《機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)(揚(yáng)州大學(xué)例)

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1、《機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 (Machinery Manufacturing Planning and Fixture Design) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)制、模具、機(jī)電、數(shù)控 班 級(jí) 姓 名 同組學(xué)生姓名 課程設(shè)計(jì)題目 一、設(shè)計(jì)的目的和要求 (一)設(shè)計(jì)目的 機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制

2、造工藝及夾具設(shè)計(jì)，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用過去所學(xué)過的全部課程，另外也為搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)做一次綜合訓(xùn)練。學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)在下述各方面得到鍛煉： 1． 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程中的基本理論，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線合理安排等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 2． 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)掌握如何根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理，又能保證加工質(zhì)量的夾具來。 3． 學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱出處，能夠做到熟練應(yīng)

3、用。 (二)設(shè)計(jì)的要求 機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目一律定為：制訂xx零件的機(jī)械加工工藝。生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)的要求包括如下幾個(gè)部分： 1．零件——毛坯合圖 一張 2．機(jī)械加工工藝過程卡片 一套 3．夾具裝配總圖 一張 4．夾具零件圖

4、 一張 5．課程設(shè)計(jì)說明書 一份 課程設(shè)計(jì)題目由指導(dǎo)老師選定發(fā)給學(xué)生。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 1． 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 學(xué)生得到設(shè)計(jì)題目之后，應(yīng)首先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，其主要內(nèi)容包括： （1）零件的作用及零件圖上技術(shù)要求進(jìn)行分析。 （2）對(duì)零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面光潔度及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等進(jìn)行分析。 （3）零件的材質(zhì)，熱處理及工藝性進(jìn)行分析。 2．選擇毛坯的制造方式 毛坯的選擇應(yīng)該以生產(chǎn)批量的大小，非加工表面的技術(shù)要求以及零件的復(fù)雜程度、技術(shù)要求的高低等幾方面綜合考慮。在通常情況

5、下，應(yīng)主要以生產(chǎn)性質(zhì)來決定。正確的選擇毛坯制造方式，可以使得整個(gè)工藝過程經(jīng)濟(jì)合理。 3．零件的機(jī)械加工工藝路線。 （1）制訂工藝路線。在對(duì)零件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，制定零件的工藝路線。對(duì)于比較復(fù)雜的零件，可以先考慮幾個(gè)加工方案，分析比較后，在從中選擇比較合理的加工方案。 （2）選擇定位基準(zhǔn)，進(jìn)行必要的工序尺寸計(jì)算。當(dāng)某工序定位基準(zhǔn)，與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，需對(duì)它的工序尺寸進(jìn)行換算。 （3）選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具。機(jī)床設(shè)備的選用應(yīng)當(dāng)既要保證加工質(zhì)量，又要經(jīng)濟(jì)合理。在成批生產(chǎn)的條件下，一般采用通用機(jī)床和專用工夾具。 （4）加工余量及工序尺寸與公差的確定。 根據(jù)工藝路線的安排，首先應(yīng)確定一個(gè)加

6、工表面的各工序加工余量，其工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)精度確定，一個(gè)表面的總加工余量則為該表面各工序間加工余量之和。 （5）切削用量的確定。 在機(jī)床、刀具、加工余量等確定的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生用公式計(jì)算一～二道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由上述手冊(cè)中查得。 （6）畫毛坯圖。 在加工余量確定的基礎(chǔ)上畫毛坯圖，要求毛坯輪廓用粗實(shí)線條繪制，零件的實(shí)體尺寸用雙點(diǎn)劃線繪出。比例取1：1，同時(shí)應(yīng)在圖上表出毛坯的尺寸、公差，技術(shù)要求，毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等 （7）繪制零件的機(jī)械加工工藝卡片。 將前述各項(xiàng)內(nèi)容及各工序簡(jiǎn)圖，一并填入規(guī)定的工序卡片上。 4．工藝裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 要求學(xué)生

7、在課程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)加工給定零件所必須的夾具1～2套。具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容可根據(jù)加工需要由學(xué)生本人提出并經(jīng)指導(dǎo)教師同意后確定。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體步驟如下： （1）確定設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。 學(xué)生在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作省力高效，制造成本低廉。這四條原則如果單獨(dú)拿出來分析，有些是互相矛盾的，而設(shè)計(jì)者的任務(wù)，就是要在設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，綜合上述四條，通盤考慮，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案。 （2）選擇定位元件，計(jì)算定位誤差。 按照加工精度的高低，需要消除不定度的數(shù)目以及粗精加工的需要，按

8、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確的選擇定位元件。 選擇好定位元件之后，還應(yīng)對(duì)定位誤差進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如超差時(shí)，需要改變定位方法，以減少定位誤差，提高加工精度。有時(shí)甚至要從根本上改變工藝路線的安排，以保證零件的加工能順利進(jìn)行。 （3）計(jì)算所需的夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。 為了保證零件裝夾的安全可靠，實(shí)際所需的夾緊力應(yīng)比理論夾緊力要大，即應(yīng)對(duì)理論夾緊力要以安全系數(shù)K。K的大小可由有關(guān)手冊(cè)中查得，一般K=1.5～2.5。 應(yīng)該指出，由于加工方法，切削刀具以及裝夾方式千差萬別，夾緊力的計(jì)算在有些情況下是沒有現(xiàn)成的公式可以套用的，所以需要同學(xué)根據(jù)過去所學(xué)的理論進(jìn)行分析研究，以決定合理的計(jì)算方法。 夾緊機(jī)構(gòu)的功

