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目錄
第1章 緒論 1
1．1引言 1
1．2機械加工工藝規(guī)程的作用 1
1．3研究方法及技術路線 2
1．4課題背景及發(fā)展趨勢 3
第2章 工藝規(guī)程設計 5
2．1毛坯的制造形式 5
2．2 基面的選擇 5
2.2.1 粗基準的選擇原則 5
2.2.2精基準選擇的原則 5
2．3制定工藝路線 6
2．4確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 7
2．5確定切削用量及基本工時 8
第3章 滑座的夾具設計 11
3．1鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔的夾具設計 11
3.1.1 定位基準的選擇 11
3.1.2切削力及夾緊力的計算分析 11
3.1.3 誤差分析與計算 11
3.1.4 夾具工作原理 12
3．2鉆7-M6螺紋底孔的夾具設計 13
3.2.1 定位基準的選擇 13
3.2.2切削力及夾緊力的計算分析 13
3.2.3 誤差分析與計算 13
3.2.4 夾具工作原理 14
結 論 15
致 謝 16
參考文獻 17
17
第1章 緒論
1．1引言
制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關?，F代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現了大工業(yè)生產，使得人類的物質生活和文明有了很大的提高，對精神和物質有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產，內燃機制造技術的出現和發(fā)展形成了現代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現代計算機的水平，納米技術的出現開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現，使人類活動走出了地球，走向太空 。
1．2機械加工工藝規(guī)程的作用
機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、 計算生產綱領，確定生產類型
2、 分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查
3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、 制訂工藝路線
5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。）
1．3研究方法及技術路線
1. 深入生產實踐調查研究
在深入生產實踐調查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產綱領，制造與使用夾具情況等。
2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序
計算生產綱領，確定生產類型，分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
3. 確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構
夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。
4. 確定夾具其他部分的結構形式
如分度裝置，對刀元件和夾具體等
5. 繪制夾具總裝配圖
在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。
6. 標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求
7. 標注零件編號及編制零件明細表
在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數量等。
8. 繪制家具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。
1．4課題背景及發(fā)展趨勢
機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產實踐調查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產綱領——夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經濟合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。這些因素所造成的誤差，可以通過數學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用導向元件或對刀元件來保證。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產生變形等。夾具中出現過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。
第2章 工藝規(guī)程設計
2．1毛坯的制造形式
零件材料為鋼，中批量生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造，段造精度為8級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。
2．2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。
2.2.1 粗基準的選擇原則
1）如果必須首先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。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。
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。
5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。
由以上及零件知，選用A面、F面及C面作為定位粗基準。
2．2．2精基準選擇的原則
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。
精基準選擇應當滿足以下要求：
1） 用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。
2） 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。
3） 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。
由上及零件圖知，選用2-Φ45H7孔及F面作為定位精基準。
2．3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。
最終工藝方案如下：
工序01：鍛造
工序02：調質處理
工序03：銑A面
工序04：銑B面
工序05：銑C面
工序06：銑D面
工序07：銑E面
工序08：銑F面
工序09：鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔
工序10：銑48H7槽
工序11：鉆4-M8底孔
工序12：鉆7-M6底孔
工序13：鏜36H8孔
工序14：攻4-M8螺紋
工序15：攻7-M6螺紋
工序16：去毛刺
工序17：檢驗至圖紙要求
工序18：入庫
2.4確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差
1. A面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
2.B面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
3. C面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
4. D面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
5. E面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
