壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985
目錄
一．序言 ……………………………………. 2
二．零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定……. 2
三．選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖.. 4
四．選擇加工方法，制定工藝路線…………... 5
五．工序設(shè)計 ………………………………… 6
六．確定切削用量及基本時間 ……………… 7
七．夾具設(shè)計………………………………… 11
八．設(shè)計小結(jié)………………………………… 12
九．參考文獻(xiàn)………………………………… 13
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。
一．零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于車床制動機(jī)構(gòu)中，主要起制動作用。杠桿一端與制動帶連接，另一端通過剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開時，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時針方向擺動，將制動帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個接合時，杠桿都順時針方向擺動，使制動帶放松，從而達(dá)到制動的目的。
2.零件的工藝分析
所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視
從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個部分。
1． Ф25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時要保證Ф25 + 00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求較高。
2． 連桿的支撐底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同時保證連桿的高度30mm。
3． 連桿上端面及下端側(cè)面；上端面40×30mm,粗糙度要求Ra3.2,同時保證與Ф25mm的圓柱軸線的距離90mm；下端側(cè)面保證尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；離Ф25mm的圓柱軸線45mm的側(cè)面粗糙度要求Ra12.5。
4． 鉆孔及攻螺紋孔；上端面2×M6，保證尺寸10mm、20mm,沉頭錐角120°，粗糙度要求Ra6.3；M8的螺紋孔，锪Ф14×3mm的圓柱孔，粗糙度Ra3.2；鉆下端Ф12.7 + 00.1的錐孔，保證公差要求，以及中心線與Ф25mm的圓柱軸線的距離60 mm粗糙度要求Ra6.3。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
3.零件的生產(chǎn)類型
依設(shè)計題目知：Ｑ＝２０００臺／年，n=1件／臺，結(jié)合生產(chǎn)實際，備產(chǎn)率α和廢品率β分別取為１０％和１％。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)Ｎ＝２０００×１×（１+１０％）×（１+１％）＝２２２２件／年
零件是機(jī)床的杠桿，質(zhì)量為０.８５kg,查表２-１可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
二．選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖
１.選擇毛坯
該零件材料為ＨＴ２００，考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量為２２２２件，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。
２.確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差
參見本書第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按表５-３和表５-４確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。
（１） 鑄件機(jī)械加工余量等級 該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級為Ｄ～Ｆ。
（２） 鑄件尺寸公差 根據(jù)表５-３毛坯鑄件的基本尺寸處于１００～１６０之間，而鑄件的尺寸公差等級取為８級，取鑄件的尺寸公差為１.８mm。
３.確定機(jī)械加工余量
根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級為Ｄ～Ｆ，以及鑄件的尺寸，定鑄件的機(jī)械加工余量為１.５mm。
４.確定毛坯尺寸
根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機(jī)械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的尺寸為基本尺寸加上２.４mm。
５.確定毛坯尺寸公差
根據(jù)表５-３毛坯的尺寸公差等級去為８級，確定尺寸公差為１.８mm。
６.設(shè)計毛坯圖
毛坯圖如下圖所視。
三.選擇加工方法，制定工藝路線
1.定位基準(zhǔn)的選擇
本零件是帶孔的桿狀零件，孔是其設(shè)計基準(zhǔn)，在銑削零件的三個平面以及鉆孔的時侯，都應(yīng)以孔為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差的產(chǎn)生，在銑削底面時應(yīng)該以不需要加工的面為粗定位基準(zhǔn)。
