第一篇：J 第8章 機械制造工藝課程設(shè)計(1,2節(jié))

機械制造工藝課程設(shè)計

一、機械制造工藝設(shè)計步驟

1.分析及審查零件圖樣和產(chǎn)品裝配圖樣； 2.確定零件生產(chǎn)類型和毛坯種類； 3.確定工件的定位基準； 4.擬定機械加工工藝路線；

5.確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備；

6.計算各工序的加工余量、工序尺寸及公差； 7.確定各工序的切削用量和工時定額； 8.編制工藝文件。

二、零件的結(jié)構(gòu)分析

1.熟悉零件圖樣，分析零件的用途和各項技術(shù)條件；

2.分析零件表面的組成和特征，將零件大致分為軸類零件、套類零件、齒輪類零件、叉架類零件和箱體類零件五大類；

3.分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性； 4.確定主要表面的加工方法。

三、零件的技術(shù)要求分析

零件的技術(shù)要求分析包括下面幾項內(nèi)容： 1.加工表面的尺寸精度和形狀精度； 2.主要加工表面之間的相互位置精度； 3.加工表面的粗糙度及表面質(zhì)量要求； 4.熱處理及其它要求。

四、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)和確定生產(chǎn)類型

生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：

N?Qn(1?a%?b%)（8.1-1）

式中 N－零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位為 件/年；Q－產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位為 臺/年；n－每臺產(chǎn)品中零件的數(shù)量 單位為 件/臺；a－備品的百分率；b－廢品的百分率。

根據(jù)〔1〕表5－5確定生產(chǎn)類型和工藝特點。

五、設(shè)計說明書的編寫

說明書是課程設(shè)計的總結(jié)性文件。通過編寫機械加工工藝規(guī)程設(shè)計說明書，進一步培

養(yǎng)學生分析、總結(jié)和表達的能力，鞏固、深化課堂教學和課程設(shè)計中所獲得的知識，掌握機械工藝設(shè)計的內(nèi)容、方法和步驟。

說明書應(yīng)概括地介紹設(shè)計的整個過程，對設(shè)計中的方案進行論證及比較，針對主要數(shù)據(jù)的選取及計算應(yīng)作重點陳述。說明書內(nèi)容要求系統(tǒng)性好，條理清晰，圖文并茂，充分表達自己對設(shè)計過程的感悟和獨特見解。文內(nèi)公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應(yīng)以“〔 〕”注明參考文獻的序號。

說明書主要包括下面幾項內(nèi)容： 1.封面； 2.目錄；

3.零件的工藝性分析；

4.機械加工工藝路線的擬定； 5.機械加工工序的設(shè)計； 6.設(shè)計小結(jié)； 7.參考文獻。

機械制造工藝規(guī)程設(shè)計流程

一、毛坯的選擇 1.毛坯的選擇原則

（1）零件的材料和力學性能 相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學性能有所不同。鑄鐵件的強度從離心澆注、壓力澆注、金屬型澆注、砂型澆注的鑄件依次遞減；鋼質(zhì)零件的鍛造毛坯，其力學性能高于鋼質(zhì)棒料和鑄鋼件。

（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和外廓尺寸 直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料，相差較大時宜采用鍛件；形狀復(fù)雜、力學性能要求不高可采用鑄鋼件，形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯不宜采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，不宜采用模鍛、壓鑄和精鑄，多采用砂型鑄造和自由鍛造；外形復(fù)雜的小零件宜采用精密鑄造方法，以避免過多的機械加工。

（3）型材的使用 一般零件宜采用熱軋型材；冷拔型材精度較高、尺寸較小，毛坯精度要求較高的中小型零件宜采用冷拔型材。

（4）生產(chǎn)類型 大批量生產(chǎn)時宜采用高精度與高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，單件小批量生產(chǎn)時宜采用投資小的毛坯制造方法。

2.毛坯的制造方法與工藝特點

（1）鑄造毛坯的工藝特點及參數(shù)見表8.3-1；（2）鍛造毛坯的工藝特點及參數(shù)見表8.3-2；（3）軋制毛坯的工藝特點及參數(shù)見表8.3-3。3.毛坯的加工余量及公差

（1）鑄造毛坯的加工余量見表8.3-

4、公差見表8.3-5；

135（2）熱軋圓鋼的尺寸及偏差見表8.3-6～表8.3-9；（3）冷拔圓鋼的尺寸及偏差見表8.3-10和表8.3-11；（4）鋼質(zhì)模鍛件的加工余量及公差。

鋼質(zhì)模鍛件的加工余量的大小主要取決于鍛件質(zhì)量和復(fù)雜程度，機械加工加工余量一般從1～5mm根據(jù)具體情況選取，鋼質(zhì)模鍛件的公差查閱GB12362-90。

二、基準的選擇

定位基準的選擇對加工面的位置精度、零件的工序數(shù)量及加工順序起著決定作用。因此，必須根據(jù)基準選擇原則，綜合各方面因素加以確定。粗、精基準確定后，還應(yīng)考慮各工序加工時工件的定位方案和夾緊方法。

三、擬定機械加工工藝路線 1.加工階段的劃分

根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、表面質(zhì)量及力學性能的不同要求，把整個工藝過程分成不同的加工階段，以便逐步達到加工要求。主要的加工階段有：

① 粗加工階段； ② 半精加工階段； ③ 精加工階段； ④ 光整加工階段。

2.零件表面加工方法的選擇

根據(jù)零件的加工表面特征、加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度來選擇加工方法。（1）外圓加工查閱〔1〕表5－7和圖5－15；（2）孔加工查閱〔1〕表5－8和圖5－16；（3）平面加工查閱〔1〕表5－9和圖5－17；（4）米制螺紋加工見表8.3-12；

（5）齒形加工見表8.3-13和表8.3-14。3.加工順序的安排 應(yīng)遵循“先粗后精”、“先面后孔”、“先主后次”、“基面先行”的原則，合理安排各工序的位置。

4.熱處理工序的安排

（1）提高切削性能的預(yù)熱處理安排在粗加工之前；（2）整體熱處理安排在半精加工之前；（3）表面熱處理安排在精加工之前。5.檢驗工序的安排

檢驗工序一般安排在粗加工后、精加工前，送往外車間前，重要工序和工時長的工序前、后，零件加工結(jié)束后、入庫前。

6.輔助工序的安排

（1）表面強化工序 如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程的最后。（2）表面處理工序 如發(fā)藍、電鍍等，一般安排在工藝過程的最后。

