課程設(shè)計(jì)----轉(zhuǎn)子擺桿機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 序言2</b></p><p><b>　　2 零件的分析2</b></p><p>　　2.2 零件的工藝分析2</p><p>　　3 確定生產(chǎn)類(lèi)型3</p>&l

2、t;p><b>　　4 確定毛坯3</b></p><p>　　4.1 確定毛坯種類(lèi)：3</p><p>　　4.2 確定鑄件加工余量及形狀：3</p><p>　　4.3 繪制鑄件零件圖3</p><p>　　5 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4</p><p>　　5.1 選擇定位基準(zhǔn)：4&l

3、t;/p><p>　　5.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：4</p><p>　　5.2 制定工藝路線:4</p><p>　　5.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:5</p><p>　　5.3.1 圓柱表面工序尺寸：5</p><p>　　5.3.2 平面工序尺寸：5</p><p>　　

4、5.3.3 確定切削用量及時(shí)間定額：6</p><p><b>　　6 夾具設(shè)計(jì)11</b></p><p>　　6.1 問(wèn)題的提出11</p><p>　　6.2 夾具設(shè)計(jì)11</p><p>　　6.2.1 定位基準(zhǔn)選擇11</p><p>　　6.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算11&

5、lt;/p><p>　　6.2.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明12</p><p>　　6.2.4 鉆床夾具的裝配圖見(jiàn)附圖12</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　1 序言</b></p><p>　　大三下學(xué)期我們進(jìn)行了《機(jī)械制造技

6、術(shù)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)，并且也進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習(xí)。為了鞏固所學(xué)知識(shí)，并且在我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的進(jìn)行一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,我們進(jìn)行了本次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的

7、能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。</p><p><b>　　2 零件的分析</b></p><p><b>　　2.1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件轉(zhuǎn)子擺桿

8、。零件上方的Φ10孔，下方的Φ12孔。</p><p>　　2.2 零件的工藝分析</p><p>　　零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是轉(zhuǎn)子擺桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：</p><p>　　1、小頭孔Φ10大頭半圓孔Φ12，兩孔都需倒角。</p><p>　

9、　2、連接零件兩頭的連扳側(cè)面有長(zhǎng)16深1的槽。</p><p>　　3、轉(zhuǎn)子擺桿小頭孔下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.02mm，大頭孔下端面與其中心線的垂直度誤差為0.02mm。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗加工轉(zhuǎn)子擺桿下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專(zhuān)用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此轉(zhuǎn)子擺桿零件沒(méi)有復(fù)雜的加工

10、曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。</p><p><b>　　3 確定生產(chǎn)類(lèi)型</b></p><p>　　已知此轉(zhuǎn)子擺桿零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第2頁(yè)表1.1-2，可確定該轉(zhuǎn)子擺桿生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，

11、大量采用專(zhuān)用工裝。</p><p><b>　　4 確定毛坯</b></p><p>　　4.1 確定毛坯種類(lèi)：</p><p>　　零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第41頁(yè)表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-12

12、。</p><p>　　4.2 確定鑄件加工余量及形狀：</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第41頁(yè)表2.2-5，選用加工余量為MA-H級(jí)，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表一所示：</p><p><b>　　表一：</b></p><p>　　4.3

13、 繪制鑄件零件圖</p><p><b>　　5 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 選擇定位基準(zhǔn)：</p><p>　　5.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：</p><p>　　以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。</p><p>　　5.1.2 精基準(zhǔn)的

14、選擇：</p><p>　　考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面和孔的內(nèi)表面為主要的定位精基準(zhǔn)，以孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。</p><p>　　5.2 制定工藝路線:</p><p>　　根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以

15、考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，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。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第20頁(yè)表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：</p><p>　　工序05 粗銑Φ10、Φ12下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，粗銑Φ10、Φ12上端面，以T1為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專(zhuān)用夾具；</p><

16、p>　　工序10 鉆Φ12孔，以Φ20外圓和T1為基準(zhǔn)，鉆Φ10孔，以D2為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序15 銑槽以Φ10、Φ12外圓及底面為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序20 精銑Φ12下端面，以T2為基準(zhǔn)，精銑Φ12上端面，以T1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專(zhuān)用夾具；</p><

