機(jī)工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、“機(jī)械制造工藝學(xué)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1.設(shè)計(jì)目的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用“機(jī)械制造工藝學(xué)”及有關(guān)課程內(nèi)容，分析和解決實(shí)際工程問題的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生應(yīng)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料，學(xué)會使用有關(guān)手冊和數(shù)據(jù)庫。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是作為未來從事機(jī)械制造技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。2.設(shè)計(jì)的題目和內(nèi)容機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)的題目一般定為：制定某一零件成批或大批生產(chǎn)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)，也可針對一組零件進(jìn)行成組工藝和成組夾具設(shè)計(jì)。2.1設(shè)計(jì)應(yīng)完成的內(nèi)容：1）制定指定零件（或零件組）的機(jī)械加工工

2、藝規(guī)程，編制機(jī)械加工工藝卡片，選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具；2）對所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算；3）確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；4）確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求；5）對主要工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，編制機(jī)械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量；6）設(shè)計(jì)某一工序的夾具，繪制夾具裝配圖和主要零件圖；7）編寫設(shè)計(jì)說明書。2.2課程設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例一實(shí)例二3.制定工藝規(guī)程步驟和方法1分析設(shè)計(jì)對象閱讀零件圖，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及其在所裝配部件中的作用（如有裝配圖，可參閱）。分析時(shí)著重抓住主要加工面的尺寸、形狀精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有數(shù)。

3、2確定毛坯制造方法及總余量，畫毛坯圖確定毛坯種類和制造方法時(shí)應(yīng)考慮與規(guī)定的生產(chǎn)類型（批量）相適應(yīng)。對應(yīng)鍛件，應(yīng)合理確定其分模面的位置，對應(yīng)鑄件應(yīng)合理確定其分型面及澆冒口的位置，以便在粗基準(zhǔn)選擇及確定定位和夾緊點(diǎn)時(shí)有所依據(jù)。查手冊或訪問數(shù)據(jù)庫，確定主要表面的總余量、毛坯的尺寸和公差。如若對查表值或數(shù)據(jù)庫所給數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，需說明修正的理由。繪制毛坯圖。毛坯輪廓用粗實(shí)線繪制，零件實(shí)體用雙點(diǎn)畫線繪制，比例盡量取1：1。毛坯圖上應(yīng)標(biāo)出毛坯尺寸、公差、技術(shù)要求，以及毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等。3制定零件工藝規(guī)程零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)和生產(chǎn)批量將直接影響到所制定的工藝規(guī)程的具體內(nèi)容和詳細(xì)程度，這在

4、制定工藝路線的各項(xiàng)內(nèi)容時(shí)必須隨時(shí)考慮到。1 / 38（1）表面加工方法的選擇針對主要表面的精度和粗糙度要求，由精到粗地確定各表面的加工方法?？刹殚喒に囀謨灾械湫捅砻娴牡湫图庸し桨负透鞣N加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度，選擇與生產(chǎn)批量相適應(yīng)的加工方案和加工方法，對其它加工表面也作類似處理。（2）定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，并綜合考慮零件的特征及加工方法，選擇零件表面最終加工所用精基準(zhǔn)和中間工序所用的精基準(zhǔn)以及最初工序的粗基準(zhǔn)。（3）擬定零件加工工藝路線根據(jù)零件加工順序安排的一般原則及零件的特征，擬定零件加工工藝路線。在各種工藝資料中介紹的各種典型零件在不同產(chǎn)量下的工藝路線（其中已經(jīng)包括了

5、工藝順序、工序集中與分散和加工階段的劃分等內(nèi)容），以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和工廠參觀時(shí)所了解到的現(xiàn)場工藝方案，皆可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。對熱處理工序、中間檢驗(yàn)、清洗、終檢等輔助工序，以及一些次要工序（或工步）如去毛刺、倒角等，應(yīng)注意在工藝方案中安排適當(dāng)?shù)奈恢?，防止遺漏。（4）選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具機(jī)床及刀、夾、量、輔具類型的選擇應(yīng)與設(shè)計(jì)零件的生產(chǎn)類型、零件的材料、零件的外形尺寸和加工表面尺寸、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、該工序的加工質(zhì)量要求以及生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等相適應(yīng)，并應(yīng)充分考慮工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和工具。機(jī)床及工藝裝備的選擇可參閱有關(guān)的工藝、機(jī)床和刀、夾、量、輔具手冊，也可訪問數(shù)據(jù)庫。