9、用就是將動(dòng)力源的力正確、有效地施加到工件上來。同學(xué)們可以根據(jù)具體情況，選擇并設(shè)計(jì)杠桿、螺旋、偏心、絞鏈……等不同的夾緊機(jī)構(gòu)，并配合手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)的動(dòng)力源，將夾具的設(shè)計(jì)工作逐步完善起來。 （4）畫夾具裝配圖。 要求按比例1：1的比例畫夾具裝配圖。被加工零件在夾具上的位置，要用雙點(diǎn)劃線表示，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”的位置上。 a)注意投影選擇，應(yīng)當(dāng)用最少的投影將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚的表達(dá)出來。因此在畫圖之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮各視圖的配置與安排。 b)所設(shè)計(jì)的夾具，不但機(jī)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)合理。否則會(huì)影響工作甚至不能工作。 c)要保證夾具與機(jī)床的相對(duì)位置及刀具與夾具的相對(duì)位置的正確性。即夾具上

10、應(yīng)具備定位鍵及對(duì)刀裝置，這可在有關(guān)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中得。 d)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)靈活，不能蹩勁和卡死?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)定位部件應(yīng)有鎖緊裝置，不能在工作中自動(dòng)松脫。 e)夾具的裝配工藝性和夾具零件（尤其是夾具體）的可加工性要好。 f)夾具的運(yùn)動(dòng)零部件要有潤(rùn)滑裝置，排屑要方便。 g)零件的選材，尺寸公差的標(biāo)注以及總裝技術(shù)要求要合理。為便于審查零件的加工工藝性及夾具的裝配工藝性，從教學(xué)要求出發(fā)，所有零部件不采用簡(jiǎn)化法繪制。 裝配圖的標(biāo)題欄如下所示 序 號(hào) 名 稱 件 數(shù) 材 料 備 注 圖 名 比 例 圖 號(hào) 件 數(shù)

11、 設(shè) 計(jì) 日 期 重 量 共 張 第 張 指 導(dǎo) 日 期 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校 審 核 日 期 5．編寫設(shè)計(jì)說明書 學(xué)生在完成上述全部工作內(nèi)容后，應(yīng)將前述全部工作內(nèi)容依先后順序?qū)懗稍O(shè)計(jì)說明書一份。要求字跡工整，語言簡(jiǎn)練，文字通順。說明書應(yīng)以十六開紙書寫，四周留有邊框，并裝訂成冊(cè)。 三、進(jìn)度安排 按教學(xué)計(jì)劃規(guī)定，機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)數(shù)為2周，其進(jìn)度及時(shí)間大致分配如下： 序號(hào) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 天數(shù)(約占比例) 1 熟悉零件 約占8% 2 選擇加工方案，確定工藝路線、填寫工藝過程綜合卡片 約占

12、30% 3 工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 約占45% 4 編寫課程設(shè)計(jì)說明書 約占10% 5 準(zhǔn)備及答辯 約占7% 總計(jì) 10 四、設(shè)計(jì)成績(jī)的考核 課程設(shè)計(jì)完成后的全部圖紙及說明書應(yīng)有設(shè)計(jì)者和指導(dǎo)教師的簽名。未經(jīng)指導(dǎo)教師簽字的設(shè)計(jì),不能參加答辯。 由指導(dǎo)教師組成答辯小組，設(shè)計(jì)者本人應(yīng)首先對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行5~10分鐘的講解，然后進(jìn)行答辯。每個(gè)學(xué)生答辯總時(shí)間一般不超過20分鐘。 課程設(shè)計(jì)成績(jī)根據(jù)平時(shí)的工作情況，工藝分析深入程度，工藝裝備設(shè)計(jì)水平，圖紙的質(zhì)與量，獨(dú)立工作能力以及答辯情況綜合衡量，由答辯小組討論評(píng)定。 答辯成績(jī)?yōu)榘俜种啤? 參考文獻(xiàn) 1．張龍勛，《機(jī)械制造工

13、藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，機(jī)械工業(yè)出版社，2000，9 2．《機(jī)械制造工藝學(xué)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2000，9， 3．肖剛，《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1999，10 4．肖繼德，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1990，8 5．《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1989，7 6．孟憲棟，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1990，8 范例1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：設(shè)計(jì)犁刀變速齒輪箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆N面6孔工序的專用夾具 內(nèi)容：（1）零件——毛坯合圖 1張 （

14、2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1套 （3）夾具裝配總圖 1張 （4）夾具零件圖 1張 （5）課程設(shè)計(jì)說明書 1份 原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)6000件/年；每日1班。 班 級(jí) 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教師 教研室主任 200 年 月 一、零件的分析 （一）零件的作用 犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)通過該零件的安裝平面（即附圖1零件圖上的N面）與手扶拖拉機(jī)變速箱的后

