機械制造技術(shù)基礎(chǔ)說明書

1、序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課；技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)。也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們大學(xué)四年生活中占有重要的地位。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給與請教。 §1零件分析1.1零件的作用后托架在CA6140車床床身的尾部，三個孔分別裝絲杠、光杠、轉(zhuǎn)向開關(guān)，起加強固定作用；在ø40mm與ø30.2mm之間的孔為毛線孔，用于導(dǎo)通油路；旁路的螺紋孔是連接油蓋的；正面的四個孔將后托架固定于車床尾部。1.2零件的工藝分析由零件圖可得后托架主

2、要加工底面，側(cè)面三孔，頂面四孔，以及左視圖上的螺紋孔。（1）以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。（2）精加工孔, , 要求達(dá)到的精度等級為。粗糙度為，以底平面為基準(zhǔn)，要求平行度公差為, 以孔為基準(zhǔn)，要求平行度公差為0.08, , 以底平面為基準(zhǔn), 要求平行度公差為。（3）以頂面為主加工面的四個孔，分別是以和為一組的階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求是，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。（4）鉆6的孔，鉆5的孔在攻螺紋M6。（5）其余未注要求的加工表面為不去除材料加工。1.3確定零件的生產(chǎn)類

3、型 依設(shè)計題目可知，產(chǎn)品的年產(chǎn)量為5000件，每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量為1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率分別為16%和2%，零件年產(chǎn) N=5000(1+0.16+0.02)=5900件/年現(xiàn)通過估算，該零件質(zhì)量約3.08kg，查表2.2可知，該零件屬于輕型零件。根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，查表2.3可知，該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。§2確定毛坯類型繪制毛坯圖2.1確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200，由于零件形狀規(guī)范，可以直接用金屬鑄造工藝方法，加工5000件，屬于大批量生產(chǎn)。2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工加工余量1.鑄件尺寸公差等級“CA6140車床后托架”；零件材料為

4、HT200，硬度190210HB，毛坯重量3.08kg，生產(chǎn)類型為大批量，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良，故選用鑄造，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表1.3-3 選用金屬型鑄造。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.8可知加工余量等級為CT7CT9。2.鑄件機械加工余量加工余量由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共10級，對成批和大量生產(chǎn)的鑄件加工余量查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.8可知，取加工余量等級為F。加工余量查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.10表1 各加工表面總余量序號基本尺寸/mm加工余量等級加工余量/mm選擇過程說明140E雙側(cè)加工

5、余量一半2孔的加工余量等級比底面的加工余量等級低一級即E級，鑄造尺寸為40-2X2=36mm 查（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計）表2.7尺寸公差為1.8（ 36±0.9）mm235F單側(cè)余量2.5雙邊加工，鑄造尺寸為35+2.5=37.5mm 查（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計）表2.7尺寸公差為1.6 （37.5）mm3毛坯圖圖1毛坯圖 §3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇：對于一般的孔

6、類零件，以孔作為粗基準(zhǔn)完全合理，但對本零件來說，孔ø40mm為鑄造孔，不易作為精基準(zhǔn)，故我們可以考慮以頂面加一個可調(diào)支撐作為粗基準(zhǔn)，以此基準(zhǔn)把底面120×60mm先加工出來，由于此頂面只限制了X、Y、Z的轉(zhuǎn)動和Z的移動4個自由度，故可以考慮選左端面為第二基準(zhǔn)面，此二面可以限制6個自由度，達(dá)到完全定位。 2、精基準(zhǔn)的選擇：主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)盡量進(jìn)行尺寸計算。3.2制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)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。在用生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮用萬能性機床配以專用夾具，并

7、盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，但同時也要保證質(zhì)量。除此之外，還要考慮到經(jīng)濟效果，在實際生產(chǎn)中還要考慮加工的設(shè)備，以盡量使成本降到最低。 1、工藝方案一： 工序10：粗、精銑底面，保證尺寸120×60mm； 工序20：鉆兩個ø13mm的孔；鉆兩個銷孔ø10mm；锪兩個沉頭孔ø20mm； 工序30：鉆孔ø38mm；鉆孔ø28mm；鉆孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面； 工序40：擴孔ø39.5mm；擴孔ø29.5mm；擴孔ø29.5mm； 工序50：半精鏜ø40mm； &#

