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1、 中 南 大 學 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科畢業(yè)設計 論文題目 軸承端蓋加工工藝及夾具的設計 學生姓名 劉 亮 指導老師 朱益紅 學 院 中南大學繼續(xù)教育學院 專業(yè)班級 機械101 完成時間 2012-4-8 中 南 大 學 畢 業(yè) 論 文（設 計）任 務 書 函授站(點): 湖南鐵道職業(yè)技術學院 專業(yè): 機械設

2、計制造與自動化 年級： 2010 學生姓名：劉 亮 畢業(yè)設計（論文）題目：軸承端蓋加工工藝及夾具的設計 起止日期： 2012年 12月 28 日—— 2012年4月 8 日 指導教師： 朱益紅 畢業(yè)設計（論文）要求（包括日程安排和進度）： 一、日程安排和進度 階段 階 段 內(nèi) 容 起止時間 二、論文要求 審查意見： 院（站）負責人：

3、 年 月 日 注：本任務書由指導教師填寫并經(jīng)審查后，一份由學生裝訂在畢業(yè)設計（論文）的封面之后，原件存函授站。 中 南 大 學 畢 業(yè) 設 計（論文）成 績 單 ——————————————————————————— 函授站(點): 湖南鐵道職業(yè)技術學院 專業(yè): 機械設計制造與自動化 年級： 2010 學生姓名：劉亮 畢業(yè)設計（論文）題目：軸承端蓋加工工藝及夾具的設計 指導老師評語：

4、 指導老師建議成績： 指導老師簽名： 年 月 日 審查意見： 院（站）負責人： 年 月 日  評審意見： 評審人簽名： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）答辯評語及成績

5、 成績： 專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 審查意見： 院（系）負責人簽名： 年 月 日 注：此成績單一式三份，一份裝入學生個人學籍檔案，一份裝訂入畢業(yè)論文中，另一份由各函授站備存。 摘 要 這次畢業(yè)設計的任務是軸承端蓋的加工工藝及專用夾具的設計。軸承端蓋是一個比較重要的零件之一。軸承端蓋的作用主要有兩個：第一是軸向固定軸承，第二是起密封保護作用，防止軸承進入灰塵、

6、雜物等進入軸承。軸承端蓋設計的第一部分是加工工藝，工藝部分的難點就是確定了零件加工毛坯和加工余量以及怎樣安排加工方法，通過對零件圖的分析和計算。最后擬定了比較合理的加工工藝路線。第二部分是專用夾具設計，它的難點在于怎樣去裝夾、定位。通過分析計算，最終設計一個專用夾具來保證孔的加工要求。在整個畢業(yè)設計中，我感覺到自己的知識匱乏，好多東西在學習感覺不到它的用途，真正做起畢業(yè)設計來才知道老師當初為什么那么詳細的去講。通過這次畢業(yè)設計使我感覺到自己還有好多東西需要去學習。并不是把畢業(yè)設計做完就完事了。我應該還要在今后的生活和工作中不斷的去學習新知識。這樣才會使我在以后取得更大的進步。 關鍵詞： 畢業(yè)

7、設計；加工工藝；夾具設計 目 錄 第一章 前言 1 第二章 畢業(yè)設計的任務概述 2 2.1 簡述畢業(yè)設計的主要內(nèi)容 2 2.1.1 畢業(yè)設計的任務 2 2.1.2 畢業(yè)設計的要求 2 2.1.3畢業(yè)設計解決的主要問題 2 2.2設計指導思想 2 2.2.1畢業(yè)設計的目的 2 2.2.2畢業(yè)設計的原則與方法 2 第三章 零件圖形分析 3 3.1 零件圖形的分析 3 3.2材料及熱處理分析 4 3.2.1零件材料的分析 4 3.2.2熱處理分析 4 3.3 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領 4 3.3.1生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型 4 3.4結(jié)

8、構(gòu)工藝分析 5 3.4.1零件的結(jié)構(gòu)分析 5 3.4.2零件工藝性分析 5 第四章 毛坯設計 6 4.1毛坯類型及制造的選擇 6 4.1.1毛坯余量的確定 6 4.1.2主要毛坯尺寸 6 第五章 工藝路線設計 7 5.1加工方案的選擇 7 5.1.1加工路線的比較分析 7 5.1.2確定最優(yōu)的加工方案 8 第六章 工序設計 10 6.1 工序的安排 10 6.1.1 基準的選擇 10 6.1.2 切削用量的選擇 11 6.1.3 時間定額的確定 12 第七章 機床設備及切削液的選擇 14 7.1 機床的選擇 14 7.2切削液的選擇 16 7.2.1

9、切削液的作用 16 7.2.2切削液的選用 16 7.3刀具、量具的選擇 16 7.3.1刀具的選擇 16 7.3.2量具的選擇 17 第八章 填寫工藝文件 18 第九章 鉆模夾具的設計 23 9.1 鉆床夾具設計的要點 23 9.2 確定夾具的設計方案 23 9.3零件的工藝分析 24 9.4鉆模夾具的分析 24 9.4.1定位方案 24 9.4.2夾緊方案 24 9.4.3導向方案 24 9.5 夾具體的設計及類型 25 9.6夾具總圖上的尺寸 公差及技術要求的標注 26 9.6.1夾具總圖上應標注的尺寸和公差 26 9.7 工件在夾具上加工的精

