機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書.doc

機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 指 導(dǎo) 書遼寧工程技術(shù)大學(xué)二OO八年三月前 言目 錄第一章 概述1第一節(jié) 課程設(shè)計的目的1第二節(jié) 課程設(shè)計的要求1第三節(jié) 課程設(shè)計的時間安排5第四節(jié) 課程設(shè)計的成績考核5第五節(jié) 其他要求6第六節(jié) 課程設(shè)計內(nèi)容及步驟6第二章 課程設(shè)計實例24第一章 概 述第一節(jié) 課程設(shè)計的目的本課程設(shè)計是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。是在完成生產(chǎn)實習(xí)，學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它專業(yè)課程之后進(jìn)行的。學(xué)生通過該課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng),另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。通過該課程設(shè)計，學(xué)生應(yīng)在下述各方面得到鍛煉：1使學(xué)生具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。2具有設(shè)計專用夾具的初步能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。3結(jié)合工藝設(shè)計內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計算方法，正確的進(jìn)行工藝計算，如工藝參數(shù)、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、夾緊力等。4進(jìn)一步提高查閱資料，熟練地使用設(shè)計手冊、參考資料等方面的能力。5通過設(shè)計的全過程，使學(xué)生學(xué)會進(jìn)行工藝設(shè)計的程序和方法，培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力。第二節(jié) 課程設(shè)計的要求機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計題目一律定為：零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計。課程設(shè)計題目由指導(dǎo)教師指定，經(jīng)教研室主任審查簽字后發(fā)給學(xué)生。生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)。設(shè)計的要求包括如下幾個部分：1繪制零件圖 1張2毛坯圖 1張3編制機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張4編制零件的機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1張5繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張6繪制夾具體零件圖 1張7編寫課程設(shè)計說明書（約60008000字）。 1份說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）（1）目錄 （2）摘要（中外文對照的，各占一頁）（3）零件工藝性分析（4）機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 （5）指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計 （6）方案綜合評價與結(jié)論（7）體會與展望（8）參考文獻(xiàn) 課程設(shè)計說明書格式見附錄1第三節(jié) 課程設(shè)計的時間安排本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。1. 第l2天查資料，熟悉題目階段。2. 第37天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的工藝過程綜合卡片和機(jī)械加工工藝卡片。3第810天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計的下一步）。4第1113天，完成夾具總裝圖的繪制。5第1415天，零件圖的繪制。6第1618天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。7第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。8第2021天，答辯第四節(jié) 課程設(shè)計成績的考核 課程設(shè)計的全部圖紙及說明書應(yīng)有設(shè)計者及指導(dǎo)教師的簽字。未經(jīng)指導(dǎo)教師簽字的設(shè)計，不能參加答辯。 由相應(yīng)教師組成答辯小組，設(shè)計者本人應(yīng)首先對自己的設(shè)計進(jìn)行5分鐘的講解，然后進(jìn)行答辯。每個學(xué)生的答辯總時間，一般不超過15分鐘。 課程設(shè)計成績根據(jù)平時的工作情況，工藝分析的深入程度，工藝裝備的設(shè)計水平，圖紙的質(zhì)與量，獨立工作能力以及答辯情況等綜合衡量，由答辯小組討論評定。