8、248;30mm； ø25mm； 工序60：精鏜孔ø40mm； ø30.2mm； ø25.5mm； 工序70：鉆螺紋孔ø5.1mm；鉆深孔ø6mm； 工序80：攻螺紋孔M6； 工序90：加工油槽，去毛刺； 工序100：按圖紙要求檢驗； 2、工藝方案二： 工序10：鉆孔ø38mm；鉆孔ø28mm；鉆孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面； 工序20：擴孔ø39.5mm；擴孔ø29.5mm；擴孔ø29.5mm； 工序30：粗、精銑底面，保證尺寸120×60

9、mm； 工序40：鉆兩個ø13mm的孔；鉆兩個銷孔ø10mm；锪兩個沉頭孔ø20mm 工序50：半精鏜ø40mm； ø30mm； ø25mm； 工序60：精鏜孔ø40mm； ø30.2mm； ø25.5mm； 工序70：鉆螺紋孔ø5.1mm；鉆深孔ø6mm； 工序80：攻螺紋孔M6； 工序90：加工油槽，去毛刺； 工序100：按圖紙要求檢驗； 3、工藝方案的比較分析： 以上兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工以底面為中心的表面，再以此為基準(zhǔn)加工3個孔及其他相關(guān)的孔；方案二卻恰恰相反，

10、先加工3個孔，再以孔定位加工底面。 根據(jù)后托架的作用和兩個方案的比較分析，由于ø40m, ø30.2mm, ø25.5mm這三個孔的軸線平行度要求較高。因此，選用底面為基準(zhǔn)時，加工孔的精度一定的越高越好。因此，方案二的工序不太合適，我們采用方案一的大致順序。經(jīng)過分析，方案一的加工順序是先粗加工、精加工一組表面，再粗加工、精加工另外一組平面。這看上去大致是合理的，但仔細(xì)推敲后，發(fā)現(xiàn)仍然有不太符合工藝原則，現(xiàn)將改進(jìn)的工藝過程具體分析如下：工序10 粗銑后托架底面A經(jīng)濟精度等級為IT11，控制尺寸到36mm，以后托架左側(cè)支承板定位，限制3個自由度,右邊外圓采用V形塊，限

11、制2個自由度，以及后托架傾斜面的一支承來，限制1個自由度定位夾緊，V形塊定位夾緊。工序20 以底面為基準(zhǔn)，粗鏜孔經(jīng)濟精度等級為IT11，控制尺寸到39.7 mm，底面限制3個自由度，側(cè)面兩個支承釘限制兩個自由度，左側(cè)一支承釘限制1個自由度，工件右側(cè)外圓用V形塊定位夾緊。工序30 鉆擴粗鉸孔經(jīng)濟精度等級分為IT12，控制尺寸到30.12 mm，25.44 mm，以39.7 mm的孔為基準(zhǔn)，以帶有軸肩的長銷限制5個自由度，在有一底面支承釘靠近左側(cè)腳來限制1個自由度，再以活動V形塊定位夾緊。工序40 半精銑底面A經(jīng)濟精度等級為IT8控制尺寸到35.72 mm，同工序10限制其自由度，定位夾緊。工序5

12、0半精鏜孔經(jīng)濟精度等級為IT9,控制尺寸到39.93 mm，同工序20限制自由度，定位夾緊。工序60 半粗鉸孔經(jīng)濟精度等級分為IT9，控制尺寸到29.82 mm，25.24 mm的孔，同工序30限制自由度，定位夾緊。工序70 加工42 mm的面，锪平，同工序30限制自由度，定位夾緊。工序80 加工孔10mm，13 mm，13 mm，20 mm的孔，以40 mm帶有軸肩的長銷限制5個自由度，再加以25.5 mm的孔內(nèi)一菱形銷限制1個自由度，在外圓外側(cè)采用活動V形塊，定位夾緊。工序90 加工螺紋孔5mm，6mm, 攻螺紋M6，以底面限制3個自由度，側(cè)面兩個支承釘限制2個自由度，再加一個左側(cè)支承釘限

