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機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目：制定車凸輪工具的引導(dǎo)夾（圖5-18）
的加工工藝，設(shè)計鉆2×Ф6H7孔鉆
床夾具。
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級：
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
機械工程系
年11月15日
目錄
設(shè)計任務(wù)書 I
序言 1
第1章 零件的分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件工藝分析 2
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 3
2.1 確定毛坯材料 3
2.2 基面的選擇 3
2.2.1 粗基準的選擇 3
2.2.2 精基準的選擇 3
2.3 選擇加工方法 3
2.3.1 平面的加工 3
2.3.2 孔及退刀槽的加工 3
2.3.3 螺紋加工 4
2.4 制定工藝路線 4
2.5 確定加工余量及毛坯尺寸 4
2.5.1 確定加工余量 4
2.5.2 確定毛坯基本尺寸 5
2.6 工序設(shè)計 5
2.6.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 5
2.6.2 選擇量具 6
2.7 確定切削用量以及基本工時 6
第3章 專業(yè)夾具設(shè)計 6
3.1 問題的提出 6
3.2 定位基準的選擇 6
3.3 切削力及夾緊力計算 6
3.4 定位誤差分析 7
3.5 夾具設(shè)計及簡要操作說明 7
第4章 總裝圖 7
結(jié)論 8
參考文獻 9
致謝 9
附錄 10
設(shè)計任務(wù)書
序言
機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)個課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論結(jié)合實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題和解決問題的能力，為自己今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于本人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，還望各位老師可以給予指導(dǎo)。
摘要
機械加工行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，在新經(jīng)濟時代，行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，由此對其它的質(zhì)量，性能要求有了新的變化?，F(xiàn)在機械加工行業(yè)發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設(shè)計與改良直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。
本文首先介紹了車凸輪工具引導(dǎo)夾的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設(shè)計，最后進行夾具設(shè)計。此次設(shè)計是對車凸輪工具的引導(dǎo)夾的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為熱軋件，具有體積小，零件結(jié)構(gòu)簡單的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，其中除了鉆2XФ6此工序以外其他各工序夾具都采用機床自帶夾具，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。
第1章 零件的分析
1.1 零件的作用
凸輪引導(dǎo)夾用于機加工時定位工件，限制工件的自由度，引導(dǎo)工件沿著一個方向移動。在使用中要求引導(dǎo)夾具有一定的強度、剛度及耐磨性。
1.2 零件工藝分析
本零件為一個引導(dǎo)夾，總共有4個加工面，主要是：(如圖)
1).以頂面為基準，加工外形，頂部寬65mm，尾部寬30mm，長165mm，厚30mm。
2).頂面：以中心軸為基準，加工2個φ6H7的孔，兩孔距離為28mm。
3).前面：以中心軸為基準，分別加工15mm、47mm、3mm、φ8的槽,、加工兩個M5的螺紋。
4).左側(cè)：以頂面為基準，加工一個 φ12 的孔。
5).右側(cè)：以頂面為基準，加工一個M10的螺紋。
表面粗糙度要求：右側(cè)面表面粗糙度為Ra1.6，后面表面粗糙度為Ra0.8其余均為Ra6.3
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 確定毛坯材料
零件材料為45鋼，考慮到作為夾具使用，應(yīng)具有很大的硬度，又是中批量生產(chǎn)，故采用型材，又由于零件最大寬度為65mm,所以選擇熱軋件。
2.2 基面的選擇
定位基準的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與和理地選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類，提高生產(chǎn)率。
2.2.1 粗基準的選擇
