一、設(shè)計(jì)題目(學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫)二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1 張(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)三、上交材料(1) 繪制零件圖 1 張(2) 毛坯圖 1 張(3) 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片(參附表 1) 1 張(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1 張(4) 夾具裝配圖 1 張(5) 夾具體零件圖 1 張(6) 課程設(shè)計(jì)說明書(5000～8000 字) 1 份四、進(jìn)度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫零件圖 2 天(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5 天(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9 天(4) 編寫說明書 3 天(5) 準(zhǔn)備及答辯 2 天五、指導(dǎo)教師評(píng)語成 績： 指導(dǎo)教師： 日 期： 摘 要在機(jī)械制造的機(jī)械加工，檢驗(yàn)，裝配，焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以保證零件和工件的質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行連接盤零件的專用夾具的設(shè)計(jì)，是對(duì)我們以往所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和對(duì)我們所掌握知識(shí)的一次擴(kuò)展。本文主要從工藝規(guī)程的指定與夾具的設(shè)計(jì)兩方面出發(fā)。根據(jù)零件本身的特點(diǎn)，生產(chǎn)類型以及零件在具體工作時(shí)的作用選擇工藝規(guī)程和夾具。在工藝規(guī)程方面：確定生產(chǎn)類型，綜合考慮其準(zhǔn)確度高，生產(chǎn)效率高，消耗經(jīng)濟(jì)少等方面，選擇一個(gè)最優(yōu)方案；在夾具設(shè)計(jì)方面，因?yàn)槭腔剞D(zhuǎn)體盤狀零件，加工 4XФ10 孔，選擇鉆床加工，考慮諸多因素?cái)M訂最優(yōu)方案，最終完成本次設(shè)計(jì)。AbstractThe machine made in the machine processes, examining, assembling, welding with heat handle to wait cold and hot craft process in, use a great deal of tongs, in order to the gearing process object, making it occupy right position to promise the quality of spare parts and work piece.This design is mainly the design of appropriation tongs which carries on land spare parts, is tally up the knowledge that we learn before and to the once expanding of the knowledge that we control.This text mainly sets out from the design both side of the specifying of craft rules distance and the tongs.According to the characteristics of spare parts, the function produced type and spare parts while concretely working choice the craft rules distance and tongs.In the craft rules distance aspect:Assurance produce a type, comprehensive consider its ccurate degree high, produce an efficiency is high, consume economy little etc. aspect, choose the superior project;Design aspect in the tongs, because of is a soild of revolution, process 4XФ 10 bores, the choice drills a bed to process, considering many factors to draw up the superior project, end completion originally time design.目 錄1 零 件 的 分 析 .51.1 零 件 的 作 用 61.2 零 件 的 工 藝 分 析 62 機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 72.1 毛 坯 的 制 造 形 式 72.2 基 準(zhǔn) 面 的 選 擇 72.2.1 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 72.2.2 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 72.3 制 訂 工 藝 路 線 72.4 機(jī) 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 毛 坯 尺 寸 的 確 定82.5 確 定 切 削 用 量 92.5.1 工 序 38： 92.6 時(shí) 間 定 額 計(jì) 算 103.指 定 工 序 的 專 用 機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) .113.1 問 題 的 指 出 113.2 夾 具 設(shè) 計(jì) .113.2.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 113.2.2 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計(jì) 算 .113.3 定 位 誤 差 的 分 析 133.4 夾 具 設(shè) 計(jì) 及 操 作 的 簡 要 說 明 134.方 案 綜 合 評(píng) 價(jià) 與 結(jié) 論 .145. 本 次 課 程 設(shè) 計(jì) 體 會(huì) 與 展 望 14參 考 資 料 .151 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是連接盤，連接盤的主要作用是連接管件和傳遞運(yùn)動(dòng)。