10、度分析 26 9.7.1影響加工精度的因素 26 9.7.2保證加工精度的條件 27 9.8 繪制夾具裝配總圖和夾具零件圖 28 9.8.1夾具總裝圖的繪制次序 28 9.8.2繪制夾具的零件圖 28 結(jié)束語 29 參考文獻 30 附錄 31 第一章 前言 21世紀,世界機械工業(yè)的發(fā)展進入了前所未有的高速階段,與其他行業(yè)相比,機械工業(yè)的發(fā)展具的地位化,規(guī)?；?全球化和高技術化的特點。21世紀初機械制造業(yè)的重要特征表現(xiàn)在它全球化,網(wǎng)絡化,虛擬化,智能化以及環(huán)保,協(xié)調(diào)的綠

11、色制造等,面柔性化,靈捷化,智能化,信息化便成為21世紀初機械制造業(yè)發(fā)展的總趨勢。然而任何一個國家，一個社會都不可能通過復制和模仿來獲得巨大的成功，這樣我們畢業(yè)設計就必須學以致用，爭取有所突破、有所創(chuàng)新。 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的裝備部,是為思經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是新興產(chǎn)業(yè),都離不開各種各樣的機械裝備,機械工業(yè)所提供裝備性能,質(zhì)量和成本,對國民經(jīng)濟各部門的技術進步和經(jīng)濟效益；的很大和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。 在我國機械工業(yè)發(fā)展的指導思想是根據(jù)科技興國的戰(zhàn)略,緊緊圍繞機械工業(yè)振興的目標,大力推進科技

12、與經(jīng)濟基礎結(jié)合,從滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和出口的需求出發(fā),以重大工程項目,重大科技裝備,基礎件,基礎機械和轎車為載體,以先進制造技術為重點,以高技和新產(chǎn)品的推廣應用,工程化產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)為橋梁,以提高企業(yè)競爭為目的,全面提高全行業(yè)的科技水,推進機械工業(yè)的振興。 這次畢業(yè)設計使我們能綜合運用機械制造工藝問題,初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和夾具設計的基本原理和方法,擬定夾具設計方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設計的能力,也是熟悉和運用有關手冊,圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會。 1 第二章 畢業(yè)設計的任務概述 2.1 簡述畢業(yè)設計的主要內(nèi)容 2.1.1 畢業(yè)設計

13、的任務 畢業(yè)設計通常選擇一般用途的零件為題目，設計的內(nèi)容包括：零件圖分析、鑄造設計及鍛件圖、工藝路線設計與比較、工藝設備的選擇、工序設計、工序加工程序編制、編寫設計說明書、畢業(yè)設計答辯等。 2.1.2 畢業(yè)設計的要求 在加工時，保證零件加工質(zhì)量；適合一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率；降低生產(chǎn)成本，適應性強；工藝合理，工藝資料齊全，說服力強。 2.1.3畢業(yè)設計解決的主要問題 通過這次畢業(yè)設計，使我們利用所學的基本知識解決基本問題；回顧和加深理解以前所學的知識，優(yōu)化我們的知識結(jié)構(gòu)體系；運用現(xiàn)在新的知識解決實際問題，并且力爭在原有的基礎上再上一個新臺階。 2.2設計指導思想 2.2.

14、1畢業(yè)設計的目的 1、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設計思想，綜合運用本課程及先修課程的理論知識，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，訓練分析和解決一般工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識。 2、通過擬定后擋模鍛設計與數(shù)控加工方案，合理選擇加工機床，正確分析零件尺寸的工作能力、確定尺寸、選擇材料，較全面地考慮加工工藝、使用和維護等要求等，學習機械設計的一般方法，掌握通用零件、簡單機械設計的設計原理和過程，培養(yǎng)學生初步設計的能力。 3、進一步訓練學生計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、圖表、國家標準和規(guī)范）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。 2.2.2畢業(yè)設計的原則與方

15、法 我認為畢業(yè)設計的原則是從準備質(zhì)料到說明書的結(jié)束，應在符合實際生產(chǎn)情況下盡量提高生產(chǎn)效率，降低成本，遵從創(chuàng)新原則，保證加工質(zhì)量，穩(wěn)定可靠的提高經(jīng)濟效益?？傊厴I(yè)設計應按其具體要求與生產(chǎn)實際的要求來完成。 第三章 零件圖形分析 3.1 零件圖形的分析 （1）名稱分析 該零件的名稱為端蓋 （2）材料分析 該零件的材料為HT200 （3）比例分析 該零件的圖形為1﹕1 （4）外形分析 該零件的外形屬于中心對稱圖形 （5）結(jié)構(gòu)分析 該零件屬于對稱結(jié)構(gòu) （6）總體尺寸分析 該零件的總體尺寸完整 （7）公差分析 該零件的公差精度比較低，其余

16、的為自由公差 圖樣是否清晰、尺寸是否完整，圖樣是否是張完整的零件圖還應具有以下容： ① 一組完整的圖形必須是按照國家標準（GBT14689— 14691—93）和GB4457、4—1998)和(GB44584—1998) 中的主要內(nèi)容。 ② 完整的尺寸，能滿足零件制造和檢驗時所需要正確、完整、清晰、合理的尺寸。按照國家標準（GB4458—1998）。 ③ 必要的技術要求（如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、熱處理等）。 填寫完整的標題欄（零件的名稱、零件的材料、比例、數(shù)量以及圖樣設計者簽字等）該零件圖均滿足以上要求和嚴格執(zhí)行國家(GB4457、4—1998)和(GB4458、4—199

17、8)的標準正確、清晰、合理、完整表達出設計者的意圖。根據(jù)以上要求說明，該零件圖樣清晰、尺寸完整。零件的表面粗糙度分析 有零件圖的表面粗糙度可知，最高的為φ34的內(nèi)孔表面精度為 其次φ32的臺階表面精度為 φ18內(nèi)孔表面精度為 還有端蓋的左端面的表面精度 倒角面 再次就是φ32的臺階面面的表面精度為 其余的都用不去除材料的方法就可以達到表面要求。 零件的加工精度的分析 通過對零件圖的尺寸分析，除了尺寸φ34+00.033有尺寸精度要求外。其余的尺寸都沒有精度要求，如φ48mm，φ32mm、φ18mm、φ6mm、φ10mm、4φ3mm、9mm、25mm、3mm、12mm都