6. F面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
7.Φ55H8孔的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削（粗鏜——半精鏜）方可滿足其精度要求。
9. Φ45H7孔的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削（粗鏜——半精鏜）方可滿足其精度要求。
10. 48H7槽的加工余量
因其深度為15，尺寸不大，故采用實心鍛造。
11. Φ36H8孔和加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm, 鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鏜削（粗鏜——半精鏜）方可滿足其精度要求。
12. 4-M8螺紋和7-M6螺紋的加工余量
因其尺寸不大，故采用實心鍛造
13．其他不加工表面，鍛造即可滿足其精度要求。
2．5確定切削用量及基本工時
工序09：粗鏜、半精鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔
工步一：粗鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔
1．加工條件
加工要求：粗鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔，單側加工余量Z=1.4mm。
機床：選用T68臥鏜床和專用夾具。
刀具：硬質合金單刃鏜刀。
2、選擇切削用量
（1）選擇切削深度
由于單側加工余量Z=1.4mm，故可在一次鏜去全部余量，則=1.4mm
(2)選擇進給量
根據【6】《實用機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵：
=20-50m/min f=0.3-1.0mm/r
選擇v=30m/min
則
根據《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇，n=350r/mm。
（3）計算基本工時
根據公式，式中，當加工一個孔時l=80，，
L=（80+1.4+3）mm=84.4mm
故有=min≈0.982min
工步二：半精鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔
1．加工條件
加工要求：粗鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔，單側加工余量Z=0.1mm。
機床：選用T68臥鏜床和專用夾具。
刀具：硬質合金單刃鏜刀。
2、選擇切削用量
（1）選擇切削深度
由于單側加工余量Z=1.4mm，故可在一次鏜去全部余量，則=0.1mm
(2)選擇進給量
根據【6】《實用機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表11-313，查得粗鏜時，硬質合金刀頭，加工材料鑄鐵：
=20-50m/min f=0.3-1.0mm/r
選擇v=30m/min
則
根據《簡明手冊》表4.2-20～4.2-61，選擇，n=350r/mm。
（3）計算基本工時
根據公式，式中，當加工一個孔時l=80，，
L=（80+0.1+3）mm=83.1mm
故有=min≈0.963min
工序12：鉆7-M6底孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
601r/min
按機床選取n=600r/min
切削工時： ，，則機動工時為
第3章 滑座的夾具設計
對于成批生產的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質量、操作方便、滿足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。本加工工藝規(guī)程中，所用夾具均為專用夾具，需專門設計、制造，這里對鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔及鉆7-M6螺紋底孔的夾具進行分析。
3.1鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔的夾具設計
3.1.1定位基準的選擇
Φ55H8孔、2-Φ45H7孔在加工工藝規(guī)程中為第09道工序，由零件圖可知，選用B面、F面和C面作為定位基準。
3.1.2切削力及夾緊力的計算
查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數K=
式中為各種因素的安全系數，查表得：
K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為36500N
==91250N
由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
3.1.3 誤差分析
一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。
形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。
根據零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據經驗公式，易知此結果符合。
3.1.4 夾具工作原理
所設計鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔裝配圖如圖3.1.4—1所示。工件以B面、F面和C面作為定位基準，其中，B面為第一定位基準，與支承板相配合，限制三個自由度，F面為第二定位基準，與支承板相配合，限制兩個自由度，C面為第三定位基準，與擋銷相配合，限制一個自由度，屬于完全定位。
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了由鉤形壓板、螺栓、螺母、彈簧組成的夾緊機構夾緊工件。本工序為鏜削余量小，鏜削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求
圖3.1.4-1 鏜Φ55H8孔、2-Φ45H7孔裝配圖
3.2鉆7-M6螺紋底孔的夾具設計
3.2.1定位基準的選擇
鉆7-M6螺紋底孔在加工工藝規(guī)程中為第12道工序，由零件圖可知，選用B面和2-Φ45H7孔作為定位基準，即一面兩銷定位。
3.2.2切削力及夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：D=5.3
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義
3.2.3 誤差分析
(1)移動時基準位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
3.2.4 夾具工作原理
所設計鉆7-M6螺紋底孔裝配圖如圖3.2.4—1所示。工件以B面和2-Φ45H7孔作為定位基準，其中，B面為第一定位基準，與支承板相配合，限制三個自由度，其中一個Φ45H7孔為第二定位基準，與心軸相配合，限制兩個自由度，另一個Φ45H7孔為第三定位基準，與削邊心軸相配合，限制一個自由度，屬于完全定位。
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了由心軸、圓墊圖、快換墊圈、螺母組成的夾緊機構夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求
圖2.2.4-1 鉆7-M6螺紋底孔裝配圖
總 結
這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。
這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
致 謝
這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。
這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
1， 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8
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