（3）探傷工序 如X射線檢查、超聲波探傷等多用于零件內(nèi)部質(zhì)量的檢查，一般安排

在工藝過程的開始。磁力探傷、熒光檢驗等主要用于零件表面質(zhì)量的檢驗，通常安排在工藝過程的最后。

（4）平衡工序 包括動、靜平衡，一般安排在精加工前后。

（5）去毛刺、去磁、清洗、涂油、防銹等輔助工序可根據(jù)整個工藝過程妥善安排。

四、選擇機床設(shè)備及工藝裝備 1.機床的選擇

（1）機床規(guī)格應(yīng)與零件外形尺寸相適應(yīng)；

（2）機床精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)；（3）機床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件生產(chǎn)類型相適應(yīng)；（4）與本企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備條件相適應(yīng)。

各種機床的形狀、位置加工經(jīng)濟精度見表8.3-15～表8.3-20，各種機床的主要技術(shù)參數(shù)見表8.3-21～表8.3-34。

2.刀具的選擇

（1）一般采用標準刀具；

（2）中批以上生產(chǎn)，可采用高效率的復(fù)合刀具及專用刀具；（3）刀具的類型、規(guī)格及精度應(yīng)符合加工要求。3.量具的選擇

（1）單件、小批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡可能選用通用量具；（2）大批量生產(chǎn)時，應(yīng)采用各種專用量具和檢具；（3）量具的精度等級應(yīng)與被測工件的精度相適應(yīng)。4.夾具的選擇

（1）單件小批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡可能采用通用夾具，也可采用組合夾具；（2）中批以上生產(chǎn)時，應(yīng)采用專用夾具；（3）夾具的精度應(yīng)與工序的加工精度相適應(yīng)。

五、確定工序余量、工序尺寸及公差 1.確定工序余量

（1）分析計算法 此法須有可靠的實際數(shù)據(jù)資料，目前應(yīng)用較少；

（2）經(jīng)驗估計法 根據(jù)工藝人員的實際經(jīng)驗確定加工余量，通常所取的加工余量偏大，一般用于單件小批生產(chǎn)；

（3）查表修正法 查閱有關(guān)手冊，再結(jié)合實際加工情況進行修正，此法應(yīng)用較為普遍。各加工方法的工序余量見表8.3-35～表8.3-53。

2.工序尺寸的確定

（1）當加工過程中基面沒有轉(zhuǎn)換時，可以由最后一道工序開始往前推算。

（2）當加工過程中基面需要轉(zhuǎn)換時，可借助工藝尺寸鏈的分析來計算工序尺寸及其上下偏差。

（3）對于孔系坐標尺寸，通常在零件圖樣上已標注清楚。如果未標注清楚，就要利用平面工藝尺寸鏈來計算孔系坐標尺寸。

3.工序公差的確定

工序公差按各工序的加工經(jīng)濟精度來確定，并按“入體原則”換算出上下偏差。4．鉆螺紋底孔的直徑可按下面的經(jīng)驗公式計算

脆性材料（鑄鐵、青銅等）：鉆孔直徑d0=d螺紋大徑-1.1P 韌性材料（鋼、紫銅）：鉆孔直徑d0=d螺紋大徑-P 鉆孔深度=螺紋長度+0.7d螺紋大徑

式中 P為螺紋的螺距，單位為mm。

六、切削用量的選擇

根據(jù)切削用量三要素對刀具壽命、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量的順序應(yīng)為：首先選盡可能大的背吃刀量ap，其次選盡可能大的進給量f，最后選盡可能大的切削速度vc。粗加工時，背吃刀量的選擇以提高生產(chǎn)率和保證刀具耐用度為主；精加工時，背吃刀量的選擇以保證零件的加工精度和表面質(zhì)量為主。

1.車削時切削用量的選擇可查閱表8.3-54～表8.3-64； 2.孔加工時的切削用量選擇可查閱表8.3-65～表8.3-70； 3.銑削時切削用量的選擇

銑削用量包括背吃刀量ap、側(cè)吃刀量ae、每齒進給量fz（單位為mm/z）或每轉(zhuǎn)進給量f（單位為mm/r）和切削速度vc。端銑時，ap為切削層深度，ae為被加工表面寬度；圓柱銑削時，ae為切削層深度，ap為被加工表面寬度。

一般切削層深度根據(jù)加工質(zhì)量要求、加工余量、工藝系統(tǒng)剛性和機床功率來選擇。銑削平面時，當工件表面粗糙度Ra=25～12.5?m時，若用圓柱形銑刀，其預(yù)留的切削層深度小于5mm，或用端銑刀，其預(yù)留的切削層深度小于6mm，則一次進給粗銑就可達到要求；當預(yù)留的切削層深度較大或工藝系統(tǒng)剛性較差或機床功率不足時，一般分兩次進行銑削。當Ra=12.5～3.2?m時，可分粗銑和半精銑兩次銑削，半精銑時的切削深度為0.5～1mm。當Ra=3.2～0.8?m時，可分三次銑削，半精銑時的切削深度為1.5～2mm，精銑時為0.5～1mm。銑刀的每齒進給量fz可按表8.3-71選取，銑削速度vc可按表8.3-72選取，銑槽的切削用量可按表8.3-73或表8.3-74選取。

4.磨削時切削用量的選擇

磨削用量包括砂輪切入工件的徑向進給量fr（相當于車削時的背吃刀量）、工件相對于砂輪的軸向進給量fa、工件旋轉(zhuǎn)的線速度或工作臺直線移動的速度vw和砂輪旋轉(zhuǎn)的線速度vc。常用的磨削用量可按表8.3-75選取。

5.齒輪加工切削用量的選擇

齒輪的制造方法以滾齒、插齒最為普遍，其切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性、工件材料、齒輪模數(shù)、工件精度要求及表面粗糙度等因素綜合考慮。齒輪加工切削用量的選 擇步驟如下：

（1）確定切齒深度和走刀次數(shù) 滾齒時，一般模數(shù)不大的齒輪多采用一次走刀切至全齒深。但模數(shù)大于4mm的齒輪，或者機床功率不足，或者工藝系統(tǒng)剛性較差時，可以分兩次

（2）確定進給量 滾齒的進給量可按表8.3-76選取，插齒的進給量可按表8.3-77選取。

（3）確定切削速度 齒輪刀具的切削速度可按表8.3-78的公式計算。

138

七、勞動定額的制訂

勞動定額有時間定額（即工時定額）和產(chǎn)量定額兩種表述方式。前者指完成一定工作量所用時間，后者指單位時間內(nèi)完成規(guī)定的合格產(chǎn)品數(shù)；兩者互為倒數(shù)。目前企業(yè)常用時間定額作為勞動定額指標。

