課程設計----轉子擺桿機械加工工藝規(guī)程及夾具設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 序言2</b></p><p><b>　　2 零件的分析2</b></p><p>　　2.2 零件的工藝分析2</p><p>　　3 確定生產類型3</p>&l

2、t;p><b>　　4 確定毛坯3</b></p><p>　　4.1 確定毛坯種類：3</p><p>　　4.2 確定鑄件加工余量及形狀：3</p><p>　　4.3 繪制鑄件零件圖3</p><p>　　5 工藝規(guī)程設計4</p><p>　　5.1 選擇定位基準：4&l

3、t;/p><p>　　5.1.2 精基準的選擇：4</p><p>　　5.2 制定工藝路線:4</p><p>　　5.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:5</p><p>　　5.3.1 圓柱表面工序尺寸：5</p><p>　　5.3.2 平面工序尺寸：5</p><p>　　

4、5.3.3 確定切削用量及時間定額：6</p><p><b>　　6 夾具設計11</b></p><p>　　6.1 問題的提出11</p><p>　　6.2 夾具設計11</p><p>　　6.2.1 定位基準選擇11</p><p>　　6.2.2 切削力及夾緊力計算11&

5、lt;/p><p>　　6.2.3 夾具設計及操作的簡要說明12</p><p>　　6.2.4 鉆床夾具的裝配圖見附圖12</p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　1 序言</b></p><p>　　大三下學期我們進行了《機械制造技

6、術基礎》的學習，并且也進行過金工實習。為了鞏固所學知識，并且在我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,我們進行了本次課程設計。</p><p>　　就我個人而言，我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的

7、能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習大好基礎。</p><p>　　由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。</p><p><b>　　2 零件的分析</b></p><p><b>　　2.1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件轉子擺桿

8、。零件上方的Φ10孔，下方的Φ12孔。</p><p>　　2.2 零件的工藝分析</p><p>　　零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是轉子擺桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：</p><p>　　1、小頭孔Φ10大頭半圓孔Φ12，兩孔都需倒角。</p><p>　

9、　2、連接零件兩頭的連扳側面有長16深1的槽。</p><p>　　3、轉子擺桿小頭孔下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.02mm，大頭孔下端面與其中心線的垂直度誤差為0.02mm。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗加工轉子擺桿下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此轉子擺桿零件沒有復雜的加工

10、曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。</p><p><b>　　3 確定生產類型</b></p><p>　　已知此轉子擺桿零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量是1.0Kg/個，查《機械制造工藝設計簡明手冊》第2頁表1.1-2，可確定該轉子擺桿生產類型為中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，

11、大量采用專用工裝。</p><p><b>　　4 確定毛坯</b></p><p>　　4.1 確定毛坯種類：</p><p>　　零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12

12、。</p><p>　　4.2 確定鑄件加工余量及形狀：</p><p>　　查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表一所示：</p><p><b>　　表一：</b></p><p>　　4.3

13、 繪制鑄件零件圖</p><p><b>　　5 工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　5.1 選擇定位基準：</p><p>　　5.1.1 粗基準的選擇：</p><p>　　以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。</p><p>　　5.1.2 精基準的

14、選擇：</p><p>　　考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面和孔的內表面為主要的定位精基準，以孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。</p><p>　　5.2 制定工藝路線:</p><p>　　根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以

15、考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：</p><p>　　工序05 粗銑Φ10、Φ12下端面，以T2為粗基準，粗銑Φ10、Φ12上端面，以T1為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具；</p><

16、p>　　工序10 鉆Φ12孔，以Φ20外圓和T1為基準，鉆Φ10孔，以D2為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；</p><p>　　工序15 銑槽以Φ10、Φ12外圓及底面為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具；</p><p>　　工序20 精銑Φ12下端面，以T2為基準，精銑Φ12上端面，以T1為基準，采用X51立式銑床加專用夾具；</p><

