1、 3.1問題的提出.17前言 .2第一章零件的分析 .3 1.1零件的作用. 1.2零件的工藝分析. 3第二章工藝規程設計.4 2.1確定毛坯的制造形式. 4 2. 2基面的選擇. 4 2. 3制定工藝路線. 5 2. 4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 7 2. 5確定切削用量及基本工時 . 9第三章 夾具設計.錯誤！未定義書簽。17 3. 2夾具設計 . 17參考文獻 .20機械制造工藝學課程設計是我們融會貫通大學所學的知識，將理論與實踐相 結合，對專業知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的 基礎。機械加工工藝是規定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導

2、生產 的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效 益，生產規模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要 通過機械加工工藝來體現，因此工藝規程的編制的好壞是生產該產品的質量的重 要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動 強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對 于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究 對機械工業有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。、零件的分析.1.1零件的作用如右圖所示

3、，題目所給定的零 件是機油泵傳動軸支架。它位于傳 動軸的端部。主要作用是支承傳動 軸，連接油口，起到固定機油泵的 作用。是拖拉機里用到的最普遍的 零件之一。它結構簡單，體積也較 小，屬叉架類零件。其中 32孔要與軸配合，要求精度較高.2.2零件的工藝分析機油泵傳動軸支架共有兩組加工加工表面，它們之間有一定的位置要求。現 分述如下：1以A面為基準的加工表面 這一組加工表面包括：72.33。.1 mm, $32H7(；.25 )mm。其中，主要加工表面 為A基準面。2.以2,8H7 (；.15 )沉孔 10*90。為中心的加工表面這一組加工表面包括：28H7 (00.015 )沉孔 10*90 ，

4、100.05mm, 260.2mm, 223 0.05mm 11軸線的位移度不大于R0.25。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：(1) 32H7軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.01(2) 32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05(3) 32H7軸線和一個 8H7 (；.15 )距離 54 0.12mm。由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然 后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度。、工藝規程設計2.12.1確定毛坯的制造形式零件材料為 HT15-33，灰鑄鐵抗拉強度不低于150MPa，抗彎強度不低于330

5、MPa,根據材料性質，因此應該選用鑄件，由于該零件年產量為5000件，已達大批生產的的水平，而且零件的輪廓尺寸也不大，故可鑄造成型。這從提高生產 率，保證加工精度上考慮，也是應該的。2.22.2基面的選擇基面選擇是工藝規程設計中德重要工作之一，基面選擇得正確與否，可以使 加工質量得到保證，生產率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有 甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于一般的支架類零件而言，以支架底面的相對面作為 粗基準是完全合理的。但對于本零件來說，如果以支架底面的相對面作為粗基準， 則可能造成B-B面基準無法保證，因此，按照有關粗基準的選擇原則（

6、即當零件 有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面， 則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準）現選取以下 圖所示C面為粗基準。選取C面為粗基準，利用四塊壓板壓緊中間的筋板，不完全定位以消除和。為下一步加工打下基礎。（2）精基準的選擇。主要考慮基準重合問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復2.32.3制定工藝路線制定加工工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精 度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可 以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序

7、集中來提高生產率。除此 以外，還應當考慮經濟效益，以便使生產成本盡量下降。面A、B、C、D、E即為上圖所示面，以下不再說明1.工藝路線方案一工序1 銑A面工序2 鉆3- 11mm孔工序3鉆、擴、鉸孔2- 8mm,并锪倒角1X 45工序4 銑 32mm D向端面工序5 鉆、擴、鉸孔 32mm，并锪倒角1.5 X 45工序6 銑 32mm C向端面，并锪倒角1.5 X 45工序7鉆30方向 11mm孔工序8檢驗2.工藝路線方案二工序1 銑 32mm D向端面工序2 鉆、擴、鉸孔 32mm，并锪倒角1.5 X 45工序3 銑 32mm C向端面，并锪倒角1.5 X 45工序4銑A面工序5 鉆3- 1

8、1mm孔工序6鉆、擴、鉸孔2- 8mm,并锪倒角1X 45工序7鉆30方向 11mm孔工序8檢驗3.工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一先以 E面為基準直接加工出A面，然 后以A面為基準進行3- 11mm和2- 8mm的加工，然后再處理C、D面和 32mm 孔；而方案二剛好相反，先處理 C、D面和 32mm孔，再加工A面和3- 11mm 和2- 8mm,兩相比較可以看出，方案一工序非常集中，定位、加工和裝夾都非 常方便，但方案一無法保證與B-B面的相關尺寸的精度，即10 一 0.05 mm和26 0.2 mm在方案二中，與B-B面的相關尺寸的精度得到保證，但 54 0.12m