2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有端面，內(nèi)孔，螺紋孔，其中端面有一個大底面和二個小端面，內(nèi)孔有φ25mm和φ12.7mm各一個孔，螺紋孔有M6和M8各一個。材料為灰鑄鐵。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。
（1） 大底面 據(jù)表面粗糙度3.2，考慮加工余量的安排，根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的方法加工。
（2） 25mm的孔 根據(jù)表面粗糙度，選公差等級為IT8，根據(jù)表5-15選用先鉆后擴(kuò)再粗鉸再精鉸的加工方法。
（3） 端面一 據(jù)表面粗糙度6.3，根據(jù)表5-16采用銑削的加工方法，銑一刀。
（4） 12.7mm的孔 根據(jù)表5-15選用鉆削的加工方法。
（5） 端面二 根據(jù)表面粗糙度3.2，根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的加工方法。
（6） M6螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。
（7） M8螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。
3.制定工藝路線
根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)以及需要選用的定位基準(zhǔn)，按照先加工基準(zhǔn)面，以及先粗后精的的原則，該零件應(yīng)先加工大底面，再鉆孔，再加工其他表面的方法，具體工藝路線如下：
工序Ⅰ：以不需要加工的底面為粗基準(zhǔn)，銑削另一個底面。
工序Ⅱ：以銑削過的底面和直徑45的外圓表面定位，鉆直徑25的孔。
工序Ⅲ：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，銑削端面一，保證長度30mm的尺寸。
工序Ⅳ：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，鉆削直徑12.7的孔。
工序Ⅴ：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，銑削端面二，保證長度90mm的尺寸。
工序Ⅵ：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，加工M6的螺紋孔。
工序Ⅶ：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，加工M8的螺紋孔。
四.工序設(shè)計（工序40，50，80）。
1． 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
(1).選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。
a) 工序40是粗銑。
工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用X51式立式銑床即能滿足要求。
b) 工序50是鉆、擴(kuò)孔,80是鉆孔、锪孔、攻螺紋。
由于加工面位置分散，表面粗糙度數(shù)值要求不同，因而選擇Z535鉆床。
(2).選擇夾具
本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，故工序40，50，80均選擇專用夾具。
(3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。
a) 工序40銑端面時，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑D＝32mm，齒數(shù)Z＝4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。
b) 工序50鉆孔時，選擇高速鋼麻花鉆頭d＝12mm，長度L＝102mm，齒數(shù)Z＝3。材料選擇高速鋼。
c) 工序80鉆孔時，選擇高速鋼麻花鉆頭d＝7mm，長度L＝150mm，齒數(shù)Z＝3。材料選擇高速鋼。
d) 工序50擴(kuò)孔時，選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆的d=12.7mm, 長度L＝102mm，齒數(shù)Z＝3。材料選擇高速鋼。
e) 工序80锪孔時，選擇帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。直徑d＝14mm，d1=6.6mm，長度L＝150mm。材料選擇高速鋼。
f) 工序80攻螺紋時，根據(jù)螺紋公稱直徑選擇M8絲錐，直徑d＝10mm，長度L＝72mm，螺距P＝1.25。
(4).選擇量具
本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考有關(guān)資料，選擇如下。
a) 選擇加工平面所用量具。
銑端面，選擇讀數(shù)值0.02，測量范圍0～150游標(biāo)卡尺。
b) 選擇加工孔所用量具。
Φ12.7mm孔經(jīng)過鉆，擴(kuò)兩次加工，選擇讀數(shù)值0.01，測量范圍5～30的內(nèi)徑千分尺。M8×6H螺紋經(jīng)過鉆,锪孔，攻螺紋加工，鉆,锪孔時選擇讀數(shù)值0.01，測量范圍5～30的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時選擇螺紋塞規(guī)進(jìn)行測量。
2． 確定工序尺寸
本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表。
（mm）
加工表面
工序余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度/μm
粗
半精
粗
半精
粗
半精
端面
3
14mm
Ra6.3
Φ12.7mm孔
12
0.7
Φ12
Φ12.7
Ra12.5
Ra6.3
M8螺紋底孔
7
Φ7
Φ14×3沉頭孔
Φ14
Φ14
M8螺紋
