1、成都大學機械工程學院機 械 制 造 工 藝 學課 程 設 計 說 明 書設計題目 導軌座 零件機械加工工藝規程及工藝裝備設計生產綱領 60000 設計學生 唐 齊 指導教師 張躍華 2016 年 3 月- 2 -目錄課 程 設 計 任 務 書- 3 -緒論- 4 -零件分析- 5 -一、 零件的功用分析- 5 -二、 零件的工藝分析- 5 -零件的工藝規程設計- 6 -一、 確定毛坯- 6 -1、確定毛坯制造方法- 6 -2、 確定總余量- 6 -3、 繪制毛坯圖- 6 -二、 基面的選擇- 7 -1、精基準的選擇- 7 -2、粗基準的選擇- 7 -三、 選擇加工方法- 7 -四、擬定零件加工

2、工藝路線- 7 -五、機械加工工序設計- 9 -1、本人任務介紹- 9 -2、工件安裝- 9 -3、刀具選擇- 9 -4、加工余量確定- 10 -5、切削用量及參數選擇- 10 -夾具設計- 11 -一、設計思想方案- 11 -二、功能分析與夾具總體結構設計- 13 -1、夾具方案設計- 13 -2、夾具設計計算- 13 -3、定位誤差分析- 15 -4、夾具設計及操作的簡要說明- 15 -總結- 15 -參考文獻- 16 -成都大學機械工程學院機 械 制 造 工 藝 學課 程 設 計 任 務 書設計題目 導軌座 零件機械加工工藝規程及工藝裝備設計生產綱領 60000 設計內容：1.零件圖 1

3、 張 2.毛坯圖 1 張 3.機械加工工藝規程 1 張 4.工裝結構設計裝配圖 1 張 5.工裝結構設計零件圖 1 張 6.課程設計說明書 1 份班 級 2013級機設4班 設計學生 唐 齊 指導教師 張躍華 2016 年 3 月- 5 -緒論本次機械制造技術基礎課程設計的設計任務是針對導軌座（零件等軸承圖、后視圖如圖1），制定機械加工工藝規程。該零件的工藝過程包括了銑平面、拉平面、磨平面、鉆內孔、擴孔、攻螺紋、絞內孔等工序（三視圖如圖2）。工藝范圍廣，難易程度適合于工藝課程的需求。本次課程設計的對象是工程實際生產的零件，精度等級、公差等級、粗糙度等都比較高，鍛煉了我們的工藝規程設計能力。圖1

4、圖2零件分析1、 零件的功用分析題目所給的零件如圖1、圖2，導軌座的是設備的基礎部件。機器的零件安裝在導軌上運動，所以導軌需要承載其他零件重量，又起基準的作用，保證零部件的相對位置。2、 零件的工藝分析本零件為L型實體零件，各個面和孔都需要加工，且最低粗糙度要求為Ra3.2，最高粗糙度要求為Ra0.8（零件簡圖及編號如圖3）。此外，軸、與平面的平行度要求為0.005m，平面與平面的平行度要求為0.01m，軸與平面的垂直度要求為0.01m。2個孔為2x5H7需要配作，孔、需要與件（-04/01-2）裝配后，同時加工2x12H7。這些要求在安排工藝加工事時需要給予注意。圖3零件的工藝規程設計1、

5、確定毛坯1、確定毛坯制造方法 本零件的主要功用是承載其他零件重量，又起基準的作用，保證零部件的相對位置等。技術要求為調制Hb220-250。查閱實用機械制造工藝設計手冊P3表1-2 。選擇牌號為45、40CrMo都可以，考慮到市場與經濟性，選擇45鋼為鑄造毛坯材料。又由于生產綱領為60000件，達到了大批大量生產的要求，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，查閱實用機械制造工藝設計手冊p43表2-1 ，故應選用砂模鑄造。2、 確定總余量 查閱金屬機械加工工藝人員手冊p338 ，確定總余量為各個面3mm。3、 繪制毛坯圖毛坯圖如圖4圖42、 基面的選擇 基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得

6、正確與合理，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，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。1、精基準的選擇 根據基準重合原則，并同時考慮統一精基準原則，選擇平面為主要定位精基準，選平面為第二定位精基準。2、粗基準的選擇選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續的工序提供精基準。考慮到平面為重要平面，加工余量均勻且最少，選定平面為粗基準，先加工平面，再由平面為精基準加工平面。保證了平面的加工余量最小，且在后續加工工序中以平面為精基準加工其他平面，遵循了基準重合的原則。3、 選擇加工方法根據各面、孔的技術要求，由機械制造技術基礎P29

