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1、 機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計課程設(shè)計說明書題 目 粗銑支架平面專用夾具設(shè)計 機(jī)械工程 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 0992 班學(xué)生姓名 曾理杰 學(xué)號 200902010516（34） 指導(dǎo)教師 楊 毅 倪 小 丹 完成日期 2012年1月5日 機(jī)械工程學(xué)院 二一一年十二月目 錄 任務(wù)書2 序言3 設(shè)計目的41 零件的工藝分析5 1.1確定生產(chǎn)類型5 1.2 技術(shù)條件分析 52 毛坯的選擇6 2.1 確定毛坯的成形方法6 2.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析6 2.3 鑄造工藝參數(shù)的確定63 機(jī)械加工工藝過程7 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇7 3.2 零件各表面的加工方案7 3.2.1平面加工7 3.2.2 孔加

2、工7 3.2.3 槽加工8 3.3零件加工工藝路線 8 3.4零件加工工藝過程卡 94機(jī)械加工工序設(shè)計9 4.1選擇加工設(shè)備、刀具、夾具和量具9 4.2零件加工工序卡105 指定工序的專用夾具的設(shè)計 10 5.1 定位基準(zhǔn)的選擇10 5.2 夾緊方案的確定10 5.3 對刀及導(dǎo)向裝置11零件圖、毛坯圖、裝配圖、夾具體、機(jī)械加工工藝過程卡、工序卡12-17心得體會 18參考文獻(xiàn) 20機(jī)械產(chǎn)品制造工藝設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 設(shè)計支架的加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計內(nèi)容及要求：1.繪制氣門搖臂軸支座零件毛坯合圖一張（A4）2.設(shè)計支座零件的加工工藝規(guī)程 編制零件加工的工藝規(guī)程過程卡一張（A4） 指定工序的

3、工序卡一張（A4）3.設(shè)計指定工序的夾具 夾具裝配圖一張（A3） 夾具體零件圖一張（A3）4.設(shè)計說明書一份序 言 機(jī)械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。其設(shè)計其目的在于：1鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識，也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗(yàn)；2加強(qiáng)我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；3樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力；4通過對氣門搖臂軸支座的機(jī)械制造工藝設(shè)計，使我們在機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計，工藝

4、方案論證，機(jī)械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計出高效，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 就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于個人能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。夾具課程設(shè)計說明書設(shè)計目的 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝

5、設(shè)計是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：1、掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的能力；2、掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力；3、掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計能力；4、學(xué)會使用、查閱各種設(shè)計資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。 本次課程設(shè)計內(nèi)容包括 1對零件的分析。 2整個零件的機(jī)械加工工藝過程卡。 一張 3所設(shè)計夾具對應(yīng)工序的機(jī)械加工工序卡。 一張 4繪

6、制零件的毛坯圖。 一張 5設(shè)計某工序的夾具一套，繪出總裝圖。 一張 6夾具體零件圖。 一張 7編寫設(shè)計說明書。 一份時間安排：第14項 1周；第5 項 1.5周；第67項 0.5周；總共三周。 1 零件的工藝分析 1.1確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 1.2 技術(shù)條件分析由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。同時，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 1. 45

7、mm94mm的支架底面（A面），根據(jù)零件的總體加工特性，其為整個機(jī)械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，粗糙度為Ra1.6，需要經(jīng)過精加工才能達(dá)到精度要求，因此在制定加工方案的時候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來； 2.40外圓的右端面（B面）以及另一40外圓的上端面，粗糙度均為Ra3.2； 3.32以及18H7的內(nèi)孔，此為零件重要加工孔，粗糙度要求分別為Ra6.3和Ra1.6.然后是油槽的加工； 4.27H7的光孔及M101.5的螺紋孔的加工；光孔內(nèi)壁的粗糙度要求為Ra1.6； 5.管螺紋密封孔，M6普通螺紋孔的加工； 6.10H8孔的加工，粗糙度要求為Ra1.6，之后加工4-9沉鉆15深8的沉頭孔，至于銷孔裝配