18、為自由公差。該零件只有一個形位精度要求。即端蓋的左端面相對φ48mm的軸線垂直度為0.03 零件的加工表面分析 該零件的名稱是個端蓋。需要加工的表面就是φ32mm、φ18mm、φ32mm的內(nèi)孔表面，以及4φ3mm、φ6mm、φ10mm的孔，端蓋的左右端面。其余的用不去除材料的方法可以獲得。 3.2材料及熱處理分析 3.2.1零件材料的分析 零件材料為HT200，由零件的結(jié)構(gòu)分析可知，該零件的毛坯為鑄造成型，而且零件為大批量生產(chǎn)。HT200的“HT”表示灰口鑄鐵的牌號，HT200中的200表示灰口鑄鐵的最小抗拉強度為200Mpa?；铱阼T鐵有下列優(yōu)良性能： （1） 鑄造性能好

19、 灰鑄鐵熔點低、流動性好。在結(jié)晶過程中析出體積較大的石墨，部分補償了基體的收縮，所以收縮率較低。 （2） 減振性好 石墨割裂了基體，阻止了振動傳播，并將振動能量變?yōu)闊崮芏?，其減振能力比鋼高10倍左右。 （3） 減摩性好 石墨本身有潤滑作用。石墨從基體上剝落后所形成的孔隙有吸附和儲存潤滑油的作用，可以減少磨損。 （4） 切削加工性好 片狀石墨割裂了基體，使切屑易脆斷，切石墨減摩性作用，減少了刀具的磨損。 （5） 缺口敏感性低 鑄鐵中石墨的存在就相當與許多微裂紋，致使外來缺口的作用相對減弱。 HT200的硬度為HBS148~236,而且耐磨性、強度、耐熱、減振性能較好，需要人

20、工時效，適用于承受較大的應力和耐磨，有一定的氣密性的零件。 3.2.2熱處理分析 灰鑄鐵的熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形狀、數(shù)量、大小和分布，因此對提高灰鑄鐵力學性能的作用不大，故灰鑄鐵的熱處理主要來消除應力、改善切削加工性能、穩(wěn)定尺寸、提高表面硬度和耐磨性等。由于該零件的毛坯是鑄造成型，為了消除鑄造的殘余應力，該毛坯采用時效處理，有利于加工和保證質(zhì)量。 3.3 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領 3.3.1生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型 該零件的成品產(chǎn)量一年為1萬件，屬于大批量生產(chǎn)，要求生產(chǎn)該零件時，廢品百分率小于2％備品百分率為5%。 由計算公式： N=Qn(1+α)(1+β) N—零件的

21、年產(chǎn)量； Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量（該產(chǎn)品中Q=10000）； n—產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（由于是端蓋，n=1）； α—備品的百分率； β—廢品的百分率； N=10000（1+α）(1+β N=10710 3.4結(jié)構(gòu)工藝分析 3.4.1零件的結(jié)構(gòu)分析 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計是否合理應遵循工藝為原則，并貫穿產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計的全部過程中的各階段，一般從下列方面考慮： ①、合理劃分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)操作組件。 ②、盡量利用典型結(jié)構(gòu)。 ③、力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。 ④、合理化基準、力求統(tǒng)一。 ⑤、貫徹標準化，統(tǒng)一原則。 ⑥、結(jié)構(gòu)應能進行調(diào)整和定位。 ⑦、合理選擇零件的材料。 ⑧、機械加工工藝結(jié)構(gòu)是否合理。

22、 綜上考慮，該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計較為合理。 3.4.2零件工藝性分析 該零件圖上可以看出，主要加工面有左、右端面φ18mm、φ32mm、φ34mm、φ3mm、φ6mm、φ10mm的孔，這些加工面之間有一定的尺寸精度 ，分析如下： 1、 左、右端面的表面粗糙度為Ra=6.3，尺寸為25；左端面為φ34mm、φ3mm、φ6mm孔的工序基準各定位基準，相對于34+00。033mm的垂直度誤差不超過0.03mm；右端面為φ32mm、φ18mm孔的定位基準，所以都為重要加工面。 2、 以φ32mm、φ34mm、φ18mm的孔為主要加工面；除φ34的孔的表面粗糙度為Ra=3.2外其余的表面粗糙度為R

23、a=6.3，公差等級為IT7級，其余的為IT10～11。 3、 φ3mm、φ6mm的孔，因太小無法鑄造，只能鉆削加工，在φ6mm孔上擴φ10mm 的孔。 第四章 毛坯設計 4.1毛坯類型及制造的選擇 因為外輪廓的外形比較復雜,其余非加工表面用不去除材料的方法得到，零件的生產(chǎn)類型為大批量,數(shù)量多,宜選用鑄造毛坯,又因零件的精度要求不高，宜用砂型鑄造。 4.1.1毛坯余量的確定 查《機械加工工藝手冊》該鑄件的尺寸公差等級為CT11~CT13加工余量為等到級E~H。做CT為CT11，加工余量為H。 表4-1 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)

24、 說明 兩端面 25mm H 4mm 兩端面加工 φ18的孔 φ18mm H 4mm 內(nèi)孔加工 左端面 9mm H 2mm 左端面加工 查《機械加工工藝手冊》，確定鑄件主要尺寸公差 4.1.2主要毛坯尺寸 表4-2 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 左端面 9mm 2mm 11mm 兩端面 25mm 2+2mm 29mm φ18mm的孔 18mm 4mm Φ10m 第五章 工藝路線設計 5.1加工方案的選擇 選擇加工方法中,除應保證加工表面的表面質(zhì)量