9、m 和 32H7軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.01， 32H7軸線對B-B面 的不垂直度100長度上不大于0.05，平行度和垂直度又難以保證，因此這兩個方 案都不太合適，綜合考慮，雖然圖紙并未要求對C面和D面進行加工，但加工 C面和D面有利于保證垂直度和平行度，而且 C D面的加工量并不大，因此修改加工工藝如下：工序1銑D面工序2銑 32mm D向端面工序3鉆、擴、鉸孔 32mm，并锪倒角1.5 X 45工序4銑C面工序5銑 32mm C向端面，并锪倒角1.5 X 45工序6銑A面工序7鉆 3- 11mm 孔工序8鉆、擴、鉸孔2- 8mm，并锪倒角1X 45工序9鉆30方向 11

10、mm孔工序10檢驗以上方案大致看起來還是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能 采取的加工手段之后，就會發現仍有問題，主要表現在工序5和工序6之間的銜接上，主要是難以保證 32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05和 32H7軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.01，對于平行度，保證在加 工時，A面和 32孔工序相鄰不更換夾具即可，當不平行度符合要求，加工垂直 度時，只要要保證A面和C、D面的不垂直度100長度上不大于0.04，就能保證 32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05，這樣就將 32H7軸線對 B-B面的不垂直度轉化為 A面對C D面的

11、垂直度，保證了加工要求，同時也兼顧 了裝夾方便和工序集中。因此，最后確定的加工工藝路線確定如下：工序1粗銑A面，留精加工量0.5mm工序2工序3銑D面銑 32mm D向端面工序4工序5鉆、擴、鉸孔 32mm，并锪倒角1.5 X 45精銑A面工序6工序7工序8銑C面銑 32mm C向端面，并锪倒角1.5 X 45銑E面工序9工序10工序11工序12鉆 3- 11mm 孔鉆、擴、鉸孔2- 8mm，并锪倒角1X 45鉆30方向 11mm孑L檢驗以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”2.42.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“機油泵傳動軸支架”零件材料為HT HT15-33，硬度硬度為H

12、B163229,毛 坯重量約為5kg，生產類型為大批生產，采用鑄造灰鑄鐵毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .厚度55mm考慮到 32mm孔端面的加工方便性，故將 32mm孔端鑄造咼度跟C、D面 平齊，這樣便于裝夾和加工，厚度方向的余量查工藝手冊表2.22.5,其余量值為2.02.5mm，現取2mm。 故厚度毛坯值為59mm2. 32mm 孔考慮到鑄模的簡單方便，將 32mm孔鑄成實心，孔鉆擴鉸出。鉆孔： 30mm擴孔： 31.7mm鉸孔：32H7 （；0.025 ）mm3. A面和A面上3- 11mm孔及2- 8mm孔按照工藝手冊表

13、2.22.5,加工面其余量值為2.02.5mm,考慮到A面要 進行粗銑和精銑兩道工序，故取加工量為 2.5mm。鉆孔： 7mm擴孔： 7.7mm鉸孔：8H7 （；0.015 ）mm4. 30 方向 11mm孔由上可知，此處鑄成實心，不用考慮留加工量。按照工藝手冊表2.2-25,取加工精度F2，鑄件復雜系數S3,鑄件重5kg, 則單邊加工余量為2.03.0mm,取為2.5mm,鑄件的公差按工藝手冊表2.2-14, 材質系數取M1，復雜系數S3,則鑄件的偏差為盂mm。銑削公差：現規定本工序（粗銑）的加工精度為 IT11級，因此可知本工序加 工公差為-0.05mm（入體方向）。由于毛坯及以后各道工序

14、的加工都有加工公差，因此所規定的加工余量其實 只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設計規定零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。A面分兩次加工，因此加工余量和工序間余量及公差分布圖如下:由圖可知：毛坯名義尺寸：98.33+2.5=100.83mm毛坯最大尺寸：100.83+1.2=102.03mm毛坯最小尺寸：100.83-0.6=100.23mm粗銑后最大尺寸：射余量一二對卜縫Mt-1-.-1-總工方向義尺寸91.33+2.5-100.83噸府 +D.L -IU +1.298.33+0.1=9

15、8.93mm二 dwnw1000二 225 37.51000=26.5m/ mintm250250=4.17 min粗銑后最小尺寸：98.33-0.05=98.28mm2.52.5確定切削用量及基本工時工序1:粗銑A面，留精加工量0.5mm本工序采用計算法確定切削用量。1.加工條件工件材料：HT15-33正火，鑄件加工要求：粗銑A面，留精加工量0.5mm切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm齒數z=20。則1000v1000 27ns38r / min兀dw 兀225現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手冊表4.2