1.6
M8
四． 確定切削用量及基本時間
工序40 粗銑鋼球孔端面
1.切削用量
本工序為銑，已知加工材料為HT200，鑄件；機(jī)床為X51式立式銑床，工件裝夾在專用夾具上。
（1）確定背吃刀量aP 本工序加工余量aP=3mm。
（2）確定每齒進(jìn)給量fz 本工序要求加工表面粗糙度為Ra≤6.3μm，側(cè)面表面粗糙度為Ra≤12.5μm，于是取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=0.6mm/r，則fz=fr/z=0.15mm/z
（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查表得后刀面最大磨損限度為0.5mm，刀具壽命為180min
（4）確定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量fM
當(dāng)壽命為180min，d0/z=32/4=8，aP=3mm，fz=0.15mm/z時，v=90m/min，n=1000r/min，fM=316mm/min。其修正系數(shù)為kMv= kMn= kMfn=0.89
Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1
所以v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min
根據(jù)X51立式銑床說明書選擇
n=1225r/min fM=300mm/min
則實際切削速度和每齒進(jìn)給量為
v=94.3m/min fz=0.14mm/z
2.基本時間
經(jīng)計算平面銑削長度為30mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。
故銑削該平面的基本時間為
Ti= (30+15)/300=9s
工序50 加工φ12.7×4.4盲孔
本工序為鉆，已知加工材料為HT200，鑄件；機(jī)床為Z535立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上。
1).確定粗加工Φ12.7mm孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
鉆孔粗加工雙邊余量12mm，顯然ap＝12/2＝6mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時，麻花鉆直徑為φ12mm,進(jìn)給量f＝0.31～０.39mm/r，選擇進(jìn)給量為0.32mm/r。
Ⅲ. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 5～0.8，取值為0.6。根據(jù)表5-130, φ5.８mm高速鋼鉆頭平均壽命T＝20min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,鉆孔時切削速度的計算公式
其中＝9.5，＝12mm， T＝20min，m＝0.125，＝2.9mm，Xv＝0，
fz＝0.32，＝0.55，＝0.25，＝0.75×0.84。
計算得：v＝12.3m/min。
2).確定擴(kuò)Φ12.7mm孔的切削用量。所選刀具為高速鋼擴(kuò)刀。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
擴(kuò)孔雙邊余量0.7mm，顯然ap＝0.7/2＝0.35mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-128，在高速鋼擴(kuò)孔時，加工材料為灰鑄鐵，擴(kuò)刀直徑為φ12.7mm,進(jìn)給量f＝0. 5～0.6mm/r，選擇進(jìn)給量為0.5mm/r。
Ⅲ. 選擇擴(kuò)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼擴(kuò)刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 4～0.6，取值為0.5。根據(jù)表5-130, φ12.7mm擴(kuò)刀加工灰鑄鐵平均壽命T＝60min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,擴(kuò)孔時切削速度的計算公式
其中＝15.6，＝12.7mm， T＝60min，m＝0.3，＝0.1mm，Xv＝0.1，
fz＝0.5，＝0.5，＝0.2，＝0.75×0.84。
計算得：v＝12.5m/min。
2.基本時間
(1).確定粗加工Φ12.7mm孔的基本時間
根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時間為
其中＝60°，，＝1~4＝2mm，D＝12mm，＝4.4mm，
f＝0.32mm/r，n＝10.5r/s。
計算得：T＝5.5s。
(2).確定擴(kuò)Φ12.7mm孔的基本時間
根據(jù)表2-26，擴(kuò)孔的基本時間為
其中＝60°，，＝4.4mm，D＝12.7mm，＝5.8，
＝9mm，f＝0.5mm/r，n＝10.5r/s。
計算得：T＝6.3s。
工序80 鉆沉頭孔及攻螺紋
本工序為鉆，已知加工材料為HT200，鑄件；機(jī)床為Z535立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上。
1．切削用量
(1).確定粗加工M8螺紋底孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
鉆孔粗加工雙邊余量6.4mm，顯然ap＝6.4/2＝3.2mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時，麻花鉆直徑為
φ6.4mm,進(jìn)給量f＝0.27～０.33mm/r，選擇進(jìn)給量為0.3mm/r。
Ⅲ. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 5～0.8，取值為0.6。根據(jù)表5-130, φ6.4mm高速鋼鉆頭平均壽命T＝20min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,鉆孔時切削速度的計算公式
