機(jī)械零件制造工藝與夾具設(shè)計(jì)

機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題目：機(jī)械零件制造工藝與夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號：系別：機(jī)電工程系專業(yè)班級：起止時間：2009年6月15—27日目錄1、機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書……………３2、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型確實(shí)定…………………4〔1〕零件的作用………4〔2〕零件的工藝分析…………………43、確定毛坯,繪制毛坯簡圖…………5〔1〕、毛坯的加工方法及材料選擇……5〔2〕、毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量………………6〔3〕、繪制毛坯簡圖……………………64、擬定零件的工藝路線………………6〔1〕、基面的選擇………6〔2〕、定位基準(zhǔn)的選擇…………………7〔3〕、外表加工方法確實(shí)定……………8〔4〕、加工階段的劃分…………………8〔5〕、工序的集中與分散………………9〔6〕、工序順序的安排…………………9〔7〕、確定工藝路線……………………105、加工余量工序尺寸和公差確實(shí)定……………11〔1〕、機(jī)械加工余量……………………11〔2〕、工序尺寸…………12６、機(jī)械加工工序卡…………………147、夾具設(shè)計(jì)……………14設(shè)計(jì)總結(jié)……………16參考文獻(xiàn)……………17一、機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號指導(dǎo)教師姓名及職稱題目機(jī)械零件制造工藝與夾具設(shè)計(jì)主要任務(wù)與具體要求1。教材P283圖7-64所示零件工藝分析；〔N=10000件〕2。毛坯選擇及毛坯圖設(shè)計(jì)〔3號圖〕；3。加工方法及工藝路線確實(shí)定；4。工序內(nèi)容確實(shí)定及機(jī)械加工工序卡設(shè)計(jì)；5。鉆4*φ11和4*φ16夾具設(shè)計(jì)〔總圖≥1號圖；零件圖≥4號圖〕；6。編印設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份〔10頁、1。5萬字以上〕進(jìn)度安排〔共二周12天，含第一周星期六、日〕第1天:工藝分析；第2天：毛坯選擇及毛坯圖設(shè)計(jì)；第3-6天：加工方法、工藝路線確實(shí)定及工序內(nèi)容確實(shí)定；第7-10天:機(jī)床夾夾具設(shè)計(jì)；第11天:編印設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；第12天〔星期五〕:辯論評定成績。主要參考文獻(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)根底機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)設(shè)計(jì)圖冊機(jī)械制圖系審核意見：審核人簽名及系公章：年月日任務(wù)下達(dá)人〔簽字〕2007年5月日任務(wù)接受人〔簽字〕年月日備注：1、本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫相關(guān)欄目，經(jīng)系審核同意后，系、教師和學(xué)生各執(zhí)一份。2、本任務(wù)書須與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕一并裝訂存檔。二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型確實(shí)定1、零件的用途教材P283圖7-64題目給定的零件為軸承座，一般軸承座加工精度要求都不高，最高的加工精度為外表粗糙度1.6μm，其中心孔及其頂上的M8孔的加工精度要求比擬高，要確保所需的垂直度及平行度要求。2、零件的工藝分析〔一〕軸承座總共有三個加工外表、一個軸承孔、四個螺栓孔、一個加油孔和兩個定位孔。它們之間有一定的粗糙度要求如下：前端面：外表粗糙度為1.6μm。后端面：外表粗糙度為6.3μm。底面：外表粗糙度為1.6μm，外表加工方法為刮研。軸承孔：直徑為?32H8mm，孔中心線到底面的尺寸為55±0.02mm，孔中心線相對于軸承座底面的平行度精度要求為0.01。四個螺栓孔：沉頭孔直徑為?16mm，外表粗糙度為6.3μm，螺栓孔直徑為?11mm，孔外表粗糙度為12.5μm，沉頭孔底面的外表粗糙度為3.2μm。定位孔：?8H8mm，外表粗糙度為1.6μm。加油孔：M8螺紋孔?！捕常摿慵灿袃山M加工外表和孔系，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：1、以工件前端面為加工外表這一組加工外表包括：直徑為?φ32H8的孔。2、以工件下底面為基準(zhǔn)的加工外表這一組加工外表包括：鉆孔系4-?11mm，锪4-?16mm3，從零件圖知,該零件的軸向向兩端而需用要銑削加工到達(dá)所需的加工精度要求.