1.工時定額按下面的公式計算

單件生產(chǎn)：tp=tj+ta+ts+tr =tB+ ts+tr（8.3-1）

成批生產(chǎn)： tpc=tp+te/n=tj+ta+ts+tr+te/n（8.3-2）大量生產(chǎn)： tpc=tp=tj+ta+ts+tr（8.3-3）式中 tj－基本時間；

ta－輔助時間，參照表8.3-79選取，tj + ta為作業(yè)時間； ta－輔助時間，參照表8.3-79選取，tj + ta為作業(yè)時間； ts－布置工作地時間，一般按作業(yè)時間的2%～7%計算； tr－休息與生理需要時間，一般按作業(yè)時間的2%～4%計算； te－準備與終結(jié)時間； n－每批件數(shù)。

2.基本時間tj的計算

Ll+l1+l2tj?i?i(8.3-4)fnf?n 式中 L－刀具行程長度（mm）；

l－切削加工長度（mm）；

l1、l2－刀具切入、切出長度（mm）,車削可參照表8.3-80、鉆削可參照表8.3-81選取l1、l2之和；

n－機床主軸轉(zhuǎn)速（r/min）； f－進給量（mm/r）。

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八、繪制工序圖及標注工序尺寸偏差 1.繪制工序圖的要求

① 用粗實線表示本工序的各加工表面，其它部位用細實線表示； ② 加工表面上應(yīng)標注表面粗糙度符號；

③ 工序圖應(yīng)標出本工序結(jié)束時應(yīng)達到的尺寸、偏差及形位誤差，與本工序加工無關(guān)的技術(shù)要求一律不寫；

④ 工序圖上應(yīng)注明定位、夾緊符號；

⑤ 工序圖以適當?shù)谋壤?、最少的視圖表示出工件在加工時所處的位置狀態(tài)，與本工序加工無關(guān)的部位不應(yīng)表示。

2.標注工序尺寸偏差的要求

① 中間工序的工序尺寸，對于內(nèi)孔、外圓、平面或溝槽，應(yīng)按“入體原則”注成單向偏。

② 中間工序尺寸，若屬于孔軸中心距或孔到平面的距離，應(yīng)標注成雙向?qū)ΨQ偏差； ③ 中間工序尺寸的公差可從相應(yīng)的加工經(jīng)濟精度表中查得 ④ 最后工序的工序尺寸，應(yīng)按圖樣要求標注。

九、編制工藝文件

1.填寫機械加工工藝過程卡片； 2．填寫機械加工工序卡片； 3．整理設(shè)計說明書。

十、注意事項

上述機械加工工藝數(shù)據(jù)表格為學生課程設(shè)計提供所需的參考資料，數(shù)據(jù)資料不是非常完

備，如需要可查閱下列手冊。

1.王先逵主編．機械加工工藝手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2007． 2.孟少農(nóng)主編．機械加工工藝手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1999．

3.美國可切削數(shù)據(jù)中心編．機械加工切削數(shù)據(jù)手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1989． 4.李益民機械制造工藝設(shè)計簡明手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1991． 5.艾興等編．切削用量簡明手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1994．

141

第二篇：機械制造工藝及夾具課程設(shè)計

目 錄

設(shè)計任務(wù)書???????????????????(1)

一、零件的分析???????????????(2)1.1 零件的作用 1.2 零件的工藝分析

二、工藝規(guī)程設(shè)計??????????????(4)2.1 定位基準的選擇 2.2 重點工序的說明 2.3 制訂工藝路線 2.4 機械加工余量的確定 2.5 確定切削用量及基本工時

三、夾具設(shè)計????????????????(14)3.1 問題的提出 3.2 夾具設(shè)計

四、參考文獻????????????????(17)

五 心得體會?????????????????（18）

機械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務(wù)書

設(shè)計題目： “CA6140車床撥叉零件”機械加工工藝規(guī)程及夾具

生產(chǎn)綱領(lǐng):年產(chǎn)量為5000件

設(shè)計內(nèi)容：1.零件圖一張

2.毛坯圖一張

3.機械加工工藝過程 工序卡片一張

4.機床夾具設(shè)計 每人一套

5．夾具零件圖一張

6.課程設(shè)計說明書一份

23456

采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

ns=1000?v1000?0.35==0.637r/s(38.2r/min)3.14?175π?dw按機床選取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

π?dw?ns 故實際切削速度ν==0.29m/s

1000切削工時

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 2）粗銑右端面

粗銑右端面的進給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。

切削工時

l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 3）精銑左端面

αfl?l1?l275?175?3= =121.2s=2.02min

nw?αf?Z0.522?0.25?16l?l1?l245?175?3= =106.8s=1.78min

nw?αf?Z0.522?0.25?16=0.10mm/Z(表3-28)ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

ns=1000?v1000?0.30==0.546r/s(32.76r/min)3.14?175π?dw按機床選取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

π?dw?ns 故實際切削速度ν==0.29m/s

1000切削工時

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm

tm=

l?l1?l275?175?3= =302.92s=5.05min

nw?αf?Z0.522?0.10?16工序Ⅱ：鉆、擴花鍵底孔 1）鉆孔? 20㎜

f=0.75mm/r·Klf=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）s=1000?vπ?d=1000?0.35=5.57r/s(334r/min)w3.14?20按機床選取 nw=338r/min=5.63r/s 故實際切削速度 ν=π?dw?ns1000=0.35m/s 切削工時 l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=l?l1?l280?10?2n= w?f5.63?0.71=23s（0.4min）2）擴孔? 22㎜ f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）1000?v1000?0.s=π?d=175w3.14?22=2.53r/s(151.8r/min)按機床選取 nw=136r/min=2.27r/s 故實際切削速度 ν=π?dw?ns1000=0.16m/s 切削工時 l=80mm，l1= 3mm，l2=1.5mm t1?l2m=l?ln= 80?3?1.5=35s w?f2.27?1.07（0.6min）

n

n

工序Ⅲ：倒角1.07×15?

f=0.05㎜/r(表3—17)ν=0.516m/s（參照表3—21）ns=1000?vπ?d=1000?0.516=6.3r/s(378r/min)w3.14?26 按機床選取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工時 l=2.0mm，l1= 2.5mm，tm=l?l1n= 2.0?2.5=14s（w?f6.33?0.050.23min）

工序Ⅳ：拉花鍵孔

單面齒升 0.05㎜（表3—86）v=0.06m/s（3.6m/min）（表3—88）

切削工時（表7—21）th?l???Km=1000?v?S

z?Z式中：

h——單面余量1.5㎜（由? 22㎜—? 25㎜）； l——拉削表面長度80㎜；

?——考慮標準部分的長度系數(shù)，取1.20； K——考慮機床返回行程的系數(shù)，取1.40； V——切削速度3.6m/min； Sz——拉刀同時工作齒數(shù) Z=L/t。t——拉刀齒距，t=(1.25—1.5)L=1.3580=12㎜