8、時再加工。 通過上面零件的分析可知，45mm94mm底面和40右以及C面端面的表面粗糙度要求都比較高，因此都需要精加工或半精加工來達(dá)到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主要的定位基準(zhǔn)面，因此可以先加工出這三個面而達(dá)到精度要求，再以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進(jìn)行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求。總的看來，該零件并沒有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2 毛坯的選擇 2.1 確定毛坯的成形方法 支架零件材料為HT200，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復(fù)雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由

9、于零件生產(chǎn)類型為成批，中批生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。由于零件上孔都較小，且都有嚴(yán)格的表面精度要求，故都不鑄出，留待后續(xù)機(jī)械加工反而經(jīng)濟(jì)實(shí)用。2.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析該零件底平面因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因?yàn)榇思Ψ乐拱卓诘囊蟛粐?yán)，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足支架使用要求。2.3 鑄造工藝參數(shù)的確定2.31加工余量的確定按手工砂型鑄造，灰鑄鐵查金屬工藝學(xué)課程設(shè)計表1-11，查得加工余量等級為，轉(zhuǎn)查表1-12，零件尺寸小于100mm，尺寸公差為13級，加工余量等級為H，得A面加工余量為2.5mm，B面和

10、C面的加工余量都為3mm。詳見附圖（毛坯圖） 3 機(jī)械加工工藝過程 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇：對一般的支架類零件來說，以平面作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，該支架以平面作為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)選擇：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為

11、使基準(zhǔn)統(tǒng)一，選擇45mm94mm的下底面作為精基準(zhǔn)。3.2 支架架各表面的加工方案 3.2.1平面加工 1）支架底面的加工 表面粗糙度為Ra1.6，用來作為精基準(zhǔn)，可采用粗銑、半精銑、精銑的加工方法。 2）40外圓右端面（B）加工 表面粗糙度為Ra3.2，可采用粗銑后半精銑即可達(dá)到要求。 3）40外圓上端面（C）加工 表面粗糙度為Ra6.3，粗銑再半精銑即可。 3.2.2 孔加工 由于支架孔的尺寸都小于35mm，因此鑄造時都不予鑄出。 1）橫向孔的加工與縱向孔的加工精度為IT7，要求最高，可采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方法。其中有階梯孔需要用锪鉆，保證臺階面的粗糙度要求。 2）32孔及18H7的加工

12、需先鉆的小孔，后鉆32的孔，由于精度要求為IT8，采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方法。 3）25H7孔及M201.5的螺紋孔的加工 需先鉆17的小孔，后鉆25的孔，由于精度要求為IT8，采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方法。 4）G1/4 n 管螺紋的加工 采用鉆、鉸、攻絲的加工方法即可。 4）M6螺紋孔的加工 采用鉆、鉸、攻絲的加工方法即可。 5）油孔的加工 采用鉆、導(dǎo)角的加工方法即可。 7）4-9沉鉆15深8沉頭孔的加工 采用鉆、锪的加工方法。 3.2.3 槽加工 1）油槽的加工 可以采用特制的拉刀拉削油槽。3.3零件工藝路線的制定 以上各加工表面的加工方案確定后，按照“先面后孔”“先粗后精”和“基面導(dǎo)前”的加

13、工原則，并考慮到零件是中批量生產(chǎn)，將零件的機(jī)械加工工藝路線安排如下：工序1 鑄造工序2 時效處理工序3 粗銑A面工序4 半精銑A面工序5精銑A面工序6 粗銑B面工序7 半精銑B面工序8 粗銑C面工序9 半精銑C面工序10 鉆擴(kuò)18H7孔 锪32孔 鉸18H7孔工序11 插削油槽R1.51.2深工序12 鉆M201.5的螺紋底孔 擴(kuò)25H7的孔，鉸25H7孔工序13倒斜角120 攻M201.5的螺紋工序14 鉆G1/4 n 管螺紋底孔 攻螺紋工序15 鉆M6螺紋底孔 攻螺紋工序16 鉆4孔 擴(kuò)鉸至10H7孔工序17 鉆4-9孔 锪13.5沉孔，深8工序18 去毛刺工序19 檢驗(yàn)各部尺寸、精度工序