17、p>　　工序25 粗鉸、精鉸Φ12孔，以T2和Φ20外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序30 精銑Φ10端面，以D2為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序35 粗鉸、精鉸Φ10孔，以D1做定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序40 鏜Φ10、Φ12孔的的倒角，以Φ

18、10、Φ12外圓及底面做定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序45 去毛刺。</p><p><b>　　工序50 終檢。</b></p><p>　　5.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:</p><p>　　5.3.1 圓柱表面工序尺寸：</p><p>

19、;　　前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如表二所示：</p><p><b>　　表二：</b></p><p>　　5.3.2 平面工序尺寸：</p><p><b>　　表三：</b></p><p>　　5.3.3 確定切削用量及時(shí)間定額：<

20、;/p><p>　　工序05 粗銑Φ10、Φ12下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，粗銑Φ10、Φ12上端面，以T1為定位基準(zhǔn)。</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p>　　工件材料：HT200,=170~240MPa，鑄造;工件尺寸：=20mm，l=68mm;</p><p>　　加工要求：粗銑Φ10孔下

21、端面，加工余量2mm;</p><p>　　機(jī)床：X51立式銑床；</p><p>　　刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度≤60,深度≤4,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱(chēng)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）表3.1，取刀具直徑=80mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱(chēng)《切削手冊(cè)》）表3.16，選擇刀具前角＝0°后角＝8°，副后角’=10°，刃傾角：<

22、/p><p>　　=－10°,主偏角=60°,過(guò)渡刃 =30°,副偏角’=5°。</p><p><b>　　2. 切削用量</b></p><p>　　1）確定切削深度 </p><p>　　因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇=2mm，一次走刀即可完成。</p><p>

23、　　2）確定每齒進(jìn)給量 </p><p>　　由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱(chēng)端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-35，X51立式銑床）時(shí)：</p><p>　　=0.09~0.18mm/z</p><p>　　故選擇：=0.18mm/

24、z。</p><p>　　3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8）。</p><p>　　4）計(jì)算切削速度和每分鐘進(jìn)給量</p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16，當(dāng)=125mm，

25、Z=12，≤7.5，≤0.18mm/z時(shí)，=98m/min,=250r/min,=471mm/min。各修正系數(shù)為：= 1.0，= 0.8。切削速度計(jì)算公式為：</p><p>　　其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式：</p><p>　　確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。</p><p>　　根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，選擇=300r/min, =390

26、mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：</p><p>　　vc==m/min=71.6m/min</p><p>　　f zc=v fc/ncz=390/380×12 mm/z=0.09mm/z</p><p><b>　　5)校驗(yàn)機(jī)床功率 </b></p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.24，

27、近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:=2.0mm， =380r/min，=390mm/s，=71.6m/min，=0.09mm/z。</p><p><b>　　6）計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　tm＝L/ ，L=l+ y+Δ，l=68mm.&

28、lt;/p><p>　　查《切削手冊(cè)》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則：</p><p>　　tm＝L/ =(176+40)/390=0.28min。</p><p>　　粗銑Φ10、Φ12上端面，以T1為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，</p><p>　　機(jī)床：X51立式

29、銑床</p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》查得，。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36查得，?。海蕦?shí)際切削速度： </p><p>　　當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：</p><p>　　查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-37，取</p>&

30、lt;p><b>　　計(jì)算切削基本工時(shí)：</b></p><p><b>　　因此，</b></p><p>　　工序10 鉆Φ12孔，以Φ20外圓和T1為基準(zhǔn)，保證垂直度誤差不超過(guò)0.02mm, 鉆Φ10孔，以Φ20外圓和T1為基準(zhǔn)，保證垂直度誤差不超過(guò)0.02mm。 </p><p><b>　　1.