6、（5）工藝方案和內(nèi)容的論證根據(jù)設(shè)計(jì)零件的不同的特點(diǎn)，可有選擇地進(jìn)行以下幾方面的工藝論證：1）對比較復(fù)雜的零件，可考慮兩個(gè)甚至更多的工藝方案進(jìn)行分析比較，擇優(yōu)而定，并在說明書中論證其合理性。2）當(dāng)設(shè)計(jì)零件的主要技術(shù)要求是通過兩個(gè)甚至更多的工序綜合加以保證時(shí)，應(yīng)用工藝尺寸鏈方法加以分析計(jì)算，從而有根據(jù)地確定有關(guān)工序的工序尺寸公差和工序技術(shù)要求。3）對于影響零件主要技術(shù)要求且誤差因素較復(fù)雜的重要工序，需要分析論證如何保證該工序技術(shù)要求，從而明確提出對定位精度、夾具設(shè)計(jì)精度、工藝調(diào)整精度、機(jī)床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影響）等方面的要求。 4）其它的在設(shè)計(jì)中需要應(yīng)加以論證分析的內(nèi)容。（6）填寫工

7、藝過程卡片工藝過程卡片的格式可參考圖S0-1。該工藝過程卡片的格式較工廠所用的工藝過程卡片（實(shí)際上各行各業(yè)甚至各工廠其卡片格式也不盡相同）有所簡化，更適于學(xué)習(xí)階段使用。機(jī)械加工以前的工序如鑄造、人工時(shí)效等在工藝工程卡片中要有所記載，但不編工序號，工藝過程卡片在課程設(shè)計(jì)中只填寫本次課程設(shè)計(jì)所涉及到的內(nèi)容。2 / 38（7）機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)對于重要的加工工序，要求進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括：1）劃分工步 根據(jù)工序內(nèi)容及加工順序安排的一般原則，合理劃分工步。2）確定加工余量 用查表法確定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯總余量已由毛坯（圖）在設(shè)計(jì)階段定出，故粗加工工序（工步）余量應(yīng)由總余量減去

8、精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面僅需一次粗加工即成活，則該表面的粗加工余量就等于已確定出的毛坯總余量。3）確定工序尺寸及公差 對簡單加工的情況，工序尺寸可由后續(xù)加工的工序尺寸加上名義工序余量簡單求得，工序公差可用查表法按加工經(jīng)濟(jì)精度確定。對加工時(shí)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的較復(fù)雜的情況，需用工藝尺寸鏈來求算工序尺寸及公差。4）選擇切削用量 切削用量可用查表法或訪問數(shù)據(jù)庫方法初步確定，再參照所用機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速、走刀量檔數(shù)最后確定。（8）填寫主要工序的工序卡并畫出工序簡圖課程設(shè)計(jì)用簡化的工序卡片格式見圖S0-2。在工序卡上要求繪制出工序簡圖。3 / 38工序簡圖按照縮小的比例畫出，不一定很嚴(yán)格。如零件復(fù)

9、雜不能在工序卡片中表示時(shí)，可用另頁單獨(dú)繪出。工序簡圖盡量選用一個(gè)視圖，圖中工件是處在加工位置、夾緊狀態(tài)，用細(xì)實(shí)線畫出工件的主要特征輪廓。本工序的加工面用粗實(shí)線畫出。為使工序簡圖能用最少視圖表達(dá)，對定位夾緊表面以規(guī)定的符號來表示，見表S0-3。最后還要詳細(xì)標(biāo)明本工序的加工質(zhì)量要求，包括工序尺寸和公差、表面粗糙度以及工序技術(shù)要求等。4 / 38對多刀、多工位加工，還應(yīng)附有刀具調(diào)整示意圖。4.夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)可按下述三個(gè)步驟進(jìn)行：1. 經(jīng)濟(jì)性分析對某一工序而言，是否使用夾具？使用何種類型的夾具（通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等）？以及在確定使用專用夾具的情況下設(shè)計(jì)什么檔次的夾具？這些問題在設(shè)

