尾座體課程設(shè)計(jì)
尾座體課程設(shè)計(jì),尾座體,課程設(shè)計(jì)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)“尾座體”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為5000件）
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
機(jī)電工程學(xué)院
2008年12月4日
鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目: 設(shè)計(jì)“尾座體”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 (生產(chǎn)綱領(lǐng):大批大量)
內(nèi)容: (1)零 件 圖 1 張
(2)毛 坯 圖 1 張
(3)機(jī)械加工工藝過程卡片 1 套
(4)機(jī)械加工工藝卡 1 套
(5)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 份
班 級(jí):
學(xué) 號(hào)：
學(xué) 生：
指導(dǎo)老師：
教研室主任：
2009年11月
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 尾座體
序言
本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要地位。
在各種主要的課程學(xué)習(xí)完成之后，來(lái)一次《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的課程設(shè)計(jì)，不僅檢驗(yàn)了我們的學(xué)習(xí)質(zhì)量，還讓我們重新翻起了這些久未閱讀的課本。為了這次設(shè)計(jì)，來(lái)回圖書館與教室便成了必然。
俗話說(shuō)，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)尺。那么，這次的設(shè)計(jì)能幫助我們認(rèn)識(shí)到自己學(xué)習(xí)上的不足與缺陷，這對(duì)我們以后有很大的益處。我希望我能在這次的設(shè)計(jì)中提升自己，加強(qiáng)分析、解決問題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。
一、零件的分析
1.尾座體的用途
題目所給的零件是機(jī)床尾座體，Φ17H6的孔與頂尖研配，底面和75°斜面與磨床工作臺(tái)相連，通過Φ14mm孔用螺栓將“尾座體”緊固在工作臺(tái)上。主要作用是固定頂尖。圓柱體形的部分有一個(gè)Φ17H6孔，并且有一個(gè)M6的螺紋孔，頂尖穿過Φ17H6孔，將螺釘擰緊，這樣就將頂尖固定。
2.零件的工藝分析
“尾座體”共有三組加工表面，其中兩組有位置度要求。
（1）以Φ14mm孔為中心的加工表面。這一組表面包括Φ14mm孔以及Φ26×1的沉頭孔和粗糙度Ra=12.5μm的凸臺(tái)面。
（2）以基準(zhǔn)面A為中心的加工表面。這一組表面包括Ra=1.6μm的基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B，Ra=12.5μm的凹槽底面和Ra=6.3μm的右端面和Ra=12.5μm的下端面。
（3）以Φ17H6孔為中心的加工表面。這一組表面包括Φ17H6孔以及1×45°的倒角，左右端面和M6的螺紋孔。其中主要加工面為Φ17H6孔內(nèi)壁。
第二組和第三組加工表面有位置度要求，如下：
Φ17H6孔圓度公差為0.003mm；
Φ17H6孔圓柱度公差為0.004mm；
Φ17H6孔中心線與基準(zhǔn)面A平行度公差的要求為0.005mm；
Φ17H6孔中心線與基準(zhǔn)面B平行度公差的要求為0.005mm；
Φ17H6的孔軸心線與導(dǎo)軌面的位置度誤差為0～0.1；
Φ17H6的孔與燕尾面的位置度誤差不超過0.15；
Φ各面的粗糙度達(dá)到需要的要求；
Φ17H6的孔需精加工、研配；
導(dǎo)軌面配刮10～13點(diǎn)/2525。
? ? 二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
1.確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，硬度為170-241HB?？紤]到零件的形狀，由于零件年產(chǎn)量為5000件，已達(dá)到大批大量生產(chǎn)水平，故可以采用砂型鑄造。這對(duì)提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時(shí)效。
2.基準(zhǔn)的選擇
(1)粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于一般零件而言，以加工面互為基準(zhǔn)完全合理；但對(duì)于本零件來(lái)說(shuō)，如果以Φ17的孔為粗基準(zhǔn)可能造成位置精度不達(dá)標(biāo)，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工面作為粗基準(zhǔn)）現(xiàn)在選擇不加工Φ35的外圓表面和外表不加工面作為粗基準(zhǔn)，利用一組兩個(gè)錐套夾持兩端作為主要定位面以消除五個(gè)不定度，再用一個(gè)支承板、支承在前面用以消除一個(gè)不定度，達(dá)到完全定位。用來(lái)加工工件的底面。
(2) 精基準(zhǔn)的選擇。精度高的基準(zhǔn)面A、基準(zhǔn)面B和Φ17H6孔兩個(gè)端面自然就成了精基準(zhǔn),。因?yàn)锳、B面既是設(shè)計(jì)及準(zhǔn)又是裝配基準(zhǔn)這樣符合“基準(zhǔn)重合”原則，其它各面、孔的加工可以以A、B面為基準(zhǔn)這符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
考慮到要保證加工余量均勻以及要有較高的形狀、位置精度，故要求Φ17H6孔和A、B面互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
3.制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已確定為大批大量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具，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)成本下降：
（1）? 工藝路線方案一：
? ? 工序1：鉆Φ15mm孔
? ? 工序2：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面
? ? 工序3：粗銑2×2的槽
? ? 工序4：粗銑基準(zhǔn)面B
? ? 工序5：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔
? ? 工序6：粗銑凸臺(tái)面
? ? 工序7：鉆孔，擴(kuò)孔和攻M6的螺紋
? ? 工序8：粗銑圓柱體左右端面
? ? 工序9：粗銑右端面
? ? 工序10：粗、精磨Φ17H6孔
? ? 工序11：精銑基準(zhǔn)面A
? ? 工序12：精銑基準(zhǔn)面B
? ? 工序13：精銑2×2的槽
? ? 工序14：半精銑圓柱體左右端面
? ? 工序15：半精銑右端面
? ? 工序16：車Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺
? ? 工序17：檢查
（2）工藝路線方案二：
? ? 工序1：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面
? ? 工序2：粗銑2×2的槽
? ? 工序3：粗刨基準(zhǔn)面B
? ? 工序4：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔
? ? 工序5：粗銑凸臺(tái)面
? ? 工序6：鉆Φ15mm孔
? ? 工序7：車M6螺紋
? ? 工序8：粗銑圓柱體左右端面
? ? 工序9：粗銑右端面
? ? 工序10：粗、精磨Φ17H6孔
? ? 工序11：精銑基準(zhǔn)面A
? ? 工序12：精刨基準(zhǔn)面B
? ? 工序13：精銑2×2的槽
? ? 工序14：半精銑圓柱體左右端面
? ? 工序15：半精銑右端面
? ? 工序16：車Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺
? ? 工序17：檢查
（3）工藝方案的比較與分析
? ? 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工Φ17H6孔，然后加工基準(zhǔn)面A；而方案二是先加工基準(zhǔn)面A和B，后加工Φ17H6孔。經(jīng)比較，方案一能保證Φ17H6孔中心線到基準(zhǔn)面A和B的距離，符合位置度的要求。方案二就不會(huì)確保Φ17H6孔到基準(zhǔn)面A和B的距離，因此不滿足位置度要求。所以，可以知道，方案一優(yōu)于方案二。但是，方案一中有許多不合適的工序，比如，鉆孔之前要先銑端面，還有，基準(zhǔn)面B 要刨。凸臺(tái)面先加工，然后鉆孔等等。所以，修改后確定工藝如下：