14、20 入庫3.4 零件機(jī)械加工工藝過程卡詳見后附表（一）。 4粗銑C端面（平行于底面A面）加工工序設(shè)計4.1選擇加工設(shè)備、刀具、夾具和量具 銑C面時，選擇X52K立式銑床。銑刀依據(jù)資料,刀具選用錐柄錐柄立式銑刀，直徑d=100mm,Z=4。由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴(yán)格，其最小不確定度為0.2mm，選用分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺就行了，因?yàn)槠洳淮_度為0.02mm，顯然滿足要求。由于零件外形不規(guī)則，使用銑床專用夾具。用粗糙度樣板檢驗(yàn)底面粗糙度。粗銑C面時的切削用量 (1)背吃刀量=2mm (2)每齒進(jìn)給量=0.140.24mm/z 取=0.18mm/

15、z （3）確定刀具壽命 z=4 銑刀壽命為180min （4）選擇切削速度和每分進(jìn)給量 =98m/min n=322r/min =490r/min =1.0修正后 =98=98/min =490=490mm/min轉(zhuǎn)速 n= =312r/min按X53k立式銑床技術(shù)參數(shù)，取n=322r/min =475r/min實(shí)際切削速度和進(jìn)給量 v=94.2m/min =0.39mm/z 4.2零件加工工序卡 詳見后附表（二） 5指定工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計 粗銑40端面C端面（平行于底面A面）5.1.定位裝置 出于定位簡單和快速的考慮，工件以底面A面定位就足夠滿足加工要求。不過由于粗銑圓柱端面C面時，圓柱懸空，

16、受力不均勻，穩(wěn)定性差，為了防止加工時零件變形或者損壞，因此在圓柱下設(shè)計一個輔助支承，用來提高支架裝夾剛度和穩(wěn)定性。 1） 下支撐板尺寸長寬高=164mm150mm15mm2） 輔助支承的位置 距離大底板兩邊緣分別是62.5mm和42mm，具體請參閱夾具體零件圖的尺寸標(biāo)注。5.2.夾緊裝置 因?yàn)槭侵信a(chǎn)，翻轉(zhuǎn)V形蓋板，單邊快速夾緊。夾緊力方向原則：（1）夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置；（2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??；（3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。夾緊作用點(diǎn)原則：（1） 夾緊里的作用點(diǎn)應(yīng)正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位

17、移和偏轉(zhuǎn)；（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點(diǎn)位置等措施來實(shí)現(xiàn)；（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產(chǎn)生振動。根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式。本設(shè)計方案選用V形蓋板夾緊，一邊旋轉(zhuǎn)，單邊夾緊。本方案的優(yōu)點(diǎn)：（1） 夾具簡單，容易加工；（2） 采用蓋板夾緊，夾緊操作安全方便；（3） 使用一邊旋轉(zhuǎn)，單邊夾緊，使得夾緊速度快，夾緊行程短，可以極大的提高生產(chǎn)效率。5.3對刀及導(dǎo)向裝置對刀及導(dǎo)向裝置的作用是迅速確定刀具跟工件間的

18、相對位置，防止加工過程中刀具的偏斜。本設(shè)計方案中的對刀塊與塞尺就是為了引導(dǎo)銑刀而設(shè)置的導(dǎo)向裝置。（專用夾具及夾具體零件圖見附帶圖） 心得體會不知不覺中，為期三周的機(jī)械產(chǎn)品工藝工裝課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在這三周中，我們遇到很多問題，我們煩惱過，困惑過，迷茫過，甚至想過放棄，但在老師的指導(dǎo)下，我們最終堅持了下來。由于我們這個課程設(shè)計安排在了最后三周，我們都想著放假回家過年，心里也常有急躁不安，最開始想在三兩天內(nèi)完成任務(wù)后趕緊回家，不過在真正接觸它以后才知道夾具設(shè)計并不是我們想象的那么簡單，要想設(shè)計出一個合格甚至優(yōu)秀的專用夾具是需要付出很多努力才行的。老師把任務(wù)分配下來以后，完美開始分組執(zhí)行，我們組

