1、此套設計有全套CAD圖和卡片,1 零件的工藝分析該設計是零件曲柄面和孔的加工，現分析如下： 32mm、4> 22 mm孔左端表面 32mm、4> 22 mm孔右端面 孔4> 32 mm、4> 22 mm及倒角，錐銷孔5mmM6 -6H的內螺紋，孑L 4> ammo這孔有著一定的位置要求，主要是：(1)4)32 mm孔內與4)22中心線平行度公差為0.02： 4)32 mm孔與"22中心線的距離為50mm。.lUM-i “MB圖1-1零件工藝項目公差等級偏差(mm)粗糙度位置要求孔 4> 16IT70 0. 0183.2 0.02 B孔 4)12IT

2、70 0. 0183.2"22端面12.54)32外端面12.5"16內端面3.2內螺紋M6IT600. 0083.2錐銷孔4>5GB1804-C±0.31.6孔4>5GB1804-C±0.312.5倒角GB1804-C±0.412.5尺寸18GB1804-C±0.5尺寸9GB1804-C±0.5尺寸4>22CT12±2.3尺寸4)32CT12±2.5尺寸64GB1804-C±0.8尺寸17GB1804-C±0.52.機械加工工藝設計2.1毛坯的制造形式零件材料為HT

3、200,考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成 本，保證零件工作的可靠，釆用鑄造。由于年產量為50000件，屬于大 批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以釆用鑄造成型。圖2-1毛坯工藝（毛坯的尺寸公差和加工余量）（表22）鑄造類型（砂型）基本尺 寸尺寸公差等 級加工余量等 級公差CT加工余量底、側面25.3CT9MA-G1.72.5頂面22.8CT9MA-H1. 73.5底、側面72CT9MA G62.52. 2基面的選擇基面選擇是工藝規程設訃中的重要的設計之一，基面的選擇正確 與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工 藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批

4、量的報廢，使生 產無法進行。2. 2.1粗基面的選擇作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工 件選擇1）22圓面和左端面作為粗基準。釆用"22圓面定位加工內孔 可保證的壁厚均勻；采用左端面作粗基準加工右端面，可以為后續工 序準備好精基準。2. 2.2精基面的選擇12軸線是設計基準，選擇"12軸線作為定位基準加工"16孔, 實現設計基準和工藝基準重合，保證被加工孔軸線平行度的要求。選 擇右端面為加工內螺紋M6、錐銷孔"5的工序精基準，孑L 2 16軸線 為加工孔"5的精基準，設計基準和工序基準重合，保證尺寸要求。3.制訂機械加工

5、工藝路線生產過程是指將原材料轉變為成品的全過程。它包括原材料的準備、 運輸和保存，生產的準備，毛坯的制造，毛坯經過加工、熱處理而成 為零件，零件、部件經裝配成為產品，機械的質量檢査及其運行試驗、 調試，機械的油漆與包裝等。工藝過程是指在生產過程中，通過改變生產對象的形狀、相互位置和 性質等，使其成為成品或半成品的過程。機械產品的工藝過程乂可分 為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝 過程。其中與原材料變為成品直接有關的過程，稱為直接生產過程， 是生產過程的主要部分。而與原材料變為產品間接有關的過程，如生 產準備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生由于零件加工表

6、面的多樣性、生產設備和加工手段的加工范 圍的局限性、零件精度要求及產量的不同，通常零件的加工過程是山 若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每 一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次 通過這些工序而變成零件。工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對兒個工件 連續完成的那一部分工藝過程。工序是組成工藝過程的基本單元，也 是生產計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪 些工序，由被加工零件的復雜程度、加工精度要求及其產量等因素決 定3.1表面加工方法的確定根據零件的兒何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方 法所能達到的經

7、濟精度，在生產綱領已確定的悄況下，可以考慮釆用萬 能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之 外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查機械制造 課程設計指導書10頁表1-7、1-8. 1-9,選擇零件的加工方法及工 藝路線方案如下：曲樞零件各表面加工方案加工項目尺寸公差等級粗糙度加工方案備注曲柄左端而GB1804-C12.5粗銃表1-8曲柄右端而GB1804-C12.5粗銃表1-8曲柄內端而GB1804-C3.2粗銃一半精銃表1-8譏6孔IT73.2鉆狡表1-7（P12 孔IT73.2鉆狡表1-7q>5孔GB1804-C12.5鉆表1-7內螺紋M6IT63.2