? ?工序1：粗銑圓柱體左右端面。以底面為粗基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序2：鉆Φ15mm孔。以工序2加工的左右端面作為粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。
? ?工序3：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面，粗銑2×2的槽以及底面。以Φ17H6孔為定位粗基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序4：粗刨基準(zhǔn)面B?；鶞?zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用B6035牛頭刨床。
? ?工序5：粗銑右端面,粗銑凸臺(tái)面?；鶞?zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序6：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔。以尾座體端面A，B定位，選用Z525立式鉆床。
? ?工序7：鉆孔，擴(kuò)孔和攻M6的螺紋。以Φ17H6孔為粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。
? ?工序8：擴(kuò)、鉸Φ17H6孔?；鶞?zhǔn)面A和B為定位粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。
? ?工序9：半精銑圓柱體左右端面。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序10：半精銑右端面。基準(zhǔn)面A為定位精基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序11： 精銑基準(zhǔn)面A。精銑2×2的槽。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序12：精銑基準(zhǔn)面B?；鶞?zhǔn)面A為定位精基準(zhǔn)，選用X6042臥式銑床。
? ?工序13：锪Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。
? ?工序14：研配Φ17H6孔。 基準(zhǔn)面A和B,右端面與Φ17H6孔兩端面為定位精基準(zhǔn)。
工序15：配刮A、B面
工序16：檢查。
4 .機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：
銑削加工加工余量依據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8—31以及表15—50查得、公差依據(jù)《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟(jì)精度由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15查得
鉆、擴(kuò)、鉸孔加工加工余量依據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8—18查得、公差依據(jù)《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟(jì)精度由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15查得
? ? “尾座體”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，采用砂模鑄造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
? ? （1）?尾座體基準(zhǔn)面A。據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《人員手冊(cè)》）表5-6，鑄件偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）第414頁(yè)可知，加工余量為：粗銑：Z=2mm，精銑：Z=0.85mm。粗銑削的加工精度IT11級(jí)，因此偏差±0.11。精銑削偏差即為零件偏差：? 。
? ? （2）Ra=12.5μm的底面。只要求粗加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，加工余量：Z= 4mm。
? ? （3）基準(zhǔn)面B。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《人員手冊(cè)》表5-72，粗刨Z=2mm,精銑Z=0.85mm。刨削公差即為零件公差： 0.3mm。
? ? （4）右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，粗銑Z=1.3mm，半精銑Z=0.7mm。
? ? （5）凸臺(tái)面。Ra=12.5μm。只要求粗加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，加工余量Z=2mm。
? ? （6）圓柱體形左右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，粗銑Z=1.3mm，半精銑Z=0.7mm。
（7）?Φ17H6孔。精鉸和研配。精鉸2Z=0.15mm，研配2Z=0.05mm。公差+0.011mm（見《互換性與測(cè)量技術(shù)》表1-8）。
? ? ? 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大和最小之分。本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批大量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
? ? ? 基準(zhǔn)面A與Φ17H6孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖如下：
? ?基準(zhǔn)面A與Φ17H6孔的中心線之間的尺寸公差分布圖(調(diào)整法)
? ? ? ? ? 毛坯名義尺寸：105+3=108（mm）
? ? ? ? ? 毛坯最大尺寸：108+1.8=109.8（mm）
? ? ? ? ? 毛坯最小尺寸：108-1.8=106.2（mm）
? ? ? ? ? 粗銑后最大尺寸：105+0.61=105.61(mm)
? ? ? ? ? 粗銑后最小尺寸：105.61-0.22=105.39(mm)
? ? ? ? ? 精銑后尺寸即達(dá)到105 (mm)。
? ?整理成下表?！拔沧w”的毛坯圖見附圖2。
5 確定切削用量及基本工時(shí)(關(guān)鍵工序)
（一）圓柱體左右端面加工
加工要求：粗糙度Ra=6.3
刀具選擇：套式端銑刀;材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—83）
加工工步的具體參數(shù)：
粗銑
加工余量：1.3mm;? ? 表面粗糙度：Ra=5~20 ;? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12;
公差：0.25mm；
加工長(zhǎng)度L=35mm? ?吃刀深度 進(jìn)給量f=2.8mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min計(jì)算切削速度 查參考資料[2]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得耐用度
半精銑
加工余量：0.7mm; 表面粗糙度：Ra=2.5~10 ;? 經(jīng)濟(jì)精度：IT10;? ?公差：0.1mm
加工長(zhǎng)度L=35mm? ?吃刀深度 進(jìn)給量f=1.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=956r/min 切削速度v=500m/min
（二）Φ17H6孔
加工要求：直徑17mm基孔制；六級(jí)精度；孔軸與A、B面分別由5 的平行度要求；孔有3 的圓度和4 圓柱度的形狀精度；孔壁粗糙度為0.4 。
加工工步的具體參數(shù)：
? ? 鉆孔至Φ15
表面粗糙度：Ra=20~80? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12 公差：0.11mm
刀具選擇：直徑為15mm的通用麻花鉆； 材料：高速鋼； 基本參數(shù)：d=15mm，k=2.30mm，q=13.95mm，b=8.85mm，f=1.00mm， （見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—26）
吃刀深度 f=0.35mm/r v=0.35m/s
按機(jī)床選?。?