19、是設(shè)計一個支架的加工工藝。因此我們開始討論，并查詢很多相關(guān)資料，上網(wǎng)、跑圖書館等。終于把加工工藝過程卡和毛坯圖做出來了并得到了老師的認(rèn)可。接下來每人分了一道工序，開始設(shè)計專用夾具。我是負(fù)責(zé)設(shè)計粗銑C面的專用夾具。于是我開始一次一次的嘗試自己的想法，但是因?yàn)橐郧皼]有真正自己設(shè)計過專用夾具，對很多東西都不太懂，所以碰壁很多。當(dāng)在好不容易想出了一個夾具并畫出來，老師卻說不行的時候，心里真不是滋味兒，但我沒有氣餒，而是認(rèn)真聽取老師的意見，盡可能的把自己設(shè)計的夾具改得完美。經(jīng)過了老師一遍又一遍的指導(dǎo)和我自己一遍又一遍的修改，我終于設(shè)計出一個合格的銑床專用夾具，并且此夾具具有很多優(yōu)點(diǎn)，操作很簡單，夾緊迅速

20、，效率極高，如果用于生產(chǎn)加工，可以極大提高生產(chǎn)效率。雖然這個夾具可能不是最完美的，但是在我心里它是最好的，因?yàn)樗宋业闹腔酆团?。在這次課程設(shè)計過程中，我覺得最值得我高興的并不是我按時或者提前完成了任務(wù)，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)任務(wù)只是一個結(jié)果，然而最寶貴的卻是經(jīng)過，過程會讓我學(xué)到和懂得很多東西。在這過程中我查過很多資料，不斷嘗試，正是這些經(jīng)歷，讓我學(xué)到了很多書本上面沒有學(xué)到的知識，并且增強(qiáng)了我查閱資料的能力和電腦繪圖的能力。而且我也發(fā)現(xiàn)了團(tuán)隊的重要性，大家互相幫助，很多困難都能迎刃而解。你不會的東西總有人會，只要多問，收獲一定不小。我覺得我作為未來機(jī)械方面的一名卓越工程師，我應(yīng)該不斷提升自我，不斷學(xué)習(xí)

21、，不斷創(chuàng)新，用自己的智慧為社會做出更大的貢獻(xiàn)。另外，三周的課程設(shè)計，指導(dǎo)老師每天堅持來給我們指導(dǎo)，在這寒冷的冬天，老師早早來到辦公室等著我們?nèi)ピ儐枴e人我不清楚，我只知道光我一個人就去求助了老師好多次。幾十個人下來，老師一天到晚就忙著幫我們解決問題，甚至連熱水都沒時間喝。在這里我衷心的謝謝我們的指導(dǎo)老師楊老師和倪老師！老師，你們辛苦了，謝謝你們！ 參考文獻(xiàn)1 陳宏均機(jī)械加工工藝設(shè)計員手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社2009.12 倪小丹、楊繼榮等機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)北京：清華大學(xué)出版社2007.33 胡鳳蘭互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)北京：高等教育出版社2005.24 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社1984.125 陳家芳實(shí)用金屬切削加工工藝手冊上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2005.16 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社2003.17 艾 興等切削用量簡明手冊（第三版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社2003.18 薛源利主編：機(jī)床夾具設(shè)計：機(jī)械工業(yè)出版社：2000年9 孫巳德主編：機(jī)床夾具圖冊：機(jī)械工業(yè)出版社：1983年10 韓榮第、周明、孫玉潔主編：金屬切削原理與刀具：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社：2003年