15、部相連，用兩圓柱銷定位，四個(gè)螺栓固定，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的正確聯(lián)接。N面上的4-Φ13mm孔即為螺栓聯(lián)接孔，2-Φ10F9孔為定位銷孔。 如圖2-1所示，犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個(gè)空套在犁刀傳動(dòng)軸上的犁刀傳動(dòng)齒輪5，它與變速箱的一倒檔齒輪常嚙合（圖中未畫出）。犁刀傳動(dòng)軸8的左端花鍵上套有嚙合套4，通過拔叉可以軸向移動(dòng)。嚙合套4和犁刀傳動(dòng)齒輪5相對(duì)的一面都有牙嵌，牙嵌結(jié)合時(shí)，動(dòng)力傳給犁刀傳動(dòng)軸8。其操作過程通過安裝在SΦ30H9孔中的操縱桿拔叉而得以實(shí)現(xiàn)。 圖2-1 犁刀變速齒輪箱傳動(dòng)示意圖 1-左臂殼體 2-犁刀變速齒輪箱體 3-操縱桿 4-嚙合套 5-犁刀傳動(dòng)齒輪 6-軸

16、承 7-右臂殼體 8犁刀傳動(dòng)軸 9-鏈輪 （二）零件的工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。 該零件上的主要加工面為N面、R面、Q面和2-Φ80H7孔。 N面的平面度0.05mm直接影響旋耕機(jī)與拖拉機(jī)變速箱的接觸精度及密封。 2-Φ80H7孔的尺寸精度、同軸度Φ0.04mm，與N面的平行度0.07mm ，與R及Q 面的垂直度Φ0.1mm，以及R相對(duì)于Q面的平行度0.055mm，直接影響犁刀傳動(dòng)軸對(duì)N面的平行度及犁刀傳動(dòng)齒輪的嚙合精度、左臂殼體及右臂殼體孔軸線的同軸度等。因此，在

17、加工它們時(shí)，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來。 2-Φ10F9孔的尺寸精度、兩孔距尺寸精度mm以及mm對(duì)R面的平行度0.06mm，影響旋耕機(jī)與變速箱聯(lián)接時(shí)的正確定位，從而影響犁刀傳動(dòng)齒輪與變速箱倒檔齒輪的嚙合精度。 由參考文獻(xiàn)[1]中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 附圖1 犁刀變速齒輪箱體 二、確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年。通過計(jì)算，該零件質(zhì)量約為7kg。由參考文獻(xiàn)[5]表1-4、表1-3可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯

18、的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，又由于箱體零件的內(nèi)腔及2-Φ80mm孔均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 參考文獻(xiàn)[1]表2.3-6，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8-10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。故取CT為10級(jí)，MA為G級(jí)。 鑄件的分型面選擇通過C基準(zhǔn)孔軸線，且與R面（或Q面）平行的面。澆冒口位置分別位于C基準(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè)。 參考文獻(xiàn)[1]表2.3-5，用查表法確定各表面的總余量如表2-1所示。 表2-1 各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸（mm） 加工余 量等級(jí) 加工余量數(shù)值（mm） 說 明 R面 168 G

19、 4 底面，雙側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)） Q面 168 H 5 頂面降1級(jí)，雙側(cè)加工 N面 168 G 5 側(cè)面，單側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)） 凸 臺(tái) 面 106 G 4 側(cè)面單側(cè)加工 2-Φ80mm孔 80 H 3 孔降1級(jí)，雙側(cè)加工 由參考文獻(xiàn)[1]表2.3-9可得鑄件主要尺寸的公差，如表2-2所示。 表2-2 主要毛坯尺寸及公差（mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT N面輪廓尺寸 168 -- 168 4 N面輪廓尺寸 168 4+5 177 4 N面距Φ80mm孔中心尺寸 46 5

20、 51 2.8 凸臺(tái)面距Φ80mm孔中心尺寸 100+6 4 110 3.6 2-Φ80mm孔 Φ80 3+3 Φ74 3.2 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：犁刀變速齒輪箱體的N面和2-Φ10F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠，操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇箱體零件

21、的重要孔（即2-Φ80mm孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn)：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和2-Φ10F9孔，這時(shí)可有兩種定位夾緊方案： 方案一 用一浮動(dòng)圓錐銷插入一Φ80mm毛坯孔中限制二個(gè)自由度；用三個(gè)支承釘支承在與Q面相距32mm并平行于Q面的毛坯上，限制三個(gè)自由度；再以N面本身找正限制一個(gè)自由度。這種方案適合于大批量生產(chǎn)類型中，在加工N面及其表面上各孔和凸臺(tái)面極其各孔的自動(dòng)線上采用隨行夾具時(shí)用。 方案二