考慮其加工長(zhǎng)度為
切削工時(shí)：
，
擴(kuò)孔至Φ16.5
加工余量：1.5mm 表面粗糙度：Ra=10~40? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12 公差：0.18mm
刀具選擇：直徑為 16.5mm的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆；材料：YG8；基本參數(shù)：d=16.5mm，L=223mm，l=125mm，? ≈11mm（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—41）?
吃刀深度 進(jìn)給量f=0.55mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=280r/min
切削速度v=15m/min
按機(jī)床選?。?
? ? 粗鉸Φ16.8孔
加工余量：0.3mm 表面粗糙度：Ra=1.25~10? 經(jīng)濟(jì)精度：IT9 公差：0.043mm
刀具選擇：直徑為 16.8mm的直柄機(jī)用鉸刀；材料：YG8；基本參數(shù)：d=16.8mm，L=175mm，l=54mm，? =14mm（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—52）
吃刀深度 進(jìn)給量f=1.1mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min
切削速度v=14m/min
? ? 精鉸孔至Φ16.95
加工余量：0.15mm； 表面粗糙度：Ra=0.32~5 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT7；? ? ? ? ? ? 公差：0.011mm
刀具選擇：直徑為 16.95mm的直柄機(jī)用鉸刀；材料：YG8；基本參數(shù)：d=16.8mm，L=175mm，l=54mm，? =14mm（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—52）
吃刀深度 進(jìn)給量f=0.5mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min
切削速度v=18m/min
配研
加工余量：0.05mm； 表面粗糙度：Ra=0.32~0.65 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT6；公差：0.008mm
刀具選擇：研棒
? ? 锪Φ17H6孔1×45°倒角
表面粗糙度: Ra=5~80 ；（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—46）
經(jīng)濟(jì)精度：IT11；（見《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15 ）
公差：0.11mm； （見《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2）
刀具選擇：帶可換導(dǎo)柱椎柄 錐面锪鉆；基本參數(shù)： L=180mm? l=35mm
（三）A 面
加工要求：粗糙度1.6 ；配刮10~13/ 25*25。
刀具選擇：套式立銑刀；材料：YG8；基本參數(shù)：D=80mm，L=45mm，z=8
加工工步的具體參數(shù)：
粗銑
加工余量：2mm ；表面粗糙度：Ra=5~20 ； 經(jīng)濟(jì)精度：IT12；?公差：0.4mm
加工長(zhǎng)度L=152mm 吃刀深度 進(jìn)給量f=2.7mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min 切削速度v=420m/min
精銑
加工余量：0.85mm ；表面粗糙度：Ra=0.63~5 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT7；?? 公差：0.04mm加工長(zhǎng)度L=152mm 吃刀深度 進(jìn)給量f=1.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=1183r/min 切削速度v=280m/min
配刮
加工余量：0.15mm ；表面粗糙度：Ra=0.32~0.65
（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—82）
? ?
（四）槽
加工要求：粗糙度Ra=12.5 。
刀具選擇：粗齒鋸片銑刀；材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=2.0mm，d=13mm，z=20
加工工步的具體參數(shù)：
粗銑
加工余量：2mm； 表面粗糙度：Ra=5~20? ； 經(jīng)濟(jì)精度：IT12 ；? ? ? ? 公差：0.25mm
?（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—90）
（五）B面
加工要求：粗糙度1.6 ，與A面有 夾角。
加工工步的具體參數(shù)：
粗刨
加工余量：2mm ；表面粗糙度：Ra=5~20 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12；? ? ? 公差：0.4mm加工長(zhǎng)度L=90mm 吃刀深度 進(jìn)給量f=0.15mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=550r/min 切削速度v=145m/min
精銑
加工余量：0.85mm ；表面粗糙度：Ra=0.63~5 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT7；? ?公差：0.04mm加工長(zhǎng)度L=90mm 吃刀深度 進(jìn)給量f=0.4mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=1183r/min 切削速度v=180m/min
配刮
加工余量：0.15mm ；表面粗糙度：Ra=0.32~0.65
刀具選擇： 單角銑刀 材料：YG8； 齒數(shù)：10；D=40mm；L=10mm； （見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—96）
（六）右端面
加工要求：粗糙度Ra=6.3
刀具選擇：套式端銑刀;材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
加工工步的具體參數(shù)：
粗銑
加工余量：1.3mm; 表面粗糙度：Ra=5~20 ;? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12;? ? ? ? 公差：0.25mm 加工長(zhǎng)度L=90mm? ? ?吃刀深度 進(jìn)給量f=2.8mm/r
主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min 切削速度v=380m/min
半精銑
加工余量：0.7mm; 表面粗糙度：Ra=2.5~10 ;? 經(jīng)濟(jì)精度：IT10;? ? ? 公差：0.1mm
加工長(zhǎng)度L=90mm? ? ?吃刀深度 進(jìn)給量f=1.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速n=1183r/min 切削速度v=380m/min
（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—83）
（七）凸臺(tái)面
加工要求：粗糙度Ra=12.5
刀具選擇：套式端銑刀;材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
加工工步的具體參數(shù)：
? ? 粗銑
加工余量：2mm 表面粗糙度：Ra=5~20? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12 公差：0.25mm
加工長(zhǎng)度L=40mm? ? ?吃刀深度 進(jìn)給量f=1.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min 切削速度v=373m/min
（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—83）
（八）Φ14孔
加工要求：直徑14mm；粗糙度Ra=12.5 ；沉頭孔粗糙度為12.5