17、p>　　工序25 粗鉸、精鉸Φ12孔，以T2和Φ20外圓為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；</p><p>　　工序30 精銑Φ10端面，以D2為基準，采用X51立式銑床加專用夾具；</p><p>　　工序35 粗鉸、精鉸Φ10孔，以D1做定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；</p><p>　　工序40 鏜Φ10、Φ12孔的的倒角，以Φ

18、10、Φ12外圓及底面做定位基準，采用T616臥式鏜床加專用夾具；</p><p>　　工序45 去毛刺。</p><p><b>　　工序50 終檢。</b></p><p>　　5.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:</p><p>　　5.3.1 圓柱表面工序尺寸：</p><p>

19、;　　前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如表二所示：</p><p><b>　　表二：</b></p><p>　　5.3.2 平面工序尺寸：</p><p><b>　　表三：</b></p><p>　　5.3.3 確定切削用量及時間定額：<

20、;/p><p>　　工序05 粗銑Φ10、Φ12下端面，以T2為粗基準，粗銑Φ10、Φ12上端面，以T1為定位基準。</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p>　　工件材料：HT200,=170~240MPa，鑄造;工件尺寸：=20mm，l=68mm;</p><p>　　加工要求：粗銑Φ10孔下

21、端面，加工余量2mm;</p><p>　　機床：X51立式銑床；</p><p>　　刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度≤60,深度≤4,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑=80mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角＝0°后角＝8°，副后角’=10°，刃傾角：<

22、/p><p>　　=－10°,主偏角=60°,過渡刃 =30°,副偏角’=5°。</p><p><b>　　2. 切削用量</b></p><p>　　1）確定切削深度 </p><p>　　因為余量較小，故選擇=2mm，一次走刀即可完成。</p><p>

23、　　2）確定每齒進給量 </p><p>　　由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時：</p><p>　　=0.09~0.18mm/z</p><p>　　故選擇：=0.18mm/

24、z。</p><p>　　3）確定刀具壽命及磨鈍標準 </p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。</p><p>　　4）計算切削速度和每分鐘進給量</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.16，當=125mm，

25、Z=12，≤7.5，≤0.18mm/z時，=98m/min,=250r/min,=471mm/min。各修正系數(shù)為：= 1.0，= 0.8。切削速度計算公式為：</p><p>　　其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式：</p><p>　　確定機床主軸轉速： 。</p><p>　　根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇=300r/min, =390

26、mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：</p><p>　　vc==m/min=71.6m/min</p><p>　　f zc=v fc/ncz=390/380×12 mm/z=0.09mm/z</p><p><b>　　5)校驗機床功率 </b></p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.24，

27、近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:=2.0mm， =380r/min，=390mm/s，=71.6m/min，=0.09mm/z。</p><p><b>　　6）計算基本工時</b></p><p>　　tm＝L/ ，L=l+ y+Δ，l=68mm.&

28、lt;/p><p>　　查《切削手冊》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則：</p><p>　　tm＝L/ =(176+40)/390=0.28min。</p><p>　　粗銑Φ10、Φ12上端面，以T1為定位基準。</p><p>　　刀具：YG6硬質合金端銑刀，</p><p>　　機床：X51立式

29、銑床</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。?，故實際切削速度： </p><p>　　當時，工作臺每分鐘進給量應為：</p><p>　　查《簡明手冊》表4.2-37，取</p>&

30、lt;p><b>　　計算切削基本工時：</b></p><p><b>　　因此，</b></p><p>　　工序10 鉆Φ12孔，以Φ20外圓和T1為基準，保證垂直度誤差不超過0.02mm, 鉆Φ10孔，以Φ20外圓和T1為基準，保證垂直度誤差不超過0.02mm。 </p><p><b>　　1.