22、 用一根兩頭帶反錐形（一端的反錐可以取下，以便卸裝工件）的心棒插入2-Φ80mm毛坯孔中并加緊。粗加工N面時(shí)。將心棒至于兩頭V型架上限制四個(gè)自由度，再以N面本身找正限制一個(gè)自由度。這種方案雖要安裝一個(gè)心棒，但由于下一道工序（鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9孔）還要用一根心棒定位，即將心棒至于兩頭的U型槽中限制兩各自由度，故本道工序可不用將心棒數(shù)量就少，因而該方案是可行的。 （二）制定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度。確定各表面的加工方法如下： N面：粗車—精銑；R面和Q面：粗銑—精銑；凸臺(tái)面：粗銑；2-Φ80mm孔：粗鏜—精鏜；7級(jí)—9級(jí)精度餓未鑄出孔：鉆—擴(kuò)—鉸；螺

23、紋孔；鉆孔—攻螺紋。 因R面和Q面有較高的平行度要求，2-Φ80mm孔較高的同軸度要求，故他們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來，以保證其精度。 根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將N面、R面、Q面及2-Φ80mm孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又先加工N面后在鏜2-Φ80mm孔。R面及Q面上的Φ8N8孔及4-M12螺紋孔等次要表面放在最后加工。 初步擬訂加工工藝路線如下： 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 鑄造 時(shí)效 涂底漆 10 粗銑N面 20 鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9孔(尺

24、寸留精鉸余量)，孔口倒角1×45° 30 粗銑凸臺(tái)面 40 粗銑R面及Q面 50 粗鏜2- 80mm 孔，孔口倒角1×45° 60 鉆Φ20mm孔 70 精銑N面 80 精鉸2-Φ10F9 孔 90 精銑R面及Q面 100 精鏜2- 80H7孔 110 擴(kuò)鉸SΦ30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，孔口倒角1×45°，攻螺紋4-M6 120 鉆4-Φ13mm孔 130 刮4-Φ22mm平面 140 鉆8-M12螺紋底孔，孔口倒角1×45°，鉆鉸2-Φ8N8，孔口倒角1×45°，攻螺紋 8-M12 150 檢驗(yàn) 160 入庫(kù) 上述方案遵

25、循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。 如粗車N面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們的慣性較大，平衡較困難；又由于N 面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，故改用銑削加工。 工序40應(yīng)在工序30前完成，使R面和Q 面在粗加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少工件受力變形和受熱變形對(duì)2-Φ80mm孔加工精度的影響。 精銑N面后，N 面與2-Φ10F9孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔糾正，故對(duì)這兩孔的加工改為擴(kuò)鉸，并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。 4-Φ13mm孔盡管是次要表面，但在鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9孔時(shí)，也將4-Φ13mm孔

26、鉆出，可以節(jié)約一臺(tái)鉆床和一套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時(shí)也不長(zhǎng)。 同理，鉆孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸球形孔工序中。這組孔在精鏜孔后加工，容易保證其軸線與2-Φ80H7孔軸線的位置精度。 工序140中工步太多，工時(shí)太長(zhǎng)，考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍，應(yīng)將8-M12螺孔的攻螺紋作另一道工序。 修改后的工藝線路如下： 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 簡(jiǎn) 要 說 明 鑄造 時(shí)效 消除內(nèi)應(yīng)力 涂底漆 防止生銹 10 粗銑N面 先加工基準(zhǔn)面 20 鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9孔至Φ9F9，孔口倒角1×45°鉆4-Φ13 留精擴(kuò)鉸余量 30 粗銑R面及Q面 先加工面 40

27、 銑凸臺(tái)面 后加工孔 50 粗鏜2-Φ80 孔，孔口倒角1×45° 粗加工結(jié)束 60 粗銑N面 精加工開始 70 粗?jǐn)U鉸2-Φ10F9 孔，并提高精度至2-Φ10F7 提高工藝基準(zhǔn)精 80 精銑R面及Q面 先加工面 90 精鏜2- 80H7孔 后加工孔 100 鉆2-Φ孔，擴(kuò)鉸SΦ30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，孔口倒角1×45°，攻螺紋4-M6-6H 次要表面在后面加工 110 刮4-Φ22mm平面 120 鉆8-M12螺紋底孔，孔口倒角1×45°，鉆鉸2-Φ8N8，孔口倒角1×45° 130 攻螺紋8-M12-6H 工序

28、分散，平衡節(jié)拍 140 檢驗(yàn) 150 入庫(kù) 工藝文件詳見附表1、附表2。 四、夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的夾具為第20道工序 —— 鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9孔、孔口倒角1×45°，鉆4-Φ13mm孔夾具。該夾具適用于Z3025搖臂鉆。 1. 確定設(shè)計(jì)方案 這道工序所加工的孔均在N面上，且與N面垂直。按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前只有N面經(jīng)過加工，為避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，應(yīng)以N 面定位。又為避免鉆頭引偏，4-Φ13mm孔應(yīng)從N面鉆孔，且2-Φ9F9孔是盲孔，也只能從N面加工，這就要求鉆孔時(shí)N面必須朝上。這給裝夾工件帶來了一定的困難。 從對(duì)工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以N面朝下放置在