25、粗糙度要求之外,應綜合考慮下列因素,工件的材料,工件的結(jié)構(gòu)類型和現(xiàn)場生產(chǎn)條件. 表5-1 加工方法 加工精度等級 偏差值 表面粗糙度值 粗車端面 IT11~13 0.12 6.3 粗車內(nèi)孔 IT11~13 0.12 6.3 精車內(nèi)孔 IT7~8 0.07 3.2 鉆孔 IT11~13 0.12 12.5 擴孔 IT9~10 0.091 6.3 加工各表面的加工方法如下: 左、右端面：粗車 1　 16的孔：粗車 2　 32的孔：粗車 3　 34的孔：粗車→精車 4　 3的孔：

26、鉆孔 5　 6的孔：鉆孔 6　 10的孔：擴孔 5.1.1加工路線的比較分析 根據(jù)各表面的加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度,確定各表面的加工方法如下: 方案一 序號 工序內(nèi)容 設備 10 鑄造毛坯 砂型 20 時效 30 檢驗 40 車左端面.車內(nèi)孔φ18mm及φ32mm達到圖樣要求. CA6140 50 車右端面.粗、精內(nèi)孔φ34+00.033mm.倒角245.達到圖樣要求.　　 CA6140 60 鉆φ6mm的孔.再锪φ6mm孔到φ10mm.達到圖樣要求. Z3025 70 鉆4-φ3mm

27、的孔 Z3025 80 去毛刺 90 終檢 100 入庫 方案二 序號 工序內(nèi)容 設備 10 鑄件 20 時效 30 檢驗 40 銑右端面 X5012 50 銑左端面 X5012 60 車左端面.車內(nèi)孔φ18mm及φ32mm達到圖樣要求. CA6140 80 鉆φ6mm的孔、再锪φ6mm孔到φ10mm.達到圖樣要求. Z3025 90 鉆4-φ3mm的孔 Z3025 100 去毛刺 110 終檢 120 入庫 5.1.2確定最優(yōu)的加工方案 加工方法的選擇就是為零件

28、上每一個有質(zhì)量要求的表面選擇一個合理的加工方法,在選擇合中不光要滿足零件的加工質(zhì)量要求,同時要兼顧生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性.由于可供選擇的方法很多即使對相同的精度(表面粗糙度)要求的同類表面可供選擇的加工方法也較多,所以具體選擇時,應充分考慮選擇成本較低的那種,從而降低零件的制造成本,上面的兩種方案都可以滿足零件的加工要求,但是為了減少裝夾誤差,降低加工成本,該零件應采用工序集中加工比較合理,而且還能減少裝夾誤差,所以加工路線的比較與優(yōu)化路線如下(方案一): 序號 工序內(nèi)容 設備 10 鑄件 20 時效 30 檢驗 40 車左端面.車內(nèi)孔φ18mm及φ32mm達到圖樣

29、要求. CA6140 50 車右端面.粗、精車內(nèi)孔φ34+00.033mm.倒角245.達到圖樣要求.　　.　　 CA6140 60 鉆φ6mm的孔.再锪φ6mm孔到φ10mm.達到圖樣要求. Z3025 70 鉆φ3mm的孔達到圖樣要求. Z3025 80 去毛刺 90 終檢 100 入庫 第六章 工序設計 6.1 工序的安排 因為該零件中對φ34+00。033mm的孔的垂直度要求比較高，且生產(chǎn)類型為大批量，為降低成本，故它們應采

30、用工序集中的原則，工序集中生產(chǎn)率高，有利于一次裝夾后加工較多的表面，不僅保證各個加工面之間的相互位置精度，而且減少了工序間的工作運輸量和裝夾工件的輔助時間。 根據(jù)基準先行原則、先面后孔、先主后次、先粗后精的加工原則，輔助工序穿插在各階段之間。根據(jù)這些原則，該零件的加工工序安排如下： 粗加工左端面 粗加工右端面 粗加工φ18mm、φ32mm的孔 粗、精加工φ34mm的孔 鉆φ3mm的孔 鉆φ6mm的孔、擴φ10mm 的孔 熱處理工序的安排： 由于該零件的材料屬于灰口鑄鐵。而零件要采用砂型鑄造件。根據(jù)材料的不同，所承受的載荷不同。所以采用的熱處理是為消除殘余應力，對于尺寸大，結(jié)構(gòu)

31、復雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排一次時效處理：對于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時效處理： 為了保證零件的質(zhì)量和有利于加工，而該零件的精度不高。所以把時效處理安排在零件的精加工前進行。 6.1.1 基準的選擇 1、 粗基準的選擇：粗基準的選擇應遵循下列原則： 1) 如果必須保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應以不加工表面作為 粗基準 2) 如果必須保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面為粗基準 3) 如需要保證各加工面都有足夠的加工余量，應選加余量較小的表面作為粗基準 4) 選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 該零件

32、滿足上面的第二點，所以選擇左端面為粗基準。 2、 精基準的選擇：精基準的選擇應按下列原則選擇： 1) 基準重合原則 2) 基準統(tǒng)一原則 3) 自為基準原則 4) 互為基準原則 5) 保證工件定位準確，夾緊可靠，操作方便的原則。 該零件的基準選擇如下： 表6-1 加工表面 定位、安裝基準 左端面 外圓輪廓 右端面 外圓輪廓 φ18mm的孔 外圓輪廓 φ32mm的孔 外圓輪廓 φ34mm的孔 左端面、外圓輪廓 φ3mm的孔 左端面、 外圓輪廓 φ6mm的孔 左端面、φ18mm的孔 、外圓輪廓 φ10mm的孔 左端面、φ18mm的孔、