? Z=L/t=80/12?6齒

? t1.5?80?1.20?1.40m=1000?3.6?0.06?6=0.15min(9s)工序Ⅴ：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺階面

αf=0.15mm/Z(表3-28)

ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

n?v1000?0.30s=1000π?d=w3.14?175=0.546r/s(33r/min)按機床選取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故實際切削速度ν=π?dw?ns1000=0.27m/s 切削工時

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tl?l1?l2m=

n= 80?175?3w?αf?Z0.5?0.15?16=215s=3.58min 2）精銑臺階面 αf=0.07mm/Z(表3-28)ν=0.25m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。n1000?v1000?0.25s=

π?d=w3.14?175=0.455r/s(33r/min)按機床選取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故實際切削速度ν=π?dw?ns1000=0.27m/s 切削工時

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tl?l1?l280?175?m=

n= 3w?αf?Z0.5?0.07?16=467s=7.7min）粗銑下表面保證尺寸75㎜

本工步的切削用量與工步1）的切削用量相同

112

三 夾具設(shè)計

3.1 問題的提出

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設(shè)計銑30x80面的銑床夾具。

3.2 夾具設(shè)計

1．定位基準的選擇

由零件圖可知，其設(shè)計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準。1．切削力和夾緊力計算

(1)刀具： 高速鋼端銑刀 φ30mm z=6 機床： x51W型立式銑床

由[3] 所列公式 得 F?CFapXFqVyufzzaeFzwFd0n

查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)kv?1.0

CF?30 qF?0.83 XF?1.0

yF?0.65 uF?0.83 aP?8 z=24 wF?0

代入上式，可得 F=889.4N

因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。

安全系數(shù) K=K1K2K3K4 其中：K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3為刀具鈍化系數(shù)1.1 K4 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 F??KF?1775.7N

2.定位誤差分析

由于30x80面尺寸的設(shè)計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。3．夾具設(shè)計及操作說明

如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。

夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖中。

四、參考文獻

1.切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設(shè)計軟件版V1.0，機械工業(yè)出版社，2004 4.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)，劉品 劉麗華主編，哈爾濱工業(yè)大學出版社出版，2001年1月

5.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年

6.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1990年

7.機械工程手冊 第8、9卷，機械工程手冊、電機工程手冊編委會，機械工業(yè)出版社出版，1982年

8.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月 9.機械工藝裝備設(shè)計實用手冊，李慶壽主編，寧夏人民出版社出版，1991年 10.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年

11.機床夾具設(shè)計，秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1998年 12.機械制造工藝學習題集，陳榕王樹兜主編，福建科學技術(shù)出版社出版，1985年

13.機械制造工藝學課程設(shè)計指導書，趙家齊主編，哈爾濱工業(yè)大學出版社出版，2002年

14.金屬切削機床夾具設(shè)計手冊 第二版，浦林祥主編，機械工業(yè)出版社出版，1995年12月

15.機械零件手冊，天津大學機械零件教研室編，人民教育出版社出版，1975年9月

五 心得體會

為期三周的工藝、夾具課程設(shè)計結(jié)束，回顧整個過程，我覺得受益匪淺。課程設(shè)計作為《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要教學環(huán)節(jié)，使理論與實際更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。

本次課程設(shè)計主要經(jīng)過了兩個階段。第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段中本人認真復(fù)習了有關(guān)書本知識學會了如何分析零件的工藝性，學會如何查有關(guān)手冊，選擇加工余量、確定毛坯類型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖。為了可以更深刻清楚的完成本次課程設(shè)計向老師請教了很多關(guān)于夾具方面的知識，而且自己也參閱了很多夾具設(shè)計的資料。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中較為合理的工藝方案來編制工藝。其中運用了基準選擇、切削用量選擇計算、時間定額等方面的知識。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實習中所看到的實際情況選定設(shè)備，填寫了工藝文件。夾具設(shè)計階段，運用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面知識。

通過這次設(shè)計，我基本掌握了一個中等復(fù)雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具的設(shè)計的方法和步驟等。學會查閱手冊，選擇使用工藝設(shè)備等。

總的來說，這次設(shè)計，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我獨力思考問題、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。

由于自己能力有限，設(shè)計中還有很多不足之處，懇請老師、同學批評指正。

第三篇：機械制造工藝課程設(shè)計法蘭說明書

前言

機械制造工藝課程設(shè)計使我們學完了機械制造技術(shù)，機械制造裝備設(shè)計，機械制造工藝學等課程，進行了生產(chǎn)實習之后，所進行的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學生不所學的工藝理論和實踐知識在實踐的工藝，夾具設(shè)計中綜合地加以應(yīng)用，進而得以加深和發(fā)展，提高學生分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過本次課程設(shè)計，我們在下述方面可以得以鍛煉：

1)能熟練的運用機械制造工藝學及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決一個零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。

2)通過夾具的工藝，進一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計出高效省力，既經(jīng)濟合理有能保證質(zhì)量的夾具。

3)進一步提高我們的計算設(shè)計制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料。

4)在設(shè)計制造中培養(yǎng)我們嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立的工作能力。在設(shè)計中，由于理論知識和實踐經(jīng)驗不足，設(shè)計中的不妥之處，敬請老師批評指正。

一、零件的分析

（一）零件的功用：

機械制造工藝設(shè)計我們組的零件是法蘭，法蘭的種類很多，用途也很廣。法蘭的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的法蘭，其內(nèi)部有M90?1.5的螺紋可以起到定位軸的零件作用，外圓?110?0.036?0.071和一端面均有Ra=1.6的配合要求，?9和4-?5.5起到固定法蘭的作用。

（二）零件的工藝分析：

由零件圖可以看出，該法蘭的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面將主要表面分為四部分，見圖1-1。

1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面：

這組加工面包括：?94孔、M90?1.5螺紋孔及其倒角。

2、以外圓為中心的一組加工面：

這組加工面包括：?110?0.071外圓、?134及其倒角。

3、以?120?0.1定位的兩個孔 這組加工面包括：?9孔和4-?5.5孔。

4、左右端面：

這組加工面包括：?9的端面和4-?5.5表面的端面和面。

以上各表面的主要技術(shù)要求如下：

0.036?110??0.071?0.036的端

1、?94孔的表面粗糙度為Ra=3.2，M90?1.5螺紋的表面粗糙度為Ra=3.2。

2、外圓0.036?110??0.071mm的Ra=1.6，同軸度要求為0.02，倒角為1?45°，?134mm表面粗糙度為Ra=3.2。3、4-?5.5mm的端面與軸心線有位置0.02mm的要求。其Ra為1.6。