成績評定采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設(shè)計方案合理并新穎，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想； 良好：設(shè)計方案合理，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想； 中等：設(shè)計方案一般，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設(shè)計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設(shè)計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計過程中勤奮精神不夠： 不及格：設(shè)計方案有嚴(yán)重錯誤，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計過程中勤奮好學(xué)精神不夠。第五節(jié) 其他要求1要求學(xué)生在“制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計”階段，全力以赴完成課程設(shè)計任務(wù)，并經(jīng)常與指導(dǎo)教師溝通，指導(dǎo)教師要認(rèn)真負(fù)責(zé)，及時掌握學(xué)生的設(shè)計進(jìn)度和情況，使設(shè)計有條不紊地進(jìn)行，直到圓滿完成設(shè)計任務(wù)。2按照學(xué)校規(guī)定，設(shè)計資料（含電子文檔）交學(xué)院統(tǒng)一存檔。3課程設(shè)計說明書一律用B5紙、縱向打印，書寫格式參見附錄1。第四節(jié) 課程設(shè)計內(nèi)容及步驟機(jī)械制造工藝設(shè)計題目決定設(shè)計內(nèi)容。其內(nèi)容應(yīng)根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生受到必要的基本訓(xùn)練。在選題時應(yīng)充分考慮實現(xiàn)綜合訓(xùn)練，要求題目具有一定的先進(jìn)性，最好結(jié)合生產(chǎn)實際。這類題目是按指定零件制定其機(jī)械加工工藝規(guī)程，設(shè)計指定工序的專用機(jī)床夾具。零件最好是工廠正在改進(jìn)的生產(chǎn)產(chǎn)品。設(shè)計內(nèi)容主要包括如下內(nèi)容：（1）分析研究零件的工作圖（2）確定毛坯的類型、制造方法（3）編制機(jī)械加工工藝規(guī)程（4）機(jī)床夾具設(shè)計（5）編寫設(shè)計計算使用說明書 1 對零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖。 學(xué)生在得到設(shè)計題目之后，應(yīng)首先對零件進(jìn)行工藝分析，其主要內(nèi)容包括， 對零件的作用及零件圖上的技術(shù)要求進(jìn)行分析； 對零件主要加工表面的尺寸，形狀及位置精度，表面粗糙度、以及設(shè)計基準(zhǔn)等進(jìn)行分析； 對零件的材質(zhì)，熱處理及機(jī)械加工的工藝性進(jìn)行分析。 畫被加工件零件圖的目的是加深對上述問題的理解，并非機(jī)械地抄圖，繪圖過程應(yīng)是分析認(rèn)識零件的過程。零件圖上如有遺漏、錯誤、工藝性差或不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方，應(yīng)提出修改意見，經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后，在繪圖時加以改正。學(xué)生應(yīng)按機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)繪制，除特殊情況經(jīng)指導(dǎo)教師同意外，均按1，1比例畫出。零件圖標(biāo)題欄如圖1-1所示。如果有條件，可以在計算機(jī)上對零件進(jìn)行三維造型、創(chuàng)建二維工程圖，然后打印，效果更佳。圖1-1 零件圖標(biāo)題欄 2. 選擇毛坯的制造方式。 毛坯分為鑄件、鍛件、焊接件和型材等。選擇毛坯應(yīng)該以生產(chǎn)批量的大小、零件的復(fù)雜程度，加工表面及非加工表面的技術(shù)要求等幾方面來綜合考慮。正確地選擇毛坯的制造方式，可以使得整個工藝過程經(jīng)濟(jì)合理，故應(yīng)慎重進(jìn)行。在通常情況下，應(yīng)主要以生產(chǎn)性質(zhì)來決定。其工作步驟為： 根據(jù)生產(chǎn)類型、零件結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、材料等選擇毛坯種類和制造方式； 確定各加工表面的總余量（毛坯余量）及毛坯尺寸公差； 繪制毛坯圖。a） 毛坯圖的表示毛坯總余量確定以后，便可繪制毛坯圖。其表示方法如下:以實線表示毛坯表面輪廓，以雙點劃線表示經(jīng)切削加工后的表面，在剖視圖上可用交叉線表示加工余量；毛坯圖上的尺寸值包括加工余量在內(nèi)。可在毛坯圖上注明成品尺寸（基本尺寸）但應(yīng)加括號；在毛坯圖上可用符號表示出機(jī)械加工工序的基準(zhǔn)；在毛坯圖上注有零件檢驗的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不標(biāo)注公差；在毛坯圖上注有材料規(guī)格及必要的技術(shù)要求、如材料及規(guī)格、毛坯精度、熱處理及硬度、硬度、圓角半徑、分模面、拔模斜度、內(nèi)部質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。b）毛坯圖的繪制方法毛坯圖的繪制方法 用粗實線表示毛坯表面形狀，以雙點劃線表示經(jīng)切削加工后的表面； 用雙點劃線畫出經(jīng)簡化了次要細(xì)節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得到毛坯輪廓，用粗實線表示。