刀具選擇：直徑為14mm的通用麻花鉆；材料：高速鋼鉆頭；? 基本參數(shù)：d =14mm，k=2.20mm，q=13.00mm，B=8.25mm，f=1.00mm，加工工步的具體參數(shù)：
鉆孔
表面粗糙度：Ra=5~20 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12； 公差：0.18mm
吃刀深度 進(jìn)給量f=0.42mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=210r/min
切削速度v=13m/min
（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—26）
锪Φ26×1的沉頭孔
刀具選擇：帶可換導(dǎo)柱椎柄平底锪鉆；基本參數(shù)： L=180mm? l=35mm
表面粗糙度: Ra=5~80 ；（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—46）
經(jīng)濟(jì)精度：IT11；（見《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15 ）
公差：0.11mm；（見《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2）
（九）M6螺紋
加工要求：螺紋直徑為6mm
加工工步的具體參數(shù)：
? 鉆孔
表面粗糙度：Ra=5~80 ；? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12； 公差：0.12mm
刀具選擇：直徑為 5.80mm的通用麻花鉆；材料：高速鋼鉆頭；基本參數(shù)：d =5.80mm，k=1.00mm，q=5.40mm，B=3.50mm，f=0.55mm， （見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—26）
? 攻絲（M6絲錐）
（十）底面
加工要求：粗糙度Ra=12.5 。
刀具選擇：套式立銑刀；材料：YG8；基本參數(shù)：D=80mm，L=32mm，d=16mm，z=8
加工工步的具體參數(shù)：
粗銑
加工余量：1.2mm 表面粗糙度：Ra=5~20? 經(jīng)濟(jì)精度：IT12 公差：0.25mm
加工長(zhǎng)度L=90mm? ? ?吃刀深度 進(jìn)給量f=1.0mm/r
主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min 切削速度v=420m/min
（見《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12—82）
6、專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率,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。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)過分析，決定設(shè)計(jì)以下三個(gè)主要的夾具：零件底面的加工夾具和主視圖Φ17孔加工夾具。
1、問題的提出
利用這些夾具用來(lái)加工零件底面和Φ17孔，這些都有很高的技術(shù)要求。但加工的部分都尚未加工，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，并且精度也是非常重要的。
2、夾具設(shè)計(jì)
（一）零件底面的加工夾具
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
由于工件的孔Φ17和Φ14都要以底面做為基準(zhǔn)加工，故首先得做出底面的加工夾具。加工底面的時(shí)間為保證相對(duì)Φ17的孔于A和B面的平行度我們就得要準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出以導(dǎo)軌面和燕尾面為主要定位的夾具。還考慮到工件的圓度和圓柱度的誤差小，我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具就具有對(duì)孔Φ17的夾具定位準(zhǔn)確，和加工時(shí)的震動(dòng)小，那就得在孔Φ17的孔外圓找個(gè)定位夾緊點(diǎn)。夾緊時(shí)主要是限制工件的在平面上的轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的時(shí)候采用兩側(cè)面作為夾緊。
（2）夾緊力的選擇
在鉆孔是夾緊力產(chǎn)生的力矩，必須滿足
查資料[1]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》
其中 ——刨削的力，其值由切削原理的公式計(jì)算確定；
——刨削時(shí)，壓板產(chǎn)生力。
為了提高夾緊的速度，采用的加工夾具草圖如圖所示緊機(jī)構(gòu)。
圖1
（3）定位誤差
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位是的孔，該孔與該面有平行度有一定的要求為0.0005，以及位置度的要求為
（二）、主視圖孔Φ17的加工夾具
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，Φ17的孔應(yīng)對(duì)導(dǎo)軌面和燕尾面有平行度的及位置度的要求，而且本身有圓度和圓柱度的要求。為了使定位誤差為零，應(yīng)該采用互定位，但是由于其他的各面都未加工，因此這里只選用已加工的底面和75度斜面作為主要定位基準(zhǔn)。由于孔Φ17的精度要求高，和定位尺寸誤差小，為保證孔的位置和加工準(zhǔn)確性我們?cè)诩庸さ酌娴臅r(shí)間要求通過精加工后作為加工Φ17的孔的基準(zhǔn)。這樣就可以更好的保證孔Φ17的位置和加工精度！
夾緊時(shí)主要是限制工件的在平面上的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的時(shí)候采用不加工的面作為夾緊。
圖2
（2）夾緊力的選擇
在鉆孔是夾緊力產(chǎn)生的力矩，必須滿足
（查資料[1]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》）
其中 ——鉆削時(shí)的扭矩，其值由切削原理的公式計(jì)算確定；
——鉆削時(shí)的時(shí)，左邊壓緊件產(chǎn)生力矩；
——鉆削時(shí)的時(shí)，右邊壓板產(chǎn)生力矩。
為了提高夾緊的速度，而且工件較小，切削過程中的震動(dòng)不太大。夾具圖在后面畫出。
夾緊力 式（1）
式（2）
（3）定位誤差
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位是孔的兩端面，該端面與孔的垂直度有一定的要求。
三、設(shè)計(jì)總結(jié)
設(shè)計(jì)人員都是以一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單基本的設(shè)計(jì)開始成長(zhǎng)的,每次能力的提升,都離不開自身的努力與每次的設(shè)計(jì)任務(wù)。我作為一個(gè)學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的，就要在設(shè)計(jì)中獲取技能?！凹埳系脕?lái)終覺淺，絕知此事要躬行”，這句名言告訴我們要身體力行。在這次設(shè)計(jì)中，我汲取了很多養(yǎng)料。從事設(shè)計(jì)的原則就是要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易用，成本低和效率高的機(jī)器或者是零件。
總的來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)算是成功的，不僅要有寬廣的知識(shí)，還要有富于創(chuàng)新意識(shí)，當(dāng)然要基于原有的知識(shí)。這次任務(wù)關(guān)鍵是學(xué)會(huì)了填寫工序卡和工藝過程卡。設(shè)計(jì)過程是挺辛苦的，不僅查閱了好多手冊(cè)，而且重新翻閱了以前的教材。當(dāng)這些知識(shí)一下子匯集在一起的時(shí)候，好象知識(shí)變成了一個(gè)大的體系，在腦海中鞏固了。