10、計(jì)夾具前，必須從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)加以考慮，即要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證。迄今為止，夾具經(jīng)濟(jì)性的分析研究還不夠完善，設(shè)計(jì)者常常需要根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行決策。下面介紹的方法可供設(shè)計(jì)者在決策時(shí)參考。使用夾具加工時(shí)，工序成本可按下式計(jì)算： (S-1)式中E0F - 使用夾具加工時(shí)的工序成本（元）；CLF - 使用夾具加工時(shí)的每小時(shí)勞動力費(fèi)用（元/小時(shí)）；CM - 包括管理費(fèi)用在內(nèi)的機(jī)床機(jī)時(shí)費(fèi)用（元/小時(shí)）；tsF - 使用夾具加工時(shí)的單件工時(shí)（小時(shí)）；5 / 38n - 夾具使用年限（年）；i - 投資利息或潤利率數(shù)值（1/年）；Qa - 使用夾具加工的零件總數(shù)；CF -夾具成本，包括夾具設(shè)計(jì)費(fèi)用、材料費(fèi)用、加

11、工費(fèi)用、調(diào)整與裝配費(fèi)用、維護(hù)與保管費(fèi)用等（元）。不使用夾具加工時(shí)，工序成本可按下式計(jì)算： （S-2）式中E0 - 不使用夾具加工時(shí)的工序成本（元）；CL - 不使用夾具加工時(shí)的每小時(shí)勞動力費(fèi)用（元/小時(shí)）；ts- 不使用夾具加工時(shí)的單件工時(shí)（小時(shí)）。若E0F E0 ，則應(yīng)使用夾具。同理，也可以確定夾具的復(fù)雜程度和自動化水平。2. 夾具總體方案的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，繪制方案圖（結(jié)構(gòu)略圖）1）根據(jù)零件加工工藝所給的定位基準(zhǔn)和六點(diǎn)定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應(yīng)的定位元件，定位方案和定位元件的選擇要能夠保證工件的位置精度。2）確定刀具引導(dǎo)方式，并設(shè)計(jì)引導(dǎo)裝置或?qū)Φ堆b置。3）確定工件的夾緊方法，并設(shè)計(jì)夾

12、緊機(jī)構(gòu)，注意夾緊力作用點(diǎn)、方向和夾緊力動力源的選擇及多點(diǎn)夾緊機(jī)構(gòu)的聯(lián)動性等。4）確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式。5）考慮各種元件和裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)，并繪制方案圖（結(jié)構(gòu)略圖）。在考慮總體結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)多看些夾具圖冊并可去工廠調(diào)研。為使方案選擇合理，應(yīng)提出兩個(gè)或兩個(gè)以上方案進(jìn)行分析比較。3. 將確定的方案繪制成結(jié)構(gòu)草圖夾具草圖要求能夠清晰表達(dá)夾具工作原理、基本結(jié)構(gòu)以及各種元件和裝置的相互位置關(guān)系。對夾具的主要部分，如定位元件的結(jié)構(gòu)形式、夾緊裝置的類型和結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向元件等最好詳細(xì)畫出，便于檢查其實(shí)現(xiàn)的可能性。對一些標(biāo)準(zhǔn)件如定位銷、螺栓、螺母等則可不必詳細(xì)畫出而只用位置中心線表示。對某些結(jié)