由于題目所給圖形的尺寸均由零件頂面延伸，所以先加工頂面，又由于頂面有兩個孔，為了定位可靠，使加工過程穩(wěn)定，減少振動，可以選擇左右側(cè)面作為粗基準加工頂面。又由于零件后面的尺寸精度大于前面的尺寸精度，所以可以選擇后面作為粗基準加工前面。同理，可以選擇右側(cè)面作為粗基準加工左側(cè)面。
2.2.2 精基準的選擇
上面已經(jīng)提到本零件所有的尺寸均由頂面延伸，即零件前面所有孔和槽的位置是以頂面作為基準加工的，所以可以選擇頂面作為精基準加工φ8的孔。Φ12 M10孔位置是以零件后面為基準的，所以應(yīng)當(dāng)以前面作為精基準加工后面，再以后面作為精基準加工φ12 M10的孔。為避免由于基準不重合而產(chǎn)生誤差，保證加工精度，應(yīng)選擇φ8的孔作為精基準來加工前面的槽和頂面的孔，即遵循“基準統(tǒng)一”的原則。
2.3 選擇加工方法
2.3.1 平面的加工
平面的加工方法有很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對于本零件，除了右側(cè)面和后面外，其它表面的粗糙度要求均為Ra6.3um,其距離尺寸65mm為未注公差尺寸。根據(jù)GB/T 1804—2000規(guī)定，選用中等級(m),相當(dāng)于IT7等級，故可以采用粗端銑。
2.3.2 孔及退刀槽的加工
孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。由于本零件的φ12、φ8的孔及2×M5和M10的螺紋底孔孔徑都很小，且沒有精度要求，故可以一次鉆削完成，而頂面2×φ6H7的孔，由于有一定的精度要求，孔的公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra0.8,故可以采取鉆孔-鉸孔的加工方式。
對于零件前面的槽可采用拉絲的方法，由于其表面粗糙度Ra1.6,所以可以采用粗拉-精拉的加工方式。
2.3.3 螺紋加工
零件前面2×M5及右側(cè)M10的螺紋應(yīng)采取攻螺紋的方式。需要注意的是在攻螺紋工序之前應(yīng)設(shè)置一道倒角工序，或在本工序中先設(shè)一道倒角工部，以避免折斷絲錐，使攻螺紋順利進行。
2.4 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工件集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案
工序05 制造毛坯
工序10 粗銑（前、后面）
工序15 粗銑（左、右、上、下各平面及45度斜面）
工序20 精銑（前面、左面、上面、下面及45度斜面）
工序25 精銑（后面）
工序30 精銑（右側(cè)的30X122.5平面）
工序35 用鉆床鉆出前側(cè)φ8的通孔
工序40 用銑床銑出47×48,15×30，及3×95的方形槽
工序45 用鉆床鉆出左側(cè)φ12的孔，深度為13.5
工序50 用鉆床鉆出右側(cè)M10的螺紋底孔
工序55 攻右側(cè)M10的螺紋，深13.5mm
工序60 用鉆床鉆出頂面2×φ6H7的圓孔，深度為25
工序65 用鉆床鉆出前側(cè)M5的螺紋底孔
工序70 攻前面M5的螺紋，深13mm
工序75 去毛刺，檢驗
2.5 確定加工余量及毛坯尺寸
2.5.1 確定加工余量
該零件材料為S45C，即45號鋼，屈服強度σs=355MPa，抗拉強度σb=600MPa，采用型材制造，且為中批量生產(chǎn)，型材熱軋件尺寸公差為CT4-CT15級，此處選為CT6級（根據(jù)《簡明手冊》表2.3—21）
引導(dǎo)夾個加工表面加工余量
加工表面
加工余量/mm
備注
頂面
1.3
底面
1.3
前面
1.3
后面
1.3
左面
1.3
右面
1.3
2.5.2 確定毛坯基本尺寸
加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應(yīng)的加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示。（根據(jù)《簡明手冊》表2.3—21）
零件尺寸/mm
加工余量/mm
毛坯尺寸/mm
65
1.3
67.6
30
1.3
32.6
165
1.3
167.6
2.6 工序設(shè)計
2.6.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
2.6.1.1選擇加工設(shè)備
選擇加工設(shè)備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。
選擇加工設(shè)備要考慮經(jīng)濟加工精度。所謂加工精度是指在正常條件下（采用符合質(zhì)量標準的設(shè)備、工藝裝備和標準技術(shù)等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度和表面粗糙度。需要指出的是：每一種機床，都有相應(yīng)的加工經(jīng)濟精度，也就是說任何機床在最經(jīng)濟的情況下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范圍。若精心操作、細心調(diào)整、選擇小的切削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗時費工。如車外圓時經(jīng)“粗車—半精車—精車”加工的經(jīng)濟精度與表面粗糙度為IT7～IT8，Ra1.25～5um，也就是說，在正常的生產(chǎn)條件下很容易滿足此要求。若要一名高技術(shù)工人精心加工，也能車出IT6甚至IT5級的外圓來，但經(jīng)濟上太不合算了?？偠灾?，最終選擇的機床，其經(jīng)濟精度月零件表面的設(shè)計要求相適應(yīng)，初步選定各工序機床如下：