注意畫出某些特殊余塊，例如熱處理工藝夾頭、機(jī)械加工用的工藝搭子等。比例1：1。和一般零件圖一樣，為表達(dá)清楚某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可畫出必要的剖視圖、剖面圖。對于由實體上加工出來的槽和孔，不必專門剖切，因為毛坯圖只要求表達(dá)清楚毛坯的結(jié)構(gòu)。3. 制訂零件的機(jī)械加工工藝路線。 制定工藝路線。在對零件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，制訂零件的工藝路線。對于比較復(fù)雜的零件，可以先考慮幾個加工方案，經(jīng)分析比較后，再從中選擇比較合理的加工方案。 選擇定位基準(zhǔn)，進(jìn)行必要的工序尺寸計算。根據(jù)粗、精基準(zhǔn)選擇原則，合理地選定各工序的定位基準(zhǔn)。當(dāng)某工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不相符時，則需對它的工序尺寸進(jìn)行換算。 選擇機(jī)床及工、夾、量，刃具。機(jī)床設(shè)備的選用應(yīng)當(dāng)既要保證加工質(zhì)量，又要經(jīng)濟(jì)合理。在成批生產(chǎn)的條件下，一般是采用通用機(jī)床和專用工夾具。 加工余量及工序間尺寸與公差的確定。根據(jù)工藝路線的安排，要求逐工序、逐表面的確定加工余量。其工序間尺寸公差，按經(jīng)濟(jì)精度確定。一個表面的總加工余量，應(yīng)為該表面各工序間加工余量之和。 在本設(shè)計中，學(xué)生可根據(jù)指導(dǎo)教師的決定，利用計算法計算出一二個表面的各工序加工余量、公差及總余量與公差。其余各表面的余量及公差，則可利用查表法直接從機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊或本課程設(shè)計指導(dǎo)書的附本（第？章）中查得。 切削用量的確定。在機(jī)床、刀具，加工余量等已確定的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生用公式計算出道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由本課程設(shè)計指導(dǎo)書的附本（第？章）或切削用量簡明手冊中查得。 計算時間定額。本設(shè)計作為一種對時間定額確定方法的了解，可只確定12道工序的單件時間定額，可采用查表法或計算法確定。 畫毛坯圖。在加工余量已確定的基礎(chǔ)上畫毛坯圖。毛坯的輪廓要求用實線繪制，零件的實際尺寸用雙點畫線繪出，比例取1：1。同時，應(yīng)在圖上標(biāo)出毛坯的尺寸、公差、技術(shù)要求、毛坯制造的分模面、圓角半徑和撥模斜度等。 填寫機(jī)械加工工藝過程卡片及工序卡片。將前述各項內(nèi)容以及各工序加工簡圖一并填入規(guī)定的過程卡片及工序卡片上?？ㄆ母袷揭妶D1-2和圖1-3(或者將各數(shù)據(jù)及加工設(shè)備填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片上?？ㄆ某叽缫?guī)格見圖1-4)。表1-21，注意修改錯誤圖2 機(jī)械加工工藝過程卡片圖1-2 機(jī)械加工工藝過程卡片表1-22，注意“廠名”改為“校名”圖1-3 機(jī)械加工工序卡片圖1-4 機(jī)械加工工藝綜合卡片a) 工序簡圖可按比例縮小，并盡量用較少的投影繪出。簡圖中的加工表面用粗實線表示。對定位、夾緊表面應(yīng)以規(guī)定符號標(biāo)明。最后，應(yīng)標(biāo)明各加工表面在本工序加工后的尺寸，公差及表面粗糙度。b) 工序簡圖中定位、夾緊符號應(yīng)符合機(jī)械制造工藝標(biāo)準(zhǔn)(應(yīng)采用最新的) 規(guī)定，定位符號、定位點的表示方法、圖形比例見圖1-5。定位、夾緊符號線條按機(jī)械制圖規(guī)定的圖線寬度b/22b/3，符號高度應(yīng)和工藝圖中數(shù)字高度一致。表1-1表1-5由JB/T5061-91標(biāo)準(zhǔn)摘錄的相關(guān)內(nèi)容，可作為參考。(a) (b)圖1-5 定位符號、定位點的表示方法（摘自JB/T5061-91）(a) 定位符號 (b) 定位點的表示方法及圖形比例表1-1 定位支承符號固定式圈中應(yīng)加點（參表1-5）表1-2 輔助支承符號表1-3 夾緊符號“手動夾緊”應(yīng)加點（參表1-5）表1-4 常用裝置符號（續(xù)）可再參，鄒青P7表 1-5，2后2行表1-5 定位、夾緊符號與裝量符號綜合標(biāo)注示例5、6、7兩列圖串位了：5-左-6右，6-左-7右，7-左-5右，（續(xù)）（續(xù)）（續(xù)）可再參，鄒青P7表 1-5，3后2行4. 工藝裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計。要求學(xué)生設(shè)計加工給定零件所必需的夾具1套。具體的設(shè)計項目可根據(jù)加工的需要，由學(xué)生本人提出并經(jīng)指導(dǎo)教師同意后確定。所設(shè)計的夾具零件數(shù)以2040件為宜，即應(yīng)具有中等以上的復(fù)雜程度。 夾具的設(shè)計過程，實際上就是按工序要求實現(xiàn)工件的定位和夾緊結(jié)構(gòu)化的過程。夾具的定位要滿足以下三方面：工件在夾具中的正確定位、夾具相對刀具的正確定位以及夾具相對機(jī)床的正確定位。 結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體步驟如下： 確定設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。 