其中＝9.5，＝6.4mm， T＝20min，m＝0.125，＝2.9mm，Xv＝0，
fz＝0.3，＝0.55，＝0.25，＝0.75×0.84。
計算得：v＝12.7m/min。
(2).確定锪孔的切削用量。所選刀具為帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
锪孔雙邊余量6mm，顯然ap＝6/2＝3mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-128，在高速鋼鉸刀鉸孔時，加工材料為灰鑄鐵，锪刀直徑為φ14mm,進(jìn)給量f＝0. 5～0.6mm/r，選擇進(jìn)給量為0.5mm/r。
Ⅲ. 選擇锪刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼锪刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 4～0.6，取值為0.5。根據(jù)表5-130, φ14mm锪刀加工灰鑄鐵平均壽命T＝60min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,锪孔時切削速度的計算公式
其中＝15.6，＝14mm， T＝60min，m＝0.3，＝0.1mm，Xv＝0.1，
fz＝0.5，＝0.5，＝0.2，＝0.75×0.84。
計算得：v＝8.3m/min。
(4).確定攻M8螺紋的切削用量。所選刀具為M8絲錐。
Ⅰ. 確定背吃刀量ap
攻M8螺紋雙邊余量1.3mm，顯然ap＝1.3/2＝0.65mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127，攻M8螺紋時，加工材料為灰鑄鐵，進(jìn)給量為0.3mm/r。
Ⅲ. 確定切削速度v
根據(jù)表5-142，螺紋直徑8mm，螺距1.25，加工灰鑄鐵，查表得v＝8m/min。
2.基本時間
(1).確定粗加工M8螺紋底孔的基本時間
根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時間為
其中＝60°，，＝1~4＝2mm，D＝6.4mm，＝20mm，
f＝0.3mm/r，n＝10.5r/s。
計算得：T＝10s。
(2).確定锪M8螺紋底孔的基本時間
根據(jù)表2-26，锪孔的基本時間為
其中＝60°，，D＝14mm，＝6.6mm，
＝3mm，f＝0.5mm/r，n＝6.67r/s。
計算得：T＝5.3s。
(3).確定攻M8螺紋的基本時間
根據(jù)表2-30，攻螺紋的基本時間為
其中＝(1~3)P，＝（2~3）P，P＝1.25，＝18mm，f＝0.3mm/r，n＝6.67r/s，i＝1。
計算得：T＝28.5s。
五． 夾具設(shè)計
本夾具是工序60在。所設(shè)計的夾具裝配圖如圖1-1所示，零件圖如圖1-2所示。
(1).定位方案
工件以端面及φ25mm內(nèi)孔及一支承定位，采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制3個自由度，以φ32mm內(nèi)孔放置定位軸限制2個自由度，以φ10mm的支承限制1個自由度。
(2).夾緊機(jī)構(gòu)
根據(jù)零件的定位方案、加工方法、生產(chǎn)率要求，本次為了提高生產(chǎn)效率，采用了氣動夾緊的方式。氣缸驅(qū)動的夾緊機(jī)構(gòu)，通過擰緊右側(cè)夾緊螺母后，用氣缸驅(qū)動軸來使工件夾緊，有效提高了工作效率。夾緊是可靠的，可免去夾緊力計算。
(3).對刀裝置
采用對刀塊對刀。
(4).夾具與機(jī)床連接元件
采用夾具體座耳結(jié)構(gòu)與機(jī)床連接，用T形螺栓固定。
(5).夾具體
不需安裝定位元件來確定夾具在工作臺面上的位置，只需設(shè)計座耳與機(jī)床連接。
(6).使用說明
安裝工件時，先將工件定位孔裝入定位軸，安裝開口墊圈，用夾緊螺母擰緊，夾緊元件。
(7). 結(jié)構(gòu)特點
該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，容易鑄成，加工定位方便，利于銑平面加工。
七．設(shè)計小結(jié)
通過本次設(shè)計過程，我對機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械制造裝備設(shè)計和大部分專業(yè)課知識進(jìn)行了復(fù)習(xí)，加深了對專業(yè)課知識的認(rèn)識，同樣了解到了自己在知識實際運用方面的不足。在設(shè)計中，我通過查尋各種資料，結(jié)合所學(xué)知識，在老師的指導(dǎo)下掌握了夾具設(shè)計的過程方法，更加深該了機(jī)械行業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的認(rèn)識。本次設(shè)計對以后的專業(yè)課設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計都起到了很大的作用，同樣為以后工作打下了基礎(chǔ)。
八．參考文獻(xiàn)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 主編：崇凱 化學(xué)工業(yè)出版社
機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊 主編：吳宗澤 羅圣國 高等教育出版社
機(jī)床夾具圖冊 主編：孟憲棟 劉彤安 機(jī)械工業(yè)出版社
金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編
機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械制造裝備設(shè)計 主編：李慶余 張佳 機(jī)械工業(yè)出版社
機(jī)械制造工程原理 主編：馮之敬 清華大學(xué)出版社
機(jī)械加工工藝師手冊 主編：楊叔子 機(jī)械工業(yè)出版社
20