4、孔4-?5.5mm和?9mm。

零件要求調(diào)質(zhì)HRC30~45，其坯重為2.2kg。

由分析可知，四組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準進行加工，然后再以加工過的表面為精基準加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。

二、零件的工藝規(guī)程設(shè)計

（一）確定零件的生產(chǎn)類型：

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q2n（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺/年, 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。

（二）確定零件毛坯的制造形式：

零件為45鋼，在工作時法蘭在某些場面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不3 大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達到中批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。

(三)擬定零件的機械加工工藝路線：

1、定位基準的選擇：

定位基準的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準時，需要同時考慮一下三個問題：（1）以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工時精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應(yīng)采用哪一個表面作為精基面。

（3）是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。

另外，我們還應(yīng)從粗精基準選擇的基本原則為出發(fā)點：

a．“基準重合”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計基準為精基準。

b.“基準統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個表面加工都能使用的表面作為基準。

c.“互為基準”原則。當兩個表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時，可互為基準，反復(fù)進行加工。

d.“自為基準”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準。

2、粗基準選擇：

a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準。

b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。

c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準。

d.選作粗基準的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準確可靠。.e.粗基準一般只使用一次，不再重復(fù)使用。

精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時，首先應(yīng)考慮基準重合問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準。根據(jù)該工件的特點和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。加工?110?0.036?0.071mm，?94mm，?134mm，20mm，5mm，120?0.1mm等主要尺寸以螺紋孔和右端面作為精面。這樣才能實現(xiàn)同軸度和位置的要求。對于4??5.5mm有相互位置要求，加工笫一個孔時應(yīng)以螺紋孔和右端面為精基準。其余三個孔應(yīng)以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準，實現(xiàn)周向定位。

粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以外圓和一個端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。

零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟方面的要求，在選擇時，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙5 度，結(jié)合零件的特點和技術(shù)要求，慎重決定。

該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表2-9得知孔已鍛出?！督饘偌庸すに嚰肮ぱb設(shè)計》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下：

?94mm孔，M90?1.5螺紋孔

粗鏜——精鏜；

各外圓表面

粗車——精車；

?9mm，4??5.5mm

鉆——鉸；

螺紋孔

車螺紋。

M90?1.5mm3、零件各表面加工順序的確定：

1）加工階段的劃分：為達到規(guī)定的技術(shù)要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個加工階段：

a.粗加工階段：車外圓，端面，內(nèi)孔；

b.半精加工階段：以精車后為主要精基準，精車，外圓，端面；

c.精加工階段：以端面和?9孔定位，加工另外三個孔。

對于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很小（IT6及IT6以上，Ra?0.02?m）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。

2）加工工序的安排：

a.機械加工順序的安排：根據(jù)機械加工順序安排時應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準，又由于車螺紋后作為定位基準，會破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準，精車外圓，端面，然后加工出一個孔，最后加工出四個孔。b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細致的回火索氏體，提高零件的綜合力學性能。

c.輔助工序安排：檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結(jié)檢驗工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。

3）工序的組合：

在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。

工序集中和分散各有特點，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。

零件法蘭由于是中批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點，選用通用機床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下：

（1）下料；（2）鍛造毛坯；（3）正火；（4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角；（5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角；（6）調(diào)質(zhì)處理；（7）檢驗；

（8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋；（9）鉆?5.5mm孔，锪?5.5mm孔直到?9mm；（10）清洗；（11）檢驗；（12）油封，入庫。

以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡和工序卡片。

（四）確定加工余量：

合理選擇加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個工藝過程的經(jīng)濟性都有很大影響。余量過大，則浪費材料及工時，增加機床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：

1）分析計算法； 2）查表修正法； 3）經(jīng)驗估算法。

工藝路線確定后，就要計算各個工序加工時所應(yīng)能達到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標注方法，基準選8 擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點而言，一般可以歸納為以下兩大類：

a.在工藝基準不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計算。對于這類簡單的工序尺寸，當決定了各工序間余量和工序所能達到的加工精度后，就可計算各工序的尺寸和公差。計算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。

b.基準不重合時工序尺寸的計算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計

毛坯圖1-2 9 基準作定位基準，出現(xiàn)基準不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準，這時工藝尺寸的計算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進行分析和計算，并對工序間余量進行必要的驗算，以確定工序尺寸及其公差。

機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過大，增加機械加工勞動量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。

根據(jù)零件毛坯條件：材料為45鋼，硬度為HRC30-45，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。

1、本設(shè)計采用查表修正法和經(jīng)驗估計法相結(jié)合確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。

（1）外圓表面加工余量

小端外圓長度7.5mm，加工表面公差等級為IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故鍛造時外徑加工余量按f110外圓查表得：精車?110?0.036?0.071，2Z=1.2；精車可以達到該公差等級，按照“入體原則”，粗車?111.22Z=5.8；毛坯?117?2，2Z=7±2。

0?0.63（2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺階面的加工。余量查表得Z=3±1，故毛坯總長為26±2mm，小端臺階長為13.5±2mm。

（3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔為螺紋孔和光孔。由于?94和?90相差較小，故鍛造時取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按?94內(nèi)孔查表得：車螺紋M9031.5，2Z=0.2；精鏜內(nèi)孔?88.376，2Z=0.8；精鏜內(nèi)孔?86，10 2Z=8；毛坯?81.2±2，2Z=9±2，毛坯圖見1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。

2、確定各工序所用機床及工藝裝備：

零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機床所決定的。在設(shè)計工藝規(guī)程時，主要是選擇機床的種類和型號。選擇時參考有關(guān)手冊，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點等情況。

由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，選用通用機床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下：

（1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車床。夾具：三爪卡盤。

（2）精車?134mm右端面。選用CA6140普通車床。夾具：專用心軸。

（3）精車左端面及?110心軸。

（4）鉆鉸?5.5mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。（5）锪?9mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。

另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗的精度來選擇。其選擇的型號詳見工序卡片。

3、確定切削用量及工時定額：

?0.036?0.071mm。選用CA6140普通車床。夾具：切削用量應(yīng)在機床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。

選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度）?p，其次要根據(jù)機床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進給量f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計算確定最佳切削速度v。

a.估算工時定額：TP=TB+TS+Tr=Tb+Ta+TS+Tr

TP——單件時間；

TB——作業(yè)時間； TS——布置工作地時間； Tr——休息與生理需要時間； Ta——輔助時間； Tb——基本時間。

Te。b.準備與終結(jié)時間 c.單件計算時間

Tc=Tb+Ta+TS+Tr+

Ten。

其具體計算過程如下：

（1）加工條件：

工件材料：45鋼正火，sb=0.35GPa,模鍛。

加工要求：車端面?134mm,Ra3.2；粗車外圓?134mm，?110?0.071mm。Ra?0.036分別為3.2，1.6。車螺紋M90 31.5，Ra3.2。