設(shè)計方案的確定是一項十分重要的設(shè)計程序。方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計的成功與失敗。因此，必須充分地進(jìn)行研究和討論，以確定最佳方案，而不應(yīng)急于繪圖，草率從事。 學(xué)生在確定夾具設(shè)計方案時應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡單，操作省力高效,制造成本低廉。如果單獨拿出這四條原則來分析，有些是互相矛盾的。而設(shè)計者的任務(wù)，就是要在設(shè)計實踐中，綜合上述四條原則，進(jìn)行通盤考慮。亦即靈活運用所學(xué)的知識，結(jié)合實際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計方案。 選擇定位元件，計算定位誤差。 在確定設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，應(yīng)按照加工精度的高低，需要消除不定度的數(shù)目以及根據(jù)粗、精加工的需要，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確地選擇定位元件。選擇好定位元件之后，還應(yīng)對定位誤差進(jìn)行計算。計算結(jié)果如超差時，需要改變定位的方法或提高定位元件、定位表面的制造精度，以減少定位誤差，提高加工精度。有時甚至要從根本上改變工藝路線的安排，以保證零件的加工能順利進(jìn)行。 計算所需的夾緊力，設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)。 設(shè)計時所進(jìn)行的夾緊力的計算，實際上是經(jīng)過簡化了的計算。這種簡化主要是考慮零件在切削力、夾緊力的作用下，按照靜力平衡條件而求得的理論夾緊力。為了保證零件裝夾的安全可靠，實際所需的夾緊力應(yīng)比理論夾緊力大。為此，應(yīng)對理論夾緊力乘以安全系數(shù)K。K的大小可由有關(guān)手冊中查得，一般K：1.52.5。具體程序可見本書第？章。 應(yīng)該指出，由于加工方法，切削刀具以及裝夾方式千差萬別，在有些情況下，夾緊力的計算是沒有現(xiàn)成的公式可以套用的。所以需要同學(xué)們根據(jù)過去所學(xué)的理論進(jìn)行分析研究，以決定合理的計算方法。 夾緊機(jī)構(gòu)的功用就是將動力源的力，正確地、有效地施加到工件上來。同學(xué)可以根據(jù)具體情況，選擇并設(shè)計杠桿、螺旋、偏心和鉸鏈等不同的夾緊機(jī)構(gòu)，并配合手動，氣動或液動的動力源，將夾具的設(shè)計工作逐步完善起來。 畫夾具裝配圖 畫夾具裝配圖是夾具設(shè)計工作中重要的一環(huán)。同學(xué)在畫夾具圖時，應(yīng)當(dāng)注意和遵循以下幾點。 a) 本設(shè)計中，要求按1:1的比例畫夾具總裝圖。被加工零件在夾具上的位置，要用雙點畫線表示，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”的位置上。 b) 注意投影的選擇。應(yīng)當(dāng)用最少的投影將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚地表達(dá)出來。因此在畫圖之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮各視圖的配置與安排。 c) 所設(shè)計的夾具，不但機(jī)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)合理，否則都不能正常工作。如圖1-6a所示，是屬于機(jī)構(gòu)不合理的一例：一個圓形零件用V形塊定位，并用二個壓板夾緊。由于這個夾具是用雙向正反螺桿帶動二個壓板作自動定心夾緊，因此這個零件存在有重復(fù)定位，因而夾具在機(jī)構(gòu)上是不合理的。圖1-6是經(jīng)過修改后的設(shè)計，零件仍由V形塊定位，雙頭螺桿壓板系統(tǒng)可以沿橫向移動，而且只起壓緊作用，從而解決了重復(fù)定位問題。圖1-6 夾具機(jī)構(gòu)例圖圖1-7所示為一個鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的例子。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角摩考慮，它是合理的。但是，當(dāng)鉸鏈機(jī)構(gòu)中的滾子、銷軸磨損或出現(xiàn)制造、裝配誤差時，滾子的移動會超過死點而最終導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的失效。因此這個夾具還有不合理之。如果在拉桿上增加一調(diào)整環(huán)節(jié)（如圖1-8所示），那么這套夾具不但在機(jī)構(gòu)上是合理的，在結(jié)構(gòu)上也是合理的了。圖1-7 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)實例（在機(jī)構(gòu)上是合理的但在結(jié)構(gòu)上是不合理的）圖1-8 改進(jìn)后的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)實例（在機(jī)構(gòu)上和結(jié)構(gòu)上都是合理的）d) 要保證夾具與機(jī)床的相對位置及刀具與夾具的相對位置的正確性。為此，夾具上應(yīng)具有定位鍵及對刀裝置，這可在有關(guān)的夾具設(shè)計手冊中查得。也可參本書的第？章。e) 運動部件的運動要靈活，不能出現(xiàn)干涉和卡死的現(xiàn)象?；剞D(zhuǎn)工作臺或回轉(zhuǎn)定位部件應(yīng)有鎖緊裝置，不能在工作中松動。 