? ? 這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)將來(lái)的工作有很大的幫助，相信我們會(huì)很好的勝任這項(xiàng)工作，不僅是為了我們自己，而且為了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的更好的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的才能，為了中國(guó)實(shí)現(xiàn)富強(qiáng)而奮斗。當(dāng)然，現(xiàn)在只要好好學(xué)習(xí)，做好手頭的工作就行了。做完之后，覺得很有成就感。
? ? ? ?? 四、參考文獻(xiàn)
1、王先逵? 主編，《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社，2007。
2、陳家芳? 主編，《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》第2版，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006。
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6、劉守勇? 主編，《機(jī)械制造與機(jī)床夾具》，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。
7、楊興駿，莫雨松等編，《互換性與技術(shù)測(cè)量》第4版，中國(guó)計(jì)量出版社，2005。
8、周明，孫玉潔，韓榮第編著，《金屬切削原理與刀具》第2版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004。
9、南京市機(jī)械研究所主編,《金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè)》下冊(cè)(專用夾具),機(jī)械工藝出版社,1984。
16
機(jī)電工程學(xué)院
一、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目: “尾座體”機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及“精磨? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Φ17H6孔”工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)
內(nèi)容:(1)毛坯圖、零件-毛坯合圖各? 1張
(2)關(guān)鍵機(jī)械加工工藝卡片? ? 1張
(3)夾具總裝圖? ? ? ? ? ? ? 1張
(4)夾具零件圖? ? ? ? ? ? ? 1張
(5)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書? ? ? ? ? 1份
? ? ? ? ? (6)夾具3D效果圖? ? ? ? ? ? 1張
班級(jí):? ? ? ? ? ?
? ? ? ? 學(xué)生:? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? 指導(dǎo)教師:? ? ? ?
年? ? ? 月? ? ? 日
? ? ? ? ? ?
二、設(shè)計(jì)的目的和要求
1，? ? 目的
機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是在全部學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)是進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次預(yù)備訓(xùn)練。其目的在于：
（1）? ? 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程（工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性? ? ? ? ? 與測(cè)量技術(shù)、金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具等）的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的知識(shí)，? ? 獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
（2）? ? 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。
（3）? ? 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力。
（4）? ? 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。
2，? ? 要求
本次設(shè)計(jì)要求編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，按教師的指定設(shè)計(jì)其中的一套工序的專用夾具，并撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下，認(rèn)真、有計(jì)劃地按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)生必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)中是可行的。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 三、設(shè)計(jì)說(shuō)明
? 在各種主要的課程學(xué)習(xí)完成之后，來(lái)一次《機(jī)械制造工藝》的課程設(shè)計(jì)，不僅檢驗(yàn)了我們的學(xué)習(xí)質(zhì)量，還讓我們重新翻起了這些久未閱讀的課本。為了這次設(shè)計(jì)，來(lái)回圖書館與教室便成了必然。
俗話說(shuō)，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)尺。那么，這次的夾具設(shè)計(jì)能幫助我們認(rèn)識(shí)到自己學(xué)習(xí)上的不足與缺陷，這對(duì)我們以后有很大的益處。我希望我能在這次的設(shè)計(jì)中提升自己，加強(qiáng)分析、解決問題的能力，為社會(huì)主義建設(shè)貢獻(xiàn)自己的一份綿力。
最后，要感謝各位教師的大力指導(dǎo)。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 四、零件的分析
1，? ? 零件的作用
題目所給定的零件是工具磨床上的“尾座體”（見附圖1），Φ17H6的孔與頂尖研配，底面和75°斜面與磨床工作臺(tái)相連，通過Φ14mm孔用螺栓將“尾座體”緊固在工作臺(tái)上。主要作用是固定頂尖。圓柱體形的部分有一個(gè)Φ17H6孔，并且有一個(gè)M6的螺紋孔，頂尖穿過Φ17H6孔，將螺釘擰緊，這樣就將頂尖固定。
2，? ? 零件的工藝分析
“尾座體”共有三組加工表面，其中兩組有位置度要求。
（1）? ? 以Φ14mm孔為中心的加工表面。這一組表面包括Φ14mm孔以及Φ26×1的沉頭孔和粗糙度Ra=12.5μm的凸臺(tái)面。
（2）? ? 以基準(zhǔn)面A為中心的加工表面。這一組表面包括Ra=6.3μm的基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B，Ra=12.5μm的凹槽底面和Ra=6.3μm的右端面。
（3）? ? 以Φ17H6孔為中心的加工表面。這一組表面包括Φ17H6孔以及1×45°的倒角，左右端面和M6的螺紋孔。其中主要加工面為Φ17H6孔內(nèi)壁。
第二組和第三組加工表面有位置度要求，如下：
Φ17H6孔圓度公差為0.003mm；
Φ17H6孔圓柱度公差為0.004mm；
Φ17H6孔中心線與基準(zhǔn)面A平行度公差的要求為0.005mm；
Φ17H6孔中心線與基準(zhǔn)面B平行度公差的要求為0.005mm；
? ? ? ? ? ? ? 由以上分析，可以先加工第二組加工表面。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 五、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
1，? ? 確定毛坯的制造形式
? ? ? ? ? ? ? 零件材料為HT200，硬度為170-241HB?？紤]到零件的形狀，由于零件年產(chǎn)量為6000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)水平，故可以采用砂型鑄造。這對(duì)提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。
? ? ? ? ? ? ? ? ?