7、6表6.9，選定各平面、各孔的工藝加工方法。四、擬定零件加工工藝路線制定工藝路線的原則是，在合理保證零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度、表面質量的前提下，盡可能提高生產效率，降低生產成本，取得較好的收益。在生產綱領為6000件，確定為大批大量生產的條件下，可以考慮采用專業的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。綜合考慮加工經濟精度、工序集中，由機械制造技術基礎P296表6.9最終確定工藝路線方案如表1（表面及孔編號見圖3）。查詢實用機械制造工藝設計手冊p178-p205確定各工序機床的選擇，附見表1。表1工序號工序名稱工序內容機床

8、10熱處理退火（消除內應力）5111d-20銑粗銑平面X501230銑粗銑平面，半精銑平面X503240擴擴孔24.8Z512-150銑粗銑平面、專用機床60銑粗銑平面、專用機床70銑粗銑平面、專用機床80銑半精銑平面、專用機床90銑半精銑平面X5032100銑半精銑平面、專用機床110鉆鉆孔2xM5-7H螺紋孔底孔4.5專用機床120攻攻孔螺紋2xM5-7H專用機床130鉆鉆孔m5-7H螺紋底孔4.5，鉆孔沉頭大孔7，攻孔螺紋M5-7H專用機床140鉆與件（-04/01-2）裝配后，鉆、孔2x11，并打碼標記專用機床150擴擴、孔2x11.85（配作）專用機床160鉆與鉆模板配合后，鉆孔2x

9、4.8（配作并打碼標記）專用機床170絞粗絞、孔2x11.95，精絞、孔2x12H7，倒0.5x45（配作）專用機床180絞精絞孔25H8，倒角0.6x45Z512-8190絞精絞孔2x5H7（配作）Z512-9200銑精銑平面X6142210熱處理調質5210220磨粗磨平面MA1420A230磨粗磨平面、專用機床240鉗工修頓銳邊250清洗發黑260終檢入庫- 13 -五、機械加工工序設計1、本人任務介紹本次機械制造技術基礎課程設計，本人的設計任務為鉆孔螺紋孔底孔，所以本人需要設計一套鉆兩小孔的專業夾具。2、工件安裝 安裝：工件裝夾根據六點定位原理，用兩個支承板支撐平面限制3個自由度，再用

10、兩個支承釘支承平面限制2個自由度，一個支承釘支承平面限制一個自由度（如圖5，編號見圖5）。夾緊：夾緊裝置采用在孔25中間用一個六角頭螺栓與一個單向作業小液壓輸出軸螺旋鏈接（螺旋鏈接上用一個螺母反向鎖緊，防止轉動）拉緊，在六角頭螺栓頭部下方用一個開口墊圈（方便裝夾、取用工件）配合壓在工件上。圖53、刀具選擇根據工序110，所設計的夾具為專用機床鉆夾具。兩孔2xM5-7H同時加工，且兩孔間距為500.2mm，查詢擊穿夾具設計p88-p92鉆套及p181附表3固定轉套，查詢鉆削、擴削、絞削加工p3-37及p3-40表3.3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途，綜合考慮采用固定鉆套、可拆卸鉆模板（鉆模板上兩銷

11、孔與夾具體配作以保證位置精度要求）、高速鋼直柄麻花鉆GB/T6135.3-1996。4、加工余量確定查詢實用機械制造工藝設計手冊p121表7-31攻螺紋前的鉆孔直徑為4.5。5、切削用量及參數選擇1） 孔進給量查詢鉆削、擴削、絞削加工p3-133表3.4-1高速鋼鉆頭鉆孔進給量0.18-0.22mm/r，取f=0.22mm/r。2） 孔切削速度查詢鉆削、擴削、絞削加工p3-137表3.4-7鉆頭的磨鈍標準及刀具壽命T=1，查詢鉆削、擴削、絞削加工p3-138鉆孔時切削速度的計算 （m/min） （1）查詢鉆削、擴削、絞削加工p3-137表3.4-8得cv=4.4，zv=0.4，xv=0，yv=

12、0.7，m=0.2；鉆削、擴削、絞削加工p3-137表3.4-9選取修正系數cv=1，由d0=4.5mm帶入公式（1）得：v=14.4m/min3） 工時計算 計算基本時間： 查詢實用機械制造工藝設計手冊p154表8-32常見加工方法基本時間的計算（各參數如圖6）。k min帶入參數計算得：Tm=（10+2+0）/500x0.2=0.12min式中 l切入深度 mm l1刀尖長度 mm l2切出深度 mmn主軸轉速 r/minf進給量 mm/rk走刀次數圖6 考慮到使用專用機床，鉆套等實際情況，最終確定：TS = 10s。4） 工序110 工序卡片該工序工序卡片如圖7(見下頁)夾具設計 經過與