29、支承板上，定位夾緊都比較穩(wěn)定,可靠，也容易實(shí)現(xiàn)。待夾緊后將夾具反轉(zhuǎn)180°，N面就能朝上，滿足加工要求。這個(gè)翻轉(zhuǎn)過程可以借助于標(biāo)準(zhǔn)的臥式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。夾具以?shī)A具體安裝面和定位孔、定位銷定位，用T型槽螺栓連接。 工件以N面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度也必須限制。用哪種方案合理呢？ 方案1 在2- 80H7的B孔內(nèi)插入一削邊銷限制一個(gè)移動(dòng)自由度；再以B孔內(nèi)側(cè)面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。這種定位方案從定位原理上分析是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。但由于B孔和其內(nèi)側(cè)面均為毛坯面，又因結(jié)構(gòu)原因，夾緊力不宜施加在這樣的定位元件上，故工件定位面和定位元件之間很可

30、能會(huì)接觸不好，使定位不穩(wěn)定。這個(gè)方案不宜采用。 方案2 見附圖2，用一根兩頭帶反錐形的心棒插入2-Φ80mm毛坯孔中并夾緊。將心棒兩端的軸頸放入兩U形槽中定位，限制一個(gè)移動(dòng)自由度和一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此外以2-80Φ毛坯孔的兩內(nèi)側(cè)面在自定心結(jié)構(gòu)上定位，限制一個(gè)移動(dòng)自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便，用一鉸鏈壓板壓在工件R80mm外圓上即可。 本道工序與前道粗銑N面共用一根心棒，這根“隨行心棒”在銑完N后立即連同工件一同轉(zhuǎn)入本道工序，其間不得重新卸裝心棒，待本道工序加工完后，方可卸下心棒，否則將違背粗基準(zhǔn)一般只用一次的原則而影響N面各孔與2-Φ80mm孔軸線的位置精度。 本道工序的夾具因要

31、回轉(zhuǎn)，若采用氣動(dòng)或液壓夾緊，則氣管或油管會(huì)妨礙操作，故選用手動(dòng)夾緊，使夾具簡(jiǎn)單，操作方便。 附圖2 夾具體零件圖 參考文獻(xiàn) 1 李洪主編。機(jī)械加工工藝手冊(cè)。北京：北京出版社，1990 2 孟少農(nóng)主編。機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第一卷。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 3 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué)編。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990 4 王紹俊主編。機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 5 鄭修本，馮冠大主編。機(jī)械制造工藝學(xué)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 6 劉友才，肖繼德主編。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出

32、版社，1991 零件圖 工藝過程卡 附表1 機(jī)械加工工藝過程卡片 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 旋耕機(jī) 零（部）件名稱 犁刀變速齒輪箱體 共（2）頁(yè) 第（1）頁(yè) 材料牌號(hào) HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 177mm×168mm×150mm 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 鑄造 鑄

33、 時(shí)效 熱 涂底漆 表 10 粗銑N面 金工 X52K 專用銑夾具 20 鉆擴(kuò)鉸2-Ф10F9孔至2-Ф9F9，孔口倒角1×45° 金工 Z3050 專用鉆夾具 鉆4-Ф13 mm孔 30 粗銑R及Q面 金工 組合機(jī)床 專用銑夾具 描圖 40 銑凸臺(tái)面 金工 X52K 專用銑夾具 50 粗鏜2-Ф80 mm孔，孔口倒角1×45° 金工 組合機(jī)床 專用鏜夾具

34、 60 精銑N面 金工 X62W 專用銑夾具 描校 70 精擴(kuò)鉸2-Ф10 F9孔至2-Ф10 F7 金工 Z3025 專用鉆夾具 80 精銑R及Q面 金工 組合機(jī)床 專用銑夾具 90 精鏜2-Ф80H7孔 金工 組合機(jī)床 專用鏜夾具 底圖號(hào) 100 鉆Ф20mm孔，擴(kuò)鉸Ф30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔 金工 Z3025 專用鉆夾具 并孔口倒角1×45°，攻螺紋4-M6-6H 裝訂號(hào) 110 刮4-Ф22m

35、m平面 金工 Z3025 專用鉆夾具 120 鉆8-M12螺紋底孔并孔口倒角1×45°，鉆、鉸2-Ф8N8， 金工 Z3025 專用鉆夾具 孔口倒角1×45° 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期

36、 附表1（續(xù)） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 旋耕機(jī) 零（部）件名稱 犁刀變速齒輪箱體 共（2）頁(yè) 第（2）頁(yè) 材料牌號(hào) HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 177mm×168mm×150mm 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 130 攻螺紋8-M12-6H 金工 Z3025 專用攻螺紋夾具

37、 140 檢驗(yàn) 檢 150 人庫(kù) 描圖 描校 底圖號(hào) 裝訂號(hào)

38、 ， 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 . 附表2 機(jī)械加工工序卡片 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào)

39、零（部）件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 旋耕機(jī) 零（部）件名稱 犁刀變速齒輪箱體 共（13）頁(yè) 第（1）頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 10 粗銑N面 HT200 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄件 177mm×168mm× 150mm 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52K 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 粗銑N面夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝

40、 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗銑N面 專用銑夾具 118 74.1 2 3.5 1 描圖 隨行心棒 Ф200 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀 描校 底圖號(hào) 裝訂號(hào)