2，? ? 基準(zhǔn)的選擇
（1）? ?? 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件，選擇Φ17H6孔的外壁作為粗基準(zhǔn)會(huì)造成加工余量不均勻，因此，選擇底部的四個(gè)端面做為粗基準(zhǔn)是合理的。這樣限制了 ,x⌒ , ,y⌒和z⌒這五個(gè)自由度,再用一個(gè)螺釘之類的緊固件卡在Φ17H6孔下方的表面上用來(lái)限制 方向的自由度.那么,就一共限制了6個(gè)自由度,達(dá)到完全定位。
(2) 精基準(zhǔn)的選擇。精度高的基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B自然就成了精基準(zhǔn), Φ17H6孔兩個(gè)端面。
? ? ?
3，? ? 制訂工藝路線
由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。
（1）? ? 工藝路線方案一：
? ? 工序1：鉆Φ15mm孔
? ? 工序2：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面
? ? 工序3：粗銑2×2的槽
? ? 工序4：粗銑基準(zhǔn)面B
? ? 工序5：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔
? ? 工序6：粗銑凸臺(tái)面
? ? 工序7：鉆孔，擴(kuò)孔和攻M6的螺紋
? ? 工序8：粗銑圓柱體左右端面
? ? 工序9：粗銑右端面
? ? 工序10：粗、精磨Φ17H6孔
? ? 工序11：精銑基準(zhǔn)面A
? ? 工序12：精銑基準(zhǔn)面B
? ? 工序13：精銑2×2的槽
? ? 工序14：半精銑圓柱體左右端面
? ? 工序15：半精銑右端面
? ? 工序16：車Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺
? ? 工序17：檢查
（2）工藝路線方案二：
? ? 工序1：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面
? ? 工序2：粗銑2×2的槽
? ? 工序3：粗刨基準(zhǔn)面B
? ? 工序4：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔
? ? 工序5：粗銑凸臺(tái)面
? ? 工序6：鉆Φ15mm孔
? ? 工序7：車M6螺紋
? ? 工序8：粗銑圓柱體左右端面
? ? 工序9：粗銑右端面
? ? 工序10：粗、精磨Φ17H6孔
? ? 工序11：精銑基準(zhǔn)面A
? ? 工序12：精刨基準(zhǔn)面B
? ? 工序13：精銑2×2的槽
? ? 工序14：半精銑圓柱體左右端面
? ? 工序15：半精銑右端面
? ? 工序16：車Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺
? ? 工序17：檢查
（3）工藝方案的比較與分析
? ? 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工Φ17H6孔，然后加工基準(zhǔn)面A；而方案二是先加工基準(zhǔn)面A和B，后加工Φ17H6孔。經(jīng)比較，方案一能保證Φ17H6孔中心線到基準(zhǔn)面A和B的距離，符合位置度的要求。方案二就不會(huì)確保Φ17H6孔到基準(zhǔn)面A和B的距離，因此不滿足位置度要求。所以，可以知道，方案一優(yōu)于方案二。但是，方案一中有許多不合適的工序，比如，鉆孔之前要先銑端面，還有，基準(zhǔn)面B 要刨。凸臺(tái)面先加工，然后鉆孔等等。所以，修改后確定工藝如下：
工序1：粗銑圓柱體左右端面。以底面為粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序2：鉆Φ15mm孔。以工序1加工的左右端面作為粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。
工序3：粗銑基準(zhǔn)面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面。Φ17H6孔為定位粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序4：粗銑2×2的槽。以基準(zhǔn)A為粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序5：粗刨基準(zhǔn)面B?；鶞?zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用B6035牛頭刨床。
工序6：粗銑右端面?；鶞?zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序7：粗銑凸臺(tái)面。以基準(zhǔn)面A為定位粗基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序8：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔。以尾座體端面定位，選用Z525立式鉆床。
工序9：鉆孔，擴(kuò)孔和攻M6的螺紋。以Φ17H6孔為粗基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床。
工序10：粗磨Φ17H6孔。基準(zhǔn)面A和B為定位粗基準(zhǔn)，選用M2110內(nèi)圓磨床。
工序11：半精銑圓柱體左右端面。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序12：半精銑右端面?；鶞?zhǔn)面A為定位精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序13：精銑基準(zhǔn)面A。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序14：精銑2×2的槽。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床。
工序15：精刨基準(zhǔn)面B?；鶞?zhǔn)面A為定位精基準(zhǔn)，選用B6035牛頭刨床。
? ? 工序16：精磨Φ17H6孔?；鶞?zhǔn)面A和B,右端面與Φ17H6孔兩端面為定位精基準(zhǔn)，選用M2110內(nèi)圓磨床。
? ? 工序17：車Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺。以Φ17H6孔為精基準(zhǔn)，選用C620-1臥式。
工序18：檢查。
? ? 以上工藝過程詳見附表(機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片)。
4,? 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
? ? “尾座體”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂模鑄造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
? ? （1）? ? ? 尾座體基準(zhǔn)面A。據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《人員手冊(cè)》）表5-6，鑄件偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）第414頁(yè)可知，加工余量為：粗銑：Z=3.5mm，精銑：Z=0.5mm。粗銑削的加工精度IT11級(jí)，因此偏差±0.11。精銑削偏差即為零件偏差：? 。
? ? （2）? ? Ra=12.5μm的底面。只要求粗加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，加工余量：Z= 5mm。
? ? （3）? ? 基準(zhǔn)面B。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《人員手冊(cè)》表5-72，粗刨Z=3mm,精刨Z=1mm。刨削公差即為零件公差： 0.3mm。
? ? （4）? ? 右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，粗銑Z=3mm，半精銑Z=1mm。
? ? （5）? ? 凸臺(tái)面。Ra=12.5μm。只要求粗加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，加工余量Z=5mm。
? ? （6）? 圓柱體形左右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊(cè)》第414頁(yè)可知，粗銑Z=3mm，半精銑Z=1mm。
? ? （7）? Φ17H6孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm（見《互換性與測(cè)量技術(shù)》表1-8），所以，偏差 。
? ? ? 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大和最小之分。
? ?