13、指導老師討論，對于本工序需要設計專用夾具，決定設計工序110 為鉆4.5孔的專用鉆夾具。為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，最終確定采用同時加工這兩個孔的專用機床的方法。一、設計思想方案 考慮到工件為L型板狀形態，在加工孔前各個表面的粗糙度均比較高，在平面上還有一個比較大的孔25。所以在定位上能夠考慮到用三個面定位夾緊，或者兩個面一個孔定位夾緊。圖7綜合考慮到各面精度要求、粗糙度要求比較高，且在工序110前，各面都已經初加工，能夠作為精基準使用。而孔25孔徑比較大，不適合做銷控定位，但在夾緊時能夠很好利用。最終工件裝夾根據六點定位原理，用兩個支承板支撐平面限制3個自由度，再用兩個支

14、承釘支承平面限制2個自由度，一個支承釘支承平面限制一個自由度（如圖5，編號見圖3）。夾緊裝置采用在孔25中間用一個六角頭螺栓與一個單向作業小液壓輸出軸螺旋鏈接（螺旋鏈接上用一個螺母反向鎖緊，防止轉動）拉緊，在六角頭螺栓頭部下方用一個開口墊圈（方便裝夾、取用工件）配合壓在工件上（夾具裝配圖見附件A1圖紙）。二、功能分析與夾具總體結構設計本工序要求以平面、分別用兩個支承板、兩個支承釘、一個支承釘定位，再由液壓小油缸拉緊工件，由可拆卸鉆模板與固定式鉆套保證孔的精度。1、夾具方案設計工件以面為主要定位基準。1） 根據車間條件、生產綱領要求，為減小裝夾時間和減輕裝夾勞動強度，宜采用液壓夾緊。2） 夾具體

15、與機床采用兩銷定位，再用兩螺栓連接在專用機床的工作臺上。3） 為便于制造，節省材料、減少加工面又不降低夾具體剛度，在夾具體上液壓缸連接位置開一方形盲孔。2、夾具設計計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中：D=4.8mm f=0.0mm/r 代入公式（5-2）和（5-3）得 如上所述，本設計采用液壓夾緊機構，即由螺栓、螺母、開口墊圈、液壓缸等元件組成的夾緊機構。液壓夾緊機構不僅結構簡單、容易采購，而且由于液壓缸夾緊力量大，因此夾具機構的夾緊力和夾緊行程都很大，可靠性非常高。根據夾緊狀態下螺栓的受力情況和力的平衡條件FL=F=

16、 式中 FJ夾緊力(N) F作用力(N) L作用力臂(mm) d螺桿直徑 螺紋升角 螺紋處摩擦角. 螺桿端部與工件間的摩擦角. 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑(mm)所以有F=2034.75N顯然，有F=2034.75N865.24N=F故工序110專業夾具能安全工作。3、定位誤差分析夾具的主要定位元件為支承板與支承釘。支承板與支承釘尺寸與公差都是選取的標準件，其公差由標準件決定，支承板表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.005m；支承釘與支承板平面垂直度誤差不超過0.001m。夾具的主要定位元件為支承板與支承釘共同限制了空間中的六個自由度，雖然零件對形位公差及尺寸公差均有要求，但各定位件均采

17、用標準件，故定位誤差在此可忽略。4、夾具設計及操作的簡要說明如前所述，由于生產綱領為60000件，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率，降低工人勞動強度。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產率的重要途徑。但由于本夾具是應用于專業機床上，此夾具為了提高生產率和降低生產成本，考慮簡單、經濟、實用，減輕工人勞動強度，采用液壓夾緊機構。由于此工序夾具在形位公差及尺寸公差均有要求，必須嚴格按夾具零件圖紙要求進行加工。同時夾具在轉換加工零件時，必須進行仔細的調整和檢測。裝夾工件時，用力要適當，以免產生定位誤差、夾緊變形。總結為期三周的機械制造技術基礎課程設計實訓在不知不覺中結束

18、了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監督。學會了合作，學會了寬容，學會了理解。 課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。通過這次夾具設計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設計，綜合運用本專業所學課程的理論和生產實際知識進行一次夾具設計工作的實際訓練從而培養和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了夾具設計等課程所學的內容，掌握了夾具設計的方法和步驟。在此感謝我們的張老師，您嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我們工作、學習中的榜樣。這次夾具設計的每個實驗細節和每個數據，都離不開老師您的細心指導。同時感謝幫助過的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同