13、制一個自由度，在外圓外側(cè)采用活動V形塊，定位夾緊。工序100 拉油槽，拉削寬度為3mm。工序110 中檢工序120精銑底面A經(jīng)濟精度等級為IT7,控制尺寸到35mm，同工序10限制其自由度，定位夾緊。工序130 精鏜孔經(jīng)濟精度等級為IT7，控制尺寸到40mm，同工序20限制自由度，定位夾緊。工序140 精鉸孔經(jīng)濟精度等級為IT7，控制尺寸到30.2mm，25.5mm，同工序30限制自由度，定位夾緊。工序150入庫清洗，涂防銹油。工序160終檢3.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備表2加工設(shè)備和工藝設(shè)備工序號工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝裝備10粗銑底面X53立式銑床專用夾具、端銑刀、游標(biāo)卡尺20粗鏜孔39.7 m

14、mT68臥式鏜床選用專用鏜床夾具、鏜刀、游標(biāo)卡尺30鉆、擴、粗鉸孔30.12 mm，25.44 mmZ535立式鉆床專用鉆床夾具、麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺40半精銑底面36 mmX53立式銑床專用夾具、端銑刀、游標(biāo)卡尺50半精鏜孔39.93 mmT68臥式鏜床選用專用鏜床夾具、鏜刀、游標(biāo)卡尺60半粗鉸孔 29.82 mm，25.24 Z535立式鉆床專用鉆床夾具、鉸刀、內(nèi)徑千分尺70锪平42的面Z535立式鉆床專用鉆床夾具、锪鉆、游標(biāo)卡尺80加工孔，210mmRa，213 mm， 20 mmZ535立式鉆床專用鉆床夾具、麻花鉆、擴孔鉆、內(nèi)徑千分尺90鉆孔至 5mm，攻絲M6，鉆孔至 6

15、mmZ535立式鉆床專用鉆床夾具、麻花鉆、機用絲錐、內(nèi)徑千分尺100拉油槽，拉削寬度為3mm拉床110中檢120精銑底面35mmX53立式銑床專用夾具、端銑刀、游標(biāo)卡尺130精鏜孔40mmT68臥式鏜床選用專用鏜床夾具、鏜刀、游標(biāo)卡尺140精鉸孔到30.2mm，25.5mmZ535立式鉆床專用鉆床夾具、鉸刀、內(nèi)徑千分尺150清理160終檢3.4鑄件主要加工表面的加工余量確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.8可知加工余量等級為CT7CT9，取加工余量等級為F，加工余量查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.10（1） 尺寸要求為350.07，粗糙度為1.6um，因此需要的加工步驟為粗銑-半精銑-精銑加

16、工工藝設(shè)計手冊。 粗銑的加工余量，z=1.5-2.0mm。 半精銑的加工余量，z=1-1.5mm。 精銑的加工余量，z =0.6-0.8。所以毛坯的零件加工余量z=2.1-2.8mm之間。（2） 底座表面長度方向的加工余量及公差，因其兩端引起兩端都與非工表面連接，故鑄造件毛坯的外表面其長度可取120mm。（3） 三杠孔的加工余量零件中的三杠孔中25.5，30.2采用鉆、擴、鉸加工，40采用鏜加工。標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可知：由標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可知40的孔精度為IT7，30.2的孔精度為IT7。40孔的加工工序： 鉆孔 39.7mm 半鏜孔39.93mm 精鉸 400.025mm 30.2孔的加工工序：

17、鉆孔 28mm 擴孔 30mm 粗鉸 30.12mm 半精鉸 29.82mm 精鉸 30.2mm25.5孔的加工工序： 鉆孔 24mm 擴孔 25.3mm 粗鉸 25.44mm 半粗鉸 25.24mm 精鉸： 25.5+-0.05(4) 固定螺釘孔和定位銷底孔的加工余量： 鉆孔：按小頭直徑鉆出10的孔 擴孔：削銷圓錐孔，2-13和2-20孔的加工工序 擴孔出2-13和2-20的階梯孔(5)5和M6孔時加工余量： 5孔：鉆孔6mm M6孔： 鉆孔6mm(6) 用公制粗牙機用絲錐攻螺紋。3.5確定工序尺寸、切削用量、公差及基本工時工序10：粗銑托架底面 機床：立式銑床X53刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面