31、 選擇鉆頭 </b></p><p>　　根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=8.4mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角＝12°，二重刃長(zhǎng)度=3.5mm,橫刀長(zhǎng)b=2mm,寬l=4mm,棱帶長(zhǎng)度 </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p><b>　?。?）

32、確定進(jìn)給量</b></p><p>　　按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》，，，由《切削手冊(cè)》表2.7,系數(shù)為0.5,則： </p><p>　　按鉆頭強(qiáng)度選擇:查《切削手冊(cè)》表2.7,鉆頭允許進(jìn)給量為：；</p><p>　　按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊(cè)》表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為。</p><

33、;p>　　以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量。</p><p>　　由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而改為手動(dòng)進(jìn)給。</p><p>　　（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　</p><p>　　后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.6mm，壽命．<

34、;/p><p><b>　?。?）切削速度</b></p><p>　　查《切削手冊(cè)》表2.30，切削速度計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。╩/min）</b></p><p>　　其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實(shí)際的切削速度：</p><p>　?。?）

35、檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率</p><p>　　查《切削手冊(cè)》表2.20，當(dāng)f≤0.51, do≤11.1mm時(shí)，Mt=15N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=15 N?m。</p><p>　　查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)：Mm =144.2 N?m。</p><p>　　查《切削手冊(cè)》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.0kw。</p><p>　　查機(jī)床使

36、用說(shuō)明書(shū)，。</p><p>　　由于，，故切削用量可用，即：</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　3、計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　鉆Φ10孔，以Φ20外圓和T1為基準(zhǔn)，保證垂直度誤差不超過(guò)0.02mm, </p><p>　　切削

37、用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同上。</p><p>　　工序15 銑連板側(cè)面槽，以Φ10、Φ12外圓及底面為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專(zhuān)用夾具；</p><p>　　工序20 精銑Φ12下端面，以T2為基準(zhǔn)，精銑Φ12上端面，以T1為基準(zhǔn)。</p><p>　　銑削達(dá)圖要求，銑削深度，其余條件與工序05一致</p><p>　　工序25

38、 粗鉸、精鉸Φ12孔，以T2和Φ20外圓為基準(zhǔn)。</p><p>　　刀具：直徑12mm的鉸刀</p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。&l

39、t;/b></p><p>　　機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)，=38mm，</p><p>　　工序30 精銑Φ12端面，以D1為基準(zhǔn)。</p><p>　　機(jī)床：X51立式銑床</p><p>　　刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊(cè)》表3.6查得：，,即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：

40、，</p><p>　　查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，取 。</p><p><b>　　銑削基本工時(shí)：</b></p><p>　　工序35 粗鉸、精鉸Φ10孔，以D1為基準(zhǔn)。</p><p>　　刀具：直徑為10mm的鉸刀</p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p&g

41、t;　　根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)，=38mm，</p><p>　　工序40 鏜Φ10、Φ12孔的的倒角的倒角，以Φ10、Φ12外圓及底面做定位基準(zhǔn)。<

42、;/p><p><b>　　6 夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。并設(shè)計(jì)工序20——鉆、擴(kuò)Φ10孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。</p><p><b>　　6.1 問(wèn)題的提出</b></p><p>　　

43、本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)Φ10孔，跟轉(zhuǎn)子擺桿的中線一樣，在加工時(shí)應(yīng)保證孔的位置要求。</p><p><b>　　6.2 夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.2.1 定位基準(zhǔn)選擇</p><p>　　由零件圖可知，應(yīng)以Φ12孔端面和底面為基準(zhǔn)。</p><p>　　6.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算</p>

44、<p>　　刀具：硬質(zhì)合金麻花鉆，。</p><p>　　由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺(tái),查《切削手冊(cè)》表2.3，切削力計(jì)算公式為：</p><p>　　其中：，，，，，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：</p><p>　　在Φ12孔兩個(gè)端面只需要采用

45、開(kāi)口墊圈和六角螺母適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作. </p><p>　　6.2.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用了快換裝置。拆卸時(shí)，松開(kāi)夾緊螺母，拔下開(kāi)口墊圈，實(shí)現(xiàn)工件的快換。</p><p>　　6.2.4 鉆床夾具的裝配圖見(jiàn)附圖</p><p><b&g

46、t;　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1、周宏甫，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版），高等教育出版社，2010年.</p><p>　　2、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年.</p><p>　　3、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年.</p><p>