f) 夾具的裝配工藝性和夾具零件(尤其是夾具體)的可加工性要好。 g) 夾具中的運動零部件要有潤滑措施，夾具的排屑要方便。 h) 零件的選材、尺寸公差的標(biāo)準(zhǔn)以及總裝技術(shù)要求要合理。為便于審查零件的加工工藝性及夾具的裝配工藝性，從教學(xué)要求出發(fā)，各零部件盡量不采用簡化法繪制。 裝配圖的標(biāo)題欄規(guī)格、形式如圖1-9圖1-9 裝配圖標(biāo)題欄 畫夾具體零件圖通過夾具體將定位元件、對刀元件、夾緊元件、其他元件等所有裝置連接成一個整體。夾具體還用于保證夾具相對于機(jī)床的正確位置，銑夾具要有定位鍵、車床夾具注意與主軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計、鉆夾具注意鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計。a) 夾具體設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求：足夠的剛度和強(qiáng)度。設(shè)計夾具體時，應(yīng)保證在夾緊力和切削力等外力作用下、不產(chǎn)生過大的變形和振動。必要時，可在適當(dāng)位置設(shè)置若干條加強(qiáng)筋。夾具安裝穩(wěn)定。機(jī)床夾重心和切削力等力的作用點應(yīng)處在夾具安裝基面內(nèi)。機(jī)床夾具高度越大，要求夾具體底平面面積越大。為使夾具安裝基面與機(jī)床工作臺接觸良好，夾具體底平面應(yīng)適當(dāng)挖空。夾具體結(jié)構(gòu)工藝性良好。便于清除切屑。b)夾具體材料及制造方法夾具體可用鑄造或焊接方法制造。由于鑄造夾具體具有工藝性良好、吸振性良好、可承受較大的切削力、夾緊力等力的作用特點，所以得到了較廣泛的應(yīng)用鑄造夾具體材料，一般采用 HT150 或 HT200 兩種。夾具體應(yīng)進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。c)夾具體外形尺寸夾具體制造屬單件生產(chǎn)，通常都是參照類似的結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法確定其結(jié)構(gòu)尺寸。實際上在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀一導(dǎo)向元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的布置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。表 1-1 列出夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。表 1-2 列出夾具體座耳結(jié)構(gòu)尺寸。表 1-1 夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗數(shù)據(jù)夾具體結(jié)構(gòu)部分經(jīng)驗數(shù)據(jù)具體壁厚 h1525mm夾具體加強(qiáng)肋厚度(0.70.9)h具體加強(qiáng)肋高度不大于5h夾具體壁與壁連接的鑄造圓角R=1/51/10(h1+h2)）式中h1、h2圓角相連處的壁厚表 1-2 夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗數(shù)據(jù)d)鑄造夾具體的技術(shù)鑄造夾具體的技術(shù)要求，一般有如下規(guī)定：鑄件不許有裂紋、氣孔、砂眼、縮松、夾渣等鑄造缺陷；澆口、冒口、結(jié)疤、粘砂應(yīng)清除干凈；鑄件在機(jī)械加工前應(yīng)經(jīng)時效處理；未注明的鑄造圓角R (3一5) mm；鑄造拔模斜度（鑄件在垂直分型面的表面需有鑄造斜度）；鑄造夾具體零件的尺寸公差取值參見表1-3。表1-3 鑄造夾具體零件的尺寸公差5 編寫設(shè)計說明書。學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將前述的工作依先后順序編寫設(shè)計說明書一份。要求語言簡練，文字通順。課程設(shè)計說明書格式詳見附錄1。第二章 課程設(shè)計實例本章提供一個機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的實例，以期給學(xué)生提供一個符合設(shè)計要求的格式，其中包括設(shè)計說明書、工藝文件和設(shè)計圖樣。該零件是一個典型的盤套類零件，雖然簡單，但其結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、基準(zhǔn)選擇、 工藝尺寸確定、加工順序安排、定位夾緊方法等諸方面既有其代表性，又頗具特色，幾乎包含了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的大部分內(nèi)容。當(dāng)然，希望學(xué)生不要拘泥于一種固定的格式，而應(yīng)根據(jù)指導(dǎo)老師的要求，結(jié)合自己的題目做出有特色的設(shè)計。