41、 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 范例2 設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程設(shè)計(jì)舉例 一、零件的分析 （一）零件的作用

42、 題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉（見附圖1），它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)Φ㎜的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65㎜外圓內(nèi)為Φ50㎜花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。 （二）零件的工藝分析 萬向節(jié)滑動(dòng)叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下： 1．以Φ39㎜孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個(gè)Φ㎜的孔及其倒角，尺寸為㎜的與兩個(gè)孔Φ㎜相垂直的平面，還有在

43、平面上的四個(gè)M8螺孔。其中，主要加工表面為Φ㎜的兩用個(gè)孔。 2．以Φ50㎜花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：Φ50㎜十六齒方齒花鍵孔，Φ55㎜階梯孔，以及Φ65㎜外圓表面和M60×1㎜的外螺紋表面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： （1）Φ50㎜花鍵孔與Φ㎜二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100:0.2； （2）Φ39㎜二孔外端面對(duì)Φ39㎜孔垂直度公差為0.1㎜； （3）Φ50㎜花鍵槽寬中心線與Φ39㎜中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2?。 由以上分析可知， 對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用加具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精

44、度要求。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 （二）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?；孢x擇的正確與合理，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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選

45、擇。對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)本零件來說，如果以?65㎜外圓（或?62㎜外圓）表面作基準(zhǔn)（四點(diǎn)定位），則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外形不對(duì)稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不同加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取叉部?jī)蓚€(gè)?㎜孔的不加工外輪廓表面作為基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短V形塊支承這兩個(gè)?㎜外圓輪廓作主要定位面，以消除四個(gè)自由度，再用一對(duì)自動(dòng)定心的窄口卡爪，夾持在?65㎜外圓柱面上，用以消除兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考

46、慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，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。 1.工藝路線方案一 工序Ⅰ 車外圓?62㎜，?60㎜，車螺紋M60×1㎜。 工序Ⅱ 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔?43㎜，锪沉頭孔?55㎜。 工序Ⅲ 倒角5×30?。 工序Ⅳ 鉆Rc1/8底孔

47、。 工序Ⅴ 拉花鍵孔。 工序Ⅵ 粗銑 ?39㎜二孔端面。 工序Ⅶ 精銑 ?39㎜二孔端面。 工序Ⅷ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個(gè)?39㎜孔至圖樣尺寸并锪倒角 2×45°。 工序Ⅸ 鉆M8㎜底孔?6.7㎜，倒角120°。 工序Ⅹ 攻螺紋M8㎜，Rc1/8。 工序Ⅺ 沖箭頭。 工序Ⅻ 檢查。 2.工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑 ?39㎜二孔端面。 工序Ⅱ 精銑 ?39㎜二孔端面。 工序Ⅲ 鉆 ?39㎜二孔。（不到尺寸） 工序Ⅳ 鏜?39㎜二孔。（不到尺寸） 工序Ⅴ 精銑 ?39㎜二孔，倒角 2×45

48、°。 工序Ⅵ 車外圓?62㎜，?60㎜，車螺紋M60×1㎜。 工序Ⅶ 鉆、鏜孔?43㎜，并锪沉頭孔?55㎜。 工序Ⅷ 倒角 5×30°。 工序Ⅸ 鉆Rc1/8底孔。 工序Ⅹ 拉花鍵孔。 工序Ⅺ 鉆M8㎜底孔?6.7㎜，倒角120°。 工序Ⅻ 螺紋M8㎜，Rc1/8。 工序ⅩⅢ 沖箭頭。 工序ⅩⅣ 檢查。 3.工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后以此為基面加工?39㎜二孔；而方案二則與此相反，先是加工?39㎜孔，然后再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。兩相比

49、較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工?39㎜二孔，這時(shí)的位置精度較易保證，并且定位及裝夾都比較方便。但方案一中的工序Ⅷ雖然代替了方案二中的工序Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時(shí)，在能保證加工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床）外，只能選用轉(zhuǎn)塔車床，利用轉(zhuǎn)塔頭進(jìn)行加工。而轉(zhuǎn)塔車床目前大多選、用于粗加工，用來在此處加工?39㎜二孔是不合適的，因此決定將方案二中的工序Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ移入方案一，改為兩道工序加工。具體工藝過程如下： 工序Ⅰ 車外圓?62㎜，?60㎜，車螺紋M60×1㎜。粗基準(zhǔn)的選擇如前所述。 工序Ⅱ

50、 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔?43㎜，锪沉頭孔?55㎜，以?62㎜外圓為定位基準(zhǔn)。 工序Ⅲ 倒角5×30?。 工序Ⅳ 鉆Rc1/8錐螺紋底孔。 工序Ⅴ 拉花鍵孔。 工序Ⅵ 粗銑 ?39㎜二孔端面，以花鍵孔及其端面為基準(zhǔn)。 工序Ⅶ 精銑 ?39㎜二孔端面。 工序Ⅷ 鉆孔兩次并擴(kuò)孔?39㎜?？字翀D樣尺寸并锪倒角 2×45°。 工序Ⅸ 精鏜并細(xì)鏜 ?39㎜二孔，倒角 2×45°。工序Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ的定 位基準(zhǔn)均與工序Ⅳ相同。 工序Ⅹ 鉆M8㎜底孔?6.7㎜，倒角120°。 工序Ⅺ 攻螺紋M8㎜，Rc1/8。 工序Ⅻ