8、鉆攻螺紋表 1-10錐銷孔（p5GB1804-C1.6仙一餞表1-93. 2加工階段的劃分在粗加工階段。首先將精基準準備好，使后續工序都可以釆用精基準 定位加工，保證其他加工表面的精度要求；首先4）22左端面作為粗基 準粗銃右端面，然后以此端面為精基準加工其他面和孔。采用4>22 圓面定位加工內孔<1）12可保證的壁厚均勻，以孔2 1為精基準加工 "16。3. 3工序的集中與分散選用工序集中原則安排拔義的加工工序。該拔義的生產類型為大批生 產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運 用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可以縮短輔助時間，而且 由于與一次

9、裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的 相對位置精度要求。3. 3工序順序的安排機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準一一曲柄左端面和右 端面。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原則，先加工曲柄端面，再加工孔，確定工藝 路3. 4確定工藝路線工序號工序需稱機床裝備刀具蚩:具1粗銃曲柄外端面銃床銃刀游標卡尺2精銃曲柄內端面銃床銃刀游標卡尺3鉆鐵甲16孑L鉆床麻花鉆、校刀塞規卡尺4鉆鐵（pl2 FL鉆床麻花鉆、校刀塞規卡尺5鉆絞p5孔鉆床麻花鉆、絞刀塞規卡尺6鉆、攻螺紋M6鉆

10、床麻花鉆、絲錐塞規卡尺7鉆、鐵甲5錐銷孔、鉆床麻花鉆錐度狡刀塞規卡尺8去毛刺鉗工臺平鏗9終檢塞規、百分表、 卡尺等3. 4.1加工設備和工藝設備1機床的選擇：釆用Z525立式鉆床、鉆床。2選擇夾具：該曲柄的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。3選擇刀具：在銃床上加工的各工序，釆用高速鉆刀即可保證加工 質量。4選擇量具：采用塞規.雙用游標卡尺。4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定4.1錐銷孔4)5的工序尺寸由表2-28課查得，精狡余量Z二0. 2mm,加工等級為IT8,公差為0. 018 鉆孔余量為Z鉆=4. 8mm,加工等級為IT12,公差為0.12。錐銷孔加工工序的加工余量項目內容精度等級

11、工序尺寸粗糙度工序余量公差4)5錐銷孔鉆IT12"4.812.54.80. 12較IT8"51.60.20.0184. 2確定切削用量及時間定額4. 2.1主軸轉速的確定1. 鉆、錢5錐孔，以"22左端面為基準。刀具：鉆頭直徑為4. 8mm的高速鋼鉆頭，錐度狡刀頭直徑為5mm高速 鋼較刀。機床：Z525立式鉆床2. 鉆孔工步背刀吃量a p的選擇粗加工時根據加工余量和工藝系統剛度確定a p二4. 8mm。進給量的確定 由表5-22,選取該丄步得進量f=0. lmm/ro切削速度的計算 由表5-31,按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削 速度v二20m/min選取。由公式

12、n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速 n=1326r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉速，取轉速 n=1360r/mino 再將此轉速代入公式 v 二n 兀 d/1000 二 20. 5m/min。3. 精較錐孔工步1)背吃刀量的確定 取a p二0.2mm。2 )進給量的確定 由表5-31,選取該工步得進給量f= lmm/ro3切削速度的計算 由表5-31,按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削 速度v二3m/min選取。由公式n二1000v/兀d可求得該一匸序鉆頭鉆速 n=191r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉速，取轉速 n=195r/mino再將此轉速代

13、入公式v二n斤d/1000二3. 06m/min4. 2. 2時間定額的計算：工序9：鉆、較5錐孔鉆孔工步根據表5-51,鉆孔的基本時間可由公式匸L/jh二Q+h+h)/Jh求得。/ = l(hwn;h = Dco訛/2+(l2) = 2.4, ” = 2；f二o. lmm/r;n=1360r/mino 則該 工步的基本時間 t 二(22+2. 4+2)/0. lmm/r x 1360r/min=10. 8s 精狡孔工步根據表5-41 ,狡孔基本時間可由公式t=L*i/fn= (LP+11) *i/fn, LP= (D-d) /2*tankr, kr=15 ° , 11 二 lmm,

14、 f 二 lmm/r, n=195r/min 則該工 步的基本時間t二20s。輔助時間的計算tf輔助時間tf基本時間t之間的關系為tf二(0. 15-0.2) t鉆孔輔助時間tf=0. 2X 10. 8=2. 2s狡孔輔助時間tf=0. 2X20=4s4. 2. 3其它時間計算除了作業時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作時間、休息 與生理需要時間和準備與終結時間。由于該設計的生產類型為大批量 生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計。布置 工作地時間tb是作業時間的2%-7%,休息與生理時間tx是作業時間 的2%-4%,本設計均取3%,則工序的其他時間(tb +tx)可按關