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課 程 設(shè) 計說明書設(shè)計題目： 撥叉 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工20H8 孔 工藝裝備設(shè) 計 者： 班級學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 年 月 日遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：設(shè)計“離合齒輪”零件的 機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計“萬向節(jié)活動叉”零件的 機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 內(nèi)容：1零件圖 1張2毛坯圖 1張3機(jī)械加工工藝過程卡片 1張4零件的機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1張5夾具裝配圖 1張6夾具體零件圖 1張7課程設(shè)計說明書 1份原始資料：1被加工零件的零件圖 1張2零件的生產(chǎn)綱領(lǐng):4000件/年學(xué) 生 ： 班 級 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 系（教研室）主任： 目 錄（略）序 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢亞設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。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)計機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高結(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)。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。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。第一節(jié) 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定一、零件的作用 題目所給定的零件是CA6140車床主軸箱中運動輸人軸I軸上的一個離合圖2-1 離合器零件圖齒輪（圖2-1)，它位于工軸的右端，用于接通或斷開主軸的反轉(zhuǎn)傳動路線，與其他零件一起組成摩擦片正反轉(zhuǎn)離合器。它借助兩個滾動軸承空套在軸上，只有當(dāng)裝在I軸上的內(nèi)摩擦片和裝在該齒輪上的外摩擦片壓緊時，軸才能帶動該齒輪轉(zhuǎn)動。該零件的68K7mm孔與兩個滾動軸承的外圈相配合，71mm溝槽為彈簧擋圈卡槽，94mm孔容綱內(nèi)、外摩擦片，416mm槽口與外摩擦片的翅片相配合使其和該齒輪一起轉(zhuǎn)動，61.5mm溝槽和45mm孔用于通人冷卻潤滑油。題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉（圖2-1為其零件圖），它位于傳動軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩叉頭部位上有二個的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向連軸節(jié)的作用。零件,外圓內(nèi)為花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力用。二、零件的工藝分析通過對該零件圖的重新繪制J知原民樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔068K7mm要求R80. 8p.m有些偏高。一般8級精度的齒輪，其基準(zhǔn)孔要求Ra1.6即可。該零件屬盤套類回轉(zhuǎn)體零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。416mm槽口相對價68K7mm孔的軸線互成90垂直分布，其徑向設(shè)計基準(zhǔn)是68K7mm孔的軸線，軸向設(shè)計基準(zhǔn)是90mm外圓柱的右端平面。45mm孔在61.5mm溝槽內(nèi)，孔中心線距溝槽一側(cè)面的距離為3mm，由于加工時不能選用構(gòu)槽的側(cè)面為定位基推，故要精確地保證上述要求則比較困難，但這些小孔為油孔，位置要求不高，只要鉆到溝槽之內(nèi)接通油路即可，加工不成問題。應(yīng)該說，這個零件的工藝性較好。萬向節(jié)滑動叉這個零件從圖2-1所示的零件圖上可以看出，它一共有兩組加工表面，而這二組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這二組加工表面分述如下：（1）以孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：二個的孔及其導(dǎo)角，尺寸為的兩個與孔相垂直的平面，還有在平面上的4個螺孔。其中主要加工表面為的兩個孔，這圖2-1 萬向節(jié)滑動叉零件圖注意將重量為5.3kg填進(jìn)標(biāo)題欄是用來安裝滾針軸承以便安裝十字軸的。（2）以花鍵孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括： 十六齒方齒花鍵孔，階梯孔，以及小的外圓表面和M60 1的外螺紋表面。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： 花鍵孔與兩孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：0。20； 兩孔外端面對該孔垂直度公差為0.1mm； 花鍵槽寬中心線與中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2。由以上分析可知，對于津二組加工表面而言，我們我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并且保證它們之間的位置精度要求。