51、 沖箭頭。 工序ⅩⅢ 檢查。 以上加工方案大致看來還是合理的。但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求?以及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在?39㎜兩個(gè)孔其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：?39㎜二孔中心線應(yīng)與?55㎜花鍵孔垂直，垂直度公差為100:0.2；?39㎜二孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為0.1㎜。由此可以看出：因?yàn)?39㎜二孔的中心線要求與?55㎜花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測(cè)量?39㎜孔時(shí)應(yīng)以花鍵孔為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理，?39㎜二孔與其外端面的垂直度（0.1㎜）的技術(shù)要求在加工與測(cè)量時(shí)也應(yīng)遵循上

52、述原則。但在已制訂的工藝路線中沒有這樣做：?39㎜孔加工時(shí)，以?55㎜花鍵孔定位（這是正確的）；而?39㎜孔的外端面加工時(shí)，也是以?55㎜定位的。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準(zhǔn)重合的原則，造成了不必要的基準(zhǔn)不重合誤差。具體來說，當(dāng)?39㎜二孔的外端面以花鍵孔為基準(zhǔn)加工時(shí)，如果兩個(gè)端面與花鍵孔中心線已保證絕對(duì)平行的話（這是很難的）。那么由于種種原因?39㎜二孔中心線與花鍵孔仍有100:0.2的垂直度公差，則?39㎜孔與其外端面的垂直度誤差就會(huì)很大，甚至?xí)斐沙疃鴪?bào)廢。這就是由于基準(zhǔn)不重合而造成的惡果。為了解決這個(gè)問題，原有的加工路線可仍大致保持不變，只是在?39㎜二孔加工完了以

53、后，再增加一道工序：以?39㎜孔為基準(zhǔn)，磨?39㎜二孔外端面。這樣做，可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差，同時(shí)也照顧了原有的加工路線中裝夾較方便的特點(diǎn)。因此，最后的加工路線確定如下 ： 工序Ⅰ 車端面及外圓?62㎜，?60㎜并車螺紋M60×1㎜。以兩個(gè)叉耳外輪廓及?62㎜外圓為粗基準(zhǔn)，選用C620-1我式車床并加專用夾具。 工序Ⅱ 鉆、擴(kuò)花鍵孔?43㎜，并锪沉頭孔?55㎜。以?62㎜外圓為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。 工序Ⅲ 內(nèi)花鍵孔5×30?倒角。選用C620-1車床加專用夾具。 工序Ⅳ 鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排

54、鉆Rc1/8底孔主要是為了下道工序拉花鍵孔時(shí)為消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個(gè)定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。 工序Ⅴ 拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔、?55㎜端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。 工序Ⅵ 粗銑 ?39㎜二孔端面，以花鍵孔定位，選用X63臥式銑床加工。 工序Ⅶ 鉆、擴(kuò) ?39㎜二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z535立式鉆床加工。 工序Ⅷ 精、細(xì)鏜?39㎜二孔。選用T740型臥式金剛鏜床及專用夾具加 工以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。 工序Ⅸ 磨?39㎜二孔端面，保證尺寸㎜，以?39㎜孔及花鍵孔

55、定 位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。 工序Ⅹ 鉆叉部四個(gè)M8㎜螺紋底孔并倒角。選用Z525立式鉆床及專用夾具加工，以花鍵孔及孔?39㎜定位。 工序Ⅺ 攻螺紋4-M8㎜及Rc1/8。 工序Ⅻ 沖箭頭。 工序ⅩⅢ 檢查。 以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程卡片”。 三 、夾具設(shè)計(jì) 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)專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第Ⅵ道工序——粗銑? 39mm二孔端面的銑床夾具。本夾具將用于X63式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑床，對(duì)工作的兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。 （一）問題的提出

56、本夾具主要用來粗銑?39mm二孔的兩個(gè)端面，這兩個(gè)端面對(duì)￠39㎜孔及花鍵都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時(shí)，?39㎜孔尚未加工，而且這兩個(gè)端面在工序Ⅸ還要進(jìn)行磨加工。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)試驗(yàn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。 （二）夾具設(shè)計(jì) 1.定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，? 39m二孔端而應(yīng)對(duì)花鍵孔中心線有平行度及對(duì)稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵定位的自動(dòng)定心夾具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔定位的自動(dòng)定心夾具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里選用以花鍵孔為主要定

57、位基面。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對(duì)兩個(gè)?39㎜孔端面同時(shí)進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。 2.切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，?225㎜，Z=20 （見《切削手冊(cè)》表3.28） 其中：=650， =3.1㎜，=1.0，=0.08㎜，=0.72，=40㎜，（在加工面上測(cè)量的近似值） =0.86， =225㎜， =0.86， =0 , z=20 ∴ F= =1456(N) 當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)，=2F=2912(N) 水平分力：=1.1=32.3