15、系式 (3%+3%) X ( tf+t)計算。工序 9 的其他時間：tb +tx二6%X ( 10. 8s+20s+4s)二2s單件計算時間 td=2s+10. 8s+20s+4s二36. 8s5. 夾具設計5.1夾具選擇夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝 裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在 現代化的機械和儀器的制造業中，提高加工精度和生產率，降低制造 成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾 具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環 節之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。（夾具裝配圖5-

16、1）< ）提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，短圓柱銷限制 2個自由度，削邊銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起 支撐工件的作用。（3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和狡刀，排削通過鉆 模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。（二）設計思想設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使 用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對"5錐銷孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為 GB1840-C,表面粗糙度Rai. 6,鉆、精

17、狡以可滿足其精度。所以設計 時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。5. 2夾具設計5. 2.1定位分析（1）定位基準的選擇據夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的 各道工序中，應盡量釆用同一定位基準進行加工。故加工"5錐銷孔 時，釆用曲柄右端面和“ 12孔內圓柱面作為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔 定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合Ab二0, 由于加工向下孔即不存在基準位移誤差j=0。5.2.2切削力及夾緊力的計算2、切削力及夾緊力的計算刀具：04.8的麻花鉆，5的錐度錢刀

18、。 鉆孔切削力：查機床夾具設計手冊770表3-6,得鉆削力計算公式：P = 70.6 D " S HR"式中P鉆削力t鉆削深度,22mmS每轉進給量,0. lmmD麻花鉆直徑，04. 8mmHB布氏硬度，140HBS所以P = 70.6 S HB "=400 (N) 錢孔時的切削力：查機床夾具設計手冊刃0表3-6,得鉆削力計算公式： p = 9.i./2>5°4*HB 6式中p切削力t鉆削深度,22mmS每轉進給量,lmmD較孔鉆直徑，5mmHB布氏硬度，140HBS所以P = 9.1HB"=473 (N)式中t鉆削深度,22mmS每轉進

19、給量,0. lmmD麻花鉆直徑，5mmHB布氏硬度，140HBSP = 0.031 f'7S S°6 HB°“ D=600 (N M) 鉆孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70表3-6,查得工件以一個面和兩個 孔定位時所需夾緊力訃算公式：20厶2dz人(a + 0) + §/d|式中螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑-工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0. 16d:螺桿直徑a 螺紋升角Q切削力L孔到定位面距離則所需夾緊力汎2d：人 9 + 0)+ §/乩=399 (N)5. 3夾具操作說明此次設計的夾具夾緊原理為：通過4)12孔和側面為定位基準，在圓柱 銷、平面

20、和菱邊銷實現完全定位，以鉆模板引導刀具進行加工。采用 螺母夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與 夾具定位元件接觸或配合來實現工件定位。該設計用可換定位銷5. 4.確定導向裝置本工序要求對被加工的孔依次進行鉆、狡的加工，最終達到工序簡圖 上規定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導向元件，查表9-13, 確定鉆套高度H二2d二2X4. 8二9. 6mm,排泄空間h二0. 7d二3. 4mm。d：基本 偏差 F7(0. 0100. 022) ;D=10mm,偏差 m6 ( 0. 001 0. 010 )。6. 機床夾具設計體會與展望通過此次課程設計，能運

21、用所學基本理論知識，正確解決工件在 加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的方案，進行必要的計算，根據 題意設計出符合優質、高效、低成本的夾具。學習正確的調查研究方 法，收集國內外有關資料，掌握正確的夾具設計思想、方法和手段， 學會正確使用有關手冊及其它技術資料。分析研究結構工藝性問題， 提高結構設計能力。進一步了解有關機床、刀具和量具等工裝知識。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、 復合、智能、環保方向發展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、 模塊、組合、通用、經濟方向發展。一、高精，隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工 精度，對夾具的制造精度要求更高。世界知

22、名的夾具制造公司都是精 密機械制造企業。為了適應不同行業的需求和經濟性，夾具有不同的 型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。二、高效，為了提高機床的生產效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具 產品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密 平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部 件不斷地推陳出新。三、模塊、組合，夾具元件模塊化是實現組合化的基礎。利用模塊化 設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具 技術開發的基點。省工、省時，節材、節能，體現在各種先進夾具系 統的創新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎， 應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫， 進行夾具優化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削 過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，乂能積累 使用經驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統。組合夾具分 會與華中科技大學合作，正在著手創建夾具專業技術網站，為夾具行 業提供信息交流、夾具產品咨詢與開發的公共平臺，爭取實現夾具設 計