三、零件的生產(chǎn)類型依據(jù)題目所給的原始資料可知，該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為4000件/年，零件的重量為5.3kg，查表1-3和1-4鄒書，可知其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。依設(shè)計題目知：Q=2000臺年，n=1件合；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a和廢品率分別取為10和1%。代人公式（2-1)得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=20001 (1+10%) (1+1%)=2222件年零件是機(jī)床上的齒輪，質(zhì)量為1.36kg,查表2-1可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。第二節(jié) 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡圖一、毛坯的選擇該零件材料為45鋼?？紤]到車床在車削螺紋工作中要經(jīng)常正、反向旋轉(zhuǎn)，該零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由子零件年產(chǎn)量為2222件，屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成形。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。二、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)，鋼質(zhì)模鍛件的公差及機(jī)械加工余量按GB/T 12362-2003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鍛件公差等級由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。2鍛件質(zhì)量mf根據(jù)零件成品質(zhì)量1.36kg，估算為2.2kg。3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S該鍛件為圓形，假設(shè)其最大直徑為0121mm，長68mm，則由公式（2-4)皺可得：由于0.358介于0.32和0.63之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S2級。4鍛件材質(zhì)系數(shù)M 由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。 5零件表面粗糙度 由零件圖知，除68K7mm孔為以外，其余各加工表面均為。6確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表2-13皺，得單邊余量在厚度方向為1.7-2.2mm，水平方向亦為1.7-2.2mm，即鍛件各外徑的單面余量為1.7-2.2mm，各軸向尺寸的單面余量也為1.7-2.2mm。鍛件中心兩孔的單面余量按表2-14皺查得為2.5mm.7確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度。的表面，余量要適當(dāng)增大。 分析本零件，除68K7mm孔為以外，其余各加工表面均為，因此這些表面的毛坯尺止只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)中的小值。當(dāng)表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取其較大值）。68K7mm孔需精加工達(dá)到，參考磨孔余量表2-14皺確定精鏜孔單面余量為0.5mm。綜上所述，確定毛坯尺寸見表2-1。表2-1 離合齒輪毛坯（鍛件）尺寸 mm8確定毛坯尺寸公差 毛坯尺才公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從表2-10皺、表2-11皺中查得。本零件毛坯尺寸允許偏差見表2-2。表2-2 毛坯尺寸允許偏差三、設(shè)計及繪制毛坯圖1確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表5-12要加崇書P127三確定，內(nèi)圓角半徑按表5-13要加崇書P127三確定。本鍛件各部分的t/H為0.5-1，故均按表中第一行數(shù)值。為簡化起見，本鍛件的內(nèi)、外圓角半徑分別取相同數(shù)值，以臺階高度H=1625進(jìn)行確定。結(jié)果為：外圓角半徑 r=6內(nèi)圓角半徑 R=3鍛件圓角半徑也可以按如下辦法簡單確定：凸圓角半徑等于單面加工余量加成品零件圓角半徑或?qū)Ы侵担话紙A角半徑，計算所得半徑應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，以利于使用標(biāo)準(zhǔn)刀具。數(shù)值能保證各表面的加工余量。2確定模鍛斜度 本鍛件由于上、下模膛深度不相等，模鍛斜度應(yīng)以模膛較深的一側(cè)計算。，按表5-11，外模鍛斜度，內(nèi)模鍛斜度加大，取。模鍛斜度也可簡單地按照外壁斜度為7，內(nèi)壁斜度為10來取。3確定分模位置 由于毛坯是HD的圓盤類鍛件，應(yīng)采取軸向分模了這樣可沖內(nèi)孔，使材料利用率得到提高。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上、下模在模鍛過程幣錯移，選擇最大直徑即齒輪處的對稱平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。4確定毛坯的熱處理方式 鋼質(zhì)齒輪毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。圖2-2所示為本零件的毛坯圖。