機床：CA6140普通車床

刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 325 mm2，Kr=90°，r0=15°，?0=12°，rx=0.5mm，60°螺紋車刀；刀具材料：

W18Cr4v。

（2）計算切削用量：

1)粗車端面時，根據(jù)加工余量Z= 3±1，取Z=3，即?=3mm，p走刀量f=0.4 mmr（表3-13）；

計算切削速度（表3-18），耐用度t=45min，v?cvkvt?pxvfmyv?292450.18?30.15?0.40.3?0.81?0.8?1.54?163 m/s?2.72m/s

確定機床主軸轉(zhuǎn)速

ns?1000v?dw?1000?2.723.14?134?6.46r/s(387.87r/min)

按機床選取nw=6.67

rs(400rminms)(表4-3)

mmin）所以實際切削速度v=2.57 切削I時：

l=134-902（154.4

=22mm, l1=2mm, l2=0, l3=5mm(試切長度)lm?l?l1?l2?l3nwf?29?26.67?0.4?21.7s(0.36min)

2)粗車外圓: a.切削深度：單邊余量Z=2.8mm可一次切除。

b.進給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13中選用f=0.6

mmr。

c.計算切削速度（表3-18）

v?cvt?pmxvfyvkv?292450.18?2.90.15?0.60.3?0.99?146mmin(2.4ms)d.確定機床主軸轉(zhuǎn)速：

ns?1000v?dw?1000?2.43.14?134?5.7rs(342r/min)

按機床選取nw=6.67 所以實際切削速度

vw?rs(400rmin)?dwnw1000?3.14?134?5.71000?2.4ms(144r/min)

e.切削I時：

切入長度l1=4mm，切出長度l2=0，試切長度l3=5mm tm1?l?l1?l2?l3nwfl?l1?l2?l3nwf?13.5?4?56.67?0.67.5?4?56.67?0.6?3.6s(0.06min)

tm2???4.13s(0.07min)

3）車螺紋：

a.切削速度的計算（表3-55），刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取?p=0.15mm。

v?14.8600.11?10.3?0.50.7?35.6mmin(0.6m/s)

b.確定機床主軸轉(zhuǎn)速

ns?1000v?dw?1000?0.63.14?134?1.43rs(85r/min)

按機床選取nw=1.67rs（100r所以實際切削速度

vw?min）

?dwnw1000?3.14?134?1.671000?0.703r/s

c.切削I時：

取粗行程次數(shù)3次，精行程2次，切入長度l1=3mm 14 tm?l?l1nwf?13.5?31.67?5?49.5s(0.82min)

4）鉆孔?5.5mm：

f?0.42ktf?0.42?0.9mm/r?0.38mm/r（表3-38）

v=0.25ms(15mmin)（表ns?1000v?1000?0.253.14?5.53-42）

?dwr/s?14.48r/s(868.6r/min)

按機床選取nw=15

rs(900 rmin)

所以實際切削速度

vw??dwnw1000?3.14?5.5?151000r/s?0.26r/s

切削I時：

切入l1=10mm，切出l2=2mm, l=13.5mm, tm?l?l1?l2nwf?13.5?10?215?0.38?4.47s(0.07min)

5）鏜孔?94mm 取刀桿直徑D= 加工余量z=2?25mm，刀桿伸出量125mm，=2mm，一次可切除完畢。94-90選用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀,f=0.21mmr（表3-15）

v?1.6ms?(1?20%)?1.28ms（表3-19及手冊P102“鏜孔切削用量”）

ns?1000v?1000?1.283.14?94?4.34rs(260.2rmin)

?dw按機床選取nw=5.25 所以實際切削速度: 15

rs(315 rmin)vw??dwnw1000?3.14?94?5.251000?1.55rs(92.98rmin)

切削I時：（表7-1）

l=13.5 , l1=2mm

tm?l?l1nwfi?13.5?25.25?0.21?2?28.2s

三、專用夾具設(shè)計

圖1-1所示為法蘭零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在Z525立式鉆床上加工?5.5mm個孔，需要設(shè)計一專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項精度要求。

（一）零件的加工工藝分析： 零件對?5.5mm孔的要求如下：

a.四個孔需要均布排列； b.兩孔的中心距為?120?0.1； c.孔的表面粗糙度Ra為3.2；

加工面的凸臺面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準選上下端面，側(cè)面或者中心孔。

（二）定位加緊方案的確定及論證：

根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時只需限制六個自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動自由度也必須予以限制。現(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡圖如下： 方案1圖示：

圖3-1

方案2圖示：

圖3-2 方案3圖示：

圖3-3

A 工件以右端面為第一定位基準，限制3個自由度，可知法蘭右端臺階較小，相當于短圓柱銷。其中右端面作為基準，限制的自由度為Z，X和Y短圓柱銷限制Y和Z，共有 X，Y，Y和Z四個自由度受到限制，V

???形塊限制X???????????????和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。

根據(jù)主要夾緊力由V形塊和削邊銷提供，當削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對V形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進行自定位支承，在鉆削過程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖3-1為該定位夾緊方案的圖示。

B 工件以右端面為第一定位基準，分別限制了4個自由度，其18

???小平面和長圓柱銷供限制里個自由度即X，X，??Y，Y

??和Z。又由于短V形塊限制了Z，故6個自由度全部被限制。

根據(jù)主要夾緊力由短V形塊提供，且V形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。

C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點，該定位基準仍采用右端面，??該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了Z?????，X和Y三個方向上自由度。又V形塊限制了X，Z和Y三個方向上自由度，這樣保證零件的定位可靠。

根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準面的原則，主要夾緊力由V形塊和開口墊圈來提供，其中V形塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形，需設(shè)置輔助支承，圖3-3所示為定位夾緊方案。

比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點。三種方案都可以滿足定位基準和設(shè)計基準相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的V形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開口墊圈和V形塊分擔，且有輔助支承存在，沒出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來解除過定19 位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時加工出四個孔.。(三)定位誤差分析：

首先，在對夾具進行定位誤差分析之前，對已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說明：

該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個孔。工件以端面，止口和凸臺圓弧在夾具體7和V形塊9上定位。轉(zhuǎn)動手柄10，在彈簧作用下使V形塊9向右運動，起角向定位作用，擰緊螺母2，通過開口墊圈3將工件壓緊。當一個孔鉆好后，拉動手柄10并旋轉(zhuǎn)900，使V形塊9脫離工件再向上推動手柄5，對髽脫離分度盤8，轉(zhuǎn)動夾具體7至相應(yīng)位置時，對定爪6在彈簧銷4的作用下，插入分度盤8的槽中分度對定，鉆削另一個孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析: 1.四個孔均不排列：

該誤差主要存在于分度裝置的精度問題，在加工完畢一個孔后，090需轉(zhuǎn)動夾具體的角度來加工下一個孔，定位夾緊后，通過鉆頭產(chǎn)生的軸向力會使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置輔助支承時應(yīng)注意到這一方面，對均布的?5.5mm的四個孔有很重要的意義。2.兩孔心距?120?0.1：

為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應(yīng)稍加注意，將會消除這方面的問題，將產(chǎn)生的誤差為?，其夾角為?，鉆孔平面的尺寸為22mm，具體參照圖3-3。定位誤差為：

?=22?tan?