從左視圖上看,工左端面的粗糙度要求是6.3,可由半精銑按經(jīng)濟(jì)精度等級(IT8~11)保證,右端面的粗糙度是1.6,可由精銑按經(jīng)濟(jì)精度等級(IT7~9)保證,加工性良好.φ32孔與φ16、φ11孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭釧偏，以保證也的加工精度要求，除了要以這些孔的端面為平面加，還要求將底面作為定位基準(zhǔn)，且有粗糙度為1.6mm的精度要求，但此平面也可通過精銑床來到達(dá)，基余外表加工精度要求低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削的粗加工就可以到達(dá)目的，而主要工作外表加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)加工方法保質(zhì)保量加工出一?？梢?，該零件的工藝性較好3、毛坯選擇及毛坯圖設(shè)計(jì)〔1〕、確定零件的生產(chǎn)類型：由任務(wù)書可知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件，因其為輕型零件，故其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。初步確定工藝安排的根本思路為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主；大量采用專用工裝。這樣安排，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作投資較少，生產(chǎn)效率高，且轉(zhuǎn)產(chǎn)容易。〔2〕毛坯的加工方法及材料選擇該毛坯的工作條件平穩(wěn)，主要受擠壓應(yīng)力。選毛坯時主要考慮的是此毛坯是否具有一定抗擠壓強(qiáng)度，選鑄件作為毛坯符合這一條件。因該零件屬于大批量，外型尺寸偏復(fù)雜，要求精度不高，宜選用砂型機(jī)器造型，毛坯的材料用HT150。〔3〕毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量工程/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注寬度601.8()表2-42．5〔雙邊余量〕表2-5底座高度201.8()表2-43．0表2-5〔4〕繪制毛坯簡圖?！苍斠娛止だL圖A3圖紙〕4、加工方法及工藝路線確實(shí)定〔1〕基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。正確、合理地選擇基面，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。分析零件圖，得知該零件的前端面粗糙度是1.6μm，且底面也是1.6μm，加工精度較高，除后端面外其余面都為不加工外表，其精度由砂型的精度來保證。因此，我們可以選擇零件的前端面及下底面來作為零件定位及加工的基準(zhǔn)面。〔2〕定位基準(zhǔn)的選擇定為基準(zhǔn)選擇是制訂工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作。定位方案的選擇直接影響加工誤差，影響夾具的復(fù)雜性及操作方便性。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，基準(zhǔn)選擇一般按一下順序進(jìn)行：首先選定最終完成零件主要外表加工和保證主要技術(shù)要求所需的精基準(zhǔn)；接著考慮為了可靠地加工出上述主要精基準(zhǔn)，是否需要選擇一些外表作為中間精基準(zhǔn)，然后再選擇粗基準(zhǔn)。下面按零件具體情況進(jìn)行粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。①精基準(zhǔn)的選擇：選零件的前端面和零件的下底面作為精基準(zhǔn)，零件上的各個孔都能以它們作基準(zhǔn)加工出來，即遵循了”基準(zhǔn)統(tǒng)一”原那么。該零件在軸向方向上的孔的定位都以垂直于其中心線的面作為基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，保證了孔的垂直度要求，也遵循了”基準(zhǔn)重合”的原那么。該零件選用下底面作基準(zhǔn)，使用定位心軸與支承釘，可以將零件可靠地定位及緊固，同時與前端面作為基準(zhǔn)，加上另一端的快換墊圈，就可以牢固將工件緊固并保證垂直度要求，遵循了“便于裝夾原那么”。②粗基準(zhǔn)的選擇：作為粗基準(zhǔn)的外表，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便于定位準(zhǔn)確、可靠。本課程設(shè)計(jì)選擇工件底座及后端面作為粗基準(zhǔn)，可以為前端面及下底面的精基準(zhǔn)加工作好準(zhǔn)備?！?〕外表加工方法確實(shí)定加工外表尺寸精度等級外表粗糙度Ra/μm加工方案備注下底面IT81.6粗銑—精銑—刮研前端面IT81.6粗銑—精銑—磨削后端面IT116.3粗銑—半精銑φ32孔IT81.6鉆—擴(kuò)孔—粗鉸—磨削M8孔IT1112.5鉆—攻絲4×φ11孔IT1112.5鉆4×φ16孔IT116.3锪〔4〕加工階段的劃分該工件的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工、精加工和外表加工幾個階段。