（1） 工序10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65銑平面：選擇臥式銑床X61。
（2） 工序70、80、85、90、95、100、105鉆孔：選擇立式鉆床Z525。
（3） 工序75拉方形槽：選擇拉絲床。
2.6.1.2選擇夾具
零件引導(dǎo)夾形狀簡單，且大部分工序為銑削，直接用銑床自帶夾具即可，而鉆孔、鉸孔可在鉆床上完成，鉆床自帶夾具已經(jīng)可以夾住零件。因此，該零件無需設(shè)計和制造專用夾具。
2.6.2 選擇量具
本零件屬于單件生產(chǎn)，一般采用通用量具。大部分工序為銑削，所以采用游標卡尺。又因為最大長度為165mm,可以選用深度尺。
2.7 確定切削用量以及基本工時
工序70 用鉆床鉆出頂面2×φ6H7的圓孔，深度為25
刀具選擇：高速鋼麻花鉆頭其直徑選擇立式鉆床Z525
（《見切削手冊》表2.7）
（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按3類加工性質(zhì)考慮）
主軸轉(zhuǎn)速
切削工時
第3章 專業(yè)夾具設(shè)計
3.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆Ф6孔，精度要求為7級。
3.2 定位基準的選擇
本道工序鉆Ф6孔，因此我們采用底面定位，由于工件比較長，用1個條型塊和1個銷釘定位，用1個壓板壓緊。因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求。
3.3 切削力及夾緊力計算
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=6mm f=0.12mm/r 修正系數(shù)=1.0 =1.1，
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垂直。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
3.4 定位誤差分析
本工序的加工以工件底面定位，在重力作用下無縫隙，故此時的徑向基準位移誤差可不必計算。
3.5 夾具設(shè)計及簡要操作說明
使用底面、后面及右面定位，采用旋轉(zhuǎn)壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用固定式鉆模板及固定式鉆套，保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于中批量生產(chǎn)。
第4章 總裝圖
裝配圖附圖如下：
結(jié)論
在老師的指導(dǎo)下順利地完成了車凸輪工具的引導(dǎo)夾的設(shè)計，并且認真地、有計劃地按時完成設(shè)計任務(wù)。盡管整個設(shè)計在技術(shù)上不夠先進，但是在經(jīng)濟上合理、在生產(chǎn)上可行。
此次設(shè)計，以機械加工工藝路線為主線，通過對零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進一步擬訂加工方法并選擇機械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運用相關(guān)手冊查工藝參數(shù)，計算切削用量和加工工時。將計算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機床設(shè)備，填入工藝文件。
在設(shè)計中，體會到先前所修課程的重要性，并從此設(shè)計中得到鞏固和擴展，也提高我們獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻
[1] 艾興 肖詩鋼 切削用量簡明手冊第3版[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002
[2] 李益民 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社，1993
[3] 王棟 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010
致謝
本文是在論文指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次課程設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多有關(guān)設(shè)計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。
通過這次模具設(shè)計，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次課程設(shè)計，綜合運用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設(shè)計，通過實際設(shè)計從而培養(yǎng)和提高了自己的獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)規(guī)范和標準，同時對各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設(shè)計資料和手冊的能力，熟悉了設(shè)計中的標準和規(guī)范等。
在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。