18、銑刀）材料： 齒數(shù)銑削深度：每齒進(jìn)給量：切削用量簡明手冊表3.1取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.4-81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：， 式（1.1）實際銑削速度： 式（1.2）進(jìn)給量： 式（1.3）工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)機械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度： 式（1.4）取刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 式（1.5）工序90鉆孔鉸螺紋孔 鉆 切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)切削用量簡明手冊表3.1查得：進(jìn)給量,切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取實際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1.8）有：刀具

19、切出長度： 取加工基本時間，由式（1.5）有： 鉆螺孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)機械加工工藝手冊表2.4-39，取切削速度：參照參考文獻(xiàn)機械加工工藝手冊表2.4-41，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取實際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1.8）有：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間，由式（1.5）有： 機床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)切削用量簡明手冊表3.1，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1

20、機動時間，由式（1.5）有：§4機床夾具設(shè)計實例子（鉆4小孔夾具）4.1問題的提出利用本夾具主要用來鉆、鉸加工頂面的四孔，其中包括鉆頂面四孔（其中包括鉆孔和擴孔，鉸孔，以及孔，）。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：頂面四孔的軸線與左側(cè)面和后側(cè)面的尺寸要求要求，在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了銑加工，后側(cè)面也是一直都不加工的側(cè)面，因此，選后側(cè)面和左側(cè)面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)）來滿足CA6140機床后托架頂面四孔加工的尺寸要求。由零件圖

21、可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇左側(cè)面和后側(cè)面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔軸線和兩個側(cè)面的尺寸要求。工件定位用底面和兩個側(cè)面來限制5個自由度。4.3切削力及夾緊力的計算機床：立式鉆床Z535計算公式 F=Cd因為加工材料為灰鑄鐵，查表可得則C=410 d=10 Z=1.2 y=0.75 代入上式 可得F=870.3N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=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 所以 F=KF=1680N由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用偏心輪

22、夾緊機構(gòu)。偏心輪的夾緊力為W=如取轉(zhuǎn)軸至夾緊力P的回轉(zhuǎn)半徑，=，tg=f=0.15，力臂L=（2-2.5）D，tg=,則得特定的情況夾緊力為W=(911)Q N如果手動作用力為150N，則可查表的1900N,因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4.4定位誤差分析該夾具以底面、側(cè)面和左側(cè)面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由參考文獻(xiàn)15互換性與技術(shù)測量表可知：?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為、由16機床夾具設(shè)計手冊可得：、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的

23、投影，這里的方向與加工方向一致。即：故、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 、磨損造成的加工誤差：通常不超過、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.5偏心輪夾緊機構(gòu)從理論上說，圓偏心輪下半部分整個輪廓曲線上的任何一點都可以用來夾緊工件。相當(dāng)于偏心輪轉(zhuǎn)過，夾緊總行程為2倍的偏心距。但實際上為防止松夾和咬死，常取圓周上的圓弧，即相當(dāng)于圓偏心輪轉(zhuǎn)角為所對的圓弧作為工作段。如圖§4.8偏心輪，偏心輪AB工作段為當(dāng)手柄逆時針轉(zhuǎn)動時，以A達(dá)到最大極限尺寸的工件，以B點夾緊最小極限尺

24、寸的工件。圖2偏心輪工作行程圖4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。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。偏心輪夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。1、底座 2、六角頭螺栓 3、六角頭螺栓 4、鉆套螺釘 5、快換鉆套 6、襯套 7、六角頭支承 8、六角螺母 9、這承釘 10、支承釘11、定位銷 12、圓偏心輪 13、連接螺栓圖3鉆床夾具示意圖圖3鉆床夾具的工作原理簡述如下： 將工件放在夾具體上，以左端面為定位基準(zhǔn)，后托架底面?zhèn)让鏋橄尬换鶞?zhǔn)，因此，后托架左側(cè)面底面?zhèn)让娼佑|夾具體上的支承釘來實現(xiàn)定位，采用圓偏心輪夾緊機構(gòu)，利用彈簧的彈力，來實現(xiàn)夾緊工件。用六角支承來實現(xiàn)輔助支承，保證起到支承的作用，增加加工零件的剛度。5為快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，4為鉆套螺釘用于緊固快換鉆套。結(jié) 論通過本次的畢業(yè)設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與