?
?
本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
? ? ? 基準(zhǔn)面A與Φ17H6孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖如下：
? ? ?
? ? ? ? ? ? ? 基準(zhǔn)面A與Φ17H6孔的中心線之間的尺寸公差分布圖(調(diào)整法)
? ? ? ? ? 由圖可知：
? ? ? ? ? 毛坯名義尺寸：105+4=109（mm）
? ? ? ? ? 毛坯最大尺寸：109+1=110（mm）
? ? ? ? ? 毛坯最小尺寸：109-1=108（mm）
? ? ? ? ? 粗銑后最大尺寸：105+0.61=105.61(mm)
? ? ? ? ? 粗銑后最小尺寸：105.61-0.22=105.39(mm)
? ? ? ? ? 精銑后尺寸即達(dá)到105 (mm)。
? ?
? ?
? ?
? ?
整理成下表?！拔沧w”的毛坯圖見附圖2。
? ? ?
? ? ? 工? 序
加工尺寸及公差? ? 鑄 件 毛 坯
(Φ17H6孔中心與基準(zhǔn)面A之間的尺寸105
粗? 銑? ? ?
精? 銑
加工前尺寸? ? 最大? ?? ? ? ? ?? 110? ? 105.61
? ? 最小? ?? ? ? ? ? 108? ? 105.39
加工后尺寸? ? 最大? ?? ? ? 110? ? 105.61? ?? 105.1
? ? 最小? ?? ? ? 108? ? 105.39? ? 105
加工余量(單邊)? ?? ? ? 3.5? ? 最大? ? 4? ? 0.5?
? ? ? ? 最小? ? 2? ?? ? 0.38
加工公差(單邊)? ?? ? ? ?
-0.22? ?? -0.12
? ? ? ? ?
5，? ? 確定切削用量及基本工時(shí)(關(guān)鍵工序)
? 工序16：精磨Φ17H6孔。選用機(jī)床：M2110內(nèi)圓磨床。
(1)? ?? 選用砂輪。見《工藝手冊(cè)》第３章各表，結(jié)果如下：
WA46KV5P10×90×5
? ? ? ? ? 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號(hào)，硬度為中軟１級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，５號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為10×90×5（Ｄ×Ｂ×d）。
(2)? ?? 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂＝18000r/min。(見《工藝手冊(cè)》表4.2-31)
背吃刀量ap=0.25mm
v砂＝9.42m/min
主軸轉(zhuǎn)速n＝600r/min。(見《工藝手冊(cè)》表4.2-31)
? ? 軸向進(jìn)給量fa＝(0.25～0.4)bs,式中bs－砂輪的寬度。
∴fa＝0.3×90=27mm/r。 (見《金屬切削原理與刀具》表11-7)
徑向進(jìn)給量fr=0.002mm/雙行程。(見《工藝手冊(cè)》表4.2-31)
(3)? ? 切削工時(shí)。
t=2lZbk/nfrfr? ? ? ? (見《工藝手冊(cè)》表6.2-8)
? ? ? ? ? 式中：Zb－單面加工余量
l－加工長(zhǎng)度
k－修磨系數(shù)? ? ? ? ? (見《工藝手冊(cè)》表6.2-９，表6.2-10)
n－主軸轉(zhuǎn)速
fa－軸向進(jìn)給量
fr－徑向進(jìn)給量
∴t=2×82×0.25×1.1/(600×27×0.002)=1.4(min)
? ? ? ?
? 六、專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率,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)教師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第16道工序－精磨Φ17H6孔。本夾具用M2110內(nèi)圓磨床。刀具為WA46KV5P10×90×5,對(duì)內(nèi)圓進(jìn)行精磨。
1，? ? 問題的提出
本夾具主要用來(lái)精磨Φ17H6孔。精磨后，內(nèi)孔要達(dá)到H6的精度要求,表面粗糙度Ra=0.4μm,圓度為0.003mm,圓柱度0.004mm,與基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B的平行度為0.005mm。為了達(dá)到這些要求,應(yīng)考慮如何增加夾具精度,在達(dá)到要求的前提下,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
2，? ? 夾具設(shè)計(jì)
(1)? ? 定位基準(zhǔn)的選擇。因?yàn)棣?7H6孔對(duì)基準(zhǔn)面A和B都有平行度要求,因此,應(yīng)以基準(zhǔn)面A和B。還有, Φ17H6孔的兩個(gè)端面和工件右端面也應(yīng)該作為夾具裝夾的基準(zhǔn)。
采用手動(dòng)夾緊。
(2)? ? 切削力的計(jì)算。
n主軸=600r/min? ∴v主軸=0.5m/s。
fa=27mm/r
fr=0.002mm/雙行程
由《人員手冊(cè)》表10-229可知,切削功率P=1.48kw
∴切削力 Fc=P/ v工件=1.48×103/0.5=2960N
? ? ? ? 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),K=K1K2K3K4
? ? ? ? ? ? ? 式中: K1-基本安全系數(shù);1.5
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? K2-加工性質(zhì)系數(shù);1.1
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? K3-刀具鈍化系數(shù);1.1
? ? ? ? ? ? K4-斷屑切削系數(shù);1.1
? ? 則切削力Fc′=FcK=2960×1.1×1.1×1.1=6021。由夾緊裝置可知,加緊力完全可以達(dá)到要求。