16、-39），取nw=37.5r/min，故實際切削速度為當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為：fm= fzzrw =0.08 x 20 x 37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖法, 可得出銑刀的行程=250mm則機動工時為工序2 銑D面切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =225mm齒數z=20。則1000v1000 27ns38r / min二dw二225現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手

17、冊表 4.2-39 ），取60二 dw%1000二 225 37.51000=26.5m/ mintm42542560二 7.08minns1000v1000 27二 dw二 45=190r / mind wnw1000二 45 37.51000=5.3m / minnw=37.5r/min，故實際切削速度為當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為:fm= fzzrw =0.08 x 20 x 37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程 =250+225mm則機動工時為工序3 銑 32mm D向端

18、面切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =45mm齒數z=20。則現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39 ）,取nw=37.5r/min，故實際切削速度為當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為:fm= fzZQv =0.08 x 20 x 37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程 =250+225mm則機動工時為425425tm 二7.08minmf1 m60工序4鉆、擴、鉸孔 32mm，并锪倒角1.5 x

19、451 .鉆孔 30mm確定進給量f：根據切削手冊表2.7,當鋼的二b800MPa, d。= 30mm時,f =0.390.47mm/r。由于本零件在加工 30mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應所以ns1 0 00 v二 dw10 00二 25=21夕9/min二 dw nw1000二 25 1951000=15.3m/ min乘系數0.75,則f =( 0.390.47)x 0.75=0.290.35mm/r根據Z535機床說明書，現取f=0.25mm/r。切削速度：根據切削手冊表 2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min根據機床說明書，取nw=195r/min，故實際切削速度為

20、切削工時：l=54mm154.tm1.11minnwf195 0.252 擴孔： 31.7mm采用刀具： 31.7mm專用擴孔鉆進給量：f =( 1.21.8) X f鉆=(1.21.8) X 0.65X 0.75=0.5850.87 mm/r(切削手冊表2.10)查機床說明書，取f=0.57mm/r。1 1 1 1v v 占=12 = 6m4 /min23 啪.23則機床主軸轉速為：n=51.634r/min，并按機床說明書取 nw=68r/min實際切削速度為 八3-6 = 7.9m/min1000 1000切削工時 l=54mml54.tm1.39min佩 f 68 0.573鉸孔：*3

21、2H7 ( 00.025 )mm采用刀具：*32H7 (；0.025 )mm專用鉸孔鉆。進給量：f=( 0. 91.2)X 0.7=0.630.84mm/r (切削手冊表 2.10) 查機床說明書，取f=0.72mm/r。機床主軸轉速：取 n=68r/min，則其切削速度 v=8.26m/min二 dwnw1000二 225 37.51000二 26.5m/ mintm475機動工時 l=54mml54.tm1.10minn. f68 0.724. 锪倒角1.5 X 45采用90锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與擴孔時相同:nw =68r/m in手動進給。工序5精銑A面切削速度：參考

22、有關手冊，確定 v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =225mm齒數z=20。則1000v1000 27“ns38r / min兀dw 兀225現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手冊表 4.2-39），取nw=37.5r/min，故實際切削速度為當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為：fm= fzzrw =0.08 X 20X 37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。 切削工時：銑刀的行程=250+225mm則機動工時為4757.92min60工序6 銑C面切削速度：參考有關手冊，確定

23、v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =225mm齒數z=20。則1000v1000 27“ns38r / min二dw二225二 dw%1000二 225 37.51000二 26.5m/ mintm42542560=7.08min二 dw nw1000二 45 37.51000=5.3m / mintm42542560二 7.08min現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39 ）,取nw=37.5r/min，故實際切削速度為當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為:fm= fzzrw =0.08 x 20 x 37.5

24、=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程 =250+225mm則機動工時為工序7 銑 32mm C向端面切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw =45mm齒數z=20。則1000v1000 27ns190r / min兀dw兀45現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39 ），取nw=37.5r/min，故實際切削速度為當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為:fm= fzzrw =0.08 x 20 x 37.5=60mm

25、/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程 =250+225mm則機動工時為锪倒角1.5 x 45采用90锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與擴孔時相同:nw =68r/m inns1000v二 dw1000 27二 45=190r / min=5.3m / mintm29529560=4.92min所以ns1 0 00 v EOO/min二 dw: 251000 1000=15.3m/ min手動進給工序8 銑E面切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=45mm齒數z=

26、20。則現采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書(見工藝手冊表4.2-39)，取nw=37.5r/min，故實際切削速度為兀dw nw兀汽45漢37.5 v =1000 1000當n=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為:fm= fzzrw =0.08 x 20 x 37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/min故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程 =250+45mm則機動工時為工序9 鉆3- 11mm孔確定進給量f :根據切削手冊表2.7，當鋼的二b800MPa，d0 = 11mm時,f =0.390.47mm/r。由于本零件在加工 11