31、 選擇鉆頭 </b></p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=8.4mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角＝12°，二重刃長度=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度 </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p><b>　?。?）

32、確定進給量</b></p><p>　　按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，，，由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則： </p><p>　　按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.7,鉆頭允許進給量為：；</p><p>　　按機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為。</p><

33、;p>　　以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進給量。</p><p>　　由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。</p><p>　?。?）確定鉆頭磨鈍標準及壽命　</p><p>　　后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命．<

34、;/p><p><b>　　（3）切削速度</b></p><p>　　查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：</p><p><b>　?。╩/min）</b></p><p>　　其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實際的切削速度：</p><p>　?。?）

35、檢驗機床扭矩及功率</p><p>　　查《切削手冊》表2.20，當f≤0.51, do≤11.1mm時，Mt=15N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=15 N?m。</p><p>　　查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。</p><p>　　查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.0kw。</p><p>　　查機床使

36、用說明書，。</p><p>　　由于，，故切削用量可用，即：</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　3、計算工時</b></p><p>　　鉆Φ10孔，以Φ20外圓和T1為基準，保證垂直度誤差不超過0.02mm, </p><p>　　切削

37、用量和時間定額及其計算過程同上。</p><p>　　工序15 銑連板側面槽，以Φ10、Φ12外圓及底面為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具；</p><p>　　工序20 精銑Φ12下端面，以T2為基準，精銑Φ12上端面，以T1為基準。</p><p>　　銑削達圖要求，銑削深度，其余條件與工序05一致</p><p>　　工序25

38、 粗鉸、精鉸Φ12孔，以T2和Φ20外圓為基準。</p><p>　　刀具：直徑12mm的鉸刀</p><p>　　機床：Z525立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.8～1.2mm/z,進給量取0.81mm/r，機床主軸轉速取為=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。&l

39、t;/b></p><p>　　機動時切削工時，=38mm，</p><p>　　工序30 精銑Φ12端面，以D1為基準。</p><p>　　機床：X51立式銑床</p><p>　　刀具：硬質合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：，,即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進給量應為：

40、，</p><p>　　查機床使用說明書，取 。</p><p><b>　　銑削基本工時：</b></p><p>　　工序35 粗鉸、精鉸Φ10孔，以D1為基準。</p><p>　　刀具：直徑為10mm的鉸刀</p><p>　　機床：Z525立式鉆床</p><p&g

41、t;　　根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.8～1.2mm/z,進給量取0.81mm/r，機床主軸轉速取為=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　機動時切削工時，=38mm，</p><p>　　工序40 鏜Φ10、Φ12孔的的倒角的倒角，以Φ10、Φ12外圓及底面做定位基準。<

42、;/p><p><b>　　6 夾具設計</b></p><p>　　為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序20——鉆、擴Φ10孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。</p><p><b>　　6.1 問題的提出</b></p><p>　　

43、本夾具主要用來鉆、擴Φ10孔，跟轉子擺桿的中線一樣，在加工時應保證孔的位置要求。</p><p><b>　　6.2 夾具設計</b></p><p>　　6.2.1 定位基準選擇</p><p>　　由零件圖可知，應以Φ12孔端面和底面為基準。</p><p>　　6.2.2 切削力及夾緊力計算</p>

44、<p>　　刀具：硬質合金麻花鉆，。</p><p>　　由實際加工的經驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查《切削手冊》表2.3，切削力計算公式為：</p><p>　　其中：，，，，，，與加工材料有關,取0.94；與刀具刃磨形狀有關,取1.33；與刀具磨鈍標準有關,取1.0，則：</p><p>　　在Φ12孔兩個端面只需要采用

45、開口墊圈和六角螺母適當夾緊后本夾具即可安全工作. </p><p>　　6.2.3 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產率。為此，設計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母，拔下開口墊圈，實現(xiàn)工件的快換。</p><p>　　6.2.4 鉆床夾具的裝配圖見附圖</p><p><b&g

46、t;　　參考文獻 </b></p><p>　　1、周宏甫，機械制造技術基礎（第二版），高等教育出版社，2010年.</p><p>　　2、趙家奇,機械制造工藝學課程設計指導書(2版),機械工業(yè)出版社,2006年.</p><p>　　3、曾志新,呂明主編,機械制造技術基礎,:武漢理工大學出版社,2001年.</p><p>