13、構(gòu)要素如圓角、倒角等在草圖階段不必畫出。確定夾具和機(jī)床的聯(lián)接方式，為此需要查閱機(jī)床手冊、工藝設(shè)計(jì)手冊或訪問數(shù)據(jù)庫。在繪制夾具草圖階段，應(yīng)同時(shí)對夾具的精度、夾緊力進(jìn)行必要的分析計(jì)算。 4. 繪制夾具總裝配圖在草圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行加工和細(xì)化，即可生成正式夾具裝配圖。繪制夾具總圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）嚴(yán)格按照1:1的比例畫。2）被加工零件視為透明體（不遮擋夾具），用雙點(diǎn)劃線畫出其輪廓，并應(yīng)畫出定位面、夾緊面和加工面，加工面用粗實(shí)線畫出。3）夾緊元件及夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)按夾緊狀態(tài)畫出，必要時(shí)可用雙點(diǎn)劃線畫出夾緊元件的松開位置。油缸、氣缸均應(yīng)標(biāo)出工作行程，用雙點(diǎn)劃線表示出放松的位置。4）注意視圖的配置與安排，主視

14、圖應(yīng)面對工人操作的位置。6 / 385）夾具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性，主要是夾具零件的結(jié)構(gòu)工藝性, 與一般機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性相同，首先要盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，以降低設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用；其次要考慮加工的工藝性及經(jīng)濟(jì)性。夾具結(jié)構(gòu)工藝性還應(yīng)考慮夾具的裝配方法與檢驗(yàn)法方法。夾具一般屬于單件生產(chǎn)，多采用調(diào)整法和修配法進(jìn)行裝配，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意。6）夾緊總圖應(yīng)注明的尺寸包括：夾具外形輪廓尺寸；移動件的極限位置尺寸；與夾具定位元件、導(dǎo)向元件及夾具安裝基準(zhǔn)面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差；夾具定位元件與工件的配合尺寸；夾具導(dǎo)向元件與刀具的配合尺寸；夾具與機(jī)床的聯(lián)接尺寸及配合；關(guān)鍵部位的配合尺寸公差及裝配技術(shù)要求；其它

15、重要配合尺寸。7）夾具上有關(guān)尺寸公差和形位公差取工件上相應(yīng)公差的1/51/2, 通常取1/3。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，考慮夾具的磨損，應(yīng)取較小值；當(dāng)工件本身精度較高，為使夾具制造不十分困難，可取較大值。當(dāng)工件上相應(yīng)的公差為自由公差時(shí)，夾具上有關(guān)尺寸公差常取±0.1mm或±0.05mm，角度公差（包括位置公差）常取±10或±5。確定夾具公差帶時(shí)，應(yīng)保證夾具上有關(guān)尺寸的公差帶剛好落在工件上相應(yīng)尺寸公差帶的中間。8）夾具總圖上標(biāo)注的技術(shù)要求通常有以下幾方面：定位元件與定位元件定位表面之間的相互位置精度要求；定位元件的定位表面與夾具安裝面之間的相互位置精度要求；定位元

16、件的定位表面與引導(dǎo)元件工作表面之間的相互位置精度要求；引導(dǎo)元件與引導(dǎo)元件工作表面之間的相互位置精度要求；定位元件的定位表面或引導(dǎo)元件的工作表面對夾具找正基準(zhǔn)面的位置精度要求；與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方法有關(guān)的特殊的技術(shù)要求。表S0-4列出了幾種常見的夾具技術(shù)要求，可供參考9）在裝配圖上應(yīng)有：標(biāo)題欄、件號、技術(shù)要求、剖視圖。自制件要編號，自制件的件數(shù)、材料均須在明細(xì)表中列出。標(biāo)準(zhǔn)件可不編號，其規(guī)格、件數(shù)可在夾具圖上直接標(biāo)出。7 / 385.編寫說明書 設(shè)計(jì)說明書的主要內(nèi)容應(yīng)包括：1. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)包括零件圖的分析、毛坯制造方法的選擇、基準(zhǔn)的選擇、加工方法的選擇、加工順序的確定、工藝路線的