1.2 零件的工藝分析連接盤的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm 及精度等級(jí) 表面粗糙度 Ra/um 形位公差/mm連接盤頂面 Φ240 IT12 6.30.10 A連接盤底面 Φ530 0-0.070 IT7 1.6 Φ0.08 A0.10 BΦ 630 外圓表面 Φ630 IT12 6.3Φ 440 外圓表面 Φ440 IT12 1.6Φ 550 外圓表面 Φ550 IT12 6.3Φ 420 外圓表面 Φ420 +0.086+0.023 IT7 6.3 Φ0.06 AΦ 240 外圓表面 Φ240 IT12 6.3Φ10 孔 X4 Φ10 IT10 6.3Φ180 內(nèi)孔 Φ180 0+0.04 IT7 1.6Φ 375 錐形內(nèi)孔 Φ375 0+0.057 IT7 3.2連接盤厚度 160 IT12連接盤底面寬度 150+0.043 IT9 1.6Φ630 外圓表面寬度 30 IT12 1.6Φ440 外圓表面寬度 60 0+0.074 IT9 1.6Φ550 外圓表面寬度 15 IT12 6.3Φ420 外圓表面寬度 15 IT12 6.3Φ240 外圓表面寬度 25 0+0.052 IT9 6.3Φ 180 孔鍵槽長 550-0.074 IT9 6.3Φ 180 孔鍵槽寬 45 0+0.3 IT12 6.3Φ 180 孔鍵槽高 11.4 IT12 6.32 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,且生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)，故采用金屬模機(jī)器造型鑄造。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇連接盤右端面和 φ240 外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用 φ240 外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋左端面和 φ180 孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。Φ180 孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位連接盤兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的端面跳動(dòng)度要求。選用端蓋左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵摱松w在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.3 制訂工藝路線以下工藝過程詳見械加工工藝過程卡片2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機(jī)械加工及毛坯尺寸的確定：綜合鑄件的材料、加工方式與生產(chǎn)規(guī)模，選定毛坯公差等級(jí)為 CT9（表 2-1） ，毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級(jí)為 E（表 2-5）項(xiàng)目 機(jī)械加工余量/mm尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 備注連接盤軸向長度1601.1 2.8 163.6 表 2-3、2-4連接盤底面Φ530 外圓表面2.2 3.6 536.2 表 2-3、2-4Φ630 外圓表面 2.2 3.6 636.2 表 2-3、2-4Φ550 外圓表面 2.2 3.6 556.2 表 2-3、2-4Φ420 外圓表面 2.2 3.6 426.2 表 2-3、2-4Φ 180 內(nèi)孔 1.4 2.8 175.8 表 2-3、2-4Φ375 錐形內(nèi)孔孔1.4 3.2 370.6 表 2-3、2-4Φ630 外圓表面寬0.4 1.8 31.7 表 2-3、2-4Φ550 外圓表面寬0.4 1.8 61.0 表 2-3、2-4Φ240 外圓表面 1.4 2.8 244.2 表 2-3、2-4Φ240 外圓表面寬0.4 1.8 24.8 表 2-3、2-4工序尺寸確定：這里只確定鉆、鉸 φ10 孔的加工余量、工序尺寸和公差，如下圖所示：由表 2-28 可查得，粗鉸余量 Z 粗鉸 =0.16mm;鉆孔余量 Z 鉆=9.8mm。查表 1-20 可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，粗鉸：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，粗鉸：0.15mm;鉆：0.058mm。綜上所述，該鉆孔工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗鉸：φ9.96 0+0.058mm;鉆：φ9.8 0+0.15mm。2.5 確定切削用量（1）鉆孔工步1）背吃刀量的確定 取 ap=9.8mm.2) 進(jìn)給量的確定 由表 5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。3）切削速度的計(jì)算 由表 5-22，按鑄鐵硬度為 HBS200~241 計(jì)算，切削速度 v 選取為 10m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速 n=318.47 r/min ,參照 Z3040 型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=320r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1） ，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為 v=3.14nd/1000=10.05m/min。（2） 粗鉸工步1）背吃刀量的確定 取 ap=0.98mm。2) 進(jìn)給量的確定 由表 5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5mm/r。3）切削速度的計(jì)算 由表 5-31，切削速度 v 選取為 2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速 n=63.69 r/min ,參照 Z3040 型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=80r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1） ，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=2.5 m/min。2.6 時(shí)間定額的計(jì)算1．基本時(shí)間 tj 的計(jì)算（1） 鉆孔工步根據(jù)表 5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l(wèi)=30mm;l2=1mm;l1=D/2*cotkr+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm;f=0.1mm/r;n=320mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間 tj=68s。 （2） 粗鉸工步根據(jù)表 5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1 由表 5-42 按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08 的條件查得 l1=0.37mm; l2=15mm; 而 l=30mm; f=0.1mm/r; n=80r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間 tj=340s。