圖2-2 離合齒輪毛坯圖第三節(jié) 選擇加工方法，制定工藝路線一、定位基準(zhǔn)的選擇本零件是帶孔的盤狀齒輪，孔是其設(shè)計基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選68K7mm孔及一端面作為精基準(zhǔn)。由于本齒輪全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。外圓117mm上有分模面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為粗基準(zhǔn)。二、零件表面加工方法的選擇本零件的加面有外圓、內(nèi)孔、端而、齒面、槽及小孔等，材料為45鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本書有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。190mm外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定其公差等級按IT14， 表面粗糙度為，需進(jìn)行粗車和半精車（表1-6鄒）。2齒圈外圓面 公差等級為IT11，表面粗糙度一為一，需粗車、半精車（表1-6鄒)。3 mm外圓面、公差等級為IT1，;表面粗糙度為粗車即可 (表1-6鄒)。4 選68K7mm內(nèi)孔 公差等級為IT7，表面粗糙度為，毛坯孔已鍛出，為未淬火鋼，根據(jù)表1-7鄒，加工方法可采取粗鏜、半精鏜之后用精鏜。5 94mm內(nèi)孔 為未注公差尺憊鄉(xiāng)券等壑矛IT14，表面粗糙度為，毛坯孔已鍛出，只需粗鏜即可（表1-7鄒)。6端面 本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為及兩種要求。要求的端面可粗車和半精車，要求的端面，經(jīng)粗車即可（表1-8鄒)。7齒面齒輪模數(shù)為2.25，齒數(shù)為50，精度8FL，表面粗糙度為，采用A級單頭滾刀滾齒即能達(dá)到要求（表5-18、表5-19）。8槽 槽寬和槽深的公差等級分別為IT13和IT14，表面粗糙度分別為和，需采用三面刃銑刀，粗銑、半精銑（表5-16）。95mm小孔采用復(fù)合鉆頭一次鉆出即成。三、制訂工藝路線齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行齒坯的加工，再進(jìn)行齒面加工。齒坯加工包括各圓柱表面及端面的加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行。 工序：以mm 處外圓及端面定位，粗車另一端面，粗車外圓90mm 及臺階面，粗車外圓117mm ，粗鏜孔68mm 。 工序 ：以粗車后的90mm 外圓及端面定位，粗車另一端面，粗車外圓 mm及臺階面，車6mm1.5mm 溝槽，粗鏜94mm 孔，倒角。 工序：以粗車后的外圓及端面定位，半精車另一端面，半精車外圓90mm 及臺階面，半精車外圓價117mm ，半精鏜68mm 孔，倒角。 加工齒面是以孔68K7mm 為定位基準(zhǔn)，為了更好地保證它們之間的位置精度，齒面加工之前，先精鏜孔。 工序：以90mm 外圓及端面定位，精鏜68K7mm 孔，鏜孔內(nèi)的溝槽，倒角。工序V ：以68K7mm 孔及端面定位，滾齒。4 個溝槽與4 個小孔為次要表面，其加工應(yīng)安排在最后?？紤]定位方便，應(yīng)該先銑槽后鉆孔。 工序VI ：以68K7mm 孔及端面定位，粗銑4 個槽。 工序：以68K7mm 孔、端面及粗銑后的一個槽定位，半精銑4 個槽。工序：以68K7mm 孔、端面及一個槽定位，鉆4 個小孔。工序：鉗工去毛刺。工序X ：終檢。第四節(jié) 工序設(shè)計一、 選擇加工設(shè)備與工藝裝備1選擇機(jī)床（1）工序、是粗車和半精車。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不高，選用常用的 C620-1型臥式車床（表4-1鄒）。（2）工序VI為精鏜孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度數(shù)值較小，需選用較精密的車床才能滿足要求，因此選用C616A型臥式車床（表4-1鄒）。（3）工序V滾齒。從加工要求及尺寸大小考慮，選Y3150型滾齒機(jī)較合適（表5-79),（4）工序VI、 是用三面刃銑刀粗銑及半精銑槽，應(yīng)選臥式銑床。考慮本零件屬成批生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣為宜，故選常用的X62型銑床能滿足加工要求（表4-17鄒）。（5）工序鉆4個5mm的小孔，可采用專用的分度夾具在立式鉆床上加工，故選Z525型立式鉆床（表4-8鄒）。 2選擇夾具 本零件除粗銑及半精銑槽、鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前四道車床工序用三爪自定心卡盤，滾齒工序用心軸。3選擇刀具（1）在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30,為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB 5343.1-1985, GB 5343.2-1985)。切槽刀宜選用高速鋼。（2）滾齒根據(jù)表5-18（需加）,采用A級單頭滾刀能達(dá)到8級精度。滾刀的選擇按表5-107（需加），選模數(shù)為2. 25mm的型A級精度滾刀（GB 6083-1985)。（3）銑刀按表3-2鄒選鑲齒三面刃銑刀（JB/T 7953-1999)。零件要求銑切深度為15mm，按表3-2鄒，銑刀的直徑應(yīng)為100160mm。因此所選銑刀：半精銑工序銑刀直徑d=125mm，寬L=15mm，孔徑 D=32mm，齒數(shù)z=20；粗銑由于留有雙面余量3 mm（表5-41