17、制訂、余量與工序尺寸的確定、切削用量的選擇等。其中制定工藝路線部分要詳細(xì)編寫，包括工藝論證內(nèi)容。2. 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)說明包括夾具的用途、工作原理、結(jié)構(gòu)方案的選擇和分析、定位誤差和夾緊力的計(jì)算、精度分析、夾具的使用說明、本夾具的優(yōu)缺點(diǎn)等。寫說明書要求重點(diǎn)突出，文字簡練，字跡端正，說理清楚。盡量用示意圖或計(jì)算數(shù)據(jù)來說明問題，不追求過多的文字?jǐn)⑹?。說明書的編寫工作，應(yīng)從設(shè)計(jì)的開始之日起，逐日將設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及分析計(jì)算等記入筆記本中。每到一階段，即可按要求逐段整理成文，設(shè)計(jì)結(jié)束前再進(jìn)行整理補(bǔ)充。 說明書統(tǒng)一用A4紙書寫，四周留出邊框用于裝訂。本指導(dǎo)書所附說明書封皮及任務(wù)書用于首頁，接下去編排目錄（應(yīng)

18、有頁號），說明書正文是主體，并將工藝過程卡及工序卡按恰當(dāng)位置附入，后記部分可寫收獲、體會以及意見或建議，最后列出自己設(shè)計(jì)中所用到的主要參考資料名稱。8 / 38“機(jī)械制造工藝學(xué)”課程設(shè)計(jì)實(shí)例一設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)"中間軸齒輪"零件（圖S0-1）機(jī)械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件。課程設(shè)計(jì)說明書（實(shí)例一）1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為拖拉機(jī)變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動力和改變輸出軸運(yùn)動方向。1.2 零件工藝分析本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求

19、，對62H7孔有端面跳動要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時(shí)要作為定位基準(zhǔn)使用，故對62H7孔也有端面跳動要求。這些在安排加工工藝時(shí)也需給予注意。2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時(shí)需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，故毛坯應(yīng)選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛。9 / 382.2 確定總余量由表S-1確定直徑上總余量為6mm，高度（軸向）方向上總余量為5mm。2.3 繪制毛坯圖（圖S0-2）3.制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇表面加工方法1）62H7孔 參考表S2，

20、并考慮： 生產(chǎn)批量較大，應(yīng)采用高效加工方法； 零件熱處理會引起較大變形，為保證62H7孔的精度及齒面對62H7孔的同軸度，熱處理后需對該孔再進(jìn)行加工。故確定熱前采用擴(kuò)孔拉孔的加工方法，熱后采用磨孔方法。10 / 382） 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求，并考慮生產(chǎn)批量較大，故采用滾齒剃齒的加工方法（表S-3）。3） 大小端面 采用粗車半精車精車加工方法（參考表S4）。11 / 384） 環(huán)槽 采用車削方法。3.2 選擇定位基準(zhǔn)1） 精基準(zhǔn)選擇 齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是62H7孔，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，并同時(shí)考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原則，選62H7孔作為主要定位精基準(zhǔn)?？紤]定位穩(wěn)定可靠，選一大端面作為第二定位精基準(zhǔn)。

21、在磨孔工序中，為保證齒面與孔的同軸度，選齒面作為定位基準(zhǔn)。在加工 環(huán)槽工序中，為裝夾方便，選外圓表面作為定位基準(zhǔn)。2） 粗基準(zhǔn)選擇 重要考慮裝夾方便、可靠，選一大端面和外圓作為定位粗基準(zhǔn)。3.3 擬定零件加工工藝路線方案1：1）擴(kuò)孔（立式鉆床，氣動三爪卡盤）；2）粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動車床，氣動可脹心軸）；3）半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動車床，氣動可脹心軸）； 4）拉孔（臥式拉床，拉孔夾具）；5）精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角（普通車床，氣動可脹心軸）； 6）精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，氣動可脹心軸

22、）；7）車槽（普通車床，氣動三爪卡盤）；8）中間檢驗(yàn)；9）滾齒（滾齒機(jī)，滾齒夾具）；10）一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；11）另一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；12）剃齒（剃齒機(jī)，剃齒心軸）；13）檢驗(yàn)；12 / 3814）熱處理；15）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）；16）最終檢驗(yàn)。方案2： 1）粗車一端大、小端面，粗車、半精車內(nèi)孔，一端內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）；2）粗車、半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端外圓、內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）；3）精車內(nèi)孔，車槽，精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，三爪卡盤）；4）精車外圓，精車一端大、小端面（普通車床，可脹心軸）；