58、(N) 垂直分力：=0.3=873(N) 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=。 其中： 為基本安全系數(shù)1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； 為刀具鈍化系數(shù)1.1； 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。 ∴ =K=1.5×1.1×1.1×1.1×3203=6395（N） 選用氣缸一斜一斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，楔角a=10?，其結(jié)構(gòu)形式選用Ⅳ型，則擴(kuò)力比i=3.42。 為克服水平切削力，實(shí)際加緊力N應(yīng)力 N（ +）=K ∴ N= 其中及 為夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)， = =0

59、.25。則 N==12790（N） 氣缸選用?100㎜。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.5Mpa時(shí)，氣缸推力為390N。由于已知斜楔機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比i =3.42，故由氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為 =3900i=3900×3.42=13338(N) 此時(shí)N氣已大于所需的12790的夾緊力，故本夾具可安全工作。 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一花鍵軸，該定位花鍵軸的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為本零件在工作時(shí)與其相配花鍵的尺寸相同，即16×43H11×50H8×5H10㎜。 （2）零件圖樣規(guī)定?50㎜花鍵孔鍵槽寬中心線與?㎜

60、兩孔中心線轉(zhuǎn)角公差為2?。由于?39㎜孔中心線應(yīng)與其外端面垂直，故要求?39㎜二孔端面之垂線應(yīng)與?50㎜花鍵槽寬中心線角公差為2o。此項(xiàng)技術(shù)要求主要應(yīng)由花鍵槽寬配合中的側(cè)向間隙保證。 已知花鍵孔鍵槽寬為㎜，夾具中定位花鍵軸鍵寬為5㎜，因此當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，鍵槽處的最大側(cè)向間隙為 △=0.048-(-0.065)=0.113(㎜) 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角a為 tga==0.00452 所以 a=0.258? 即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求. （3）計(jì)算?39㎜二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大

61、平行度誤差。 零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為： =0.048-（-0.083）=0.131（㎜） 當(dāng)定位花鍵軸的長(zhǎng)度取100㎜時(shí)，則由上述間隙引起的最大傾角為0.131/100。此即為由于定位問題而引起的?39㎜孔端面對(duì)花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于?39㎜孔外端面以后還要進(jìn)行磨削加工，故上述下平行度誤差值可以允許。 4.夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)單說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工。因此，應(yīng)首

62、先設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，盡量增加該夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比；三是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.4Mpa增至0.5Mpa），以增加氣缸推力。結(jié)果，本來具總的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 零件圖 附表1 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 ? 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校 零件號(hào)

63、 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 萬向節(jié)滑動(dòng)叉 生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 工序 安裝 工位 工步 工序說明 工 序 簡(jiǎn) 圖 機(jī) 床 Ⅰ 1 1 2 3 4 5 粗車端面至?30mm，保證尺寸185㎜ 粗車?62mm外圓 車?60mm外圓 車M60×1㎜螺紋 粗車螺紋 精車螺紋 臥 式 車 床L620-1 Ⅱ 1 1 2 3

64、4 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 ?43mm及锪沉頭孔?55mm 鉆孔?25mm 鉆孔?41mm 擴(kuò)花鍵底孔?43mm 锪圓柱式沉頭孔?55mm 轉(zhuǎn) 塔 車 床 C365L Ⅲ 1 1 ?43mm內(nèi)孔倒角5×30° C129-1 附表1 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片

65、 續(xù)前表 材 料 45鋼 編制 ? （日期） 毛坯重量 6㎏ 指導(dǎo) ? ? 毛坯種類 模鍛件 審核 ? ? 夾具或輔助工 具 刀 ? 具 量 ? ? 具 走 刀 次 數(shù) 走 刀 長(zhǎng) 度 (㎜) 切 削 深 度 (㎜) 進(jìn) 給 量 (㎜/r) 主 軸 轉(zhuǎn) 速 (r/min) 切 削 速 度 (m/min) 工時(shí)定額(min) 基 本 時(shí) 間 輔 助 時(shí) 間 工作地服務(wù)時(shí)間 專 用 夾 具

66、 ? YT15外圓 車 刀 ? ? ? ? ? W18Cr4V 螺紋車刀 ? ? ? ? 卡 ? 板 ? ? 螺 紋 量 規(guī) ? 2 ? ? 1 ? 1 ? 4 ? ? 2 ? 17.5 ? ? 94 ? 24 ? 18 ? ? 18 ? 3 ? ? 1.5 ? 1 ? 0.17 ? ? 0.08 ? 0.5 ? ? 0.5 ? 0.5 ? 1 ? ? 1 ? 600 ? ? 600 ? 770 ? 96 ? ? 184 ? 122 ? ? 122 ? 145 ? 18 ? ? 34 ? 0.096 ? ? 0.31 ? 0.06 ? 0.75 ? ? 0.18 ? ? 專 用 夾 具 ? ?麻花鉆 ? 25㎜ ? 41㎜ 擴(kuò)孔鉆 ? 43㎜ ? ??锪鉆 ? 55㎜ ? ? ? ? ? 卡 ? ? 尺