33、外圓輪廓 6.1.2 切削用量的選擇 表6-2 各工序 各切削用量 參考資料 ap(mm) f(mm/r) vc(m/min) n(r/min) 車左、右各端面 2 0.5 20 500 《機械加工工藝手冊》表2.4-3（P563） 車φ10的孔至φ18mm 4 0.06 15 500 《金屬機械加工工藝手冊》表10-10（745） 車φ18mm的孔至φ25mm 3.5 0.08 15 500 車φ25mm的孔至φ32mm 3.5 0.08 15 500 車φ32mm的孔至φ34mm 1 0.12 20 800 鉆φ3m

34、m的孔 1.5 0.28 40 500 《機械加工工藝手冊》表2.4-58（P567） 鉆φ6mm的孔 3 0.22 35 500 锪φ6mm的孔至φ10mm 2 0.07 25 500 《機械加工工藝手冊》表2.4-52（P562） 6.1.3 時間定額的確定 機動時間的計算公式： T= L——為工作臺行程或刀具的長度； f——為進給量； N——為轉(zhuǎn)速； 1、工序10車左端面的機動時間： Ta===0.232min\ 車φ10mm的孔至φ18mm的機動時間: Ta== =1.13min 車φ18mm的孔至25mm的機動

35、時間： Ta===0.15min 車φ25mm的孔至32mm的機動時間： Ta===0.12min 2、工序20車右端面的機動時間： Ta===0.12min 車φ18mm的孔至φ25mm的機動時間： Ta===0.375min 車φ25mm的孔至32mm的機動時間： Ta====0.375min 車φ32mm的孔至34mm的機動時間： Ta===0.19min 3、工序30鉆φ6mm的孔的機動時間： Ta===0.25min 锪φ6mm的孔至φ10mm的孔的機動時間： Ta===0.4min 4、工序40鉆3的孔的機

36、動時間： Ta===0.13min 總共機動時間： T機=0.323+1.13+0.15+0.12+0.12+0.375+0.375+ 0.19+0.25+0.4+0.13=3.835min 根據(jù)經(jīng)驗， 輔助時間 Tb=5T機=19.175min 操作時間： TB=Tb+T機=3.835+19.175=23.01min 生理需要、休息時間： Tr=5% TB=1.15min 操作、布置工作場地時間： Ts=7%TB=1.61min 總共加工時間： T=Tr+Ts+TB=23.01+1.15+1.61=2.77min 第七

37、章 機床設備及切削液的選擇 7.1 機床的選擇 CA6140臥式車床的主要參數(shù) 表7-1 技術規(guī)格 CA6140 加工最大直徑（mm） 在床身上 400 在刀架上 210 棒料（mm） 48 加工最大長度（mm） 750 1000 1500 2000 中心距（mm） 750 1000 1500 2000 主軸孔徑（mm） 48 主軸錐度 莫氏6號 主軸轉(zhuǎn)數(shù)(r／min) 正轉(zhuǎn) 10~1400 反轉(zhuǎn) 14~1580 刀架最大縱向行程（mm） 650 900 1400 1900 刀架最大橫向行程（mm） 320

38、刀架最大回轉(zhuǎn)角度 90。 刀架進給量（mm／r） 縱向 0.028~6.33 橫向 0.014~3.16 車削螺紋 米制（mm） 1~192 英制(牙／in) 24~2 尾座橫向最大移動量（mm） 15 尾座頂尖套模式錐度 5號 主電動機功率(kw) 7.5 CA6140主軸轉(zhuǎn)數(shù) 正轉(zhuǎn)： 10 、12.5、 16 、20、 25 、32、 40 、50 、63、 80 、100、 125、 160 、200、 250、 320、 400 、450 、500、 560、 710、 900、 1120 、1400 反轉(zhuǎn)： 14

39、、22 、36、 56、 90、 141、 226 、362、 565、 633、 1018、 1580 Z3025搖臂鉆床主要參數(shù) 表7-2 技術規(guī)格 最大鉆孔直徑 25 主軸中心線至立柱表面距離（mm） 280~900 主軸斷面至工作臺的距離（mm） 0~550 主軸斷面至底座工作面的距離（mm） 250~1000 主軸最大行程（mm） 250 主軸孔莫氏錐度 3號 主軸轉(zhuǎn)速（r／min） 50~2500 主軸進給量（mm／r） 0.05~1.6 主軸最大扭轉(zhuǎn)力矩（N．m） 196.2 主軸最大進給力（N） 7848 主軸箱水平移動距離

40、（mm） 630 橫臂升降距離（mm） 525 橫臂回轉(zhuǎn)角度 360． 主電機功率（kw） 2.2 主軸轉(zhuǎn)速；50、80、125、200、250、315、400、500、630、1000、1600、2500 7.2切削液的選擇 在切削過程中，變形與磨擦所消耗的功絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，致使刀尖處的溫度升得很高，高溫會使刀刃很快磨鈍和損壞，使加工出來的工作質(zhì)量降低，為了降低切削溫度，目前常采用的方法是切削時澆注切削液。 7.2.1切削液的作用 1、 冷卻作用：切削液能吸收和帶走熱量；在切削過程中會產(chǎn)生大量的熱量，充分澆注切削液，能帶走大量熱量和降低溫度，有利于提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)