23、 5）中間檢驗(yàn)；6）滾齒（滾齒機(jī)，滾齒夾具）；7）一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；8）另一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；9）剃齒（剃齒機(jī)，剃齒心軸）；10）檢驗(yàn)；11）熱處理；12）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）；13）最終檢驗(yàn)。方案比較：方案2工序相對集中，便于管理，且由于采用普通機(jī)床，較少使用專用夾具，易于實(shí)現(xiàn)。方案1則采用工序分散原則，各工序工作相對簡單?？紤]到該零件生產(chǎn)批量較大，工序分散可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案1較好。3.4 選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具（表S5，表S6）13 / 3814 / 3815 / 383.5

24、填寫工藝過程卡片（表S0-5）3.6 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì) 工序021）刀具安裝 由于采用多刀半自動車床，可在縱向刀架上安裝一把左偏刀（用于車削外圓）和一把45°彎頭刀（用于車倒角）；可在橫刀架上安裝兩把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）。加工時(shí)兩刀架同時(shí)運(yùn)動，以減少加工時(shí)間（圖S0-3）。16 / 38圖S0-3 工序02排刀圖2）走刀長度與走刀次數(shù) 以外圓車削為例，若采用75°偏刀，則由表151可確定走刀長度為251228mm；一次走刀可以完成切削（考慮到模角及飛邊的影響，最大切深為34mm）。3） 切削用量選擇 首先確定背吃刀量：考慮到毛坯為模鍛件，尺寸一致性較

25、好，且留出半精車和精車余量后（直徑留3 mm），加工余量不是很大，一次切削可以完成。?。篴P =（136133）/2 + 12.5×tan（7°） 3mm；考慮毛坯誤差，?。篴P = 4 mm； 確定進(jìn)給量：參考表S-7，有：f 0.6 mm/ r； 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.5m/s，n = 212r/min。17 / 384） 工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間：tm = 28 /（212×0.6）= 0.22min（參考式S3）； 考慮多刀半自動車床加工特點(diǎn)（多刀加工，基本時(shí)間較短，每次更換刀具后均需進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整時(shí)間所占比重較大等），不能簡單用

26、基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)。可根據(jù)實(shí)際情況加以確定：TS = 2.5min。該工序的工序卡片見表表S0-6。18 / 38工序061）刀具安裝 由于在普通車床上加工，盡量減少刀具更換次數(shù)，可采用一把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）和一把75°左偏刀（用于倒角），見圖S0-4。圖S0-4 工序06刀具安裝示意圖2）走刀長度與走刀次數(shù) 考慮大端面，采用45°彎頭刀，由表S9可確定走刀長度為27.51130mm；因?yàn)槭蔷?，加工余量只?.5 mm，一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。19 / 383）切削用量選擇 首先確定背吃刀量：精車余量0.5mm

27、，一次切削可以完成。?。篴P = 0.5mm； 確定進(jìn)給量：參考表S-10，有：f 0.2 mm/ r； 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。20 / 384）工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間：tm =（30 +8 + 3）/（264×0.2） 0.8 min（參考式S3）； 考慮到該工序基本時(shí)間較短，在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）。可得到：TS = 2×tm = 1.6 min。該工序的工序卡片見表表S0-7。工序0921 / 381）工件安裝 由于滾齒加工時(shí)切入和切出行程較大，為減少切入、切