在粗加工階段，主要任務(wù)是高效切除各加工外表上的大局部余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，并將工件的的精基準(zhǔn)，即工件下外表和工件前端面加工好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工外表的精度要求。在半精加工階段，粗銑工件前后兩個端面，使得這些主要外表消除粗加工后留下的誤差，到達(dá)一定得精度，為后面的精加工作好準(zhǔn)備，同時要完成一些次要外表的加工，例如鉆φ32這個孔等。在精加工階段，完成前端面的精銑加工，以及工件下底面的精銑加工，保證各主要加工平面到達(dá)所規(guī)定的質(zhì)量要求。最后在外表加工階段，完成對工件下底面的刮研，使之保證精度要求。〔5〕工序的集中與分散安排零件的加工工藝過程時，還要考慮工序集中和工序分散的問題。我們把同一個零件工藝過程中工序多少的狀況稱為工序的集中和分散。本課程設(shè)計(jì)選用工序集中原那么安排工件的加工工序。工序集中就是在每個工序中加工內(nèi)容很多，盡可能在一次安裝中加工許多外表，或盡量在同一臺設(shè)備上連續(xù)完成較多的加工要求。該工件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用專用機(jī)床配以專用工具和夾具進(jìn)行加工，以提高生產(chǎn)率。運(yùn)用工序集中原那么，可以減少工件的安裝次數(shù)，有利于保證各加工外表及孔之間的相對位置精度要求。運(yùn)用工序集中原那么，可以減少工件的裝夾、運(yùn)輸?shù)容o助時間，通過利用高效機(jī)床和專用刀具縮短加工時間，從而縮短零件的生產(chǎn)周期，提高勞動生產(chǎn)率?！?〕加工順序的安排零件上的全部加工外表應(yīng)安排在一個合理的加工順序中加工，這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工本錢都至關(guān)重要。①機(jī)械加工工序安排一、遵循“基準(zhǔn)先行”原那么，工件的下外表及前端面作為其他外表加工的精基準(zhǔn)，一般都安排在工藝過程一開始就進(jìn)行加工。二、遵循“先主后次”原那么，先加工底座的下底面及工件前端面；再加工工件的后端面。三、遵循“先粗后精”原那么，在零件的切削過程中，先安排粗加工工序，再安排半精加工工序，最后是精加工和外表加工。四、遵循“先面后孔”原那么，平面作為定位基準(zhǔn)面比擬穩(wěn)定可靠。所以要先加工前后兩個端面及下底面，再加工φ32、M8，4×φ11及4×φ16孔。五、裝配完之后配作2×φ8孔。②熱處理工序砂型機(jī)器造型鑄造后，進(jìn)行回火處理，減少工件的內(nèi)應(yīng)力，減少其變形與開裂傾向。穩(wěn)定工件的組織和尺寸。調(diào)整零件的力學(xué)性能，回火后工件硬度到達(dá)60HRC③輔助工序零件表層或內(nèi)部的毛刺，影響裝配操作、裝配質(zhì)量，應(yīng)給予充分重視。所以在粗加工工件兩端面和熱處理后，應(yīng)安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序。精加工后，砂粒易附在工件外表上，應(yīng)安排清洗，最后還要安排終檢工序。綜上所述，該工件的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要外表及次要外表的粗加工——主要外表的精加工——孔的粗加工——孔的精加工——下底面刮研——裝配后配作M8的孔?！?〕確定工藝路線工件工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1時效處理2粗銑/半精銑/精銑底面立式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺3粗銑/半精銑后端面臥式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺4粗銑/半精銑/精銑前端面，臥式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺5磨前端面磨床砂輪游標(biāo)卡尺6刮研下底面平口鉗刮刀游標(biāo)卡尺、7鉆/擴(kuò)孔/粗鉸/磨削φ32H8孔搖臂鉆床、內(nèi)圓磨床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆，機(jī)用鉸刀、砂輪游標(biāo)卡尺、塞規(guī)8鉆4×φ11孔搖臂鉆床麻花鉆游標(biāo)卡尺、塞規(guī)9锪4×φ16孔搖臂鉆床锪鉆游標(biāo)卡尺、塞規(guī)10鉆φ7.2孔/攻絲M8搖臂鉆床麻花鉆，機(jī)用絲錐游標(biāo)卡尺、塞規(guī)11尺寸檢查游標(biāo)卡尺12去毛刺鉗工臺平挫13清洗清洗機(jī)14終檢5、加工余量、工序尺寸及公差確實(shí)定工件選用的材料為HT150，硬度163～229HBS，毛坯重量約為1。7kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器造型模鑄造毛坯，公差等級為CT8。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工外表的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：〔1〕、機(jī)械加工余量①毛坯鑄件根本尺寸公差等級CT取8級精度。查表2-5得：底面的根本尺寸公差為CT=1.8mm前、后端面的根本尺寸公差為CT=1.8mm②毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級取G級精度。查表2-4得：要求的底面的機(jī)械加工余量〔RMA〕為3mm。要求的前、后臺面的機(jī)械加工余量〔RMA〕為2.5mm〔雙邊余量〕。③確定機(jī)械加工尺寸底面的機(jī)械加工尺寸：R=F+RMA+CT/2=(20+3±0.9)mm=23±0.9mm前、后臺面機(jī)械加工尺寸：R=F+2RMA+CT/2=(60+5±0.9)mm=65±0.9mm〔2〕工序尺寸①確定底面工序余量、工序尺寸、工序公差及外表粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm外表粗糙度/μm刮研0.1520+0.06Ra=1.6精銑0.6520.15h8()Ra=3.2半精銑0.720.8h11()Ra=6.4粗銑1.521.5h13()Ra=12.5毛坯-23±0.9②確定前、后端面工序余量、工序尺寸、工序公差及外表粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm外表粗糙度/μm磨前端面0.460h8()Ra=1.6精銑前端面0.660.4h8()Ra=3.2粗銑前端面1.561h13()Ra=12.5半精銑后端面1.062.5h11()Ra=6.3粗銑后端面1.563.5h13()Ra=12.5毛坯-65±0.9③確定φ32H8孔工序余量、工序尺寸、工序公差及外表粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm外表粗糙度/μm磨削0.0732H8()Ra=1.6粗鉸0.1831.93H9()Ra=3.2擴(kuò)孔1.7531.75H10()Ra=6.3第二次鉆1530H12()Ra=12.5第一次鉆1515H12()Ra=25毛坯實(shí)心毛坯④確定M8螺紋孔工序余量、工序尺寸、工序公差及外表粗糙度：工序名稱工序余量/mm工序尺寸/mm工序公差/mm外表粗糙度/μm攻絲M80.88--鉆7.27.2H11()-毛坯實(shí)心毛坯⑤鉆4×φ11孔用d=11鉆頭一次完成⑥锪4×φ16孔用d=16鉆頭一次完成，保證锪孔深10mm6、機(jī)械加工工序卡見工序卡附件7、夾具設(shè)計(jì)7.1專用夾具設(shè)計(jì)1、專用夾具的根本要求〔1〕、穩(wěn)定地保證工件的加工精度專用夾具要有合理的定位方案，必要時進(jìn)行定位分析和計(jì)算，同時要合理地確定夾緊力三要素，盡量減少因加壓、切削、振動所產(chǎn)生的變形，這是對專用夾具設(shè)計(jì)的最根本要求?！?〕、提高生產(chǎn)率，降低本錢，提高經(jīng)濟(jì)性根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小，設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率。夾具設(shè)計(jì)時要力求結(jié)構(gòu)簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，經(jīng)縮短設(shè)計(jì)和制造周期，降低夾具制造本錢，提高經(jīng)濟(jì)性?！?〕、操作方便、省力和平安有條件時盡可能采用氣動、液壓等機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)，同時，要從結(jié)構(gòu)上合格證操作的平安性，必要時要設(shè)計(jì)和配備平安防護(hù)裝置?！?〕有良好的結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)有便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整和維修等。在上述的根本要求下，為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工精度，降低勞動強(qiáng)度，故在鉆孔系4×φ11mm和4×φ16mm時需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于搖臂鉆床，刀具為φ11mm的麻花鉆和φ16mm的锪鉆，對工件的四個孔系依次進(jìn)行鉆孔加工和锪鉆加工。7.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，該零件可以底面的兩個支承釘作為定位基準(zhǔn)，限制加工工件的一個自由度，以心軸限制加工工件的5個自由度，臺階面限制加工工件的三個自由度，從而保證工件在加工方向上具有確定的加工位置。7.3定位誤差分析〔1〕定位元件尺寸及公差確實(shí)定。夾具的主要定位元件為心軸，該心軸的尺寸與其相配合的孔的