41、質(zhì)量。 2、 潤滑作用：切削液可以減少切削過程中的磨擦，顯著提高表面質(zhì)量和刀具使用壽命。 3、 防銹作用：切削液能使機床、工件刀具不受周圍介質(zhì)的腐蝕。 4、 沖洗作用：在澆注切削液時，能把切削過程中的切削屑沖出，尤其在切溝槽等切削屑不易排出的地方，較大流量的切削液能把切削屑帶出，使刀具不因切削屑阻塞而影響切削和表面質(zhì)量。 7.2.2切削液的選用 切削液應根據(jù)工件材料、刀具材料和加工工藝等條件來選用。 1、 粗加工，由于切削量大，產(chǎn)生熱量多，溫度高，而表面質(zhì)量要求并不高，所以，應采用以冷卻為主的切削液。 2、 精加工時，對工件表面質(zhì)量要求高，并希望刀具的耐用度高，希望用有良好潤滑作

42、用的切削液，精加工時切削量少，產(chǎn)生的熱量也少。所以對冷卻的要求不高，應以潤滑為主并具有一定冷卻作用的切削液。 綜上所述，由于該零件的材料為灰口鑄鐵，灰口鑄鐵的導熱性良好，為了提高加工表面光潔度和防止熱膨脹。所以灰口鑄鐵加工時，一般采用煤油冷卻潤滑。 7.3刀具、量具的選擇 7.3.1刀具的選擇 車刀:45外圓車刀：YG8硬質(zhì)合金材料，主偏角Kr=45、前角г=8、后角α=5、刃傾角λs=0、副偏角Kr〃=10、刀尖圓弧半徑rε=0.5mm。截面尺寸規(guī)格為1625。（參考《械加工工藝手冊》表4.2-1P1010）。 內(nèi)孔車刀: 粗車內(nèi)孔車刀：G8硬質(zhì)合金材料, 主偏角Kr=90、前角

43、г=12、角α=6、刃傾角λs=-5、副偏角Kr〃=30、刀尖圓弧半徑rε=0.3mm。截面尺寸規(guī)格為1625。刀桿伸出部分的長度為60mm 。參考《械加工工藝手冊》表4.2-1P1010）。 精車內(nèi)孔車刀:G8硬質(zhì)合金材料, 主偏角Kr=90、前角г=12、角α=6、刃傾角λs=0、副偏角Kr〃=30、刀尖圓弧半徑rε=0.3mm。截面尺寸規(guī)格為1625。刀桿伸出部分的長度為60mm 。參考《械加工工藝手冊》表4.2-1P1010）。 鉆頭：90外圓車刀:YG8硬質(zhì)合金材料, 主偏角Kφ3mm：YG8硬質(zhì)合金材料、d=3mm、L=114mm、l1=33mm、莫氏1號錐柄（參考《械加工工藝

44、手冊》B10946—89表4.3-9 P1031）。φ6mm：YG8硬質(zhì)合金材料、d=6mm、L=138l1=52、莫氏1號錐柄（參考《械加工工藝手冊》GB10946—89表4.3-9 P1031）。 锪孔鉆：φ10mm：帶導向柱平底锪鉆、YG8硬質(zhì)合金材料、d=10mm 、d1=3.4mm、d2=8mm、L=80mm、l=18mm(參考《械加工工藝手冊》表4.3-33P1049、GB4260-84) 7.3.2量具的選擇 測量方法應根據(jù)被測量零件尺寸的公差和量或量儀的允許示值誤差及經(jīng)濟性指標來選用，測量工具和測量方法的主要經(jīng)濟性指標是測量工具的價格測量工具使用的持久性（修理的時間隔期）

45、，檢定調(diào)整及修理所消耗的時間，測量過程所需的時間，對檢驗人員要求的核技術熟練程度等，選擇測量工具和方法，必須將以上因素綜合地考慮和比較，根據(jù)被測量零件 同精度要求，選用合理的量具，才能使生產(chǎn)成本降低，要做到這一點，就要事量具有測量極限誤差小于或等于零件尺寸精度所允許的測量極限誤差。該零件所選用的量具如下： 1、 游標卡尺，規(guī)格0~50mm，精度為0.02mm測量長度孔深度。 2、 內(nèi)徑千分尺規(guī)格0~50mm精度為0..001mm的孔徑。 17 第八章 填寫工藝文件 中南大學 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 產(chǎn)品名稱及型號 零部件名稱 圖 號 文 件 編

46、號 端蓋 (1) 材料名稱牌號 HT200 毛坯種類或材料規(guī)格 鑄造φ7729mm 凈重（千克） 1.5 產(chǎn)品標準 總作業(yè)時間 工序號 單 位 班 組 零（部）件工序名稱（簡要內(nèi)容） 工序標記 工序卡 編號 設 備 工藝裝備 刃量具 工作 等級 作業(yè) 時間 名稱 型號 名稱 編號 名稱 規(guī)格 10 鑄造毛坯 20 時效 30 檢驗 40 車

47、車左端面.車內(nèi)孔φ18mm及φ32mm達到圖樣要求. (1) 車床 CA6140 三爪卡盤 端面車刀 內(nèi)孔車刀 游標卡尺 內(nèi)徑千分尺 45 90 0~50mm 0~50mm 50 車 車右端面.粗、精車內(nèi)孔φ34+00.033mm.倒角245.達到圖樣要求. (2) 車床 CA6140 三爪卡盤 端面車刀 內(nèi)孔車刀 游標卡尺 內(nèi)徑千分尺 45 90 0~50mm 0~50mm 60 鉆 鉆φ6mm的孔.再锪φ6mm孔到φ10mm.達到圖樣要求. (3) (4) 鉆床 Z3025 專用夾

48、具 中心鉆 鉆頭 鉆頭 φ3mm φ6mm φ10mm 70 鉆φ3mm的孔達到圖樣要求. (5) 鉆床 Z3025 專用夾具 鉆頭 φ3mm 80 鉗 去毛刺 90 終檢 100 入庫 編制 上工序 第 頁 校對 共 頁 審