28、出行程時(shí)間，采用2件一起加工的方法（見圖S0-5）。圖S0-5 工序09工件安裝示意圖2）走刀長度與走刀次數(shù) 滾刀直徑為120mm，則由圖S0-5可確定走刀長度為：走刀次數(shù)：13）切削用量選擇 確定進(jìn)給量：參考表S-11，有：f 1.2 mm/工件每轉(zhuǎn)；22 / 38 確定切削速度：參考表S-12，有：v = 0.6m/s，計(jì)算求出n = 96r/min； 確定工件轉(zhuǎn)速：滾刀頭數(shù)為1，工件齒數(shù)為25，工件轉(zhuǎn)速為：nw = 96/254 r/min。4）工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間：tm =136 / （4×1.2）×2 14 min（參考式S3）； 考慮到該工序基本時(shí)間較長，在采

29、用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較小值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）?？傻玫剑篢S = 1.4×tm 20 min。該工序的工序卡片見表表S0-8。23 / 38工序131）走刀長度與走刀次數(shù) 走刀長度?。篖=l=40mm；走刀次數(shù)：0.2/0.0120（雙行程）。2）切削用量選擇（參考表S-13） 確定砂輪速度：取砂輪直徑d 50 mm，砂輪轉(zhuǎn)速n = 10000r/min，可求出砂輪線速度：v = 26m/s； 確定工件速度：取vw = 0.12 m/s；可計(jì)算出工件轉(zhuǎn)數(shù)nw = 36 r/min； 確定縱向進(jìn)給量：取fl = 3m/min； 確定橫向進(jìn)給量：取fr= 0.01m

30、m/雙行程； 確定光磨次數(shù)：4次/雙行程。3）工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間：tm =（40×2/（3×1000）×（204）×K K是加工精度系數(shù)，取K2，得到：tm = 1.28 min； 考慮到該工序基本時(shí)間較短，在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）?？傻玫剑篢S = 2.4×tm = 3 min。該工序的工序卡片見表表S0-9。 24 / 384 夾具設(shè)計(jì)（以06工序夾具為例進(jìn)行說明）4.1 功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本工序要求以61.6H8孔（4點(diǎn)）和已加工好的大端面（1點(diǎn)）定位，精車另一大、小端

31、面及外圓倒角（5×15°），并要求保證尺寸20±0.2和10±0.2以及大、小端面對61.6H8孔的跳動不大于0.05mm。其中端面跳動是加工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是夾具設(shè)計(jì)需要著重考慮的問題。夾具方案設(shè)計(jì)工件以孔為主要定位基準(zhǔn)，多采用心軸。而要實(shí)現(xiàn)孔4點(diǎn)定位和端面1點(diǎn)定位，應(yīng)采用徑向夾緊?？捎幸韵聨追N不同的方案：1） 采用脹塊式自動定心心軸；2） 采用過盈配合心軸；3） 采用小錐度心軸；4） 采用彈簧套可脹式心軸；5） 采用液塑心軸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，方案1定位精度不高，難以滿足工序要求。方案2和3雖可滿足工序要求，但工件裝夾不方便，影響加工效率。方案4可行，即可滿

32、足工序要求，裝夾又很方便。方案5可滿足工序要求，但夾具制造較困難。故決定采用方案4。夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25 / 381） 根據(jù)車間條件（有壓縮空氣管路），為減小裝夾時(shí)間和減輕裝夾勞動強(qiáng)度，宜采用氣動夾緊。2） 夾具體與機(jī)床主軸采用過渡法蘭連接，以便于夾具制造與夾具安裝。3） 為便于制造，彈簧套采用分離形式。4.2 夾具設(shè)計(jì)計(jì)算切削力計(jì)算（參考切削用量手冊）主切削力：進(jìn)給抗力（軸向切削力）：最大扭矩：夾緊力計(jì)算（參考夾具設(shè)計(jì)手冊）式中1 - 彈簧套與夾具體錐面間的摩擦角，?。簍an10.15；2 - 彈簧套與工件間的摩擦角，?。簍an20.2；- 彈簧套半錐角，6°；D - 工件孔徑；F

