng)度，選鑄件作為毛坯符合這一條件。因該零件屬于大批量，外型尺寸偏復(fù)雜，要求精度不高，宜選用砂型機(jī)器造型，毛坯的材料用ht150。（3）毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量項目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注寬度601.8()表2-425（雙邊余量）表2-5底座高度201.8()表2-430表2-5（4）繪制毛坯簡圖。（詳見手工繪圖a3圖紙）4、加工方法及工藝路線的確定（1）基

8、面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。正確、合理地選擇基面，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。分析零件圖，得知該零件的前端面粗糙度是1.6m，且底面也是1.6m ，加工精度較高，除后端面外其余面都為不加工表面，其精度由砂型的精度來保證。因此，我們可以選擇零件的前端面及下底面來作為零件定位及加工的基準(zhǔn)面。（2）定位基準(zhǔn)的選擇定為基準(zhǔn)選擇是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作。定位方案的選擇直接影響加工誤差，影響夾具的復(fù)雜性及操作方便性。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，基準(zhǔn)選擇一般按一下順序進(jìn)行：首先選定最終完成零件主要表面加工和保證主要技術(shù)要求所需的精基準(zhǔn)；接著考慮為了可靠地加工出上述主

9、要精基準(zhǔn)，是否需要選擇一些表面作為中間精基準(zhǔn)，然后再選擇粗基準(zhǔn)。下面按零件具體情況進(jìn)行粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇：選零件的前端面和零件的下底面作為精基準(zhǔn)，零件上的各個孔都能以它們作基準(zhǔn)加工出來，即遵循了”基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。該零件在軸向方向上的孔的定位都以垂直于其中心線的面作為基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合，保證了孔的垂直度要求，也遵循了”基準(zhǔn)重合”的原則。該零件選用下底面作基準(zhǔn)，使用定位心軸與支承釘，可以將零件可靠地定位及緊固，同時與前端面作為基準(zhǔn)，加上另一端的快換墊圈，就可以牢固將工件緊固并保證垂直度要求，遵循了“便于裝夾原則”。粗基準(zhǔn)的選擇：作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有

10、飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便于定位準(zhǔn)確、可靠。本課程設(shè)計選擇工件底座及后端面作為粗基準(zhǔn)，可以為前端面及下底面的精基準(zhǔn)加工作好準(zhǔn)備。（3）表面加工方法的確定加工表面尺寸精度等級表面粗糙度ra/m加工方案備注下底面it81.6粗銑精銑刮研前端面it81.6粗銑精銑磨削后端面it116.3粗銑半精銑32 孔it81.6鉆擴(kuò)孔粗鉸磨削m 8 孔it1112.5鉆攻絲411孔it1112.5鉆416孔it116.3锪（4）加工階段的劃分該工件的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工、精加工和表面加工幾個階段。在粗加工階段，主要任務(wù)是高效切除各加工表面上的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上

11、接近零件成品，并將工件的的精基準(zhǔn)，即工件下表面和工件前端面加工好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求。在半精加工階段，粗銑工件前后兩個端面，使得這些主要表面消除粗加工后留下的誤差，達(dá)到一定得精度，為后面的精加工作好準(zhǔn)備，同時要完成一些次要表面的加工，例如鉆32 這個孔等。在精加工階段，完成前端面的精銑加工，以及工件下底面的精銑加工，保證各主要加工平面達(dá)到所規(guī)定的質(zhì)量要求。最后在表面加工階段，完成對工件下底面的刮研，使之保證精度要求。（5）工序的集中與分散安排零件的加工工藝過程時，還要考慮工序集中和工序分散的問題。我們把同一個零件工藝過程中工序多少的狀況稱為工序的集中

12、和分散。本課程設(shè)計選用工序集中原則安排工件的加工工序。工序集中就是在每個工序中加工內(nèi)容很多，盡可能在一次安裝中加工許多表面，或盡量在同一臺設(shè)備上連續(xù)完成較多的加工要求。該工件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用專用機(jī)床配以專用工具和夾具進(jìn)行加工，以提高生產(chǎn)率。運(yùn)用工序集中原則，可以減少工件的安裝次數(shù)，有利于保證各加工表面及孔之間的相對位置精度要求。運(yùn)用工序集中原則，可以減少工件的裝夾、運(yùn)輸?shù)容o助時間，通過利用高效機(jī)床和專用刀具縮短加工時間，從而縮短零件的生產(chǎn)周期，提高勞動生產(chǎn)率。（6）加工順序的安排零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個合理的加工順序中加工，這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)

13、重要。機(jī)械加工工序安排一、遵循“基準(zhǔn)先行”原則，工件的下表面及前端面作為其他表面加工的精基準(zhǔn)，一般都安排在工藝過程一開始就進(jìn)行加工。二、遵循“先主后次”原則，先加工底座的下底面及工件前端面；再加工工件的后端面。 三、遵循“先粗后精”原則，在零件的切削過程中，先安排粗加工工序，再安排半精加工工序，最后是精加工和表面加工。四、遵循“先面后孔”原則，平面作為定位基準(zhǔn)面比較穩(wěn)定可靠。所以要先加工前后兩個端面及下底面，再加工32、m8，411及416孔。五、裝配完之后配作28孔。熱處理工序 砂型機(jī)器造型鑄造后，進(jìn)行回火處理，減少工件的內(nèi)應(yīng)力，減少其變形與開裂傾向。穩(wěn)定工件的組織和尺寸。調(diào)整零件的力學(xué)性能