2．輔助時(shí)間 ta 的計(jì)算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 之間的關(guān)系為 ta=(0.15~0.2) tj ,這里取 ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：鉆孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x68s=10s;粗鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x340s=51s;3. 其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間 tb 是作業(yè)時(shí)間的 2%~7%，休息與生理需要時(shí)間 tx 是作業(yè)時(shí)間的 2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%） （tj+ta）計(jì)算，它們分別為：鉆孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(68s+10s)=4.68s;粗鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(340s+51s)=23.46s;4．單件時(shí)間 tdj 的計(jì)算這里的各工序的單件時(shí)間分別為：鉆孔工步 tdj 鉆=68s+10s+4.68s=82.68s;粗鉸工步 tdj 粗鉸=340s+51s+23.46s=414.46s;因此，此工序的單件時(shí)間 tdj=tdj 鉆+tdj 粗鉸 =82.68s+414.46s=497.14s。3 指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。最后決定設(shè)計(jì) ф10 鉆孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于 Z3040 搖臂鉆床。刀具為麻花鉆、鉸。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆 Φ10 孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，4 個(gè) Φ10 孔中在 Φ630 外圓端面上均勻、對(duì)稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為連接盤的軸向內(nèi)孔中心軸線，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以 Φ180 內(nèi)孔面作為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì) Φ10 孔進(jìn)行加工。同時(shí)，準(zhǔn)備采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：Φ10 的麻花鉆，Φ10 的錐度鉸刀。①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P70 表 3-6，得鉆削力計(jì)算公式： HBDSP6.09.06.7??式中 P───鉆削力t───鉆削深度, 30mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.1mmD───麻花鉆直徑, Φ10mmHB───布氏硬度，224HBS 所以HBDSP6.09.06.7??=1440.6（N）②鉸孔時(shí)的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P70 表 3-6，得鉆削力計(jì)算公式： HBStP6.04.02.19??式中 P───切削力t───鉆削深度,30mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.5mmD───鉸孔鉆直徑, Φ10mmHB───布氏硬度，224HBS 所以HBStP6.04.02.19??= 1651.1（N）夾緊力的計(jì)算鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70 表 3-6，查得工件以一個(gè)面和一個(gè)孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式： dtdfLQWgz 132)(??????式中 φ───螺紋摩擦角───平頭螺桿端的直徑1─── 工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16f─── 螺桿直徑dz───螺紋升角?Q ───手柄作用力L ───手柄長度則所需夾緊力 dtdfLQWgz 132)(??????=834.2N根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。3.3 定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為定位銷軸，而該定位元件的尺寸公差為 0.04---（ -0.083-0.043),而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過 φ180 孔和底面為定位基準(zhǔn)。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實(shí)現(xiàn)工件定位。該設(shè)計(jì)用可換定位銷軸，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。4.方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論本夾具加工過程穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)方面也大大減少了開支,生產(chǎn)效率也提高了很多，因此本方案適合大批量生產(chǎn)。5. 本次課程設(shè)計(jì)體會(huì)與展望本次課程設(shè)計(jì)是我們?cè)诮Y(jié)束所有專業(yè)課程以后的一次綜合性設(shè)計(jì)，它不僅測(cè)試了我們所學(xué)的知識(shí)是否扎實(shí)，而且還為我們接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了鋪墊。通過這次課程設(shè)計(jì)，我所學(xué)的知識(shí)得到了鞏固，充分發(fā)揮了我們個(gè)人的潛力。在這次設(shè)計(jì)過程中，雖然遇到過很多的困難，但是我們經(jīng)過小組討論以及老師的細(xì)心教導(dǎo)，使我們一次次地突破困難，最終圓滿的完成了設(shè)計(jì)。對(duì)于接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)橛辛诉@次積累的經(jīng)驗(yàn)，我相信我一定可以圓滿地完成。參考資料1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 機(jī)械工業(yè)出版社3.《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社