(3)? ? 定位誤差的分析。
定位誤差就是各基準(zhǔn)面的加工誤差,只要基準(zhǔn)面的誤差在要求之內(nèi),就可使定位誤差,就可以使定位誤差符合要求.定位誤差的來(lái)源主要有兩個(gè)方面:一,由于工件的定位表面或是夾具的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差,稱為基準(zhǔn)位置誤差;二,由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差,稱為基準(zhǔn)不重合誤差。
①? ? 定位元件公差。夾具定位端面加工方式為銑,精銑公差0.08mm。(《人員手冊(cè)》表4-33)
②? ? 計(jì)算最大轉(zhuǎn)角。定位元件本應(yīng)與Φ17H6孔中心線垂直,現(xiàn)在因?yàn)槎ㄎ徽`差。使得定位元件端面與中心線不成直角。那么,這個(gè)轉(zhuǎn)角就是最大轉(zhuǎn)角。定位元件與工件的最大問題。
△? ? bmax=0.08mm,
因此,引起的最大轉(zhuǎn)角α=arctan△bmax/D=arctan0.08/17=0.270。
③? ? 計(jì)算Φ17H6孔與基準(zhǔn)面A的最大平行度誤差。
? ? Φ17H6孔與水平線間的最大間隙△max=Dsinα=80×sin0.270=0.376,
又∵工件Φ17H6孔長(zhǎng)80mm,
? ? 則上述間隙引起的最大平行度誤差為△max/80=0.0047mm。
? ? 由于,最大平行度誤差0.0047mm＜0.005mm。
(4)? ?? 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
本夾具采用手動(dòng)夾緊方式,比起其他機(jī)動(dòng)夾緊方式,生產(chǎn)率不高,但是生成成本比較低,結(jié)構(gòu)不復(fù)雜。本工序是精加工,工件轉(zhuǎn)速高,砂輪主軸轉(zhuǎn)速也很高,造成切削力比較大。因此,夾具的壁厚要適當(dāng)厚一點(diǎn)。夾緊螺釘要有鎖緊螺母。夾具可采用45鋼鑄造,然后通過焊接方式連成一個(gè)整體。
具體的夾具零件的形狀和尺寸及精度要求見附圖3和4。
夾具與零件的裝配圖見附圖5。
七、設(shè)計(jì)總結(jié)
? ? 設(shè)計(jì)人員都是以一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單基本的設(shè)計(jì)開始成長(zhǎng)的,他(她)每次能力的提升,都離不開自身的努力與每次的設(shè)計(jì)任務(wù)。我作為一個(gè)學(xué)機(jī)械社與制造的，就要在設(shè)計(jì)中獲取技能?！凹埳系脕?lái)終覺淺，絕知此事要躬行”，這句名言告訴我們要身體力行。在這次設(shè)計(jì)中，我汲取了很多養(yǎng)料。從事設(shè)計(jì)的原則就是要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易用，成本低和效率高的機(jī)器或者是零件。不要追求復(fù)雜，能用簡(jiǎn)單的夾具裝夾一個(gè)零件，就覺對(duì)不要為了花俏而追求夾具的漂亮和新意。一個(gè)新型夾具不一定比原來(lái)工廠所具有的夾具優(yōu)良。應(yīng)該首先考慮工廠原有夾具的設(shè)計(jì)，參考這些原有的夾具形式，也許能獲益不少。夾具本來(lái)就是給普通工人使用的，因此，沒必要設(shè)計(jì)太復(fù)雜的夾具，易用成了設(shè)計(jì)原則。工人用起來(lái)才會(huì)得心應(yīng)手，有能提高生產(chǎn)效率。經(jīng)濟(jì)因素是值得重視的，工廠生產(chǎn)產(chǎn)品的目的在于獲取利潤(rùn)。當(dāng)你設(shè)計(jì)的夾具的費(fèi)用比較昂貴的時(shí)候，這個(gè)夾具設(shè)計(jì)是失敗的。沒人愿意做虧本生意。還有，你工作的單位有很多比較拿手的工藝（對(duì)于他們說(shuō)），對(duì)于某些工藝不一定在行（不熟悉）。因此，盡量避免這些你單位不拿手的工藝。也許，你的單位所擁有的機(jī)床種類不多。工藝流程中就不能要求使用那些沒有的機(jī)床，要適宜的該用其它設(shè)備。
? 總的來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)算是成功的，不僅要有寬廣的知識(shí)，還要有富于創(chuàng)新意識(shí)，當(dāng)然要基于原有的知識(shí)。這次任務(wù)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理實(shí)用的夾具。我設(shè)計(jì)的是“尾座體”的機(jī)械加工工藝規(guī)程中的工序16，既工序：精磨Φ17mm內(nèi)孔。該Φ17H6孔對(duì)基準(zhǔn)面A和基準(zhǔn)面B的平行度有很高的要求，而且，自身的圓度與圓柱度也有比較高的要求。因此，怎樣保證這些位置度的要求就是我的夾具設(shè)計(jì)中最應(yīng)該予以重視的了。當(dāng)然，還要機(jī)床保證這些位置度。設(shè)計(jì)過程是挺辛苦的，不僅查閱了好多手冊(cè)，而且重新翻閱了以前的教材。當(dāng)這些知識(shí)一下子匯集在一起的時(shí)候，好象知識(shí)變成了一個(gè)大的體系，在腦海中鞏固了。
? ? 這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)將來(lái)的工作有很大的幫助，相信我們會(huì)很好的勝任這項(xiàng)工作，不僅是為了我們自己，而且為了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的更好的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的才能，為了中國(guó)實(shí)現(xiàn)富強(qiáng)而奮斗。當(dāng)然，現(xiàn)在只要好好學(xué)習(xí)，做好手頭的工作就行了。做完之后，覺得很有成就感。
? ? ? ? ? ? ? ?
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