49、核 下工序 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 會簽 19 中南大學 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品名稱及型號 零部件名稱 圖 號 工序名稱 工序號 文 件 編 號 端蓋 10 材料 名稱 鑄鐵 牌號 HT200 硬度 設備 名稱 車床 型號 C6140A 產(chǎn)品標識 工序標識 切削液 煤油 工裝名稱及編號 工作等級 總作業(yè)時間（分） 8.31 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 切 削

50、 規(guī) 格 行程 次數(shù) 作業(yè)時間(分) 刃 量 具 附注 切削速度(m/min) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 背吃 刀量 進給量 (mm/min) 機動 輔助 名稱 規(guī)格 1 車左端面至圖樣要求 20 500 2 0.5 1 0.232 1.16 游標卡尺　硬質(zhì)合金車刀 0~50mm 90 2 車φ10mm的孔至φ18mm至圖樣要求 15 500 4 0.06 1 1.13 5.65 游標卡尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 90 3 車φ18mm的孔至φ25m留3. 5mm余量 15 500 3

51、.5 0.08 1 0.15 0.75 游標卡尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 90 4 車φ25m的孔至φ32mm達圖樣要求 15 500 3.5 0.08 1 0.15 0.75 游標卡尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 90 編制 上工序 第 頁 校對 共 頁 審核 下工序 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期

52、 會簽 中南大學 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品名稱及型號 零部件名稱 圖 號 工序名稱 工序號 文 件 編 號 20 材料 名稱 鑄鐵 牌號 HT200 硬度 設備 名稱 車床 型號 C6140A 產(chǎn)品標識 工序標識 切削液 煤油 工裝名稱及編號 工作等級 總作業(yè)時間（分） 5.3 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 切 削 規(guī) 格 行程 次數(shù) 作業(yè)時間(分) 刃 量 具 附注 切削速度(m/min) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 背吃

53、刀量 進給量 (mm/min) 機動 輔助 名稱 規(guī)格 1 車右端面保證尺寸25mm 20 500 2 0.5 1 0.12 0.6 游標卡尺　90硬質(zhì)合金車刀 0~50mm 2 車φ18mm的孔至φ25mm留4.5mm余量 15 500 3.5 0.08 1 0.375 1.875 游標卡尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 3 車φ25m的孔至φ32mm留余量1mm 15 500 3.5 0.08 1 0.375 1.875 游標卡尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 4 精車φ32mm的孔至圖樣要求

54、 20 800 1 0.12 1 0.19 0.95 內(nèi)測千分尺、硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀 0~50mm 編制 上工序 第 頁 校對 共 頁 審核 下工序 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 會簽 中南大學 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品名稱及型號 零部件名稱 圖 號 工序名稱 工序號 文 件 編 號

55、 30 材料 名稱 鑄鐵 牌號 HT200 硬度 設備 名稱 鉆床 型號 Z3025 產(chǎn)品標識 工序標識 切削液 煤油 工裝名稱及編號 工作等級 總作業(yè)時間（分） 3.25 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 切 削 規(guī) 格 行程 次數(shù) 作業(yè)時間(分) 刃 量 具 附注 切削速度(m/min) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 背吃 刀量 進給量 (mm/min) 機動 輔助 名稱 規(guī)格 1 鉆φ6mm的通孔 35 500 3 0.22 1 0.25 1.25

56、 2 锪φ6mm的孔至圖樣要求 25 500 2 0.07 1 0.4 2 編制 上工序 第 頁 校對 共 頁 審核 下工序 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 會簽 中南大學 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品名稱及型號 零部件名稱 圖 號 工序名稱 工序號 文 件 編 號

57、 40 材料 名稱 鑄鐵 牌號 HT200 硬度 設備 名稱 鉆床 型號 Z3025 產(chǎn)品標識 工序標識 切削液 煤油 工裝名稱及編號 工作等級 總作業(yè)時間（分） 0.65 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 切 削 規(guī) 格 行程 次數(shù) 作業(yè)時間(分) 刃 量 具 附注 切削速度(m/min) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 背吃 刀量 進給量 (mm/min) 機動 輔助 名稱 規(guī)格 1 鉆φ3mm的孔至圖樣要求 40 500 1.5 0.28 1 0.13

58、 0.65 編制 上工序 第 頁 校對 共 頁 審核 下工序 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 修改文件號 簽字 日期 會簽 22 第九章 鉆模夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)效率,保證加工質(zhì)量和加工紀律,降低勞動強度,生產(chǎn)成本,需要設計專用夾具. 通過對零件的結(jié)構(gòu)、加工順序,以及工藝的分析.決定第40道工序鉆4φ3mm的孔.該夾具適用于Z3025

59、的搖臂鉆床. 9.1 鉆床夾具設計的要點 夾具設計的原則是保證質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低成本.但是所設計的夾具必須要"好用、好造、好修"這六個字,其中好用是最主要的.好用也必須不能脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實際制造和維修水平為前提.所以所設計的鉆床夾具必須具備以下要求: ⑴保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案,標注合適的尺寸,公差和技術要求,并進行必要的精度分析,確保夾具能滿足工件的加工精度要求. ⑵提高生產(chǎn)效率 應根據(jù)工件的生產(chǎn)批量的大小,設計不同復雜的程度的高效夾具,以縮短輔助時間,提高生產(chǎn)效率 ⑶工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修.