=22?(0.015?0.05)70?17.5

=0.016 由于?=0.016<0.05，故可以滿足其加工精度。

3.孔表面粗糙度Ra3.2：

由于鉆孔的公差等級能達到IT12-IT11，其中Ra值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠遠不能達到Ra3.2，故需進一步采用鉸孔，而該孔又是一個沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進行鉸孔后便能滿足要求。

四、結(jié)束語

要掌握零件制造過程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問題的知識和能力，其復(fù)雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關(guān)知識學科的學習，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門學科的綜合組成全面地分析和運用機械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計的內(nèi)容。

通過本次課程設(shè)計，讓我了解到生產(chǎn)零件過程中需要解決很多問題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學的熱心幫助，讓我屢次樹立信心，決心完成課程設(shè)計任務(wù)，在設(shè)計的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中仍存在有問題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計。

對本次設(shè)計中，幫助過指導過我的老師和同學最真誠的謝意！

五、參考文獻:

《機械制造工藝學基礎(chǔ)》

傅水根主編

清華大學出版社2000.9 《機械制造裝備設(shè)計》

馮辛安主編

機械工業(yè)出版設(shè) 2004.1 《機械制造工藝學》

顧崇銜主編

西科學技術(shù)出版社

2006.8 《機械制造工藝手冊》 王紹俊主編

哈爾濱工業(yè)大學

1981.8 《機械設(shè)計》

濮良貴主編

高等教育出版社

2006.12 《金屬切削機床夾具圖冊》

南京機械研究所主編加工

1984.12 《機床夾具設(shè)計手冊》編委會主編

機械工業(yè)出版社

2002 23

第四篇：機械制造工藝課程設(shè)計任務(wù)說明

機械制造工藝課程設(shè)計

題目：XXX 零件的機械加工工藝及XXX夾具設(shè)計

說明：

生產(chǎn)類型為：中批生產(chǎn)；對零件進行工藝分析，制訂出工藝規(guī)程；對其某一道工序設(shè)計出專用夾具一套。

要求：

編寫設(shè)計說明書一份，不少于30頁：制定工藝卡片，畫出被加工零件的工作圖，畫出專用夾具的裝配圖和其中的兩個主要零件圖。設(shè)計說明書格式：

1、內(nèi)容摘要

2、目錄

3、前言

4、XXX零件的機械加工工藝設(shè)計

(1)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析

(2)工藝路線擬訂及論證

(3)制訂機械加工工藝規(guī)程

5、XXX（專用）夾具設(shè)計

(1)針對某道工序進行加工質(zhì)量分析，擬訂并論證定位方案；

(2)專用夾具總體方案設(shè)計與論證；

(3)定位誤差分析；

6、結(jié)束語

7、參考文獻

主要參考資料：

1、《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》機械工業(yè)出版社

2、《機床夾具設(shè)計》國防工業(yè)出版社、上?？萍汲霭嫔?/p>

3、《工藝員手冊》機械工業(yè)出版社

4、《機床夾具設(shè)計手冊》上?？萍汲霭嫔?/p>

5、《機床夾具圖冊》機械工業(yè)出版社、貴州科技出版社

6、《機械制造工藝與夾具設(shè)計指導》張進生主編，機械工業(yè)出版社

7、《機械加工工藝手冊》

8、《機械制造工藝學》

9、《機床夾具設(shè)計》

第五篇：機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計_夾具設(shè)計_工藝設(shè)計

機械制造基礎(chǔ)夾具課程設(shè)計

設(shè)計題目：制訂軸承端蓋工藝及直徑為

10mm孔夾具設(shè)計

班

級：

學

生：

指導教師：

目 錄

設(shè)計任務(wù)書

一、零件的分析???????????????

二、工藝規(guī)程設(shè)計??????????????

（一）、確定毛坯的制造形式????????

（二）、基面的選擇????????????

（三）、制訂工藝路線???????????

（四）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 才的確定?????????????????

（五）、確定切削用量及基本工時??????

三、夾具設(shè)計????????????????

四、參考文獻????????????????

野狼

①精基準的選擇

1)基準重合原則 2）基準統(tǒng)一原則 3）自為基準原則 4)互為基準原則 5)便于裝夾原則基準選擇

粗基準的選擇：以未加工外圓表面作為粗基準。

對于精基準而言，根據(jù)基準重合原則，選?16mm用設(shè)計基準作為精基準。

（三）制訂工藝路線

制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。

1.工藝路線方案一

工序Ⅰ

鑄造成型。

工序Ⅱ

時效處理。

工序Ⅲ

車?90mm，?52mm外圓。

工序Ⅳ

鉆孔?32mm，?16mm，擴孔?32mm，?16mm，鉸孔?32mm，?16mm。

工序Ⅴ

粗車，半精車，精車?56mm外圓及端面。工序Ⅵ

鉆?11mm沉頭孔，?7mm螺紋孔，M5螺紋底孔。工序Ⅶ

鉆油孔?10mm。工序Ⅷ

鉆孔?11mm。工序Ⅸ

攻絲M5。工序Ⅹ

攻絲M12。工序ⅩⅠ 清洗檢查。

2.工藝路線方案二

工序Ⅰ

鑄造成型。

工序Ⅱ

時效處理。

野狼

3．鉆孔?16㎜，擴孔?16㎜，鉸孔?16㎜ 根據(jù)“手冊”表1—49，擴孔?16㎜ 2Z=1.6㎜ 鉸孔?16㎜ Z=0.4㎜ 毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見毛坯圖。

圖1 毛坯圖

（五）確定切削用量及基本工時

1）工序Ⅲ

車?90mm，車?52mm及端面。機床：C6140車床 刀具：YT15硬質(zhì)合金車刀 確定切削用量及加工工時：

確定加工余量為2mm，查《切削用量簡明手冊》，加工切削深度 ap?2mm 由表4 f?0.5~0.6mm/r，根據(jù)［3］表1 當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵

野狼

n?1000v?D?5.03r/s

由機床 nc?5.03r/s?320r/min vc??Dnc1000?3.14?56?5.031000?0.884m/s

tm?Lnf?2?55.03?0.56?60?0.04min

車端面 tm2?L/nf?0.34min 3）工序Ⅴ

鉆孔?32mm至?31mm，?16mm孔至?15mm 機床：Z535 刀具：高速鋼麻花鉆 確定切削用量及工削工時

f=0.75mm/r·Kl=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)

f ν=0.35m/s

（21m/min）

（表3—42）

ns=1000?vπ?dw=

1000?0.353.14?32=3.48r/s(334r/min)

按機床選取

nw=338r/min=5.63r/s

故實際切削速度

ν=

π?dw?ns1000=0.35m/s

切削工時

l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm

tm=l?l1?l2nw?f=

12?10?25.63?0.71=6s=0.1min

鉆?16mm孔至?15mm 機床：Z535 刀具：高速鋼麻花鉆 確定切削用量及工削工時

f=0.75mm/r·Kl=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)

f

野狼

半精車端面 tm2?L/nf?0.34min 精車tm?Lnf?2?55.03?0.56?60?0.04min

精車端面 tm2?L/nf?0.34min

4）工序Ⅵ

粗鏜?32mm至?31mm 機床：臥式鏜床T618

刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：YT5 切削深度ap：ap?0.5mm

進給量f：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為aF=0.5mm。因此確定進給量f?0.15mm/r

切削速度V：參照參考文獻[3]表2.4-9，取V?3.18m/s?190.8m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n：

n?1000V?d0?1000?190.83.14?59?1029.9r/min，取n?1000r/min

143.5910??1060???093./ms

實際切削速度v，：v??dn10工作臺每分鐘進給量fm：fm?fn?0.15?1000?150mm/min 被切削層長度l：l?52.5mm 刀具切入長度l1：l1?aptgkr?(2~3)?0.5tg30??2?2.87mm

刀具切出長度l2：l2?3~5mm

取l2?4mm 行程次數(shù)i：i?1

機動時間tj1：tj1?l?l1?l2fm?10?2.87?4150?0.112min

6）工序Ⅶ

擴,鉸?16mm孔

擴孔? 16㎜ 機床：Z535立式鉆床 刀個：高速鋼擴孔鉆 切削用量及工時：

野狼

進給量f：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為aF=0.5mm。因此確定進給量f?0.15mm/r

切削速度V：參照參考文獻[3]表2.4-9，取V?3.18m/s?190.8m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n：

n?1000V?d0?1000?190.83.14?59?1029.9r/min，取n?1000r/min

?dn10143.5910??1060???093./ms

實際切削速度v，：v?工作臺每分鐘進給量fm：fm?fn?0.15?1000?150mm/min 被切削層長度l：l?52.5mm 刀具切入長度l1：l1?aptgkr?(2~3)?0.5tg30??2?2.87mm

刀具切出長度l2：l2?3~5mm

取l2?4mm 行程次數(shù)i：i?1 機動時間tj1：tj1? 精鏜Φ32 實際切削速度v，：v??dn10143.5910??1060???093./ms

l?l1?l2fm?10?2.87?4150?0.112min

工作臺每分鐘進給量fm：fm?fn?0.15?1000?150mm/min 被切削層長度l：l?52.5mm 刀具切入長度l1：l1?aptgkr?(2~3)?0.5tg30??2?2.87mm

刀具切出長度l2：l2?3~5mm

取l2?4mm 行程次數(shù)i：i?1

機動時間tj1：tj1?l?l1?l2fm?10?2.87?4150?0.112min

8）工序Ⅸ

鉆?11mm沉頭孔，?7mm螺紋孔，M5螺紋底孔, 攻絲M5。

機床：Z535立式鉆床

鉆沉孔

野狼

1工序X 鉆M5底孔φ4,攻絲M5 機床：Z535鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆

由《機械加工工藝實用手冊》表15-41

f=0.30mm/r

由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.161m/s ns?1000v?dw=9.86r/s=12.8r/min 按機床選?。?/p>

n??710r/min?11.83r/s

? v實際??d?n?1000?3.14?5.2?11.831000?0.193m/s

對于孔1：l?l11?l12?12?2?10?24mm 記算工時 ：

tm1?l11?l12?ln?f?2511.83?0.30?7.04s?0.117min

攻絲M5

a/加工條件：機床：Z535立時鉆床..刀具：機用絲錐

其中d=5mm，.b/計算切削用量：ap=1.3mm 由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：

.f=1mm/r

v=0.12m/s

.確定主軸轉(zhuǎn)速：

n=

1000v?d0=286r/min

.按機床選?。?/p>

nw?272r/min

野狼

按機床選取

nw=720r/min=12r/s

故實際切削速度

ν=

π?dw?ns1000=0.38m/s

切削工時

l=32mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=l?l1?l2nw?f=

32?2?1012?0.71=52s=0.868min 攻絲M12 由《機械加工工藝實用手冊》表16.2-4

v?cvd0Tm?vy0p?kv?64.8?103000..91..20..5?1?1?6m/s

ns?1000v?dw=

1000?4.53.14?10=143r/min

tm22?l?l111(?)pnn

1計算得t=0.38min

四、專用夾具設(shè)計

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本課題選擇工序Ⅹ 加工M5螺紋底孔, 攻絲M5專用夾具。

（二）提出問題

利用本夾具主要用來鉆M5螺紋底孔?4㎜。在加工本工序前，其他重要表面都已加工，因此，在本道工序加工時，主要考慮如何保證中心對齊，如何降低勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率，而精度則不是主要問題。

野狼

5K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.2。

所以 F'?KF?1.5?1.1?1.1?1.1?1895?3783（N）所需的實際夾緊力為3783N是不算很大，為了使得整個夾具結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用雙螺紋壓塊夾緊機構(gòu)。

1．位誤差分析

定夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷：

定位銷是與零件孔?16相配合的，通過定位銷削邊銷與零件孔的配合來確定加工孔的中心，最后達到完全定位。因此，定位銷與其相配合的孔的公差相同，即公差為h7。

由于?4是自由公差，因此滿足公差要求。2．夾具設(shè)計及操作的簡要說明

如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，避免干涉，降低勞動強度。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比，由于切削力較小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求，并且避免復(fù)雜夾緊機構(gòu)帶來的結(jié)構(gòu)龐大，旋轉(zhuǎn)加工過程中不會干涉。

四、參考文獻

1.[1]艾興、肖詩綱.切削用量手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1985

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