33、d - 彈性變形力，按下式計(jì)算：選擇氣缸形式，確定氣缸規(guī)格（參考夾具設(shè)計(jì)手冊）選擇單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸，缸徑100mm即可。4.3 夾具制造與操作說明夾具制造的關(guān)鍵是夾具體與彈簧套。夾具體要求與彈簧套配合的錐面與安裝面有嚴(yán)格的位置關(guān)系，彈簧套則要求與夾具體配合的錐面與其外圓表面嚴(yán)格同軸。此外，彈簧套錐面與夾具體錐面應(yīng)配做，保證接觸面大而均勻。夾具使用時(shí)必須先安裝工件，再進(jìn)行夾緊，嚴(yán)格禁止在不安裝工件的情況下操作氣缸，以防止彈簧套的損壞。夾具裝配圖見圖S0-6。26 / 3827 / 38"機(jī)械制造工藝學(xué)"課程設(shè)計(jì)實(shí)例二設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)“諧波減速器殼體”零件（圖S0-7）成組機(jī)械加工

34、工藝規(guī)程及某一重要工序的成組夾具。各種殼體年產(chǎn)50500件不等，按訂單生產(chǎn)。1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為諧波減速器殼體，用于安裝諧波減速器各零件，使其獲得正確的裝配關(guān)系。其中內(nèi)孔D1用于安裝剛輪，內(nèi)孔D6用于安裝支承低速軸（輸出軸）的軸承。同時(shí)殼體外圓表面D7也是諧波減速器的安裝基準(zhǔn)面。1.2 零件工藝分析本零件主體形狀為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是內(nèi)孔D1、D6，外圓D7，以及與內(nèi)孔D1、D6垂直度要求較高的幾個(gè)端面，如何保證這些表面本身的加工精度和相互位置精度是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問題。本零件的另一特點(diǎn)是螺孔較多，其中螺孔S1位置度要求較高，螺孔S3、S4、和S5也有一定的

35、位置度要求，在工藝上應(yīng)給予保證。本零件結(jié)構(gòu)對于4種不同型號的諧波減速器完全一樣，僅尺寸有所區(qū)別，但也在一定的尺寸范圍內(nèi)。故可以采用成組工藝和成組夾具。 2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的材料是ZL102，故宜采用鑄件。2.2 確定總余量由表S-14確定外圓、內(nèi)孔直徑上總余量為5mm，端面總余量為2.5mm。28 / 382.3 繪制毛坯圖（略）3. 制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇表面加工方法1） 由于工件材料為鋁合金，故各回轉(zhuǎn)表面及端面均采用車削方法加工：對于重要回轉(zhuǎn)表面及端面采用粗車半精車精車加工方法，對于次要回轉(zhuǎn)表面及端面采用粗車或粗車半精車加工方法。2） 螺孔采用鉆孔

36、攻絲加工方法。為保證螺孔的位置精度，均應(yīng)使用鉆夾具進(jìn)行加工。3.2 選擇定位基準(zhǔn)1）精基準(zhǔn)選擇 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是D6孔和大端面C，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，并同時(shí)考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原則，選D6孔和大端面C作為主要定位精基準(zhǔn)。在鉆螺紋底孔的工序中，考慮工件定位和裝夾的方便，選大端面C和D1孔作為定位精基準(zhǔn)。為保證D7外圓和D6孔的同軸度，加工D6孔時(shí)采用D7外圓表面作為定位基準(zhǔn)；而在精加工D7外圓表面時(shí)，采用D6孔作為定位基準(zhǔn)。這體現(xiàn)了互為基準(zhǔn)的原則。2）粗基準(zhǔn)選擇 為保證加工面與不加工面的位置關(guān)系，選不加工的四方面作為定位粗基準(zhǔn)。3.3 擬定零件加工工藝路線生產(chǎn)車間有普通車床和數(shù)控車床可供選擇?？紤]到該零件孔的加工難度較大，為了穩(wěn)定地保證加工精度也為了提高加工效率，精加工采用數(shù)控車床。主要加工工序如下：1）半精車小端面、D7外圓、臺階面及D4孔（普通車床，四爪卡盤）；2）半精車內(nèi)空刀槽D3×（L2L3）（普通車床，三爪卡盤）；3）時(shí)效處理；29 / 384）精車大端面，精車D1孔，半精車D2孔，精車D6孔，倒角0.5×45°