60、 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn).當最終精度由調(diào)整或修配保證時,夾具上應設置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu).如設置適當?shù)恼{(diào)整間隙,采用可修磨的墊片等. ⑷使用性好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠、排屑應方便,必要時可以設置排屑結(jié)構(gòu). ⑸經(jīng)濟性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單,標準化程度高,成本低廉外,還應根據(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析,以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益. 9.2 確定夾具的設計方案 這道工序是鉆4φ3mm的孔.必須保證孔的軸線與零件的左右端面垂直.可以用左端面和φ18mm的內(nèi)孔進行定位,便于夾具安裝,以簡便和安裝的可靠性,從而保證工件的加工精度,來提高零件的生產(chǎn)

61、效率.通過對零件結(jié)構(gòu)和形狀分析,該零件4φ3mm的孔均勻分布在φ34+00.033mm的臺階面上.其實,該零件的加工直接可以通過畫線、找正就可以加工4φ3mm的孔.由于4φ3mm孔的孔徑只有3mm,即鉆4φ3mm孔時,切削用量小,切削力自然也比較小,所以沒有必要去設置夾緊裝置,用手扶助就可以直接加工了.但這樣的生產(chǎn)效率不高,不容易保證加工質(zhì)量和精度,并且費用比較大,不經(jīng)濟.而且要求操作工人的技術比較高,身體素質(zhì)好.因為勞動強度大.這樣的加工方法只適合于單件或小批量生產(chǎn).而現(xiàn)在該零件的生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),必須保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本.所以必須設計一套鉆4φ3mm孔的專用夾具來加工.這樣

62、即提高了生產(chǎn)效率,又保證了加工質(zhì)量,又降低了生產(chǎn)成本.該零件的這道工序在專用的鉆模夾具上完成.為了使工件順利高效的加工,所以必須對設計的夾具進行相應的檢查、修改、校核.所以為所設的專用夾具編寫一份內(nèi)容簡要說服力強的說明書. 9.3零件的工藝分析 本道工序是在灰口鑄鐵零件上鉆4φ3mm的孔.應滿足如下加工要求: ⑴4φ3mm的四個孔,必須均勻分布在φ34+00.033mm的內(nèi)孔臺階面上,四個孔的孔徑為3mm,深度為10mm. ⑵4φ3mm的四個孔的軸線必須與左右端面垂直. ⑶在鉆模上,鉆套的軸線必須保證與φ3mm孔的軸線保持一致.以此保證零件鉆孔的加工精度和加工質(zhì)量. ⑷該零件為灰口

63、鑄鐵.為了使4φ3mm的孔面有很好的光潔度和表面粗糙度,在加工4φ3mm的孔時,適當?shù)氖褂们邢饕?由于切削液的種類很多,不同的零件,不同的材料.它們所使用的切削液不一樣.根據(jù)前面零件的材料分析,該零件的材料為灰口鑄鐵,所以該零件在加工時選用煤油作為切削液.對該零件進行冷卻和潤滑來達到目的,從而保證4φ3mm孔加工精度. 9.4鉆模夾具的分析 9.4.1定位方案 選用工序基準φ18mm的孔和左端面作為定位基面,以心軸和端面來限制五個自由度.用心軸兩個位置自由度X Y.端面限制兩個角度自由度和一個位置自由度X Y Z .由于4φ3mm的孔是軸對稱,又是一個通孔.那么Z方向的角度自由度可

64、以不限制,但為了使加工更加緊湊和順利進行,在此采用一個棱形銷來限制Z. 9.4.2夾緊方案 該零件在加工4-φ3mm時,切削余量較小,切削力也小,加上孔不深.所以加工時需要的夾緊力也小.用六角螺母夾緊就夠了.沒有必要設置復雜的夾緊裝置了. 9.4.3導向方案 為了迅速準確的確定刀具與工件的有個準確的位置,在夾具上應設置引導刀具的元件—鉆套.鉆套一般安裝在鉆模板上,鉆模板與夾具體連接.鉆套與工件之間應有排屑空間.由于該零件的生產(chǎn)批量大又是四個圓周上的孔,為了保證四個孔的加工質(zhì)量.所以采用蓋板式的鉆模來導向. 9.5 夾具體的設計及類型 夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一整體.

65、因此,夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接.所以對夾具有以下要求: 有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面,安裝對刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面(與機床相連的表面)等,應有適當?shù)某叽绾托螤罹?它們之間應有適當?shù)奈恢镁? 為使夾具體尺寸穩(wěn)定,鑄造夾具體要進行時效處理,焊接和鍛造夾具體要進行退火處理. 有足夠的強度和剛度 加工過程中,夾具體要承受較大的切削力和夾緊力,為了保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和振動,夾具體應有足夠的強度和剛度.因此夾具體需要有一定厚度,鑄造和焊接夾具體常設置加強助,或在不影響裝卸的情況下采用框架

66、式夾具體. 結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應便于制造,裝配和檢驗.鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應鑄造凸臺,以減少加工面積.夾具體毛坯與工件之間應留有足夠的間隙,一般應為4～15mm.夾具體結(jié)構(gòu)型式應變于工件的裝卸. 排屑方便 切屑多時,夾具體上應考慮,排屑結(jié)構(gòu).如在夾具體上安有排屑槽或在夾具體下部設置排屑斜面.斜角可取30～50. 在機床上安裝穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上相應的表面的接觸或配合實現(xiàn)的.當夾具在機床工作臺安裝時,夾具的重心應盡量低,重心越高支承面越大,夾具底面四邊應凸出,使夾具體的安裝基面與機床的工作臺面接觸良好. 夾具體的類型 夾具體的類型有五種,分別為鑄造夾具體,焊接夾具體,鍛造夾具體,型材夾具體,裝配夾具體.在此,該零件的夾具體選擇鑄造夾具體.因為鑄造夾具體的工藝性好,可鑄造各種復雜形狀,具有較好抗壓強度,剛度和抗振 9.6夾具總圖上的尺寸 公差及技術要求的標注 9.6.1夾具總圖上應標注的尺