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南華大學(xué)機械工程學(xué)院課程設(shè)計說明書南華大學(xué)機械工程學(xué)院課程設(shè)計說明書1/18機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)《機械專業(yè)課程設(shè)計》說明書題目學(xué)院名稱指導(dǎo)教師職稱班級學(xué)號學(xué)生姓名年月日PAGE2/2PAGE1/2摘要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。雙聯(lián)齒輪加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。目錄序言 11.零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的工藝分析 22.工藝規(guī)程設(shè)計 32.1確定毛坯的制造形式 32.2基面的選擇 32.3制定工藝路線 32.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 52.5確定切削用量及基本工時 53.夾具設(shè)計 103.1問題的提出 103.2定位基準的選擇 103.3削力和夾緊力計算 103.4定位誤差分析 113.5具設(shè)計及操作說明 11總結(jié) 12致謝 13參考文獻 14PAGE3/14序言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。支架的加工工藝規(guī)程及其銑，鉆的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。1.零件的分析1.1零件的作用雙聯(lián)齒輪的作用，雙聯(lián)齒輪用于變速箱中，主要起換檔調(diào)速作用。圖1-11.2零件的工藝分析雙聯(lián)齒輪有2組加工面他們有位置度要求。這2組加工面的分別為1：一個是外圓為基準的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，和內(nèi)圓，內(nèi)花鍵2：一個是以內(nèi)圓為基準的加工面，這個主要是齒輪的加工。其中齒輪的大端面與中心線的垂直度要求為0.015。2.工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。圖2-12.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。粗基準的選擇：對雙聯(lián)齒輪這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說，選擇好粗基準是至關(guān)重要。對回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外圓作為粗基準。精基準的選擇：精基準的選擇要考慮基準重合的原則，設(shè)計基準要和工藝基準重合。因此我們采用花鍵孔做為2.3制定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)要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案：方案一表2-1工序號工名序稱工序內(nèi)容1鍛造鍛造2退火處理退火處理3車車左端面,外圓4車車右端端面,外圓退刀槽車花鍵底孔5車精車各段外圓6拉拉花鍵7滾滾大齒輪8插插小齒9鉗去毛刺10檢驗檢驗11入庫入庫方案二表2-2工序號工名序稱工序內(nèi)容1鍛造鍛造2退火處理退火處理3車車左端面,外圓4車車右端端面,外圓退刀槽車花鍵底孔5拉拉花鍵6滾滾大齒輪7插插小齒8鉗去毛刺9檢驗檢驗10入庫入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一采用粗車和精車外圓的加工，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求，而方案二只有粗車加工，不能更好的保證加工精度要求，綜合考慮，我們選用方案一。具體的工藝路線如下表2-3工序號工名序稱工序內(nèi)容1鍛造鍛造2退火處理退火處理3車車左端面,外圓4車車右端端面,外圓退刀槽車花鍵底孔5車精車各段外圓6拉拉花鍵7滾滾大齒輪8插插小齒9鉗去毛刺10檢驗檢驗11入庫入庫2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定雙聯(lián)齒輪零件材料為45，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。雙聯(lián)齒輪的外圓和端面因雙聯(lián)齒輪的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為2.5mm。2、雙聯(lián)齒輪的孔毛坯為實心，不鑄造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，2.5確定切削用量及基本工時工序：車左端面,外圓選硬質(zhì)合金車刀1）車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min4）計算切削速度按《切削手冊》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)CA6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。最終確定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/Vf=(12+30)/475=0.052min。工序：車右端端面,外圓退刀槽車花鍵底孔選擇硬質(zhì)合金車刀1）車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min4）計算切削速度按《切削手冊》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)CA6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。最終確定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/Vf=(12+20)/475=0.050min。工序：精車各段外圓選擇硬質(zhì)合金車刀1）車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min4）計算切削速度按《切削手冊》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)CA6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。最終確定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/Vf=(12+2)/475=0.34min。工序：拉花鍵臥式內(nèi)拉床L6120工序切削用量及基本工時的確定：拉花鍵單面升齒，根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時的花鍵拉刀的單面升齒為0.06mm，拉削速度為0.06m/m切削工時式中：單面余量為3.5L拉削長度61考慮校準部分的長度系數(shù)取1.2K考慮機床反行程系數(shù)，取1.4V拉削速度拉刀單面升齒Z拉刀同時工作齒數(shù)P拉刀齒距所以拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=42/10.5=5.8拉削工時工序：滾齒輪1)已知毛坯長度方向的加工余量為3+0..8-0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm2)進給量f根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25mm>3~5mm,以及工件直徑為39時，f=0.7~1.0mm/r按滾齒機說明書（見切削手冊）取f=0.9mm/r3)計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)(m/min)其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速ns==504r/min按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。所以實際切削速度v=110r/min/。5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1L==40mm,=2mm,=0,=0tm===0.098(min)3.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。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計的工序是車右端端面外圓夾具設(shè)計3.1問題的提出本夾具主要用來車右端端面外圓，同時對孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在車右端端面外圓時還要保證其對中心線精度要求，為了使其誤差減小，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、提高加工質(zhì)量。3.2定位基準的選擇我們采用外圓和端面作為定位基準，采用V型塊定位，采用兩爪卡盤夾緊工件，兩爪卡盤的壓緊即可滿足要求。3.3削力和夾緊力計算查表1-2-3圓周力：徑向力：軸向力：其中：查《機床夾具手冊》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N夾緊力的計算：由《機床夾具設(shè)計手冊》（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm,P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。3.4定位誤差分析用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對稱面，定位基準是外圓中心線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在V形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下：△jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011△db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016△dw=△db-△jb=0.005分析計算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差：△jb=0△db=0△dw=03.5具設(shè)計及操作說明本工件采用V型塊定位，用兩爪卡盤壓緊，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求總結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等；也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識；以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教