27、mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應 乘系數0.75,則f = (0.390.47)x 0.75=0.290.35mm/r根據Z535機床說明書，現取f=0.25mm/r。切削速度：根據切削手冊表 2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min根據機床說明書，取nw=195r/min，故實際切削速度為切削工時：i=12x 3mm=36mmtmlnwf360195 0.25=7.4min=15.3m/ minnWo o5 52 24 4+ +2 25555工序10鉆、擴、鉸孔2- 8mm,并锪倒角1X 451 .鉆孑L 7mm確定進給量f：根據切削手冊表2.7,當鋼的匚b800MPa, d

28、= 7mm時, f =0.390.47mm/r。由于本零件在加工 7mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應 乘系數0.75,則f = (0.390.47)X 0.75=0.290.35mm/r根據Z535機床說明書，現取f=0.25mm/r。切削速度：根據切削手冊表 2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。1 0 0 0 v 1 0 0 01 8所以ns2 29 / m in兀dw 兀25根據機床說明書，取nw=195r/min，故實際切削速度為兀dwnw兀漢25漢195v =1000 1000切削工時：l=12*2mm=24mm2 擴孔： 7.7mm采用刀具： 7.7mm專用擴孔鉆

29、進給量：f =( 1.21.8) X f鉆=(1.21.8) X 0.65X 0.75=0.5850.87 mm/r (切 削手冊表2.10)查機床說明書，取f=0.57mm/r。11 1 1v v 占二 12 = 6m4 /min23 唏.23則機床主軸轉速為：n=51.634r/min，并按機床說明書取nw=68r/min2 2 a a實際切削速度為v = -d37 68 =7.9m/min10001000切削工時 l=24mm所以ns皿/min二 dw1000 1000=15.3m/ min3.鉸孔：8H7（；0.015）mm采用刀具：8H7 （；0.015 ）mm專用鉸孔鉆。進給量：f

30、=（ 0. 91.2）x 0.7=0.630.84mm/r （切削手冊表 2.10） 查機床說明書，取f=0.72mm/r。機床主軸轉速：取 n=68r/min,則其切削速度 v=8.26m/min機動工時 l=24mml24tm5.49min入 f 68 0.724. 锪倒角1X 45采用90锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與擴孔時相同：nw =68r/m in手動進給。工序11 鉆30方向 11mm孔確定進給量f :根據切削手冊表2.7,當鋼的二b800MPa, d。= 7mm時, f =0.390.47mm/r。由于本零件在加工 7mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應 乘系數0.7

31、5,則f = （0.390.47）x 0.75=0.290.35mm/r根據Z535機床說明書，現取f=0.25mm/r。切削速度：根據切削手冊表 2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。根據機床說明書，取nw=195r/min，故實際切削速度為切削工時：|=10mm5.62min68 0.57tm-100.20minnwf195 0.25最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果連同其他加工數據, 并填入機械加工工藝過程綜合卡片，見附表。第三章夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需設計專用夾具。經指導老師分配任務設計，設計工序 3和工序7專用夾具，銑 3

32、2孔口兩端 面夾具。本夾具將用于 X63臥式銑床。刀具為一把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工 件的端面分別進行加工。3.13.1問題的提出本夾具主要用來粗銑 32孔口兩端面，由于這兩個端面對 32孔并沒有什么 特別影響，因此在加工本道工序時，主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強 度，而精度則不是主要問題。但也不是沒有精度問題，要保證 10_0.05mm,260.2mn相目對于B-B面的兩個尺寸，由于由于這兩個端面是分別加工的，因此， 夾具也要設計成分別加工的形式。并分別計算定位公差。3.23.2夾具設計1.定位基準的選擇由零件圖和選擇得加工工藝可知， 32孔兩個端面影響到 10一0.05 mm,2

33、6_0.2mnffi對于B-B面的兩個尺寸，因此，分別選擇選擇相對應的 C面和D面做 為定位基面。為了提高加工效率，現決定用氣動夾緊。2.切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 225mm z=20C a XF f yFa UFF F p qF二e （見切削手冊表3.28）d F n F其中，CF =650, ap=3.1mm xF =1.0， fz=0.08mm yF =0.72， ae =40mm在加 工面上近似測量值），uF =0.86， d0 =225mm qF =0.86， wF =0, z=20所以所以其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數,f1= f2 =0.25。則650 釘 0.08： 4嚴 20 =M56N2250.86由于是垂直銑削，所以水平分力=0N垂直分力=1456N在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數K=KKKKA其中Ki為基本安全系數1.5K 2為加工性質系數1.1&為刀具鈍化系數1