14、，回火后工件硬度達(dá)到 60 hrc輔助工序零件表層或內(nèi)部的毛刺，影響裝配操作、裝配質(zhì)量，應(yīng)給予充分重視。所以在粗加工工件兩端面和熱處理后，應(yīng)安排去毛刺和中間檢驗工序。精加工后，砂粒易附在工件表面上，應(yīng)安排清洗，最后還要安排終檢工序。綜上所述，該工件的安排順序為：基準(zhǔn)加工主要表面及次要表面的粗加工主要表面的精加工孔的粗加工孔的精加工下底面刮研裝配后配作m8的孔。（7）確定工藝路線工件工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1時效處理2粗銑/半精銑/精銑底面立式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺3粗銑/半精銑后端面臥式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺4粗銑/半精銑/精銑前端面，臥式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺5磨前端面磨

15、床砂輪游標(biāo)卡尺6刮研下底面平口鉗刮刀游標(biāo)卡尺、7鉆/擴(kuò)孔/粗鉸/磨削32h8孔搖臂鉆床、內(nèi)圓磨床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆，機(jī)用鉸刀、砂輪游標(biāo)卡尺、塞規(guī)8鉆411孔搖臂鉆床麻花鉆游標(biāo)卡尺、塞規(guī)9锪416孔搖臂鉆床锪鉆游標(biāo)卡尺、塞規(guī)10鉆7.2孔/攻絲m8搖臂鉆床麻花鉆，機(jī)用絲錐游標(biāo)卡尺、塞規(guī)11尺寸檢查游標(biāo)卡尺12去毛刺鉗工臺平挫13清洗清洗機(jī)14終檢5、 加工余量、工序尺寸及公差的確定工件選用的材料為ht150，硬度163229hbs，毛坯重量約為1。7kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器造型模鑄造毛坯，公差等級為ct8。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

16、如下：（1）、機(jī)械加工余量毛坯鑄件基本尺寸公差等級ct取8級精度。查表2-5得：底面的基本尺寸公差為ct=1.8mm前、后端面的基本尺寸公差為ct=1.8mm毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級取g級精度。查表2-4得：要求的底面的機(jī)械加工余量（rma）為3mm。要求的前、后臺面的機(jī)械加工余量（rma）為2.5mm（雙邊余量）。確定機(jī)械加工尺寸底面的機(jī)械加工尺寸：r=f+rma+ct/2=(20+30.9)mm=230.9mm前、后臺面機(jī)械加工尺寸：r=f+2rma+ct/2=(60+50.9)mm=650.9mm（2）工序尺寸確定底面工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序

17、尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m刮研0.1520+0.06ra=1.6精銑0.6520.15h8()ra=3.2半精銑0.720.8h11()ra=6.4粗銑1.521.5h13()ra=12.5毛坯-230.9確定前、后端面工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m磨前端面0.460h8()ra=1.6精銑前端面0.660.4h8()ra=3.2粗銑前端面1.561h13()ra=12.5半精銑后端面1.062.5h11()ra=6.3粗銑后端面1.563.5h13()ra=12.5毛坯-650.9確定32h8孔工序余量、

18、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m磨削0.0732h8()ra=1.6粗鉸0.1831.93h9()ra=3.2擴(kuò)孔1.7531.75h10()ra=6.3第二次鉆1530h12()ra=12.5第一次鉆1515h12()ra=25毛坯實心毛坯確定m8螺紋孔工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm工序公差/mm表面粗糙度/m攻絲m80.88-鉆7.27.2h11()-毛坯實心毛坯 鉆411孔用d=11鉆頭一次完成锪416孔用d=16鉆頭一次完成，保證锪孔深10mm6、 機(jī)械加工工序卡見工序卡附件

19、7、 夾具設(shè)計7.1專用夾具設(shè)計1、專用夾具的基本要求（1）、穩(wěn)定地保證工件的加工精度 專用夾具要有合理的定位方案，必要時進(jìn)行定位分析和計算，同時要合理地確定夾緊力三要素，盡量減少因加壓、切削、振動所產(chǎn)生的變形，這是對專用夾具設(shè)計的最基本要求。（2）、提高生產(chǎn)率，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性 根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小，設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率。夾具設(shè)計時要力求結(jié)構(gòu)簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，經(jīng)縮短設(shè)計和制造周期，降低夾具制造成本，提高經(jīng)濟(jì)性。（3）、操作方便、省力和安全 有條件時盡可能采用氣動、液壓等機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)，同時，要從結(jié)構(gòu)上合格證操作的安全性，必要時要設(shè)計和配備安全防護(hù)裝置。

20、（4）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計的夾具應(yīng)有便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修等。在上述的基本要求下，為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工精度，降低勞動強(qiáng)度，故在鉆孔系411mm 和416mm時需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于搖臂鉆床，刀具為11mm的麻花鉆和16mm的锪鉆，對工件的四個孔系依次進(jìn)行鉆孔加工和锪鉆加工。7.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，該零件可以底面的兩個支承釘作為定位基準(zhǔn)，限制加工工件的一個自由度，以心軸限制加工工件的5個自由度，臺階面限制加工工件的三個自由度，從而保證工件在加工方向上具有確定的加工位置。7.3定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為心軸，該心軸的尺寸與其相配合的孔的基本尺寸相同，即32mm，但是由于心軸的加工尺寸一般偏大，因此，由心軸所產(chǎn)生的定位誤差可以忽略不計。（2）定位誤差的